揭秘精密零部件加工技術:從傳統到現代的華麗轉(zhuǎn)身
01-14-2024
  揭秘精密零部件加工技術:從傳統到(dào)現代的華麗轉身
  在當今世界,科技日新月異,精密零部件加工技術作為其中不可或缺的一環,正以前所未有的速度發展。從微米到納米,從(cóng)傳統到現代,精密(mì)零部件加工(gōng)技術經曆了巨大的變革,為人類社會的(de)進步提(tí)供(gòng)了強大的推動力。
  精密零部件加工技術,簡單來說,就是通過高精度(dù)加工http://www.xjssy.cn/、高效率的機械加工方法,將原材料轉化為(wéi)具有(yǒu)特定形狀、尺寸(cùn)和性能的零件。這個領域涵(hán)蓋了微細(xì)加工、超(chāo)微細加工、光整加工(gōng)等多種技術,每一種都有其獨特(tè)的應用和優勢。
  在精密零部件加工領(lǐng)域,精密切削技術是(shì)一種(zhǒng)非常重要的技術。它(tā)利(lì)用高精密的機床和單晶金剛石刀具進行切削,主(zhǔ)要用於銅、鋁等不宜磨削加工的軟金屬的精密加工。在計算機用的磁鼓(gǔ)、磁盤及大功率(lǜ)激光用的金屬反光鏡等高精度產品的(de)製造(zào)中,精密(mì)切削技術發(fā)揮了不可替代的作用。然而,這種技(jì)術對許多因素非常敏感,如切削液的溫度、刀具的磨損等,因(yīn)此在實際應用中需要高度的技術和經驗。
  超(chāo)精密磨(mó)削技術是另一種重要(yào)的精(jīng)密零部件加工技術。它利(lì)用精確修整過(guò)的砂輪在精密磨床上進行微量磨削,可以達到很高的尺寸精度、形位精度和很低的表麵粗糙度(dù)值。這種技術可以(yǐ)應(yīng)用於幾乎(hū)所有的材料,從軟金屬到淬(cuì)火鋼、不(bú)鏽鋼、高速鋼等難切(qiē)削材料,以及半導體、玻璃、陶瓷等硬(yìng)脆非金屬材料。然而,磨削過程中(zhōng)產生的熱量和力可能會導(dǎo)致工件(jiàn)表(biǎo)麵的金相組織發生變化,因此需要嚴格控製磨削的條件。
  此(cǐ)外,珩磨和(hé)研磨與拋光也是精(jīng)密零部件加工中的重要技術(shù)。珩(héng)磨利用油石砂條組成的珩磨頭在一定壓力下沿工件表麵往複運動,可以加工出非常(cháng)光滑的表麵。研磨與(yǔ)拋光則是(shì)通過介於工件和工具間的磨料及加工液,使(shǐ)工(gōng)件達到所要求的尺寸與精度的加工方法。這些技術對提高(gāo)產品的質量和性能至關重要。
  隨著科技的進步,超精密加工技術(shù)已經成為當前精密零部件加工(gōng)領域的研究熱點。超精密加工技(jì)術可以在超精密機床設備上利用具有嚴格約束的相對運動進行微量切削,以獲得極高形狀精度和表麵光潔度的(de)加工過程。這種技術的應用範圍(wéi)非(fēi)常廣泛(fàn),包括微電子、光電子、生物醫學(xué)等領域。同時,超精密加工(gōng)技術也麵臨著(zhe)許多(duō)挑戰,如超精密刀具的製造(zào)、超精密機床的控製、超精密加工的環境控製等問題。
  除了以上幾種常見的精密零部件加工技術外(wài),還有許多(duō)其他(tā)的技術如拋光、砂(shā)帶磨削等。這些技術各有其特點(diǎn)和應用範圍,但(dàn)共同點(diǎn)是它們都能提高(gāo)產品的質量和性(xìng)能。隨著科技(jì)的不斷(duàn)發(fā)展,我們可以預見未來將會有更多的精(jīng)密零部件加工技術湧現出來,為人類社會的進步提供強大的推動力(lì)。
  總(zǒng)結來說,精(jīng)密零部件加(jiā)工技術是(shì)一個充滿挑戰和(hé)機遇的領域。它需要我們不(bú)斷探索新(xīn)的技術和(hé)方法,同時(shí)也要對(duì)傳統的技術和方法進行改進(jìn)和完善。隻(zhī)有這樣,我們才能不斷提高(gāo)產品的質量(liàng)和性能,滿足人們(men)日益增長的需求(qiú)。
