精密化技术

精密化技术（精选十篇）

精密化技术 篇1

精密超精密加工技术的使用, 是指对现有材料加工特性基础上, 所采取的精度更高的技术。所以, 精密超精密加工技术, 也是一种不断创新和衍生的概念。

就当前加工环境来看, 最早产生该技术应是上世纪50年代, 由于对工业生产要求的提升, 新型加工技术逐渐引入到工业事业。进入90年代末期, 一些特殊产业开始广泛使用精密加工, 并将精度控制在0.1-1ym之间。而随着科技的发展, 0.1ym已经无法满足更高精度的需求, 故而产生了相对“极致”的超精密加工技术。

1 国外发展状况

精密超精密加工技术理念源自国外。从世界各国产品特征可以发现, 该技术早期主要应用在美国、英国和日本。

美国的精密加工技术, 源自于航天事业发展的需求, 并于50年代末, 创造出金刚石刀具切割。而此时得到广泛瞩目的“SPDT技术”, 在目前仍旧是精密加工重要手段之一, 原因在于其只能够实现0.025vm的极限。而由于金刚石器械的实现, 美国的军工业、精密仪器生产工业, 开始纷纷寻求精度更高的方式。1984年, 美国LLL实验室, 在金刚石刀具的基础上研发, 希望借助金刚石原材料, 研发出精度更高的切割技术。在美国能源部的帮助下, LLL实验室通过计算机控制的方式, 创造出DTM-3型切割床, 这是当时人类社会所能够实现精度最大的大型切割仪器, 并将误差控制在28am。在1984年, LLL实验室通过之前的研究成果, 再次将加工车床升级, 并大幅度提升加工精度, 最终获得LODTM型车床。虽然历经了三十余年的发展, 但该型号的超精密切割机床, 仍旧是人类世界所能够实现精度最高的仪器之一。

英国在精密超精机技术的研究上, 并没有延续美国使用金刚石的方式。而英国得到发展的主要因素, 在于其CUPE研究所作为举世闻名的精密超精密技术研究的组织。随着CUPE得到关注, 市场资金不断融入, 使其得到了充足的支持, 并创造了Nanocentre中心。中心的成立, 让欧洲地区对超精度切割、打磨的需求, 不在需要远渡大西洋, 仅在英国便能够实现精度较高的超精度处理。

日本虽然在精密超精密技术的起步较晚。但是, 其精密器械加工, 并不弱于美、英等国家。甚至到如今, 日本已经成为精密超精密技术顶尖国家之一。而不同的是, 日本此类技术不仅服务于军事、航空等领域, 包括大部分民用产品, 也多采取精密超精密技术加工。这也使得日本同类产品的销量, 可以在全世界范围内遥遥领先。

2 国内发展状况

不可否认, 我国精密超精密技术的研发和使用, 与发达国家之间仍旧存在着巨大的差异。但是, 从航天航空、军事武器等方面进步速度来看。可以表明, 中国的精密超精密技术应用, 已经初步达到世界前列。

国内此类技术的应用, 始于上世纪70年代, 并于80年代出现了达到世界水准的加工成果。但由于此时国内更注重的是经济发展, 技术的革新和创造遭到民众忽视。进入80年代后期, 北京机床研究所逐渐出现在民众视野。其生产的精密轴承和车床, 开始用于民间工业生产。例如JCS-027、JCS-035等车床, 均满足了国际上对超精密加工的标准。而该组织所研发的NAM-800车床, 已经成为航天航空和竣工的主要机床型号;哈尔滨工业大学 (哈工大) 在精密超精密技术的研究, 也为国家此类技术领域发展做出巨大贡献。

哈工大以美国的金刚石切割理念为基础, 不断转变金刚石的切割特性, 借此创造以金刚石为原材料的新型技术, 最终推出金刚石微砂轮技术等新型技术模式, 并达到世界超精密加工技术的标准;清华大学作为我国理科第一学府, 促进人类发展的研究同样不会甘落于人后。其微位移工作台、磁盘加工等方面的成果, 均在理论层面上超出国际水准。

更为重要的是, 清华大学拥有丰富的商业经验, 随着研究成果的出现, 大量合作项目同步执行, 为我国精密超精密的发展做出前所未有的贡献。

除此外, 国防科大、北京理工等院校, 在精密超精密技术的研究, 也是促进我国此类技术不断发展的重要助力。

3 结语

精密超精密技术是我国实现整体经济发展的必要助力。因此, 社会各界应当对此类技术更多的关注, 并促进相关领域的研究, 以使我国能够在精密超精密领域, 逐渐占据世界顶尖行列。而本文研究除了客观的阐述该技术外, 更希望能够以其发展历史, 对同业研究学者有所启发。

摘要：人类发展主要因素在于科技的创新性革命。新型科技不断出现, 为人类创造出生活、工作、学习的全新体验。然而, 科学技术的发展, 也正悄然改变着生产技术。诸如对制造工艺所以提出的更高要求等。所以, 本文从精密超精密加工技术角度出发, 综合分析该技术对人类发展所起到的作用, 以期能够借助本文的研究和阐释, 帮助读者更加客观的了解精密超精密加工技术。

关键词：精密加工,超精密加工

参考文献

[1]袁巨龙, 王志伟, 文东辉.超精密加工现状综述[J].机械工程学报, 2007 (01) .

[2]吴云锋, 陈洁.精密超精密加工技术综述[J].新技术新工艺, 2007 (06) .

[3]简金辉, 焦锋.超精密加工技术研究现状及发展趋势[J].机械研究与应用, 2009 (02) .

精密和超精密加工技术课程教学设计 篇2

（一）基本描述

课程名称：精密和超精密加工技术

英文译名：Precision and Ultraprecision Machining Technology 课程学时：30 讲课：28

实验：2

上机：0 适用专业：机械设计制造及其自动化 开课教研室：机械制造及其自动化系 开课时间：第七学期

先修课程：机械制造技术基础、测试技术与仪器、机械制造装备设计 主要教材及参考书：

1.袁哲俊、王先逵主编《精密和超精密加工技术》，机械工业出版社，1999年

2.王先逵编《精密加工技术实用手册》，机械工业出版社，2001年 3.刘贺云、柳世传编《精密加工技术》，华中理工大学出版社，1991年

（二）课程的性质、研究对象及任务

精密和超精密加工技术是机械制造学科的专业课。本课程研究对象是精密和超精密加工技术的基本理论、加工工艺、加工设备、测量技术及环境技术等。本课程的主要任务是培养学生：

1、建立起精密和超精密加工技术的基本概念，了解精密和超精密加工技术的应用范围。

2、掌握精密和超精密加工技术的基本理论和基本技术，具有选择和应用精密和超精密加工工艺和设备的基本能力。

3、了解精密和超精密加工技术的最新发展趋势，新理论和新技术。培养学生在相关技术领域从事精密和超精密加工工作和研究的能力。

（三）教材的选择与分析

精密和超精密加工技术是一门正在不断发展的新技术，国内外有关的教材和书籍不是很多，一些专著也不完全适合作教材。目前国内可供选择的教材有：袁哲俊、王先逵主编《精密和超精密加工技术》，机械工业出版社；王先逵编《精密加工技术实用手册》，机械工业出版社；刘贺云、柳世传编《精密加工技术》，华中理工大学出版社。

1.袁哲俊、王先逵主编《精密和超精密加工技术》一书，是目前国内现有精密和超精密加工技术教材中比较权威和使用广泛的教材，该书比较系统地总结了国内外精密和超精密加工技术，涉及的面较广，其内容有相当的深度和权威性，被许多其它学校使用，并多次再版。在目前情况下是一本比较合适的教材，但不足之处是编写的时间较早，未能反映精密和超精密加工技术最新的发展情况，有些内容不够系统，需要在讲课时补充部分内容。根据现在的情况和我校的特点，我们选择该书作为教材。

