一、超精密加工
现代机械工业之所以要致力于提高加工精度,其主要原因在于:提高产品的性能和质量,提高其稳定性和可靠性,促进产品的小型化,增强零件的互换性,提高装配生产率,并促进自动化装配。超精密加工。它是尖端技术产品发展中不可缺少的关键加工手段。精密、超精密加工技术的提高,有力地推动了各种新技术的发展。
精密和超精密加工目前包含三个领域:
①超精密切削。如超精密金刚石切削,可加工各种镜面,它成功地解决了高精度大型抛物面镜的加工,用于激光光核聚变系统和天体望远镜。
②精密和超精密磨削研磨。可以解决大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁盘的加工等。
③精密特种加工。如电子束、离子束加工,使美国超大规模集成电路线宽达0.1μm(八十年代水平)。
二、微机械制造技术
在机械装置的小型化过程中出现两类机械,即小型机械和微型机械。可以这样划分:10mm~1mm为小型机械,用精密加工的方法可以制造出来;1mm~1um为微型机械,需要用硅微加工技术或LIGA技术等微细加工方法才能制造出来;1um~1nm为纳米机械,是分子级的
零件,需采用生物工程的方法制造。
微型机械不是传统机械的简单微型化,而是指集微型机构、微型传动器以及信号处理和控制电路,甚至外围接口电路、通讯电路和电源等于一体的微型机电系统。因此,微型机械远远超出了传统机械的概念和范畴,是基于现代科学技术,用崭新的思维方法指导的产物。
三、超高速切削
通常把切削速度比常规高5~10倍以上的切削叫做超高速切削。切削温度通常随切削速度升高而升高,但超过一定范围后,切削温度反而随切削速度的升高而下降。如图示。
超高速切削的优点:①切屑形态将从带状演变为片状或碎屑;②切削热的95%将被切屑带走;③切削力至少降低30%以上;④工件非常精密、光洁;⑤工件表面的残留应力也小,直接达到精加工的要求;⑥单位时间材料切削率增加了6倍。超高速切削目前主要用于飞机、汽车及模具工业。超高速切削希望刀具强度高、耐热性能好。
超高速机床,是实现超高速切削的前提条件和关键因素。超高速切削对机床的主要要求如下:
(1)要有一个适应于超高速运转的主轴部件及其驱动系统。
(2)要有一个快速反应的数控伺服系统和进给部件。
(3)高压大流量喷射冷却系统。
(4)要有一个"三刚"(静刚度、动刚度、热刚度)特性都很好的机床支承件