揭秘精密零部件加工技術:從(cóng)傳統到現代的華麗轉身
01-14-2024
  揭(jiē)秘精密零部件(jiàn)加工技術:從傳統到現代(dài)的華麗轉身
  在當今世(shì)界,科技日新月異(yì),精密零部件加工技術作(zuò)為其(qí)中不可或缺的一環,正以前所未有的速度發展(zhǎn)。從微米到納米,從傳(chuán)統到現代(dài),精密零部件加工技術經曆了巨大的變革,為人類社會的進步提(tí)供(gòng)了強大的推動力。
  精密零部件加工技術(shù),簡單來說,就是通過高精度加工http://www.dxqiumoji.com/、高效率的機械加工方法,將原材(cái)料轉化為具有特定(dìng)形狀、尺寸和(hé)性能的零件。這個領域涵蓋了微細(xì)加工(gōng)、超微細加工、光整加工等多種技術,每一種都有其獨特的應用和優(yōu)勢。
  在精密零部(bù)件加工(gōng)領域,精密切削(xuē)技術是一種非常重要的技術。它利用高精密(mì)的機床和單晶金剛石刀具進行(háng)切削,主要用於銅、鋁等不宜磨削(xuē)加工的軟(ruǎn)金屬的精密加工。在計算機(jī)用(yòng)的(de)磁(cí)鼓、磁盤及大功率激光用的(de)金(jīn)屬反光鏡等高精度產品的製造中,精(jīng)密切削技術發揮(huī)了不可替代的作用。然而,這種技術對許多因素非常敏感,如(rú)切削液的溫度、刀具的磨損等,因此在實際應用中需要高度的技(jì)術和經驗(yàn)。
  超精密磨削技術是另一種重要的精密零部件加工技術。它利用精確修(xiū)整過的(de)砂(shā)輪在精(jīng)密磨床上進行(háng)微量(liàng)磨削,可以達到很(hěn)高的尺寸精度、形位精(jīng)度和很低的表麵粗糙度值。這種技術(shù)可以應用於幾乎所有的材料,從軟金屬到淬火鋼、不鏽鋼、高速鋼等難切削材料,以及(jí)半導體、玻璃、陶瓷等硬(yìng)脆非金屬(shǔ)材料。然而,磨削(xuē)過(guò)程中產生的熱量和力可能會導致工件表麵的金(jīn)相組織發生變化,因此需要嚴格控製磨削的條件。
  此(cǐ)外,珩磨和研磨與拋光也是精密零部件加工中的重要技術。珩磨利(lì)用油石砂條組成的(de)珩磨頭(tóu)在一定壓力(lì)下沿工件表麵往複運動,可以加工出非常光滑的表麵。研磨與拋光則是通過介於工件和工具間的磨料及加工液,使工件達到(dào)所要求的尺寸與精度的加(jiā)工方法。這些技術對提高產品(pǐn)的質量和(hé)性能至關重要。
  隨著科技的進步,超精密加工(gōng)技術已經成為當前精密零部件加工領域的研究熱點。超精密加工技術可以(yǐ)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(yǐ)獲得極(jí)高形狀(zhuàng)精度和表麵光(guāng)潔度的加工過程。這(zhè)種技術的應用範圍非常廣泛,包(bāo)括微電子(zǐ)、光電子、生物醫學(xué)等領域。同時,超精密加工技術也麵臨著許多挑戰,如超精密刀具的製造、超精密機床的控製、超精密(mì)加工(gōng)的環境控製等(děng)問題。
  除了以上幾種常(cháng)見的精密零部件(jiàn)加工技術外,還(hái)有許多其他的技術如拋光、砂帶磨削等。這些技術各有其特點和應用範圍,但共同(tóng)點是它們都(dōu)能提高產品的質量和性能。隨著科技的不斷發展,我們可以預見未來將會(huì)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。
  總結來說,精密零部件加工技術是一個充滿挑戰和(hé)機遇的領域。它(tā)需要(yào)我們不(bú)斷探(tàn)索新的技術和方法,同時(shí)也要對傳統的技術和方法進行改進和完善。隻有這樣,我們才能不斷提高產品(pǐn)的質量和性能,滿(mǎn)足人們日益增長的(de)需(xū)求。
  盤點常見的精密零部件加工技術