2．王先逵编《精密加工技术实用手册》涉及内容较多，适合作为参考工具书使用，由于我们讲课学时所限，不适合作为教材，可以作为学生的课外参考书。

3．刘贺云、柳世传编《精密加工技术》教材于1991年由华中理工大学出版社出版，出版时间较早，不能反映精密和超精密加工技术的新发展，内容基本上被袁哲俊、王先逵主编《精密和超精密加工技术》一书所包括，可以作为学生的课外参考书使用。

（四）本课程各章的主要内容与基本要求、重点与难点、学时分配

第1章 精密和超精密加工技术及其发展展望（2学时）

精密和超精密加工技术的重要性、现状及技术发展展望。基本要求：

搞清楚本课程学习的目的、主要内容和方法；了解精密和超精密加工技术的基本概念、应用范围和重要意义、精密和超精密加工技术的现状及发展趋势。

重点与难点: 精密和超精密加工技术的基本概念及研究、应用范围。第2章 超精密切削与金刚石刀具（4学时）

切削参数选择，金刚石刀具的性能、设计与制造，切削变形和加工质量的影响因素。

基本要求：

了解使用金刚石刀具进行超精密切削的基本规律、超精密切削对刀具的要求及金刚石刀具的性能、设计与制造，单晶金刚石刀具的磨损破损机理。

重点: 1）使用金刚石刀具进行超精密切削的特点和基本规律。2）超精密切削的机理和对金刚石刀具性能的要求。3）金刚石刀具的设计制造。4）金刚石刀具的磨损破损机理。难点: 1）切削参数对加工表面质量的影响规律。2）金刚石的晶体结构及刀具晶向的选择。第3章 精密和超精密磨削（4学时）

精密和超精密磨削概述，精密磨削，超硬砂轮磨削，超精密磨削，精密和超精密砂带磨削简介。

基本要求：

1）了解和掌握精密和超精密磨削的基本原理。

2）掌握超硬磨料砂轮磨削的特点、砂轮修整方法和磨削工艺。

3）掌握超精密磨削的机理及对工艺系统的要求。4）了解砂带磨削的特点和基本原理。重点: 1）精密和超精密磨削的机理及工艺特点。2）超硬磨料砂轮磨削的特点及砂轮修整方法。3）超精密磨削对工艺系统的要求。难点: 1）精密和超精密磨削的机理。2）超硬磨料砂轮修整方法。第4章 精密研磨和抛光（4学时）

研磨抛光机理、工艺因素，采用新原理的研抛工艺方法。基本要求：

1）了解和掌握研磨和抛光加工的机理及工艺特点。2）了解影响研磨和抛光加工的主要工艺因素。

3）了解各种新原理的研磨抛光加工方法的机理、工艺特点及应用范围等。

重点:

1）研磨和抛光加工的机理及工艺特点。2）各种新原理的研磨抛光加工方法 难点: 1）研磨和抛光加工的机理。

2）新原理的研磨抛光加工方法的机理。第5章 精密和超精密加工的机床设备（4学时）

精密和超精密加工机床发展概述，典型超精密机床简介，超精密机床的主要部件及关键技术。

基本要求：

1）超精密加工对机床的技术要求、超精密机床的基本概念。2）了解超精密机床的技术特点。

3）掌握超精密机床主轴、床身和导轨、进給驱动系统等的工作原理和性能特点。

重点:

1）超精密机床的技术要求和结构特点。

2）超精密机床主轴、床身和导轨、进給驱动系统等的工作原理和性能特点。

难点:

不同工作原理的机床主要部件的性能特点及选用。第6章 精密加工中的测量技术（2学时）

精密加工中长度、直线度、圆度的测量方法，激光测量技术。基本要求：

1）了解长度、直线度、圆度的测量方法。2）了解和掌握激光测量原理和特点。重点:

1）长度、直线度、圆度的测量原理。2）激光干涉测量原理。难点:

激光干涉测量原理。

第7章 在线检测与误差补偿技术（2学时）在线检测与误差补偿方法，微位移技术。基本要求：

1）了解和掌握在线检测与误差补偿方法的原理和特点。2）了解和掌握微位移技术的原理和应用特点。重点:

1）在线检测与误差补偿方法的原理。2）各种微位移装置的工作原理 难点:

在线检测与误差补偿方法的原理。

第8章 精密和超精密加工的环境技术（2学时）

空气环境和热环境，振动环境，噪声和其它环境，精密和超精密加工的环境要求及技术设施。

基本要求：

1）了解和掌握精密和超精密加工对环境的要求。2）了解和掌握振动、温度等环境对超精密加工的影响。重点:

1）精密和超精密加工对环境的要求及措施。2）振动、温度等环境对超精密加工的影响。难点:

振动、温度等环境对超精密加工的影响。

第9章 典型零件的精密和超精密加工技术（2学时）

典型精密件的加工工艺，半导体基片、光学非球面等器件加工技术。基本要求：

了解和掌握半导体基片、光学非球面等典型器件加工技术。重点:

精密和超精密加工技术在半导体基片、光学非球面等重要器件加工中的应用。

难点:

超精密加工新工艺的综合应用。

第10章 微细加工和纳米加工技术简介（2学时）

微细加工技术的概念、加工机理及方法简介，纳米和纳米加工技术 5 概述，微机械及微机电系统简介。

基本要求：

1）了解和掌握微细加工技术的概念、加工机理及方法 2）了解纳米加工技术和微机械及微机电系统的基本概念。重点:

1）微细加工技术的概念及加工机理。

2）纳米加工技术和微机械及微机电系统的基本概念。难点:

微细加工的机理。

（五）教学环节

1．课堂讲授（28学时）任课教师必须做到下面几点：

1）认真备课，做好教案，熟练掌握课程的基本内容。

2）采用启发式、讨论式的教学方法，以学生为中心，活跃课堂气氛，调动学生学习的主动性、积极性，培养学生逻辑思维能力、分析问题能力和解决问题能力。

3）讲课思路要清晰，包括：问题的提出、解决问题的条件、建立模型、分析解决问题的思路、解题和总结等；

概念要准确，重点要突出，理论联系实际，要适时反映本学科发展的前沿理论和技术，特别是将本单位的科研成果引入课堂。

4）教学手段要完备，根据教学内容的要求，恰当运用图片、挂图、CAI课件和多媒体等。

5）教书育人，为人师表，上课精神饱满，以人格的魅力和精神气质激发学生的求知欲和思维活动。

教学组要开展以下教学活动：

1）集体备课。2）制作CAI课件。3）试讲。4）相互听课。

5）组织课堂教学检查，教学讲评。6）教学研讨，撰写教研论文。2．实验（2学时）

实验教学是培养学生的动手能力和创新精神的重要教学环节，由于条件和学时限制，安排了2学时的超精密车削和磨削实验。

实验时每组人数10人，任课教师要指导实验，并且批改实验报告，写出评语，评出成绩。

（六）考核办法

1.采用累加式考试方法

最精密的技术:美感的追求 篇3

自创始之初，伯爵便倾心于打造匠心独具、美感与技术要求并重的腕表。伯爵是第一个大胆突破整合名表制造与珠宝设计这两个不同的领域的人。在那个年代，此举在保守的日内瓦，是场相当大的冒险。当时每个行业无不极力保护其所独享的领域。在曾历经这段岁月的人士心中，当时的画面依然相当清晰：“那个时候，伯爵确实分化了城镇，激怒了那些纯粹主义者。”幸运的是，这两个不同领域史无前例的融合所爆发的创意，创造出了各样无以伦比的作品，建立了一个全新的产品领域——珠宝表。

