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复杂曲面零件超精密加工方法

2019-10-17 03:50:09

超精密加工担负着支持较新科学技术进步的重要使命,并且国防战略发展的需要和超精密产品高利润市场的吸引,促进了超精密加工新技术的迅速发展。超精密加工技术是降低工件表面粗糙度、去除损伤层,获得高精度和表面完整性的加工手段,现阶段,以不改变工件材料物理特性为前提的超精密加工需要使工件的形状精度和表面粗糙度分别达到亚微米级、纳米级,甚至追求高表面完整性的无损伤抛光技术。

复杂曲面一般是由多曲率的曲面组合而成,达到某些数学特征的高精度、追求功能与美学效果的外观形态,包括非球面、自由曲面和异型面等。

复杂曲面已经成为航空航天、天文、航海、汽车零部件、模具和生物医用植入等领域众多工业产品及零件的重要工作面。例如:非球面光学零件能够很好地矫正多种像差,提高仪器鉴别能力;复杂曲面反射镜可有效减少反射次数和功率损失,提高精度及稳定性;复杂曲面发动机缸可提高工作效能;同时,一些模具型腔、汽车零部件越来越多的应用复杂曲面外形,达到功能需求和美观性。随着复杂曲面类零件需求量的增加和性能要求的不断提高,传统加工方法已难以满足实际应用需求,迫切需要进一步提高复杂曲面零件的加工水平,以期达到超精密加工。由于复杂曲面曲率的多变性,研究材料去除机理、亚表面损伤等特性对提高加工精度与效率十分重要,且加工残余废料的污染问题已经受到广泛关注。

对复杂曲面超精密加工方法的研究进展进行综述,回顾复杂曲面超精密加工的发展,阐述复杂曲面超精密成形加工、超精密抛光的原理及影响因素,比较复杂曲面超精密加工中加工工具同工件表面吻合度、精度、表面损伤、效率等要素,较后对复杂曲面超精密加工方法进行科学预测与展望。

零部件加工过程即是一种直接改变原材料的外观,使其成为半成品工件或者成品的过程,这一过程我们称之为工艺流程,亦即是零件的加工工艺基准,精密机械零部件加工其工艺流程加复杂。

精密机械零部件加工工艺基准可以按照不同工艺分为:铸造,锻造,冲压,焊接,热处理,机加工,装配等等类别。是指整个零件的数控加工与机器装配过程的总称,而其他的如清洗、检验、设备维护,油封等等都仅仅只是辅助过程。车削的方法改变原料或半成品的表面性能,行业中数控加工工艺过程是其中主要的工艺过程。

精密机械零部件加工的工艺基准包括定位基准,在数控车床进行加工时车床或者夹具所运用的定位基准;测量基准,这一基准通常指代的是在检验时需要遵守的尺寸或者位置的标准;装配基准,这一基准我们通常是指在进行装配工艺时候零部件的位置标准。

精密机械零部件加工需要生产稳定的产品,为了达到这一目标,工作人员一定要有丰富的机械加工工作经验以及过硬的技术。众所周知机械加工是一样精细的工作,要有过硬的技术才能做好。

其次,精密机械零部件加工工艺流程是否规范也决定了产品是否好。生产与管理都必然是需要一套流程的,流程是为制作产品而服务的。再次,生产环节中一定要注重沟通,不论是节点时间还是有问题时,都要加强交流,加工厂和设备厂商的沟通是做好自动化设备零件加工的重要条件。

精密机械加工在刀具方面,在进行操作的过程中主要是采用其金钢石砂轮,在一定程度上有效的控制背吃刀量和进给量,在超精密磨床上,在运行时可以进行

延性方式磨削,即纳米磨削。即使是玻璃的表面也可以获得光学镜面。

精密机械加工和超精密加工的发展趋势从长远的发展观点来看,其设备的制造技术是当前世界各国发展国民经济的主要战略和方向的决策,是一个经济发展的重要手段之一,同时又是一个单独自主、繁荣昌盛、经济上持续稳定发展、科技上保持先进的长远大计。科技的发展对精密加工和超精密加工技术也提出了高的要求。

精密机械加工的高精度的加工以及超精密加工在一定程度上所能获得极高的表面质量和表面的完整性,但是可以牺牲加工效率为保证。采用拉延方法加工时,较大变形力仅为17t,而采用冷挤压方法加工时,则需变形力132t,这时作用在冷挤压凸模上的单位压力达2300MPa以上。模具除需要具有高强度外,还需有足够的冲击韧性和耐磨性。

精密机械加工的金属毛坯在模具中强烈的塑性变形,这样就会使得模具温度升高到250℃~300℃左右,因而,模具材料需要一定的回火稳定性。由于上述情况,冷挤压模具的寿命远低于冲压模。

精密机械加工在一定程度对产品的高可靠性的追求,在运行时对轴承等一遍承受载荷一边做相对运动的零件,在运行时可以有效的降低其表面粗糙度,这样就可以改善零件的耐磨损性,提高其工作稳定性、延长使用寿命。高速高精密轴承中使用的Si3N4。陶瓷球的表面粗糙度要求达到数纳米。加工变质层的化学性质活泼,易受腐蚀,所以从提高零件耐腐蚀能力的角度出发,要求加工产生的变质层尽量小。


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