  當前精密和超(chāo)精密加工,精度從微米到亞微米,乃至納米,在汽車、家電(diàn)、3C硬件等(děng)高科技領(lǐng)域(yù),以及軍用、民用(yòng)工業(yè)領域均有廣(guǎng)泛應用。同時,精密和超精密加(jiā)工(gōng)技術的發展也促進了機械、模具(jù)、液壓、電子、半導體、光(guāng)學、傳感器和測(cè)量技術及金屬加工工業的發(fā)展。
  通常,按加工精(jīng)度劃分,機械加工可分為(wéi)一(yī)般加工、精密(mì)加工、超精密加工三個階段。目前(qián),精(jīng)密加(jiā)工是指加工精度為1~0.1μm,表麵粗糙度為Ra0.1~0.01μm的加工技術,但這個界限是隨(suí)著加工技術的(de)進步而不斷變化的,今天的精密(mì)加(jiā)工可能就是明天的一(yī)般加工。精密加工所要解決(jué)的問題,一是加工精度,包括形(xíng)位公差、尺(chǐ)寸精度及表麵狀況;二是加工效率,有些加工可(kě)以取得較好的加工精度,卻難以取得高的(de)加工效率。精密加工包括微細加工和超微(wēi)細(xì)加(jiā)工、光整加工等加(jiā)工技術。
  傳統的精密(mì)加工方法有精(jīng)密切削、超精密磨(mó)削、珩磨、精密研磨與拋光、超(chāo)精密加工、拋光、砂帶磨削(xuē)等。
  1、精密切削
  精密切削(xuē)也稱金剛石刀具切削(SPDT),用高(gāo)精密(mì)的機床和單晶金剛石刀(dāo)具進行切削加工,主要用於銅(tóng)、鋁(lǚ)等不宜磨削(xuē)加工的軟金屬的精密加工,如計算機用的磁(cí)鼓、磁盤及大功率激(jī)光用的金屬反光鏡等,比一般切削加工精度要高1~2個等級。
  例如用精密車削(xuē)加工的液壓馬(mǎ)達轉子柱塞(sāi)孔圓柱度(dù)為0.5~1µm,尺寸精度1~2µm;紅外反光鏡的表麵粗糙度Ra0.01~0.02µm,還具有較好的光學(xué)性質。從(cóng)成本上看,用精密切削加工的光學反射鏡,與過去用(yòng)鍍鉻經磨削加(jiā)工的產品相比,成本大約是後者的(de)一半或幾分之一。
  但(dàn)許(xǔ)多因素對精密切削的(de)效果有影響,所以要達到預期的效果很不容易。同時,金剛石刀具切削較硬的材(cái)料時磨損較快,如切削黑色金屬時磨(mó)損速度比切削銅快10000倍,而且加工出的工件的(de)表麵粗糙度和幾何形狀精(jīng)度均(jun1)不(bú)理想。
  2、超精密磨削
  用精確修整過的砂輪在精密磨床上進行的微量磨削加工,金屬的去除量可在亞微米級甚至更小,可以(yǐ)達到很高的(de)尺寸精度、形位精度和很低的表麵粗糙度值。尺寸精度0.1~0.3µm,表麵粗糙度Ra0.2~0.05µm,效率高。應用範圍廣泛(fàn),從軟金屬到淬火鋼、不鏽鋼、高速(sù)鋼等難切削材料,及(jí)半導體、玻璃、陶瓷等硬(yìng)脆(cuì)非金屬材料(liào),幾乎(hū)所(suǒ)有的材料都(dōu)可利用磨削(xuē)進行加工。
  但磨(mó)削加工(gōng)後,被加工(gōng)的表麵在磨削力及磨削熱的作用(yòng)下金相組織要發生變化,易產生加工硬化、淬火硬化、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(de)珩磨頭,在一定(dìng)壓力下沿工件表麵往複運動,加工後的表麵(miàn)粗糙度可達Ra0.4~0.1μm,最好可到Ra0.025μm,主要用來加工鑄鐵(tiě)及(jí)鋼,不宜用來加(jiā)工硬度小、韌性好的有色金屬。
  4、精密研(yán)磨與拋光(guāng)
  通過介於工件和工具間的磨料及加工液,工件及研具作相互機械摩擦,使工件達到(dào)所要求的尺(chǐ)寸與精度的加(jiā)工方法。精密研磨與拋(pāo)光對於金屬和非金屬工件(jiàn)都(dōu)可以(yǐ)達到其他加工方法所不能達到的(de)精度和表麵粗糙度,被研磨表(biǎo)麵的粗糙(cāo)度Ra≤0.025µm加工變質層很小,表麵質量高,精密研磨的設備簡單,主要用於平麵、圓(yuán)柱麵、齒(chǐ)輪(lún)齒麵及有密封要求的配偶件的加工,也可用於量規(guī)、量塊、噴油嘴、閥體與閥芯的光整加工。
