增强相对铝基复合材料超精密加工表面的影响

采用聚晶金刚石（PCD）刀具对SiC增强铝基复合材料进行超精密车削加工试验,基于原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）和Talysurf-6型轮廓仪对加工表面进行检测和分析.结果表明,S iC增强相的切削变形机理对超精密级加工表面的影响重大（粗糙度Ra为0.025μm）.若增强相在解理面直接被切削刀具切断,则SiC增强相附近区域的表面粗糙度值范围为6~10 nm,故产生超精密级加工表面的可能性大;若增强相以拔出或压入的机理进行切削变形,则不易获得超精密级加工表面.较高的切削速度、较小的进给量、较小的刀具钝圆半径和较大的PCD刀具晶粒度都有助于获得超精密级的加工表面,而背吃刀量对其影响很小.SiC增强相的体积分数和类型也是影响超精密级表面质量的重要因素,增强相体积分数越高,表面质量越差,晶须增强铝基复合材料较颗粒增强铝基复合材料可获得更好的表面质量.     

超精密飞刀切削加工表面中频微波纹产生机理

超精密飞刀切削是一种重要的超精密加工手段,安装大飞刀盘的超精密铣床能够加工大口径超精密光学元件,加工表面具有很高的面形精度和很低的表面粗糙度值.但是加工表面普遍存在中频微波纹（空间周期从100μm到300μm,幅值低于0.1μm）,极大影响了光学元件的使用.超精密铣床的主轴旋转精度对加工工件影响很大,尤其是主轴轴线偏转会使安装在大飞刀盘外缘处的刀具产生很大位移.为此,建立了适用于空气静压轴承支撑的立式主轴角位移欧拉动力学方程,推导出方程解析解,得出主轴运动规律及其对表面中频微波纹的影响,并设计实验进行验证.最终给出了抑制中频微波纹的工程措施.     

论超精密机械研磨过程中保证工件质量必备的基本条件和必须遵循的基本原则

超精密加工系指被加工工件的尺寸精度和几何形状精度在(0．1～0．01)μm，而表面粗糙度为Rao．o1μm以上的精密加工工艺方法。由此可见，需要进行超精密加工的工件其精度要求极高，工艺难度极大。     

新型滚光刀在数控车床上的推广应用

表面粗糙度是机械加工企业加工零件质量好坏的一个重要指标。尤其是表面粗糙度要求特别高的零件,必须在磨床上加工才能保证质量。这样不但增加生产成本,而且降低加工效率,直接影响到产品的进度,这是很多制造企业的一大心病。我们通过对问题的分析,采用普通车刀和滚光刀分别进行车削加工,检测零件的表面粗糙度,发现用滚光刀加工在零件表面粗糙度相对较高的情况下可以实现"以车代磨"的效果,提高了加工效率,挖掘滚光刀的优点并加以推广。     

LBO晶体的超精密加工工艺研究

采用Logitech PM5精密研抛机,通过机械抛光和化学机械抛光方法超精密加工LBO晶体;详细研究了LBO晶体的超精密加工工艺,并观察研磨和抛光等加工过程后的晶体表面形貌;研究抛光液和抛光垫在抛光中对LBO晶体表面微观形貌的影响.使用Wkyo激光干涉仪测量平面度,光学显微镜观察表面宏观损伤,原子力显微镜测量表面粗糙度和观察微观形貌.通过实验,实现高效率、高精度、高质量的LBO晶体的超精密加工,得到了LBO晶体的超精密加工工艺;超精密加工后晶体的表面粗糙度＜0.2nm RMS,表面平面度＜氇/10(氇=633nm),微观损伤少.     

T20型电动轮廓仪升降系统机械故障分析及修理

德国ＨＯＭＭＥＬＷＥＲＫＥ生产的Ｔ2 0型电动轮廓仪 ,能精确地测量出精密零件的表面粗糙度 ,是一台为精密零件的制造、加工提供可靠参数的精密仪器。该轮廓仪经频繁的使用后 ,其升降系统机械部件会出现不同程序的磨损 ,使传感器装置在上下移动过程中出现突然下坠等情况 ,导致     

高性能零件的性能与几何参数一体化 精密加工方法与技术

随着高端装备和产品的不断发展,对装备和产品制造的性能要求也越来越多和越来越高,涌现出一大批高性能指标要求的关键零部件,其加工已由以往的单纯几何形状和尺寸精度要求,跃升为以性能要求为主、性能与几何参数一体化的精密加工要求。这些高性能零件多呈精密复杂曲面、超高精度,以及材料超硬、超脆、超黏等难加工特征,其性能受几何、材料等多因素耦合作用,采用传统工艺进行精密加工制造十分困难,存在废品率高、加工效率低,特别是性能指标难以保证等难题。从高端制造装备业的需求出发,提出并阐明了高性能零件的特点、分类以及数字化可控去除加工方式的内涵,在此基础上指出了四类高性能零件精密加工所涉及的关键问题,并着重介绍了这些问题的研究现状、存在的难点和可行的解决方案,为面向高性能要求的性能与几何参数一体化的加工理论、方法和工艺技术体系的建立提供参考,以解决高性能零件的精密制造难题。     