1957年，伯爵大胆决定仅选用贵金属为材质制造腕表，孜孜不倦提升技巧、透过研发及改善种种饶富新意的贵金属铸造方法来提升腕表的质感。但要完美结合制表与珠宝工艺的理念，创造出符合名表制造最高标准且风采迷人的贵丽珠宝，必须正确掌握所有的要素：从避震功能、产品的重量、表带理想的松紧度，到镶人每颗闪耀宝石的繁复工作，缺一不可。1960年，伯爵以各种炫目的贵重宝石镶饰独特表面，改变了表面制造的面貌。如黑玛瑙、虎眼石、青金石、珊瑚、孔雀石等，再加上各式各样散发异国风情的材质，创造出三十种不同的色彩组合。这不但揭示了表款设计的新取向，亦让伯爵因大胆的风格与制作技术，成为最前卫的制表品牌代言人。时尚界的焦点及名流人士如美国第一夫人Jackie Kennedy、波普艺术大使Andy Warho都成为了伯爵的粉丝。

对伯爵而言，最精密的技术永远是运用在美感的追求上。技术与设计，这两方面紧密的结合，意外地创造出完美的和谐。在1990年推出的Possession珠宝系列，堪称为此结合之代表作，巧妙地将旋转的概念融入指环当中两者互相扣缠转动，产生出活泼、特别和熟悉的姿态，令指环与其佩戴者之间建立一种亲密的关系，甚至可以启发新的姿态、新的佩戴方式以及新的感受。幻想、重新创造及其活动性是重点所在。在这个想象力任意驰骋的世界，如蛇形的项链可随主题而产生愉悦的变化，成为一条迷人的腰带。

精密与超精密加工技术发展现状分析 篇4

美国、日本、德国等国家在高技术领域 (如国防工业、集成电路、信息技术产业等) 之所以一直领先, 与这些国家高度重视和发展精密、超精密制造技术有极其重要的关系。由于加工技术水平的发展, 精密和超精密加工划分的界限逐渐向前推移, 但在具体数值上没有确切的定义。被加工零件的尺寸精度在1.0~0.1μm, 表面粗糙度Ra在0.1~0.03μm之间的加工方法称为精密加工。超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm, 表面粗糙度Ra小于0.025μm, 以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术, 亦称之为亚微米级加工技术, 且正在向纳米级加工技术发展。

二、国内外发展现状

(一) 国外发展现状。

超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家是美国、英国和日本。美国是开展超精密加工技术研究最早的国家, 早在20世纪50年代末, 由于航天等尖端技术发展的需要, 美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术, 称为“SPDT技术” (Single Point Diamond Turning) 或“微英寸技术”, 并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床。用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面非球面大型零件等等。如美国LLL实验室和Y-12工厂在美国能源部支持下, 于1983年7月研制成功大型超精密金刚石车床DTM-3型, 该机床可加工最大零件￠2100mm、重量4500kg的激光核聚变用的各种金属反射镜、红外装置用零件、大型天体望远镜 (包括X光天体望远镜) 等。该机床的加工精度可达到形状误差为28nm (半径) , 圆度和平面度为12.5nm, 加工表面粗糙度为Ra4.2nm。英国的克兰菲尔德精密工程研究所 (简称 CUPE) 享有较高声誉, 是当今世界上精密工程的研究中心之一, 是英国超精密加工技术水平的独特代表。如CUPE生产的Nanocentre (纳米加工中心) 既可进行超精密车削, 又带有磨头, 也可进行超精密磨削, 加工工件的形状精度可达0.1μm, 表面粗糙度Ra<10nm。日本的超精密加工技术的研究相对于英美来说起步较晚, 但它是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。尤其在用于声、光、图像、办公设备中的小型、 超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面, 甚至超过了美国。

(二) 国内发展现状。

我国的精密、超精密加工技术在20世纪70年代末期有了长足进步, 进入20世纪80年代后, 各个行业相继投入了更多的人力物力对超精密加工技术与装备进行了深入研究, 陆续研制成功了超精密加工设备。特别是在20世纪90年代后期多家单位相继研制成功了非球面超精密加工设备, 这标志着我国超精密加工设备的水平上到了一个新的台阶。哈尔滨工业大学是国内最早从事超精密加工技术研究的单位之一, 于1996年研制出了亚微米级的超精密机床, 2006年研制成的大平面超精密铣床, 已用于激光核聚变关键零件铁电磷酸二氢钾晶体的超精密加工。北京机床研究所是国内进行超精密加工技术研究的主要单位之一, 研制出了多种不同类型的超精密机床、部件和相关的高精度测试仪器等, 如精度达0.025μm的精密轴承、JCS-027超精密车床、JCS-031超精密铣床、JCS-035超精密车床、NAM-800型纳米数控车床等新一代纳米级加工机床、超精密车床数控系统、复印机感光鼓加工机床、红外大功率激光反射镜、超精密振动-位移测微仪等, 达到了国内领先、国际先进水平。但总的来说, 我国在精密、超精密加工的效率、精度可靠性, 特别是规格 (大尺寸) 和技术配套性方面与国外比, 与生产实际要求比, 还有相当大的差距。

三、发展趋势

在尖端技术和产品的需求下, 加工的高精度、高质量、高效率、低成本及批量加工的一致性显得越来越重要, 并逐渐进入到纳米级加工精度的时代。随着国民经济发展和人民生活水平提高, 精密与超精密加工技术在民品中的广泛应用, 如汽车制造、计算机、通信网络、光盘、家用电器等均紧密依赖于超精密制造技术的支持。今后, 超精密切削和磨削将追随着超精密抛光的高精度、高质量, 同时, 超精密抛光在追随切削和磨削高效率的同时, 向切削磨削加工难以达到的更高精度和质量发展。

参考文献

[1].盖玉先, 董申.超精密加工机床的关键部件技术[J].制造技术与机床, 2000

精密单点定位技术应用浅析 篇5

精密单点定位技术应用浅析

简单介绍了GPS单点定位的基本原理和方法,通过几个精密单点定位技术应用的实例分析了该技术的特点,并对其在测量中的应用前景进行了展望.

作 者：李进禄 LI Jin-lu 作者单位：珠海市国土测绘大队,广东,珠海,519015刊 名：测绘与空间地理信息英文刊名：GEOMATICS & SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY年，卷(期)：200932(3)分类号：P228.4关键词：PPP 精密单点定位 应用

探究机械制造工艺与精密加工技术 篇6

国内机械制造业的发展现状

我国的机械制造业起步的时间较晚，并且由于国外对我国的技术封锁较为严重，所以我国的加工技术基本通过自己的研究形成。并且通过短时间的发展，我国的制造业拥有了4万多加企业、300多万台机床、900多万在职员工，机械制造业的规模已经成为仅次于美国、日本、德国的第四大国家，但是我国的加工技术却远远落后于工业发达国家。

机械制造业发展快慢的标志体现在新产品的研发周期和核心技术的掌握数量。我国的新产品的研发周期平均为10.5年，是美国机械工业产品研发时间的3.5倍，这就说明我国高端技术人才的数量比较少，无法快速的对产品进行更新换代，同时增加研发经费，加大对于人才引进的投资既能加快产品的研发速度，又能获得产品的主要技术。同样的，我国产品的核心技术保有量较少，一是因为我国发展时间短，较为基础的技术都已经被注册使用；二是由于科研人员创新能力不足，无法通过现有的研究条件发现新的生产技术。最终只能通过购买发达国家的加工技术进行生产，提高了生产成本。

由于新技术的研发周期长，不能在短肘期内获得回报，多数企业都会减少科技的的投资，直接使用外国的技术，这样就造成核心技术无法获得，同时造成短期投资小，长期投资大。自主创新能力的提升才能改变被国外高新企业控制的现状，更好的发展机械制造行业。

机械制造工艺分析

机械制造工艺中包括车、钳、铣、焊这四个方面，其中焊接技术应用的最为广泛，在船舶的建设上尤为重要，国家在焊接技术上的发展也非常的重视，所以焊接技术的发展非常的迅速，已经成为全球焊接工业的先进国家。