  但精密(mì)研磨效率較低,如幹研速(sù)度一(yī)般為10~30m/min,濕研速度為20~120m/min。對加工環境要求嚴格,如(rú)有大磨料(liào)或異物混入時,將使表麵產生很難去除的劃傷。
  5、超精密加工
  超精密加工就是在超精密機床設備上,利用零件(jiàn)與(yǔ)刀具之間產生的具有嚴格約束的相(xiàng)對運動,對材料進(jìn)行微量切削,以獲得極高形狀精度和表麵光潔度的加工過程。當前的超(chāo)精密加工是指被加工(gōng)零件的尺寸精度高於0.1μm,表(biǎo)麵粗糙度(dù)Ra小於0.025μm,以及所用機床定位精度的分(fèn)辨(biàn)率(lǜ)和(hé)重複性高(gāo)於0.01μm的加工技術,亦稱(chēng)之為亞微米級加工技術,且正在向納米級加工技術發展。
  超(chāo)精密加工包括微細加(jiā)工、超微細加工、光整加工、精(jīng)整加(jiā)工等加(jiā)工技(jì)術。微細加工技術是指製(zhì)造微小尺寸零件的加工技術(shù);超微細加工技術是指製造超微小尺寸零件的加工技術,它們是針對集成電路的製造要求而提出的(de),由於尺寸微小,其精度(dù)是用切除尺寸的絕對值來(lái)表示,而不是用所(suǒ)加工尺寸與尺寸誤差的比值來表示。光(guāng)整加(jiā)工一般是指(zhǐ)降低表麵粗糙度和提高表麵層力學機械性質的加工方法,不著重於提高加工精度,其典型加工方法有珩磨、研磨、超(chāo)精加工及無屑加工等。實際上,這些加工方法不僅(jǐn)能提高表(biǎo)麵質量,而且可以提高加工精度(dù)。精整加(jiā)工是近年來提出的一個新的名詞術語,它與光整加工是對應的,是(shì)指既要降低(dī)表麵(miàn)粗糙度(dù)和提高表(biǎo)麵層力學機械性質,又要提高加工精度(包括(kuò)尺寸、形狀、位置精度)的加工方(fāng)法。
  6、其他精密加工
  精密加工的方式很多,除了以(yǐ)上幾(jǐ)種常(cháng)見的外,還有拋光、砂帶磨削等。拋光是利用機械、化學、電化學的方法對(duì)工件表麵進行的一種微細加工,主要(yào)用(yòng)來降低工(gōng)件表麵粗糙度,常用的方法有:手工或機械拋光、超聲波拋光、化學拋光、電化學拋光(guāng)及電化學機械複(fù)合加工等。砂帶磨削是(shì)用粘有磨料的混紡布為磨具對工(gōng)件進行加工,屬於塗附(fù)磨具磨削加工的範疇,有生產率高、表麵(miàn)質量好、使用範圍廣等特點。
  精密和超精密加工,是現代機械製造業(yè)最主要的發展方向之一,在提(tí)高(gāo)機電產品的性能、質量和發(fā)展高新技術中起著至關重要的作用,並且已成(chéng)為在國際競爭中取得成功的關鍵技術。我(wǒ)國的製造業發展已進入高速發展階段,中國民營企業已具備足夠的經濟實力來使企業邁向現代化,先進(jìn)設備的引進和大量專業人才的湧入使(shǐ)我(wǒ)國沿(yán)海地區的製造業水平迅速提高,湧現出一大(dà)批精密加工領域優秀企業(yè),東莞沃德(dé)精密就是其中(zhōng)的典(diǎn)型(xíng)代表,沃德精密立足珠三角,經過(guò)近20年(nián)的發展(zhǎn),客戶群體現已覆蓋全世界,業務範圍(wéi)涉及(jí)北美、歐洲、日本、東南亞等(děng)地區,為世界精密零部件產業的發展貢獻了不(bú)可忽視的力量。隨著(zhe)國家決策的科學(xué)化、民主化(huà)進程不(bú)斷(duàn)深入(rù),相信我國的製造業會更快速、更(gèng)健康地發展。
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