小口径非球面的超精密车削和抛光组合加工

针对目前小口径非球面零件在超精密加工中存在的加工效率和加工精度等问题,分析了现今小口径非球面超精密加工方法及其特点,提出了一种超精密金刚石车削和斜轴磁流变抛光超精密组合加工方法．其中小口径非球面斜轴磁流变抛光方法的特点是抛光主轴采用倾斜安装,并且抛光头由外部旋转抛光体和内部励磁装置两部分构成．通过开发新型的小口径非球面超精密复合加工装备,对小口径单晶硅非球面进行了超精密组合加工实验．实验结果表明工件的表面粗糙度R。由车削后的9．1nm下降到抛光后的3．2mm,证明了该组合加工工艺是提高小口径非球面加工效率和精度的一种有效加工方法．     

圆柱表面微结构阵列超精密车削加工技术

辊子是光学薄膜模压制造的关键零件,其圆柱表面微结构复杂,表面粗糙度要求也极高.超精密车削成形作为微结构的一种高效加工方式,其加工的可达性、伺服刀具动态特性的制约、海量微结构的加工长时一致性等是高质量辊子微结构加工所需解决的关键问题.本文以圆柱球面微结构阵列为例,从其数学描述入手,分析了刀具几何尺寸、伺服系统动态特性与微结构加工可达性之间的制约关系,并在自主研制的超精密车床和快刀伺服系统上进行了两种球面微结构的加工实验,得到了预期的微结构形貌,并对加工实验中发现的切深不一致现象给出了初步的解释.     

洁净钢检测新技术——钢坯镜面加工及全端面检测

介绍了洁净钢检测的两项新技术:钢坯镜面加工和钢坯全端面检测。借助于新研发的"重型超精密镜面铣磨一体化数控机床"试样加工装备,钢坯低倍试样表面加工可达到表面粗糙度Ra≤0.02μm,其表面像镜子一样光亮,从而可在钢坯表面上进行非金属夹杂物检测;利用新研发的"大型金属缺陷综合检测仪",可对钢坯全端面上的缺陷进行自动照相、计数、测量、统计及分布计算分析。以这两个新技术为支撑,可以把洁净度检测前移到钢坯,实现真正意义上的宏观洁净度检测,该检测方法相比常规洁净度检测方法更具有优势和发展前景。     

大型非球曲面超精密复合加工机床

详细介绍了“大型非球曲面超精密复合加工机床”．该机床具有磨削、铣削、车削等多种加工功能,采用了高精度的FANUC系统,在X横向导轨上设计了独特的卸荷系统,在Z垂直导轨上设计了精确的配重系统,主轴转速为150r／min,可加工最大尺寸为φ1200mm的工件．用高精度的电感测微仪和自准直仪对机床进行了检测,结果表明：其数控系统位置及控制分辨率为0．05μm,主轴回转精度为26nm．最后,用该机床进行了超精密加工试验,经检测,其加工工件的表面粗糙度Ra优于15nm,实现了大型非球曲面的超精密加工．     

高速空气静压轴承的精密动平衡

圆弧刃天然金刚石刀具是加工各类复杂曲面零件的重要工具．在其刃磨过程中,机床主轴的端面跳动严重影响刀尖圆度和刃口半径,进而影响到加工表面的完整性．基于金刚石刀具研磨机床空气静压轴承的动平衡原理,通过现场动平衡实验,能够将主轴轴向振动的最大幅值控制在0．084μm以下,从而可以刃磨出满足超精密加工要求的高质量金刚石刀具．刃磨出的金刚石刀具刃口半径值可以达到0．05μm以下,7／尖圆弧圆度提高到0．2μm以内．     

用立方氮化硼刀具对硬质合金材料进行延性超精密加工

对单相晶体结构和硬质合金的粘合特性的理论分析表明，对其进行延性超精密加工是可行的，并在普通加工中心上通过对切削力的监控，用立方氮化硼刀具实现了对硬质合金材料的延性超精密加工．研究结果显示，在用不同刀具进行的切削中，刀具的磨损都非常小；在对硬质合金的延性超精密加工中获得了纳米级表面粗糙度的平滑表面和层状切屑。     