气体保护焊接工艺。气体保护焊接工艺的主要作用是将熔池及促使电弧与空气发生分割，是有害气体对焊接造成的危害有效的降低。在焊接的过程中，将电弧作为热源，使用气体作为被焊接物体的保护介质，一般的保护气体多使用co，，在焊接的过程中对被焊接物体进行相应的保护。由于c0，的价格低廉、获取方便，可以为企业获取更大的利益。所以在当今的机械制造业中得到了广泛的应用。

电阻焊工艺。电阻焊工艺是一种可用于高自动化生产线的焊接技术，其主要用于航空、汽车行业当中。该工艺具体是将焊接物置于正电极与负电极之间进行通电操作，当回路形成的时候，就会有电流从焊接物之间通过，从而使焊接物达到其熔点，然后增加压力冷却，实现焊接的要求。

现阶段这项工艺的发展极大地提高了我国自动化生产的效率和产能，同时提高了我国家用电器、电子产品的生产工艺，使我国的自动化生产线数量得到了显著的增加，为今后科技的进步打下了坚实的基础。

埋弧焊工艺。埋弧焊由于其加工时稳定、不对外部环境有过高要求的特点，被用于多种加工场景中。埋弧焊工艺是在焊接物内部埋设焊接原料，比如焊锡等。这种工艺的加工方法可用于精密仪器的加工，提高了生产的精度，增强了企业的竞争力。但是这种高精度的工艺需要进行较高的投入，埋弧焊工艺主要分成全自动工艺和半自动工艺，全自动工艺就需要购买较高价格的加工机器，但是加工较为方便，将材料加入机器中就可以制动加工。半自动工艺需要由人工将材料送入机械中进行加工，并且加入的焊接材料的多少由人工决定，所以需要有经验的人员进行操作，同时需要人工实时监控焊接的质量，所以半自动工艺使用的较少，多数为全自动工艺。

螺柱焊工艺。该工艺是指首先把螺柱与管件或者板件相连接，引入电弧使接触面熔化在一起，再对螺柱施加压力进行焊接。螺柱焊接工艺主要分成两种焊接方式，一种是储能式焊接，这种焊接方式的焊接深度低，常用于薄板的焊接。另一种是拉弧式焊接方法，这种方法主要用于重工业的焊接，正好与储能式焊接方法相反，主要是对大型的船舶、飞机进行焊接，确保了加工后材料的性能，同时保障了使用时的安全性。

精密加工技术的探究

在当代的精密加工中，加工机械的使用的环境对最后的产品有着巨大的影响，机械的精密程度也起着至关重要的作用，所以降低加工机械的粗糙度，排除外界因素对于加工的影响，可以提高加工的精度。下面介绍几种主要使用的精密加工工艺技术。

超精密研磨技术。超精密研磨技术应用了“原子级”的研磨抛光硅片，可以大幅度的提高加工件的表面精细度。传统的眼膜、磨削、抛光技术无法满足高精度的表面研磨，同时超精密研磨技术可以减少工序到三个以下，减少超过50%的加工时间，极大地提高了机械的生产率和利用率，降低了污染的排放对于环境的保护起到了积极的作用。

超精密研磨技术应用非常广泛，比如太阳能电池、高清的液晶显示屏、LCI、集成电路等等原件的生产。广泛的应用就加速了超精密研磨技术的快速发展，但是我国拥有自出产权的超精密研磨技术较少，提高创新能力才能使经济效应不断提高，有效的降低成本。

精密切削技术。精密切削技术主要应用于难以精确把腔精确度的软金属材料。由于软金属材料的质地较软，容易变形所以切削的难度较大，应用精密切削技术就能很好的解决这个问题。精密切削技术常运用于制作计算机磁鼓。

精密切削的原件一般使用金刚石，但是金刚石在切削硬度过高的加工件的使用过程中消耗过快，使生产成本增加，同时不经常检查容易造成切削的精度下降、粗糙度增加，难以达到所要求的精度。

微细加工技术。当今社会都朝着“薄、小、精”的方向进行发展，然而设计产物越小越薄，所需要的加工技术就要求的越难，加工水平要求的越高，加工难度也就越高。微细加工技术主要应用于高新产业的微小部件加工，传统的机械加工已经无法满足频率高、耗能低的要求，精密的微细加工可以满足对加工件的精确控制，同时高度自动化的生产线可以减少人员的费用。

微细加工技术的应用。不仅提高了我国制造业的科技水平，也增加了我国的产能，促进了我国的经济消费。

机械制造工艺与精密加工技术如果想突破当先受他国限制的情况，就要从人才的培养和引进做出巨大的投资，同时配合对引进技术的研究与分析获得更加有利于发展的技术。科技的进步不能仅仅靠企业单方面的努力实现，在国家层面上来说，相关部门也要提高对机械制造的重视程度，加大投资力度，增加人才引进项目，走一条可持续发展的道路，進一步为我国制造行业在国际市场上树立更高的威信做出巨大的贡献。

有关机械精密制造技术分析 篇7

现代制造行业是衡量一个国家经济水平的重要指标, 机械精密制造技术作为现代制造行业的一个重要技术受到国家的重视。精密技术的发展和应用, 对于促进整个机械制造业的加工精度与技术水平而言具有重要意义, 长远角度来看甚至能够提升机械产品的性能、竞争力。近些年, 我国机械制造行业也取得一定进步和发展, 在这种情况下, 我国机械制造行业更需要精密制造工艺和精密加工技术, 以确保现代机械制造行业快速、健康地发展。基于此, 本文对有关机械精密制造技术进行研究和探讨, 不足之处, 敬请指正。

2 机械精密制造技术的技术内涵

精密加工的划分界限是相对而言的, 因为生产技术是处于不断发展的过程中, 因此具体数值方面也不固定。现阶段, 有权威对精密加工的范畴进行界定, 加工精度为1μm ~0.1μm的加工技术, 此外还有精度更高的超精密加工。机械精密制造技术具体包括微细加工、超微细加工、光整加工以及精整加工等技术, 其中微细加工、超微细加工可以理解为对尺寸比较微小的零部件进行加工, 其精度可以用尺寸的绝对值进行表示;光整加工具体属于减少表面粗糙度, 提升表面层力学机械性质的方法, 比如研磨、珩磨等;精整加工是在光整加工的基础上, 增加了促进加工精度提升的一种加工方法。机械精密制造技术具有如下几个特点:相互关联性、系统性以及全球化特征。

3 机械精密制造技术分析

3.1 超精密定位技术

超精密定位技术是机械精密制造技术中的关键技术, 包括精密定位、对准等都需要精密定位技术发挥作用。该系统具体包括位移机构、检测设备以及控制系统, 具体运作原理是位移机构让工作台在指定路线运动, 检测设备能够对运动数据进行收集和反馈, 控制系统利用反馈数据和目标数据进行对比, 然后发送控制信号给位移机构, 以准确控制其运动情况。目前, 超精密定位技术中最常见的是三维超精密定位系统, 是在其基础上形成的, 具有三套或者更多执行机构和传感机构, 能够利用三轴联动实现精确定位。三维超精密定位系统选择的是直线电机和压电陶瓷的一种直线驱动方案, 从技术层面而言比较成熟, 能够尽可能地对其开发程序进行简化, 现阶段国内大多数超精密定位系统选择的都是这种驱动方式。

