君，已阅读到文档的结尾了呢~~
精密、超精密切削加工主要是利用立方氮化硼(CBN)、人造(聚晶)金刚石和单晶金刚石刀具进行切削加工。根据加工表面及加工一C具的特点.精密、超梢密切削加工可分为四类
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
精密超精密切削加工原理及应用
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口当前位置： >
精密和超精密切削加工技术的研究
&&& 摘要：精密和超精密切削加工的工作原理与普通切削加工一样，都是通过一个或有次序的多个刀刃在被加工表面的切削形成工件形状。但所不同的是加工所用的刀具不一样，加工使用的机床性能不一样，从而切削用位也不一样。
&&& 0 引言
&&& 精密与超精密加工技术是发展各种高新技术的基础和关键，是高新技术的重要增长点。精密与超精密加工技术涉及多种基础学科和多种新兴技术，其发展有赖于这些学科和技术的发展，同时又会带动和促进相关科学技术的发展。事实上，精密与超精密加工技术已构成高新技术的一个重要生长点。
&&& 精密加工是指在一定的发展时期，加工精度与表面质量达到较高程度的加工工艺。超精密加工则是指在一定的发展时期，加工精度与表面质量达到最高程度的加工工艺。在不同的发展时期，精密与超精密加工有不同的标准。本文仅论述采用切削加工方式进行的精密加工和超精密加工。
&&& 1 精密和超精密切削加工刀具
&&& 在精密加工中，常用的刀具材料有：硬质合金和涂层硬质合金、立方氮化硼（CBN）和人造聚晶金刚石。硬质合金刀具用粉末冶金制成，其粉末颗粒直径有几个微米大，不可能形成很小的刃口半径。立方氮化硼（CBN）刀具现在用于加工黑色金属，但还达不到超精密镜面切削水平。人造聚晶金刚石无法磨出极锋锐的刃口，它只能用于有色金属和非金属的精加工，也很难达到超精密镜面切削。
&&& 在超精密切削加工中，最常用的刀具材料是天然或人造单晶金刚石。天然单晶金刚石有着一系列优异的特点，如硬度极高，耐磨性和强度高，导热性能好，与有色金属材料的化学亲和性小，抗粘接性好，摩擦系数低，能磨出极锋锐的刃口，刃口半径P值可以刃磨到1 nm级的水平，能实现超薄切削厚度，且平刃性极高，刀刃无缺陷，能得到超光滑的镜面。用天然单晶金刚石刀具切削铜、铝等有色金属材料，能得到尺寸精度为0. 1&m数量级和表面粗糙度Ra为0. 01&m数量级的超高精度加工表面。因此，虽然它的价格昂贵，但仍被公认为是理想的、不能替代的超精密切削刀具材料。大颗粒人造单晶金刚石现在已能工业生产，并已开始用于超精密切削，但它的价格极为昂贵。
&&& 金刚石车削主要用于钢、铝及其合金等软金属零件的精密加工。例如，用于车削铝合金磁盘基片，表面粗糙度可达Ra0.003 &m，平面度可达0. 2&m；金刚石数控车削可加工非球面光学金属反射镜；金刚石镜面铣削可加工多棱体光学金属反射镜等。
&&& 金刚石车刀结构和刀具角度见图1。
&&& 为了发挥金刚石车刀的切削性能和保证工件加工质量，金刚石车刀的刃磨是关键，包括刃磨方法、晶体定向和刀具角度等。由于金刚石晶体具有各向异性和解理的性质。刃磨刀具时，应选定承受切削力的前刀面在某一确定晶面上，而不可使受力方向与金刚石解理面（111晶面）平行，主切削刃应选择与硬度最大的晶向一致。据实验研究报道，当金刚石车刀后刀面分别取为100晶面与110晶面时，其磨损量相差6倍；又据统计计算表明，前刀面产生破损的概率因晶面方位不同而可能有10，数量级的差异。因此，定向刃磨，正确地选取金刚石刀具的晶面方位，对提高刀具耐用度有极重要意义。目前，大多采用研磨方法，将金刚石选择好晶向后夹持在研具上，用回转的铸铁研磨盘研磨晶面。晶体定向是指刃磨新金刚石刀具时，须先确定金刚石的晶面和晶向。晶体定向方法有目测定向法、X射线定向法和激光定向法。
&&& 2 精密和超精密切削加工机床
