超精密机械加工

20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等技术的需要而发展起来的精度极高的加工技术。超精密机械加工的精度比传统的精密加工提高了一个以上的数量级。到20世纪80年代，零部件加工，加工尺寸精度可达10纳米(1×10-8米)，表面粗糙度达1纳米。超精密加工对工件材质、加工设备、工具、测量和环境等条件都有特殊的要求，需要综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统、计算机控制以及其他***技术。工件材质必须极为细致均匀，并经适当处理以消除内部残余应力，保证高度的尺寸稳定性，防止加工后发生变形。加工设备要有极高的运动精度，导轨直线性和主轴回转精度要达到0.1微米级，微量进给和***精度要达到0.01微米级。对环境条件要求严格，须保持恒温、恒湿和空气洁净，并采取有效的防振措施。加工系统的系统误差和随机误差都应控制在 0.1微米级或更小。这些条件是靠综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统和计算机控制等各种***技术获得的。超精密切削加工

主要有超精密车削、镜面磨削和研磨等。在超精密车床上用经过精细研磨的单晶金刚石车刀进行微量车削，切削厚度仅1微米左右，常用于加工有色金属材料的球面、非球面和平面的反射镜等高精度、表面高度光洁的零件。例如加工核聚变装置用的直径为800毫米的非球面反射镜，精度达0.1微米，表面粗糙度为Rz0.05微米。

超精密特种加工

常用机械加工金属材料，熟悉几个

1、45——优质碳素结构钢，是常用中碳调质钢。

主要特征: 常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。

2、Q235A（A3钢）——常用的碳素结构钢。

主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

3、40Cr——使用***广泛的钢种之一，属合金结构钢。

4、HT150——灰铸铁应用举例:齿轮箱体，北京机械零部件加工，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等

5、35——各种标准件、紧固件的常用材料

主要特征: 强度适当，北京机械零部件加工厂，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件

6、65Mn——常用的弹簧钢应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。

7、0Cr18Ni9——常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）特性和应用: 作为不锈耐热钢使用***广泛，如食品用设备，一般化工设备，原于能工业用设备

8、Cr12——常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1)

机械加工金属切削力计算方式

1切削速度vc ：是指刀具切削刃上选定点相对于工件待加工表面在主运动方切削用量的瞬时速度单位为m/min。切削速度对刀具耐用度影响大，好能使刀具在相对磨损小的佳切削速度下工作。

2进给量f： 在主运动每转一转或每一行程时(或单位时间内)，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移，单位mm/s。进给量对刀具的耐用度影响较小，在保证加工表面粗糙度的条件下，可选较大的进给量，一般取f=0.1～0.3 mm/r。

3背吃刀量(切削深度)ap： 待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，单位mm。切削深度对刀具耐用度的影响小，一般选用较大的切削深度，这样不仅可以避免刀尖在硬化层内切削，减小刀具磨损，还可增加刀刃工作长度，有利于散热，一般取αp=1～5 mm。

切削时，为了降低切削温度，应当向切削区域浇注大量的以冷却作用为主的切削液。对切削液的要求有导热系数大、比热大、热容量大、汽化热大、汽化速度快、流量大、流速快。一般说来，水比油的导热系数大3～5倍，比热大1倍，汽化热几乎大10倍左右，故用水溶性切削液较为合适。车、铣削时，常采用乳化液，或采用有极压添加剂的水溶性切削液。

对于钻孔、扩孔、铰孔、拉削、攻丝等工序，应该采用润滑作用较大的极压可溶性油作切削液，如蓖麻油、油酸、硫化油、氯化油等。

在数控加工中，刀具的刃磨、测量和更换多为人工完成，辅助时间较长，因此合理安排刀具的排列顺序，以提高生产效率。一般：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先面后孔；⑤***行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能。

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