3.2 精密位置检测技术

精密位置检测技术是机械精密制造技术的重要手段, 能够利用误差补偿来促进加工精度的提升。精密位置检测技术的精确度将会对工作台定位精度产生直接的影响。根据位移特点, 具体包括线位移和角位移, 前者是沿着直线移动, 后者是沿着固定点转动。现阶段, 可以进行纳米计量的方法包括非光学、光学两种, 非光学比如说电感测微法等可以达到一定的测量分辨率, 然而测量范围不足, 需要其他仪器进行校准;光学方法包括X射线干涉法等, 系统复杂、价格较贵。现阶段, 在精密定位系统中应用广泛的纳米级分辨率传感器包括激光干涉仪、电容位移传感器以及光栅尺等, 量程上进行分析, 激光干涉仪、光栅尺的测量精度要更高一些;测量方式进行分析, 激光干涉仪和电容传感器能够完成非接触式测量任务;使用角度方面进行分析, 激光干涉仪系统结构比较复杂, 而且价格昂贵, 一般应用于精密仪器调试等情况;光栅尺仅可以对一个方向的直线运动进行测量, 优点在于安装简便、价格合适, 因此广泛应用于精密制造技术的位置反馈设备;电容传感器由于配置不同, 通道和电容探头数量不定, 能够进行多路同时反馈数据信息, 而且操作简便, 价格便宜, 大多应用于微动仪器的位置反馈, 实用性好。

3.3 二级定位技术

精密定位技术仅仅是实现了装置单自由度分辨率问题, 但是针对装置而言, 行程越大, 精度越低。一般而言, 精密定位平台的定位精度是行程的1/1000, 尤其是纳米级定位精度, 运动行程属于微米量级。如果是大行程内, 确保纳米级精度, 一方面要为系统专门配备一定的高分辨率位移传感器, 也就是双频激光干涉、光栅尺;另一方面, 也能够选择二级定位的方式, 分别对大行程、高精度两个指标逐一解决。

3.4 误差补偿技术

工作台的空间误差属于其自身产生的误差, 具体是由位移控制系统产生的误差及组成坐标运动的支撑结构系统的误差。广义上讲, 空间误差包括生产制造引发的尺寸误差和几何误差;静态弹性变形而产生的原始误差;热态误差产生的各个零部件之间相对位置的调整。针对精密定位工作台而言, 载荷不会太大, 工作大多是在恒温超洁净间内。

3.5 超精密研磨技术

举例而言, 加工和其表面粗糙度大约为1~2m m即为符合。利用原子级研磨抛光硅片, 如果是常规方法, 比如磨削、抛光等无法达到这个要求。在这种情况下, 必须利用新原理、新方法, 超精密研磨技术此方法有很大的优势, 并得到了广泛应用。

3.6 精密切削技术

目前来说, 一般是采用直接切削的方法, 这种方法生产的产品精度、表面粗糙度很难符合现代机械制造的要求。所以, 针对机器、工件及其他因素产生的影响必须要进行规避。要提高机床的加工精度, 首先要确保机床具备一定的刚度和硬度, 以保证机床不会由于温度提升而出现形变, 同时要具备一定的抗振性能。要想达到以上目的, 一般有两种方案, 一个是提升机床主轴转速, 因此现阶段精密加工机床的转速甚至能够达到每分钟几万转;第二种就是其他先进技术的应用, 比如上文中提到的精密定位技术和精密控制技术等。

4 结语

综上所述, 精密制造技术对于我国整个机械制造行业的发展具有至关重要的作用, 所以我们必须充分认识到机械精密制造技术的重要性, 努力创新现代机械精密加工技术, 促进精密加工技术的提升, 使其可以更好地为社会主义制造业服务。

摘要：社会经济的快速发展, 促使了机械制造行业的进步。现阶段, 传统的机械制造技术已经无法满足现代机械制造的需求, 所以机械精密制造技术至关重要。基于此, 本文对机械精密制造技术的技术内涵进行分析, 对机械精密制造技术进行探讨, 以期对机械制造行业的发展起到一定的促进作用。

关键词：机械,精密制造技术,现代,关键技术

参考文献

[1]黄芳.浅谈机械制造工艺[J].科技资讯, 2012.

[2]王岐.浅析机械制造工艺与设备[J].科技致富向导, 2013.

[3]周金锋.现代机械制造工艺的特点及发展探讨[J].科技致富向导, 2014.

超精密微机械制造技术分析 篇8

在工业繁荣发展的过程中, 工业领域发生了一场变革, 主要集中在国防领域、航空领域、医疗领域以及电子领域, 这些领域在变革的过程中, 对精密微小零件的要求越来越高, 为了充分的满足要求, 在进行微小零件加工时, 应用了微机械, 由此也促使现代装备加工向着微小化的方向发展。超精密微机械制造技术作为有效的微小零件加工技术, 在工业中得到了广泛的应用。

1 超精密加工的特点

超精密加工技术兴起于20世纪60年代, 具备非常高的加工精度, 随着超精密加工的发展, 加工尺寸的精度已经达到了纳米级。在超精密加工技术不断发展完善的过程中, 具备了越来越多的特点, 具体说来, 主要包含以下几个方面:第一, “进化”加工原则, “进化”加工有两种方式, 一种是直接式, 一种是间接式, 在直接式进化加工中, 所使用的设备及工具精度都比工件的精度低, 经过相应的加工工艺以及特殊工艺装备处理之后, 完成工件的加工, 一般来说, 单件、小批量工件的生产适合用此种形式的进化加工, 而在间接式进化加工中, 在直接式的基础上进行, 从而将第二代工作母机生产出来, 之后, 工件的加工借助母机来完成, 在批量生产中, 此种方式非常适合[1];第二, 微量切削机理, 此种切削机理有别于传统的切削机理, 在进行切削工作时, 在晶粒内进行而且晶粒要比背吃刀量大;第三, 广泛的应用新方法, 随着工件加工技术的发展以及加工要求的提升, 传统切削和磨削方法的局限性逐渐的显露出来, 其加工精度已经达到了极限, 而超精密加工在应用了特种加工、复合加工等新方法之后, 超越了精度极限, 促使加工精度越来越高;第四, 形成综合制造工艺, 工件的加工需要满足一定的加工要求, 基于此, 在进行加工时, 工件的材料、加工方法、设备、工具、测试手段等都需要进行综合的考虑, 这样才能保证工件加工的质量, 由此一来, 工件加工的复杂程度就变得很高, 加工难度也比较大, 超精密加工技术中将这些因素综合起来, 形成了综合制造工艺;第五, 与高新技术产品紧密结合, 超精密加工技术在加工的过程中, 使用的设备价格都比较昂贵, 因此, 基本不会形成系列, 通常是针对某一个特定的产品来进行设计, 这就需要与高新技术产品紧密结合, 提升设计的科学性, 保证加工的质量与精度;第六, 与自动化技术联系紧密, 超精密加工技术在进行加工时, 与自动化技术相结合, 在控制、检测等方面实现了自动化, 减少工作人员的使用, 避免了人的因素的影响, 提升了加工的质量[2];第七, 加工与检测一体化, 在超精密加工中, 精密检测是必不可少的一个环节, 具备关键性的作用, 通常来说, 在加工的工程中就实现了精密检测, 提升了加工与检测的效率。

2 超精密微机械制造技术

2.1 微机械加工设备技术

对于超精密微机械制造技术, 国内外都非常重视其发展, 并且在研究的过程中都取得了比较好的成就。在微机械加工设备技术方面, 国外的各国中, 日本的技术水平是处于领先水平的, 其所研制出来的超高精密微机械加工机床, 实现了3D复杂自由曲面的加工, 这样一来, 在超精密微机械工件切削加工中, 面临的难题便迎刃而解。除日本外, 国外很多国家的微机械加工设备技术都已经发展的比较好, 比如德国, 在微切铣削技术的研究方面, 取得了比较大的进展, 在淬火钢、硬铝材料的微型零件中, 就可以利用此种技术进行切削, 同时, 德国的研究人员还研制出来微小型的加工系统, 这样一来, 在进行微小零件加工时, 大型机械无法完成的事情就可以利用这个微小型的加工系统来完成。此外, 德国还对单个零件的生产从经济性及生辰两个方面进行了研究, 从而研制出来小型化设备, 在小批量零件生产中得到了很好地应用。

