模具数控加工技术 二版 课件 单元七项目二任务4.pptVIP

模具数控加工技术 第七单元 模具现代先进制造技术 [本单元简介]本单元简要介绍模具当代具有代表性的先进制造技术，一些技术已经得到广泛应用，一些处于推广或发展阶段。通过本单元的学习使学生初步了解模具先进制造技术的类型、应用范围，形成初步的概念。学生可以根据这些技术概念查找专门的资料和信息进行深入的学习和研究，为自己专业自我发展开拓眼界和方向。 [核心能力]具有选择和应用特种加工装备加工模具的能力；具有选择高效高精模具设计制造技术方法的能力。 [教学建议] 充分利用多媒体教学影视资料。以原理、工艺特点为核心，在有条件的情况下尽量采用直观形象教学方式实施教学。 * * 项目二 模具快速与精密制造技术 【职业能力】具有模具现代快速设计制造及精密制造技术的基础应用能力。 任务4 超精密模具数控加工技术 【技能目标】 具有超精密加工条件和技术参数选择的能力。 【核心知识】 超精密加工技术方法和构成。 第七单元 模具现代先进制造技术 任务4 超精密模具数控加工技术 一、超精密加工工艺特征 1. 超精密加工的含义 精密加工和超精密加工是一个相对的概念，随着时代的发展和技术的进步，今天的超精 密加工可能在明天只能属于精密加工范围，但是，无论如何精密加工和超精密加工已经 成为当代全球制造业市场竞争的关键技术，尖端技术产品需要用精密和超精密模具来制 造。在现代条件下，如果按加工精度将模具加工分为普通加工、精密加工、超精密加 工，其技术指标可以作如下划分： ⑴ 普通加工 尺寸加工精度大于1um、表面粗糙度Ra0.1um以上的加工方法属于普通加工范畴。大多 数国家和企业都能掌握和普及应用普通加工技术，生产制造普通加工的加工设备。 ⑵ 精密加工 尺寸加工精度在0.1~1um、表面粗糙度Ra值在0.01~0.1um之间的加工方法属于精密加工 范畴。精密加工普遍应用的加工方法为金刚车、金刚镗、精密磨、研磨、珩磨等。精密 加工在发达国家应用广泛，发展中国家的大型企业、重要企业也普遍应用。 ⑶ 超精密加工 尺寸加工精度低于0.1um、表面粗糙度低于Ra0.01um的加工方法属于超精密加工范畴。 当今超精密加工的方法有金刚石刀具超精密车削、超精密磨削加工，超精密特种加工和 复合加工。 ⑷ 纳米加工 尺寸加工精度低于0.03um、表面粗糙度低于Ra0.005um的加工方法属于纳米加工范围。 第七单元 模具现代先进制造技术 项目二 模具快速与精密制造技术 任务4 超精密模具数控加工技术 一、超精密加工工艺特征 2. 精密加工所涉及的技术领域 ⑴ 超精密加工机理 虽然超精密加工也应该服从一般加工的普遍规律和原理，但由于超精密加工从被加工表 面去处的是一层极微量的表面层，其加工方法有其自身的特殊性，刀具磨损、积屑瘤生 成规律、加工参数等加工机理将与一般加工有所区别。 ⑵ 超精密加工工具 超精密加工的刀具、磨具及其制造技术，如金刚石刀具的制造与刃磨、超硬度砂轮的修 整等都是超精密加工的关键技术。 ⑶ 超精密加工机床 超精密加工机床是实现超精密加工的平台，不仅要有微量伺服进给机构，其整体设备要 高精度、高刚度、高抗振性、高稳定性并具有高的自动化功能。 ⑷ 超精密测量及补偿技术 测量技术和测量装置必须与超江面加工的级别相一致，要具有实时在线测量和误差补偿 功能。 ⑸ 工作环境 超精密加工对工作环境的稳定性有极高的要求，微小的变化都可能影响加工精度。因 此，必须严格控制加工环境，如恒室温 (环境温度要求20±0.01℃)、空气净化(每立方英 尺的空气中大于0.5um的灰尘不超过10~100个)、减振及隔振等恒顶的物理条件。 第七单元 模具现代先进制造技术 项目二 模具快速与精密制造技术 任务4 超精密模具数控加工技术 二、超精密切削加工技术 当前超精密切削加工主要应用金刚石刀具的超精密车（镗）技术中，用于加工 铜、铝等有色金属及其合金，加工光学玻璃、大理石、碳素纤维等非金属材 料。 1. 超精密切削对刀具要求 ⑴ 硬度极高、高的耐用度和弹性模量，保证刀具具有很长的使用寿命。 ⑵ 刀具刃口极其锋利，刃口半径ρ值极小，以使切削厚度极薄（切削厚度0.1um）。 ⑶ 刀刃无缺陷以实现超光滑镜面加工。 ⑷ 刀具材料与工件材料亲和性小，抗粘结性好，摩擦因数低，使加工表面的完整性极 好。 2. 金刚石刀具的性能特点 当前超精密切削主要使用天然大颗粒金刚石刀具，要求使用的天然单晶体金刚石无杂 质、无缺陷。金刚石刀具的性能特点是： ⑴ 极高的硬度可以达到6000 HV ~10000HV； ⑵ 刃口可以磨出极其锋利，且无缺陷，刃口圆弧半径可小到纳米级； ⑶ 热化学性质相当稳定，