&&& 实现金刚石超精密切削，对机床的要求主要是具有很高的主轴回转精度、导轨运动精度和精细走刀的平稳性，对环境的要求主要是恒温、净化和防振隔振。
&&& 在精密和超精密切削加工中使用的机床主要有两种，一种是镜面铣床，另一种是金刚石车床。
&&& 2.1镜面铣床
&&& 镜面铣床在超精密加工机床中属于较简单的一类，其关键部件为高精度主轴和低摩擦高平稳性的滑台。在现有的镜面铣床中，主轴多采用气体静压支承，只有个别的主轴采用液体静压支承技术。滑台的支承多数为气体静压系统，但最近几年液体静压系统呈上升趋势，其主要是因为液体静压系统具有高的阻尼和高的刚度。滑台的驱动系统也是保证加工精度的关键因素，过去常使用平稳的钢带驱动，现在多用高精度滚珠丝杠驱动或直线电机驱动。
&&& 2.2金刚石车床
&&& 2.2.1技术参数
&&& 最大车削直径：400 mm；
&&& 最大车削长度：100 mm；
&&& 最高转速： r/min ；
&&& 最大进给速度：5000 mm/min ；
&&& 数控系统分辨率：0.05～0. 1 &m；
&&& 重复精度（&2&）：& 0. 000 2/ 100 mm；
&&& 主轴径向圆跳动：&0. 1&m；
&&& 主轴轴向圆跳动：& 0. 1&m；
&&& 滑台运动的直线度：& 0. 001/150 mm/mm；
&&& 滑台对主轴的垂直度：& 0. 002/100 mm/ mm；
&&& 主轴前静压轴承的刚度（&100 ）：径向：1140 N/&m；轴向：1020 N/&m ；
&&& 主轴后静压轴承的刚度（&80） :640 N/&m ；
&&& 纵、横滑台的静压支承刚度：720 N/&m.
2.2.2工作性能
&&& 金刚石车床与镜面铣床相比，其结构较为复杂，技术要求更为严格。除必须满足很高的运动平稳性外，还必须具有很高的定位精度和重复精度。镜面铣削平面时，对主轴只需要很高的轴向运动精度，而对径向运动精度要求较低。金刚石车床则须兼备很高的轴向和径向运动精度，才能减少对工件的形状精度和表面粗糙度的影响。
&&& 目前，市场上供应的金刚石车床的主轴大多采用气体静压轴承，轴向和径向的运动误差在50 nm以下，个别主轴的运动误差已低于25 nm。图2所示为美国Moore公司的Moore金刚石车床，采用卧式主轴和空气轴承，有很高的动、静刚度。金刚石刀具装在回转工作台上，加工各种曲面时，刀具始终垂直于加工表面，提高了加工精度和表面质量。
&&& 金刚石车床的滑台在20世纪90年代以前绝大部分采用气体静压支承，菏兰的Hembrug公司则采用液体静压支承。进入20世纪90年代以来，美国的Pneu-mo公司（现已与Precitech公司合并）的主要产品Nanoform 600和250也采用了具有很高刚性、高阻尼和高稳定性的液体静压支承滑台。
&&& 金刚石车床的布局最初沿袭了传统车床的结构，主轴固定在床身上，横向滑台（X轴）装在纵向滑台（z轴）上。因为纵、横滑台的导轨相互垂直，故又被称为十字滑台布局。其优点是技术成热，结构紧凑。荷兰Hembrug公司的super-mikroturn车床就一直采用这种结构。十字滑台布局的缺点在于纵横两滑台运动时相互影响，当对运动精度要求高时，这种结构的缺点就尤为突出。同时，十字滑台的加工难度很高，要保证纵、横滑台导轨间的垂直度要求，需要大量的手工刮研工作，成本很高。
&&& 为解决这些问题，最近提出了一种T形布局的金刚石车床，如图3所示，车床的主轴装在横向滑台（x轴）上，而刀架装在纵向滑台（z轴）上。这种结构形式不仅彻底解决了两滑台的相互影响问题，而且纵、横两移动轴的垂直度可以通过装配调整保证，生产成本较低，已成为当前金刚石车床的主流布局。
?上一文章：
?下一文章：
& &评论摘要(共 0 条，得分 0 分，平均 0 分)
Copyright &
. All Rights Reserved .