同国外相比, 国内的研究成果比较少, 尽管如此, 我国在微机械加工设备技术方面的研究好是取得了一定的效果。对于此项技术的研究, 多是由我国的大学来进行, 研究的主要方向便是微小制造系统以及微小切削技术, 现如今, 已经取得了一定的研究成果。哈尔滨工业大学经过大量的研究之后, 生产出了微小型超精密三轴联动数控铣床, 在这个机床中, 采用了直径比较小的进口刀具, 实现了微小切削[3];而在北京理工大学的研究中, 研制出了微小型的车铣加工系统, 在进行微小型零件加工时, 所具备的定位精度非常好, 已经与国际的水平持平。此外, 我国在进行研究的过程中, 还开发出了微摩擦磨损测试仪, 此测试仪同时还具备微小型切削功能, 经过我国多年的研究, 为超精密微机械制造技术的发展奠定了坚实的基础。

2.2 微切削加工技术

在微切削加工技术中, 不止加工零件、刀具要实现微小化, 整个加工过程同样需要实现微小化, 这是微切削加工技术发展过程中所必须要解决的一个问题, 基于此, 在进行研究的过程中, 要研究整个微切削过程, 对微切削机理进行深入的理解并准确的把握, 进而有效的将微切削加工的参数、工艺等确定, 提升微切削加工系统设计的科学性, 最终促使加工出来的工件和工具具备非常高的精度, 而且使用寿命也比较长[4]。实际上, 切削形成的过程是一个动态的过程, 而且具备非线性的特征, 通过对这个过程科学的研究, 可以有效地提升切削力预测的准确性。在微切削过程中, 具备切削极限, 如果切削的深度并未达到最小的切削极限, 那么切削形成就会比较困难, 因此, 在切削时, 要准确的确定最小的切削极限。对于不同的零件材料来说, 所具备的最小切削极限是不相同的, 为了准确的对其进行确定, 就需要建立起相应的模型, 要保证构建的模型适应每种零件材料。此外, 刀具刃口、刀具变形、刀具磨损等因素也会对最小切削极限产生影响, 在进行确定时, 还需要综合考虑这些方面的因素, 以便于提升确定的准确性进而有效的提升微切削的有效性, 促进切削形成。

3 结束语

在当前工业领域发展的过程中, 超精密微机械制造技术是一项十分重要的技术。对于此项技术的研究, 国内外都十分的重视, 均已经研制出了相应的微机械制造设备以及微小型加工系统, 从而很好地完成了微小零件的加工, 促进了工业领域的发展。我国与国外的研究相比, 还存在很大一段差距, 而这差距也正是未来我国超精密微机械制造技术发展的方向, 随着该项加工技术不断地发展完善, 其将会具备非常广阔的应用及发展前景。

摘要：随着我国经济快速的发展, 航空航天事业、微机械加工业、生物工程都得到了比较迅速的发展, 这些行业在发展的过程中, 精密微小零件有着十分重要的作用, 由此, 促进了精密微小零件加工的发展。在其不断发展的过程中, 面临的要求也越来越高, 为了满足要求, 在零件加工中应用了超精密微机械制造技术。文章在介绍超精密加工特点的基础上, 分析了超精密微机械制造技术。

关键词：超精密加工,微机械,机械制造

参考文献

[1]王丽滨, 杨畅.浅谈我国机械制造技术的现状与未来[J].企业导报, 2013 (1) .

[2]黄庆林, 张伟, 张瑞江.现代机械制造工艺与精密加工技术[J].科技创新与应用, 2013 (17) :33.

[3]王伟.我国机械制造技术的现状及技术特点论述与分析[J].山东工业技术, 2013 (12) :23+20.

精密孔加工工艺技术研究 篇9

某机匣类零件结构如图1所示，该零件为薄璧环形件，材料2Cr13，材料硬度HBS=241-341，直径530mm，加工工艺较为复杂，经分析主要存在如下难点：(1)孔直径公差严，共2组孔40处ф5.4-0.024/-0.016,40处ф6-0.016/-0.024,80个孔公差0.008mm，孔位置度要求0.1。精度要求高，加工过程中刀具磨损、主轴跳动、切屑参数的微小影响，都易导致孔径公差0.008mm超差；(2)孔数量多，加大加工难度。由于孔公差严，在第一个孔径加工调整精确后，后续孔径加工由于各种因素影响也会发生变化，如：刀具磨损、温度影响、冷却液影响、工作台区域性精度影响等。加工中可变因素的累积影响往往超过孔径公差0.008mm要求，因而需要细心研究分析，寻找最佳加工方案；(3)40处ф5.4-0.024/-0.016是精密台阶孔，台阶处有倒角，增加尺寸精度保证的难度。刀具设计要增加端面刃，加工过程刀刃切削孔径的同时切削孔端面，是一个复合加工形式，径向与轴向的受力不均极易导致孔径超差。

2 研究内容

(1)精密孔镗铰孔工艺技术研究：工步设计，钻、扩、镗、铰等工艺的顺序安排、余量设定、加工参数试验与选择；(2)整个加工过程中镗铰孔工艺对于尺寸一致性的控制研究；(3)镗、铰孔复合加工技术研究；(4)加工过程中刀柄与主轴连接对孔径尺寸精度的影响研究。

3 关键点分析及解决方案

3.1 关键点分析

本项目孔径公差0.008mm，属于高精度精密尺寸，按常规的镗铰孔工艺方法保证不了该公差要求。数控镗床一般的铰孔加工能力，可以达到0.02mm，再提升则难度非常大，即使铰刀尺寸非常合理准确，也无法百分百保证孔径公差。

经过分析，关键在于铰孔时的孔位“对正”误差，导致孔径易变大。在镗孔与铰孔两个工步之间，会有重复定位误差，这由机床的自身精度所决定的。另外，主轴与刀柄的链接、不同刀具、不同工步之间的误差，均会引起工步间的孔位不“对正”，结果就会出现加工完成后，孔径部分合格部分偏离公差范围，一致性较差。对于公差0.02～0.05mm的孔径，这个精度可以加工出合格零件，但对于本项目零件要求的公差0.008mm，则无法满足要求。所以，本项目要解决的关键技术点是，消除铰孔与镗孔间的孔位“对正”问题。

3.2 解决方案

(1）精密孔加工思路。该零件两组孔40处ф5.4-0.024/-0.016,40处ф6-0.016/-0.024，孔径公差0.008mm，孔位置度ф0.08。如图2所示。

本项目的首选是孔径精度，孔径公差0.008mm必须采用铰孔方式，该点选择上，手工铰孔优于机床上铰孔。手工铰孔时，借助铰刀引导，操作工移动零件，可以保证铰孔时，铰刀与底孔同心，这样铰孔余量均匀，孔壁给力均衡，孔的直径尺寸易保证。缺点是手工铰孔人为因素干扰较多，当孔的深度不够，不足以对铰刀进行引导和定位时，手持铰刀会因为与待加工孔平面不垂直而造成受力不均，对孔壁产生径向挤压力，造成孔径不圆、孔口呈喇叭形状等现象，此现象如图3所示。本项目孔数量多，孔深4～5mm，不适宜手工铰孔。

机床上铰孔效率高、稳定性好，理论上弥补了手工铰孔时与待加工孔的垂直保障问题，能够更好地保证孔径公差。缺点是如图4所示：(1)数控镗床加工孔，需分工步而进行，钻镗底孔、铰孔，机床与刀具的连接系统定位误差，铰孔与原底孔存在位置偏差，易导致孔径超差；(2)机床主轴、铰刀刀柄、夹头、卡簧、铰刀之间连接等均有不同程度的偏差，加工状态铰刀与主轴中心有一定的偏心量，加工模式形同镗刀加工，这也是为什么机床铰孔直径经常大于铰刀实际尺寸的原因所在，偏心量越大，加工出来的尺寸相对越大。