  盤(pán)點常見的精密(mì)零部件加(jiā)工技術
  當前精密和超精密加工,精(jīng)度從微米到亞微米,乃至納米,在汽車、家電、3C硬件(jiàn)等高科(kē)技領域,以及軍用、民用工業領域均(jun1)有廣泛(fàn)應用。同時,精(jīng)密和(hé)超精密加工技術的發展(zhǎn)也促(cù)進了機(jī)械、模具、液壓、電子、半導體、光學、傳(chuán)感器和測量技術及金屬(shǔ)加(jiā)工工(gōng)業的發展。
  通常,按加工精度劃(huá)分,機械加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。目前,精密加工是指加工精度為1~0.1μm,表麵粗糙度為Ra0.1~0.01μm的加工(gōng)技術,但這個界限是隨著加工技術的進步而不斷變(biàn)化的,今天的精密加工可能(néng)就是明天的一般加工。精密加工(gōng)所要解決的問題,一是加工精度(dù),包括形位公差、尺寸精度及表麵狀況;二是加工效率,有些(xiē)加工(gōng)可以取得較好的加工精度,卻難以取(qǔ)得高的加工效率。精密加工包括微細加工和超微細加工、光整(zhěng)加工(gōng)等加工技術。
  傳統的精(jīng)密加工方法有精密切削、超精密磨削、珩磨、精密(mì)研磨與拋光、超精密加工、拋光、砂帶磨削等。
  1、精密切削
  精密切削也稱金剛石刀具切削(SPDT),用高精密(mì)的機床和單晶金剛石刀具進行切削加工,主要用於銅、鋁等不宜磨削加工的軟金屬的精密加工,如計算機用的磁鼓、磁盤及大功率激光用的(de)金屬反光鏡等,比(bǐ)一般切削加工精(jīng)度要高1~2個等級。
  例如用精密車削加工的液壓馬達轉子柱塞孔(kǒng)圓(yuán)柱(zhù)度為0.5~1µm,尺寸精度1~2µm;紅外反(fǎn)光鏡的表麵粗糙度Ra0.01~0.02µm,還具有較好(hǎo)的光學性質。從成本上看,用(yòng)精密切削加工(gōng)的光學反射鏡,與過去用鍍鉻經磨削加工的產品相比,成本大約是後者的一半或幾分之一(yī)。
  但許多因素對精密切(qiē)削的效果有影響,所以要達到預(yù)期的效(xiào)果很不容易(yì)。同時,金剛石刀具切削較硬的材料時磨損較快,如切削黑色金屬時磨損速度(dù)比切削銅快10000倍,而(ér)且加工出的工件的表麵粗糙度和幾何形狀精度均不理想。
  2、超精密磨削
  用精確修整過(guò)的砂輪在精密磨床上進行的(de)微量磨削加工(gōng),金屬的去除量(liàng)可在亞微米(mǐ)級甚至更(gèng)小,可以(yǐ)達到很高的尺寸精度、形位精度和很(hěn)低(dī)的表麵粗糙度值。尺寸精度(dù)0.1~0.3µm,表麵粗(cū)糙度Ra0.2~0.05µm,效率高。應用範圍廣泛,從軟金屬到淬火鋼、不鏽鋼、高速(sù)鋼等難切削材料,及(jí)半導(dǎo)體(tǐ)、玻璃、陶瓷等硬脆非金屬材料(liào),幾乎所有的材料都可利用(yòng)磨削進行(háng)加工。
  但磨削加工後,被加工的表麵在磨削力及磨削熱的作用下金相組織要發生變化,易產生加工硬化、淬火硬(yìng)化、熱應力層、殘餘應力層和磨削裂紋等缺陷。
  3、珩磨
  珩磨用油石砂條組成的珩磨(mó)頭,在一定壓力下沿工件表麵往複運動,加工後的表麵粗糙度可達Ra0.4~0.1μm,最好可到(dào)Ra0.025μm,主(zhǔ)要用來加工鑄鐵及鋼,不宜用來(lái)加工硬度小、韌性好的有色金屬。
  4、精密研磨與拋(pāo)光
  通過介於工件(jiàn)和工具間的磨料及(jí)加工液,工件及研具作相互機械摩擦,使工件達到所要求的尺寸與精度的加工(gōng)方法。精密研磨與拋光對於(yú)金屬和非金屬工件都(dōu)可(kě)以達到其他加工方法所不能達到(dào)的精度和表麵粗糙度,被研磨表麵的粗糙度(dù)Ra≤0.025µm加工(gōng)變質層很小,表麵質量高,精(jīng)密研磨的設備(bèi)簡單,主要用於平麵、圓柱麵、齒輪齒麵及有(yǒu)密封要求的配偶件的加工,也可用於量規、量塊、噴油嘴、閥(fá)體(tǐ)與閥芯的光整加工。