页面执行时间：35,203.13000 毫秒超精密切削技术应用及发展_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
超精密切削技术应用及发展
上传于|0|0|暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用0下载券
想免费下载更多文档？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩15页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢超精密加工技术的方法（一）
根据超精密加工的机理和特点，一般可将超精密加工分为以下几类。
1.超精密切削加工
超精密切削加工主要采用优质的天然金刚石刀具作为加工工具，所以超精密切削也称金刚石切削（Single
Point Diamond Turning,
SPDT）。如金刚石刀具超精密切削、微孔钻削等。主要加工对象是要求高表面质量和高形状精度的有色金属或非金属零件，如加工激光或红外用的平面或非球面反射镜、磁盘、VIR辊轴、有色金属阀芯和多面梭镜等。
金刚石精度切削原理和常规的切削加工不同，金刚石精密切削的屑片厚度小于1um,
因此切削主要不是在金属材料晶体界进行，而往往在晶粒内进行。此时要顺利进行切削，刀具上承受的切削力一定要超过晶体内强大的原子结合力。由于金刚石材料硬度极高，质地致密，而且单晶金刚石刀具切削刃钝圆半径可磨到0.005um，在400倍显微镜下观察,
其切削刃没有缺口现象，而刀刃的直线度可达到0.1~0.01um，迄今没有任何材料可以磨到如此锋利程度。因此单晶金刚石成为当前最理想的超精密切削加工的刀具材料。
可达到Ra0.05um的粗糙度和0.1um的非球面形状精度。如图1所示,
为美国Lawrence
Livemore实验室和美国空军合作研制出的大型光学金刚石超精密车床。该车床是为镜面加工大直径光学镜头而开发的，采用双立柱立式车床结构，六角刀盘驱动，多重光路激光干涉溯长进给反馈，分辨率为0.7mm，定位误差为0.0025um；为了减少热变形影响，采用低热膨胀材料组合技术，恒温液体冷却，液体温度控制在（20&0.0005)℃。
图1美国光学超精密车床
1 &主轴；2&高速刀具伺服结构；3&刀具轴；4&X轴拖板； 5&上部机架；6&主机架；7&气动支承
金刚石具有很高的高温强度和硬度，而且材质细密，经过精细研磨，切削刃可磨得极为锋利，表面粗糙度值很小，因此，是最佳的切削刀具材料，可进行镜面切削。用金刚石刀具进行精密切削，主要用来加工无氧铜、铝合金、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。
金刚石精密切削用于加工陀螺仪、天文望远镜的反射镜、激光切割机床中的反射镜等，也可以加工计算机磁盘、激光打印机的多面镜、录像机的磁头、复印机的硒鼓，
2.超精密砂轮磨削
超精密磨削技术是在一般精密磨削的基础上发展起来的。超精密磨削不仅要提供镜面级的表面粗糙度，还要保证获得精确的几何形状和尺寸。为此，除了要考虑各种工艺因素外，还必须有高精度、高刚度及高阻尼特征的基准部件消除各种动态误差的影响，并采取高精度检测手段和补偿手段。