(2）采用浮动夹头夹持铰刀方案。铰孔时，采用浮动式夹头夹持铰刀，代替传统的刚性夹持刀柄，将手工铰孔与机床铰孔的优点合而为一。一般情况下机床铰孔，铰刀尾柄夹头是固定式的，以便保证定位可靠，夹持稳定，但是对于高精度孔（孔径公差小于0.01mm），固定式夹头结构由于离心力作用影响易导致孔径超差。浮动式夹头刀柄与夹头之间有间隙，铰刀被夹紧后，刀体可以在一个微小范围内活动。本例选择的活动范围是0.1mm，采用数控镗床加工零件孔时有了这个活动范围，就可以解决铰孔时的“对正”问题。模拟手工铰孔，吸取了手工铰孔可靠度高（不会由于离心力的作用将孔加大）优点，同时又保持了数控机床的高效率。

浮动夹头的工作原理如图5所示。当调用铰孔程序铰刀到达底孔位置时，如果位置“对正”，则进行铰孔，不会出现铰孔缺陷；当不“对正”时，出现了图示的偏差δ，即铰刀旋转中心与底孔中心线有了偏差δ。铰刀与底孔不同心，此时若为刚性连接铰孔就会产生铰孔误差，而浮动夹头则可以解决该问题。图示中夹头间隙λ的存在，可以使铰刀与底孔自动“对正”。铰刀刀刃前端有倒角，可以引导铰刀“找着”底孔中心，达到“对正”效果，从而改善铰孔环境，使铰刀旋转稳定、受力均匀、余量均匀，铰孔尺寸精确。浮动夹头内部结构简如图6所示。

(3）采用攻丝夹头夹持铰刀铰孔方案。此方案的工作原理，与浮动夹头形同，两者的不同在于夹头形状大小不同，一般情况下，浮动夹头的形状体积大。该方案为备选方案。存在的风险为：攻丝夹头形状较大，当旋转起来后，主轴的跳动误差，可能会大于浮动夹头。这两种方案，通过试验选择其中铰孔效果较佳方案。

攻丝夹头与机床主轴的连接处设计的是小间隙配合，当夹上丝锥攻丝时，丝锥会随着端头引导与零件底孔对正是由于夹头间隙的缘故，不会出现丝锥与钻孔位置“不对正”的情况。分析本项目铰孔的需要，关键点就在铰刀与底孔“对正”问题，若两者之间有差异，将会影响孔径精度，所以攻丝夹头用于铰孔第二方案。

(4）采用镗刀镗孔方案。镗孔方案排列在方法三，镗孔方法保证严公差，也是一种较常见的相对稳妥的孔加工方法，但该方法需配置精密镗头（调整精度不大于0.002mm），适用于少量孔的加工。因为镗刀是利用刀尖进行加工，加工的过程中刀尖易产生磨损，会影响孔径尺寸。更换镗刀后，刀具装夹误差也易造成镗孔尺寸变化，需要重新调整对刀，因此不适宜较多孔组的加工。同时，对于操作者的技能水平要求极高（手工调整存在目测、手感、排除间隙等误差），对过程操作要求精细，工人需频繁测量，微调镗刀尺寸，质量稳定性差，风险性较高，加工效率低下。本项目孔数量多，若全程依赖操作者的精确操作，劳动强度很重，难度很大，加工风险性较大，可操作性较低。

4 验证对比及方案确定

4.1 镗孔试验

(1）试验工步：安装找正试验件打中心孔40-ф2、钻底孔40-ф4.9、粗镗孔40-ф5.2、精镗孔40处ф5.4-0.024/-0.016，共计四道工步。前三工步按步骤进展顺利，孔尺寸合格。精镗孔工步进行情况，每镗1个孔，均进行测量。按顺序各孔检测结果如下：1孔ф5.38、2孔ф5.38、3孔ф5.376、4孔ф5.376、5孔ф5.375；调节镗刀尺寸，直径加大0.006，继续镗孔；6孔ф5.38、7孔ф5.379、8孔ф5.377、9孔ф5.377、10孔ф5.376、11孔ф5.374；调节镗刀尺寸，直径加大0.006，继续镗孔，如此反复，直到镗完40个孔。

(2）镗孔试验结论。镗孔加工优点：不必配备专用铰刀，只需具备接近孔径的镗刀即可，生产准备周期短；镗孔加工缺点：镗刀易磨损，加工4个孔镗刀磨损0.005mm左右，已接近孔公差0.008mm,1把镗刀最多加工5个合格孔，镗刀磨损已不能保证孔径，需要手动频繁调节镗刀尺寸以保证镗孔精度。镗孔过程中镗刀尺寸调节存在风险，受操作者测量技术水平、精神状态影响较高，易造成操作者疲劳操作。该方案加工效率低，零件尺寸一致性差，可操作性低，加工效果较差。

4.2 攻丝夹头夹持铰刀铰孔试验

(1）试验工步：安装找正试验件打中心孔40-ф2、钻底孔40-ф4、扩孔40-ф5、粗镗孔40-ф5.2精镗孔40-ф5.3、铰孔40处ф5.4-0.024/-0.016（整体硬质合金铰刀，铰刀直径ф5.381-0.003，配攻丝夹头）。共计五道工步，前四工步按步骤进展顺利，孔尺寸合格。（备专用铰刀，尾柄形状必须是方头，与攻丝夹头尺寸一样）。配攻丝夹头铰孔时工步的情况如下：一把铰刀可以一次性加工40个合格孔，1孔ф5.381、2孔ф5.382、3孔ф5.38、4孔ф5.38、5孔ф5.379、……、36孔ф5.377、37孔ф5.379、38孔ф5.378、39孔ф5.376、40孔ф5.378。孔径最大ф5.382，最小ф5.376，差值范围0.006,40孔全部合格。

(2）试验结论。优点：一把铰刀一次性加工40个合格孔，孔径差值0.006mm，加工过程较稳定；缺点：孔径差值0.006mm，比较接近孔径公差0.008mm，尺寸精确度差，有超出公差的危险。攻丝夹头外形尺寸较大，在试验件上可以正常使用，但在正式零件上由于结构限制存在干涉，无法使用。因为零件所上孔中心距离台阶5mm，而攻丝夹头直径ф40，无法下落。因此，必须设计专用铰刀，使铰刀伸出部分更长（需要30mm），才能使用攻丝夹头，而铰刀伸出部分太长不利于孔精度，攻丝夹头的干涉情况如图7所示。

4.3 浮动夹头夹持铰刀铰孔试验

(1）试验工步：安装找正试验件打中心孔40-ф2、钻底孔40-ф4、扩孔40-ф5、粗镗孔40-ф5.2精镗孔40-ф5.3、铰孔40处ф5.4-0.024/-0.016（硬质合金铰刀，铰刀直径ф5.3810-0.003，配浮动夹头）。共计五道工步，前四工步按步骤进展顺利，孔尺寸合格。（配备专用铰刀，直径尺寸，及刀具材料适合）。配浮动夹头铰孔工步情况如下：一把铰刀一次性加工40个孔，各孔测量结果：1孔ф5.382、2孔ф5.381、3孔ф5.38、4孔ф5.38、5孔ф5.381、……、36孔ф5.379、37孔ф5.379、38孔ф5.38、39孔ф5.38、40孔ф5.379。孔径最大ф5.382，最小ф5.379，差值0.003，孔径值基本接近铰刀直径。

(2）浮动夹头铰孔试验结论。优点：一把铰刀可以一次性加工40个合格孔，孔径差值0.003，加工结果精密度、精确度高，加工效率高，可以高效精确保证零件加工需求。缺点：暂无。

