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盘点常见的精密零部件加工技术
返回列表 来源: 发布日期: 2021.07.21

当前精密和超精密零件加工,精度从微米到亚微米,乃至纳米,在汽车、家电、3C硬件等高科技领域,以及军用、民用工业领域均有广泛应用。同时,精密和超精密加工技术的发展也促进了机械、模具、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术及金属加工工业的发展。

通常,按加工精度划分,机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前,精密加工是指加工精度为1~0.1μm,表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的加工技术,但这个界限是随着加工技术的进步而不断变化的,今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题,一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度及表面状况;二是加工效率,有些加工可以取得较好的加工精度,却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。

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传统的精密加工方法有精密切削、超精密磨削、珩磨、精密研磨与抛光、超精密加工、抛光、砂带磨削等。

精密切削也称金刚石刀具切削(SPDT),用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工,主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工,如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等,比一般切削加工精度要高1~2个等级。

例如用精密车削加工的液压马达转子柱塞孔圆柱度为0.5~1µm,尺寸精度1~2µm;红外反光镜的表面粗糙度 Ra0.01~0.02µm,还具有较好的光学性质。从成本上看,用精密切削加工的光学反射镜,与过去用镀铬经磨削加工的产品相比,成本大约是后者的一半或几分之一。 

但许多因素对精密切削的效果有影响,所以要达到预期的效果很不容易。同时,金刚石刀具切削较硬的材料时磨损较快,如切削黑色金属时磨损速度比切削铜快10000倍,而且加工出的工件的表面粗糙度和几何形状精度均不理想。

用精确修整过的砂轮在精密磨床上进行的微量磨削加工,金属的去除量可在亚微米级甚至更小,可以达到很高的尺寸精度、形位精度和很低的表面粗糙度值。尺寸精度0.1~0.3µm,表面粗糙度Ra0.2~0.05µm,效率高。应用范围广泛,从软金属到淬火钢、不锈钢、高速钢等难切削材料,及半导体、玻璃、陶瓷等硬脆非金属材料,几乎所有的材料都可利用磨削进行加工。

但磨削加工后,被加工的表面在磨削力及磨削热的作用下金相组织要发生变化,易产生加工硬化、淬火硬化、热应力层、残余应力层和磨削裂纹等缺陷。

超精密加工包括微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等加工技术。微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术;超微细加工技术是指制造超微小尺寸零件的加工技术,它们是针对集成电路的制造要求而提出的,由于尺寸微小,其精度是用切除尺寸的绝对值来表示,而不是用所加工尺寸与尺寸误差的比值来表示。光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面层力学机械性质的加工方法,不着重于提高加工精度,其典型加工方法有珩磨、研磨、超精加工及无屑加工等。实际上,这些加工方法不仅能提高表面质量,而且可以提高加工精度。精整加工是近年来提出的一个新的名词术语,它与光整加工是对应的,是指既要降低表面粗糙度和提高表面层力学机械性质,又要提高加工精度(包括尺寸、形状、位置精度)的加工方法。

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