超硬磨料砂轮目前主要指金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮，超精密磨削的加工对象主要是玻璃、陶瓷等硬脆材料，作为纳米级磨削加工，要求机床具有高精度及高刚度，脆性材料可进行可延性磨削。此外，砂轮的修整技术也相当关键，尽管磨削比研磨更能有效地去除物质，但在磨削玻璃或陶瓷时很难获得镜面，主要是由于砂轮粒度太细时，砂轮表面容易被切屑堵塞。日本理化学研究所学者大森整博士发明的电解在线修整(ELID)铸铁纤维结合剂(CIFB)砂轮技术可以很好地解决这个问题。
磨削时尺寸精度和几何精度主要靠精密磨床保证，可达亚微米级精度。在某些超精密磨床上可磨出十纳米精度的工件。在精密磨床上使用细粒度磨粒砂轮可磨削出Ra0.1~0.05um的表面。使用金属结合剂砂轮的在线电解修整砂轮的镜面磨削技术可得到Ra0.01~0.002um的镜面。
英国国立物理实验室（National Physic
Laboratory,NPL）开发的由四面体结构构成的一个四面体框架，如图2所示，每个圆柱承受压力，静刚度可达10N/nm，加工精度可达1nm以上。
图2 英国四面体主轴超精密磨床
1&主轴；2&工作台；3&支持球
超硬磨料砂轮磨削的共同特点如下。
(1)可用来加工各种高硬度，高脆性金属和非金属难加工材料。
(2)磨削能力强，耐磨性好易于控制加工尺寸及实现加工自动化。
(3)磨削力小，磨削温度低，加工表面质量好。
(4)磨削效率高。
(5)加工综合成本低。
近年来发展起来的金刚石微粉砂轮已趋近成熟，将在生产中推广应用。金刚石精密和超精密磨削已经成为陶瓷、玻璃、半导体等高硬脆材料的主要加工手段。
查看原文：
已投稿到：
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。金刚石刀具适用领用有哪些?
全部答案（共1个回答）
天然金刚石刀具主要用于紫铜及铜合金和金、银、铑等贵重有色金属，以及特殊零件的超精密镜面加工，如录相机磁盘、光学平面镜、多面镜和二次曲面镜等。但其结晶各向异性，刀具价格昂贵。主要用于车削加工各种有色金属如铝、铜、镁及其合金、硬质合金和耐磨性极强的纤维增塑材料、金属基复合材料、木材等非金属材料。切削加工时切削速度、进给速度和切削深度加工条件取决于工件材料以及硬度。由于金刚石颗粒间有部分残余粘结金属和石墨，其中粘结金属以聚结态或呈叶脉状分布会减低刀具耐磨性和寿命。此外存在溶媒金属残留量，溶媒金属与金刚石表面直接接触。降低(PDC)的抗氧化能力和刀具耐热温度，故刀具切削性能不够稳定。金刚石厚膜刀具制备过程复杂，因金刚石与低熔点金属及其合金之间具有很高的界面能。金刚石很难被一般的低熔点焊料合金所浸润。可焊性极差，难以制作复杂几何形状刀具，故TDF焊接刀具不能应用在高速铣削中。金刚石涂层刀具可以应用于高速加工，原因是除了金刚石涂层刀具具有优良的机械性能外，金刚石涂层工艺能够制备任意复杂形状铣刀，用于高速加工如铝钛合金航空材料和难加工非金属材料如石墨电极等。
大家还关注
确定举报此问题
举报原因(必选)：
广告或垃圾信息
激进时政或意识形态话题
不雅词句或人身攻击
侵犯他人隐私
其它违法和不良信息
报告，这不是个问题
报告原因(必选)：
这不是个问题
这个问题分类似乎错了
这个不是我熟悉的地区}