4.4 试验加工后方案确定

通过以上三种加工方案试验，加工优缺点对比得出：镗孔方案镗刀磨损快，只适用于数量小的孔加工；攻丝夹头方案，孔径公差可以保证，但由于受零件加工部位的空间限制，适用范围存在一定限制；浮动夹头方案，孔尺寸精度高，稳定性高，相比其它两种方案具有明显优势。所以，最终确定选择浮动夹头夹持铰刀加工方案。

4.5 方案实施及零件加工结果

(1）零件材料是2Cr13，材料硬度HBS=241-341，两组精密孔40处ф5.4-0.024/-0.016、40处ф6-0.024/-0.016的铰孔，采用浮动夹头夹持铰刀技术，ф5.4选用铰刀直径尺寸ф5.381-0.003，ф6选用铰刀直径尺寸ф5.980-0.003，铰刀材料为整体硬质合金，铰刀尾柄为ф6直柄，与浮动夹头连接，再将浮动夹头连接到机床主轴上。铰孔方法与普通铰孔方法相同，区别是装上了浮动铰刀头。

(2）操作步骤如下：(1)选择合适规格的浮动铰刀头，此为标准件，可以购买；(2)将铰刀与浮动铰刀头连接；(3)将装好铰刀的浮动铰刀头与机床主轴连接；(4)铰孔。

(3）按照打中心孔、钻底孔、扩孔、镗孔、铰孔等工步完成加工。40个孔均满足尺寸技术要求，且孔径差值小大于0.003，一致性较好，加工效率较高。现将铰孔部分加工参数列出。(1)加工余量优选值：a镗孔：单边0.1-0.15;b铰孔：单边0.03-0.05;(2)加工参数：a钻孔40-ф4.9加工参数：S=400r/min,F=20mm/min;b镗孔40-ф5.2加工参数：S=600r/min,F=25mm/min;c铰孔40处ф5.4-0.016/-0.024加工参数：S=130r/min,F=7mm/min;(3)铰刀及配件浮动夹头：铰刀直径ф5.381-0.003、ф5.980-0.003，铰刀材料为硬质合金，刃长15，铰刀刃数量6，引导角度45°±30′，前角3°-5°，第1后角8°±2°，第2后角12°±2°，修光刃长0.1+0.05。

5 推广意义

通过对各种孔加工方案的试验对比，最终采用浮动铰刀头技术，利用在数控镗床上模拟手工铰孔的原理，解决了高精度孔加工难度高、一致性不易保证的难题。本技术操作方法简单，加工零件具有高质量、高稳定性、高效率的优点，使精密孔的加工不再依赖于操作者的技术水平，极大提升了精密孔加工技术水平，在机械加工领域对于各类零件精密孔的加工，具有极高的推广价值及意义。

摘要：文章主要研究机匣类零件精密孔加工工艺技术。针对零件结构及加工难点,找出其中关键点并制定预案,通过三种不同加工方案的试验验证,获得最佳方案。重点涉及加工过程中零件尺寸一致性的控制研究、孔复合加工技术研究、刀柄与主轴连接对孔径尺寸精度的影响研究等内容。

数控精密车床装夹防错技术 篇10

关键词：数控精密车床,防错,切削用量,光电传感器

图1中所示的工件,其毛坯采用压力铸造方法成型,虽然此种毛坯较为精密,但也会出现一些微小瑕疵;另外,此工件体积小,生产批量大,即使操作者很熟练,也难保证每个毛坯都装夹得十分可靠,因此导致一系列装夹故障出现,这就需要找到一种方法避免装夹故障。在产品设计阶段对其进行了PFEMA(潜在失效模式及后果分析),可得出如表1结论。

1 防错原理及加工系统分析计算

虽然工件毛坯的外观和关键尺寸在进货时抽验,但仍难免会有个别不良品流入生产现场,加上操作者的一些疏忽,就会带来一系列的装夹故障,为了有效地避免装夹故障,笔者经过潜心研究,并借鉴了日本的技术,找到了一种经济可靠的防错办法。原理及实施过程如下:

1.1 防错原理分析

按表1的分析绘制出工件装夹防错原理图(图1)。工件装夹在主轴端的夹具内,二者同步运动,可视为一个整体,记作“整体一”;推进器夹持座固定在刀塔上,光电传感器也固定在刀塔上,三者相对位置不变,亦可视为一个整体,记作“整体二”。当检测程序开始运行时,“整体二”便按图1所示的运动方向运动。弹力推进器装在推进器夹持座内,在弹力推进器左端面未与工件接触时,其与“整体二”同步运动。当其与工件接触后,便与“整体一”同步运动,而与“整体二”产生相对运动。当弹力推进器右端面运行到M58检测工位时,光电传感器指示灯未亮,机床按程序设定的M58指令执行,通过;当弹力推进器右端面运行到M59检测工位时,光电传感器指示灯刚好亮,机床按程序设定的M59指令执行,通过。设弹力推进器右端面从M58检测工位移动到M59检测工位的距离(工件安全偏移范围)为L,此距离要保证光电传感器指示灯由未亮转为刚好亮,则两个检测工位的检测均通过,证明工件装夹无故障,光电传感器产生表2中的状态1,加工程序继续运行;当工件轴向尺寸超差或有毛刺、飞边等缺陷时,或是操作者将工件未装牢、装偏、漏装时,都会造成弹力推进器右端面超出规定的运动范围L,这样会令光电传感器产生表2中的状态2、状态3、或状态4,机床报警,加工程序停止运行。这就是防错的基本原理,按此原理增设的数控精密车床防错系统实物如图2所示。

1.2 装夹故障逻辑分析

从表2看出,光电传感器状态2、3、4均有报警,加工程序将停止执行,只有在状态1时加工程序才继续进行,这样就确保了正确逻辑的唯一性。

1.3 计算工件安全偏移范围L

计算刀具系统中各刀具的端面最大理论切削用量(略),选出相比之下端面最大理论切削用量ap最小的刀具(图3、4、5所示即为此刀具),对其进行具体分析计算,算出其实际可用的切削用量ap,然后,再根据工件加工余量Δ推算出工件安全偏移范围L。

图中:ap为刀具切削用量(背吃刀量);kr为主偏角;Δ为工件加工余量;rε为刀尖圆弧半径;εr为刀尖角;S为刀尖长度

如图3、4、5所示,已知条件:de=oh=of=rε=0.2,S=2.7,求:最大ap

将式(2)-(6)和已知条件代入式(1)得出:

最大ap=rε+(S-rε+rεcos45°)cos15°/cos30°

≈0.2+(2.7-0.2+0.2×0.707)×0.966/0.866

≈3.146

此刀具使用参数中规定,许用切削用量取最大ap的65%,同时考虑到机床的气动夹具装夹力较小,则给定一个安全系数为0.8。此刀具实际可用的切削用量为:实际ap=最大ap×65%×0.8=1.636

工件加工余量Δ=0.5,刀具的实际ap>Δ,满足加工要求,且还余下1.136(1.636-0.5=1.136)的加工能力。由此,可以将工件安全偏移范围控制在0≤L≤1内。

2 编制防错数控程序

按工件安全偏移范围L(取其最大值1)进行编程如下:

注:程序中的-18.5-(-19.5)=1,即为零件安全偏移范围L。

3 结语

经过一年多的工程应用证明,此种数控精密车床装件防错技术方便、快捷、可靠,可检出因各种原因造成的装件故障,进而避免了撞刀、伤件、误工等对企业造成的损失,是一种值得在自动化数控加工系统中广泛采用的防错技术。

参考文献

[1]陈日耀.金属切削原理[M].北京:机械工业出版社,2002.

[2]王启平.机械制造工艺学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1999.

[3]齐占庆.机床电气控制技术[M].北京:机械工业出版社,1999.

[4]张永乐.RC1/4圆锥内螺纹的数控铣削[J].现代制造工程,2007(4):32-34.

[5]王磊.加工工件棱边圆角的编程及加工技巧[J].现代制造工程,2007(4):35-36.