  但精密研磨效率較低,如幹研速度一般為10~30m/min,濕(shī)研速度為20~120m/min。對加工環境要求嚴格,如有大磨料或異物混入時,將使表麵產生很難去除的劃傷。
  5、超(chāo)精密加工
  超精密加工就(jiù)是在超精密(mì)機床(chuáng)設備上,利用零件與刀具(jù)之間產(chǎn)生的具有嚴格約束的相對運(yùn)動,對材(cái)料進行微量切削(xuē),以獲得極高形狀(zhuàng)精度和表麵(miàn)光潔度的加工過程。當前的超精密加工是指(zhǐ)被加工零件(jiàn)的尺寸精度高於0.1μm,表麵粗糙度Ra小於0.025μm,以及所用(yòng)機(jī)床(chuáng)定位(wèi)精度的分辨率和重複性高於0.01μm的(de)加工技術,亦稱之為亞微米級加工技術,且正(zhèng)在向納米級加工技術發展。
  超精密加(jiā)工包括微細加工、超微(wēi)細加工、光整(zhěng)加工、精整(zhěng)加工等加工技術。微細加工技術(shù)是指製造(zào)微(wēi)小尺寸零件(jiàn)的(de)加工技術;超微細加工技術是指製造超微小尺寸零件的加工技術,它們是針對(duì)集成電路的(de)製造要求而提出的,由於尺寸微小,其精度是用切除尺寸的絕對值來表示,而不是用所加工尺寸與尺寸誤差的比(bǐ)值(zhí)來(lái)表示(shì)。光整加工一般是指降低表麵粗糙(cāo)度和提高表麵層力學機械性質的加工方法,不著(zhe)重於提高加(jiā)工精度,其典型加工方法(fǎ)有珩磨、研磨、超精加工及無屑加工等。實際上(shàng),這(zhè)些加工方法不僅能提高表麵質量,而且可以提高加工精度。精整加工是近(jìn)年來提出的一個新的名詞術(shù)語,它與光整加工是對應的,是指既要降低表麵粗糙度和提高表麵層力學機械(xiè)性質,又要提高加工精度(包括尺寸、形狀、位(wèi)置精度(dù))的(de)加工(gōng)方法。
  6、其他精密加工
  精密加工的方式很多,除了以上幾種常見的(de)外,還有(yǒu)拋光、砂帶磨削等。拋光是利(lì)用機械、化學、電化學的方法對工件表麵進行的一種微細加工,主要用來降低工件表麵粗(cū)糙度,常用的方法有:手工或機械拋光、超聲波拋光、化學拋光、電(diàn)化學(xué)拋光及電(diàn)化學機械複合加工等。砂帶磨(mó)削是用粘有磨料(liào)的混紡布為磨具對工件進行加工,屬於塗附磨(mó)具磨削加工(gōng)的範疇,有生產率高、表麵(miàn)質量(liàng)好、使用範圍廣等特點。
  精密和超精密加工,是現代機械製造業最主要的發(fā)展方向之一,在提高機電產品的性能、質(zhì)量和發展高新技術中起著(zhe)至關重要的作用,並且已成為在國際競爭中取得成功的關(guān)鍵技術。我國的製造業發展已進入(rù)高速發展階段,中國民營(yíng)企業已具備足夠的經濟實力來使企業邁向現(xiàn)代化,先進設備的引(yǐn)進和大量專業人(rén)才的湧入使我國(guó)沿海地區的製造業水(shuǐ)平迅速提高,湧現出一大批精密加工領域優秀企業,東莞沃德精密就是其中的典型代表,沃德精密立足珠三角,經過近20年的發展,客戶群體現已覆蓋(gài)全世界,業務範圍涉及北美、歐洲、日本、東南亞等地(dì)區,為世界精(jīng)密零部件(jiàn)產業的發展貢獻了不可忽(hū)視的力量。隨著國家決策的科學化、民主化進程不斷(duàn)深入(rù),相信我國的製造業會更快速、更健康地發展。
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