​超精密加工 | 什么是超精密加工？

超精密加工 | 什么是超精密加工？

超精密加工是指：按照超稳定、超微量切除等原则，实现加工尺寸误差和形状误差在0.01毫米以下的加工技术。

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1.被加工材料：超精密加工的零件，其材料的化学成分、物理力学性能、加工工艺性能均有严格要求。例如，要求被加工材料质地均匀、性能稳定、无外部及内部微观缺陷，不能含有杂质;其物理力学性能，如拉伸强度、硬度、延伸率、弹性模量、热导率和膨胀系数等应达到一定数量级;材料在冶炼、铸造、辗轧、热处理等工艺过程中，应严格控制熔渣过滤、辗轧方向、温度等，使材质纯净、晶粒大小匀称、无方向性，能满足物理、化学、力学等性能要求。

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2.加工设备及其基础元部件：对超精密加工所用的加工设备有下列要求: （1）高精度。包括高静精度和高动精度，主要的性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度、分辨率等，如主轴回转精度、导轨运动精度、分度精度等; （2）高刚度。 包括高静刚度和高动刚度，除本身刚度外,还应注意接触刚度，以及由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统刚度; （3）高稳定性。设备在经运输、存储以后，在规定的工作环境下使用，应能长时间保持高精度、抗干扰及稳定性。设备应具有良好的耐磨性、抗震性等;

（4）高自动化。为了保证加工质量,减少人为因素影响，加工设备多采用数控系统实现自动化。

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3.加工工具：加工工具主要是指刀具和模具。用金刚石刀具超精密切削，值得研究的问题有:金刚石刀具的超精密刃磨，其切口钝圆半径应达到2~4nm,同时应解决其检测方法，刃口钝圆半径与切削厚度关系密切，若切削的厚度欲达到10nm,则刃口钝圆半径应为2nmo磨具当前主要采用金刚石微粉砂轮超精密磨削，这种砂轮有磨料粒度、粘接剂、修整等问题，通常采用粒度为W20~W0.5的微粉金刚石，粘接剂采用树脂、铜、纤维铸铁等。

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4.检测与误差补偿：超精密加工必须具备相应的检测方法，不仅要对工件表面质量进行检验，而且要检验加工设备和基础元部件的精度。其尺寸和形位精度可用电子测微仪、电感测微仪、电容测微仪、自准直仪等来测量;表面粗糙度可用电感式、压电晶体式表面形貌仪等进行接触测量，或用光纤法、电容法、超声微波法和隧道显微镜法进行非接触测量;表面应力、表面变质层深度、表面微裂纹等缺陷，可用X光衍射法、激光干涉法等来测量。检测可采取离线的、在位的和在线的三种方式。误差预防是通过提高机床制造精度、保证加工环境等来减少误差源对其影响;误差补偿是在误差分离的基础上,利用误差补偿装置对误差值进行静态和动态补偿，以消除误差本身的影响。

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