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精密及超精密加工的现状及发展前景

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精密及超精密加工的现状及发展前景

发布日期:2017-01-04 作者:111 点击:

信宇机械有限公司创立于2016年(原厂建于2006年),位于浙江东部沿海城市,自古以"海上名山"著称的台州——温岭市,交通便利,景色优美。物流可直接到达全国各地。
本公司拥有多台专业生产齿条的设备和先进的技术团队,主要生产各种规格的普通齿条,插齿齿条,铣齿齿条,磨齿齿条,精密齿条。我们从事齿条生产已有10年时间,在这10年的齿条加工制造中不断开发新的工艺,引进新的技术,在机械传动部件制造行业中,迎来新的里程碑,我们在精度与使用寿命上有着明显的优势,与其它进口齿条相比,不仅可以提供国际一流产品的品质,更在价格与交期上具有绝对的优势,经过多年的经营,优良的制造理念,我们的产品在国内外的同行业中脱颖而出,成为国内市场最具有竞争力的优秀企业。

金刚石作为自然界硬度最高的材料,具有耐磨、导热性好、摩擦系数小、受力变形小等优点,这些优点都说明金刚石能把刀具对加工精度的影响降至最低,所以随着有色金属和非金属材料的广泛应用以及对其加工精度要但使求的不断提高,金刚石自然成为了理想的刀具材料。用金刚石刀具的切削效率很低,主要是受韧性制约,而金刚石价格又非常高,另外其化学性质使得金刚石不能用于加工黑色金属,这些都限制了金刚石刀具的普及。
硬度、耐磨性与强度、韧性难以兼顾的问题在刀具材料中广泛存在,复合刀具及涂层刀具的出现部分解决了这一矛盾。针对金刚石同样类似的解决方法,一种是把整片的人造金刚石烧结在硬质合金上,然后把它整体作为刀片使用;另一种是利用化学气相沉积法在硬质合金等基体上沉积一层金刚石膜。虽然前一种方法不能制造形状较复杂的刀具,后一种方法中金刚石膜容易脱落,但这两种方法还是为精密加工刀具的发展指明了一个方向。
此外,随着材料科学的发展,出现了比金刚石还硬的
精密及超精密加工并不特指某一种加工技术,并且其加工精度也没有特定的衡量标准。在瓦特发明蒸汽机的年代,气缸的加工精度是用厘米来衡量的,那时如果加工精度能达到毫米级的话就足以算得上是超精密加工加工了,而目前一般来说,我们把加工精度在0.1~1μm、表面粗糙度在0.02~0.1μm之间的加工方法称为精密加工,而把加工精度高于0.1μm、加工表面粗糙度小于
0.02μm的加工方法称为超精密加工。所以说精密及超精
密加工代表的是某个时代的先进加工技术,具有很强的时代性。随着历史的发展,昨天的精密及超精密加工在今天已经变得很普通,而今天的精密及超精密加工在未来也必然会变得普通。
通常认为普通加工是在一般技术水平下完成的加工,精密加工是利用高精度加工机械及工具依靠高水平的加工技术完成的加工,超精密加工在较高水平的加工技术下也并非那么容易完成,而是要使用先进技术经过讨论、研究后在实验室条件下进行。
在20世纪,大约每过30年,加工精度就会提高一个数量级,这一规律在未来将可能不再适用,因为在实验室环境中加工精度已经接近极限了。早在1990年,IBM的一个研究小组就成功地在超高真空和低温环境(4K)下移动的图样,其中每个字母的长度为5nm。原子排成了“IBM”因此我们有理由相信,未来精密及超精密加工技术的发展将侧重于高精度实现过程的稳定化、经济化、普及化。
本文主要从刀具、机床、加工环境及特种加工这四方面来讨论精密及超精密加工的发展前景及方向。
C60以及其他一大批具有特殊性质的新材料,我们完全
有理由相信在未来能研制出一种刀具材料既具有高速钢、硬质合金的强度和韧性,又具有超硬材料的硬度和耐磨性。
3机床部件
在机床中,影响精密加工精度的主要部件是主轴、导
轨和进给装置。
机床的主轴在加工过程中直接带动工件或刀具运动,故主轴的回转精度直接影响到工件的加工精度,现在超精密加工机床中精度最高的主轴采用的是空气静压轴承,其实用精度可达0.05μm,但还不能满足纳米级加工的要求,近年来磁悬浮轴承的发展非常迅速,有望在未来而提高有所突破,但目前还达不到空气静压轴承的精度。空气轴承主轴回转精度的途径之一是提高轴及轴套的圆度,因为理论上这两者是成比例。另外还要想办法提高气孔供气的平稳性,通过多孔粉末冶金材料的小孔供气是理想的供气形式,有待进一步研究。此外,还可以利用控制技术以补偿的形式来减小或消除回转误差。

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