大口径光学镜面超精密加工机床的研制

设计制作了最大加工直径为φ880 mm的光学镜面超精密加工机床.该机床采用大理石床身、4轴数控联动、全气浮支承和零传动结构,以实现光学球、非球及自由形面的超精密切削.介绍了机床整体结构特点和性能参数,描述了气浮电主轴、气浮直线导轨、直驱回转工作台等关键技术及部件.该机床主轴回转精度0.05μm,直线伺服轴分辨力1.25 nm,回转工作台角位移分辨力0.009.″在硬铝和无氧铜材料上分别加工出了面形精度0.5μm、表面粗糙度5 nm的φ400 mm球面和面形精度0.5μm/φ100 mm、表面粗糙度8 nm的非球形面.     

光学式表面粗糙度计测技术发展动向

KeepingCurrenttheOPticalSurfaceRoughnessMeasurementWangGengxin1非接触粗糙度计测法概要表面粗糙度是决定各种工件外观及性能的重要因素之一。近年来，随着高新技术的发展，工业产品性能和品位的要求不断提高，超精密加工、软物质（铅、橡胶、塑料等）高精度加工的重要性日益突出，研究开发正确、迅速确定超精密加工面和软物质加工面的粗糙度对测技术，已成为当务之急。传统的表面粗糙度测定机，绝大多数采用触针式接触计测的方法，其理由是，使用触针计测时，与工件是物理性接触，能够制造出较高计测精度、价格又低的实用测定机。…     

利用渗透检测技术检验人工关节金属零件的表面缺陷

分析了人工关节零件的表面缺陷、生产加工流程以及检测要求,采用亲水性后乳化荧光检测工艺方法作为人工关节金属零件表面缺陷的检测方法,并确定了其检测时机.通过股骨球头检测示例及其他零件分析,表明液体渗透检验方法适用于人工关节零件表面微米级以上的表面缺陷.     

石英玻璃微流道超声振动磨削加工及流动阻力特性研究

石英玻璃微流控芯片在医学诊断、生化分析和药物筛选等领域具有广阔的应用前景,高性能石英玻璃微流道的加工质量直接决定微流控芯片的使用性能。本工作采用超声振动磨削加工技术对石英玻璃微流道进行高效精密加工,首先研究了主轴转速N、进给速度v_f、磨削深度a_p和超声功率P对微流道表面质量和形状精度的影响,然后对超声振动磨削工艺参数进行优化,最后测试微流道的水流阻力,研究微流道水力直径对其流动阻力特性的影响。超声振动磨削加工实验结果表明：石英玻璃微流道的表面粗糙度R_a可达较小值0.191μm,形状精度RMS值和PV值分别达到3.332μm和23.783μm,并且微流道表面形貌完整,底部微观表面光滑,边缘整齐无明显崩边。流动性测试实验结果表明：石英玻璃微流道内流动摩擦阻力系数随雷诺数和水力直径的增大而减小,因此设计微流道时应尽量选择较大的水力直径,并且适当增大流速。     

主轴回转误差引入飞切加工表面微波纹的形成机理与解决方案

为分析超精密飞切机床加工表面微波纹的形成机理,研究了主轴回转误差信息提取与表面形貌仿真技术,获取微波纹误差来源并研究解决方案。首先,在超精密飞切机床主轴上搭载五通道在线电容位移检测系统,并对采集到的信号进行误差分析提取。然后,建立飞切加工表面微观形貌三维仿真模型,仿真分析主轴误差引入的加工表面微波纹,并与表面检测结果比对确定误差来源。最后,通过调整主轴电机控制系统抑制该误差。三维仿真和实测结果相吻合,证实超精密飞切机床主轴转速波动导致的回转误差造成了工件表面1 Hz左右的规律性条纹,对主轴转速控制系统进行数字化改造后,基本消除了该因素导致的表面微波纹,表面粗糙度从5 nm以上抑制到2 nm左右,PV值优于10 nm。超精密飞切机床主轴转速波动会对飞切加工表面微观形貌以及表面粗糙度产生显著影响,需至少控制在0.5 r/min以内。     

电火花加工在轮胎模具中的应用

随着各个制造领域的发展,模具的应用及直接制造的精密零件越来越多,电加工作为一个较特殊的工艺手段已在加工模具和精密零件的制造中起着非常关键和重要的作用。本文主要是对电火花加工在轮胎模具制造中的应用前景,由电火花的原理、特点引出电火花为何适应于轮胎模具加工制造进行了阐述。     

纳米尺度精细加工技术

把生产尺寸公差在10nm左右、表面粗糙度在1mm左右的零件定义为超精细生产.目前已可以制造出尺寸仅1μm的零件,甚至可以将它们按10nm等间距排列.