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1、超精密加工材料,主要内容介绍,1、超精密加工对材料的要求 2、超精密加工材料的分类 3、常见的材料及加工方法 4、几种典型的超精密加工方法,化学成分：应准确、质地均匀、无杂质；10-210-3 数量级。 物理力学性能：稳定、一致，无外部和内部微观缺陷；拉伸强度、硬度、伸长率、弹性模量、热导率、膨胀系数等应达到10-5 10-6数量级。 加工工艺性能：冶炼、铸造、热处理等工艺过程要严格控制。,1、超精密加工对材料的要求,2、超精密加工材料分类,3、常见的材料及其加工方法,4、几种典型的超精密加工方法,一、金刚石超精密切削 （1）、金刚石刀具特点 高硬度和高耐磨性 低膨胀系数：其线膨胀系数 仅是硬
2、质合金的1/41/6,是高速钢的1/91/12 高的导热性：切削热量不易聚集，切削温度低，有利于加工尺寸精度的控制,大的弹性模量：弹性模量大, 刀具的应变小，也有利于超精加工的尺寸精度控制。 极小的刀刃钝圆半径:刀刃钝圆半径小,可以实现薄的切削厚度,能降低切削区的弹塑性变形,进而降低切削力、切削温度和刀具磨损,使得切削变得十分平稳。,金刚石超精密切削,金刚石超精密切削,加工4.5mm陶瓷球,图 金刚石车床及其加工照片,金刚石超精密切削,（2）、金刚石刀具的应用 用于加工铝合金、黄铜等有色金属和某些非金属材料，不能用于黑色金属材料的加工。 可以得到超光滑表面，Ra0.02-0.005m，精度达到
3、0.01 m以上 可以加工许多零件，如：陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜等。,金刚石超精密切削,陀螺仪,右边的圆球就是石英制的转子，近乎完美的球体,金刚石超精密切削,哈勃望远镜,直径2.4m形状精度0.01m 能观察140亿光年天体,ELID磨削技术,(一)、ELID磨削技术介绍 ELID磨削技术即在线电解砂轮修整技术，它是由日本理化研究所大森整教授1987年提出，并于1989年应用于实际加工当中。 ELID磨削技术适用于对脆硬材料进行超精密镜面磨削。 ELID磨削技术广泛应用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域,ELID磨削技术,（二）、 ELID磨削技术原理,ELID磨削
4、技术,电解修锐过程中,砂轮在电解作用下,其金属结合剂电离溶解,使得砂轮表面的磨粒突出同时生成一层致密而绝缘的氧化膜,这能减缓砂轮的过度电解, 防止砂轮磨损过快。 随着磨削加工的进行,表面的磨粒因磨损而脱落,出刃高度降低,同时生成的氧化膜也因被工件摩擦而变薄,此时砂轮的电解又恢复,金属结合剂的电解过程加快,继续开始砂轮表面的电解过程,磨粒的出刃高度增加,氧化膜又开始增厚,如此循环。,ELID磨削技术,（三）、ELID磨削的工艺特点 磨削过程具有良好的稳定性和可控性， 易于实现磨削过程的最优化； 加工精度高，表面裂纹少，表面质量好； 适应性广泛，磨削效率高； 装置简单，成本低，推广性强等。,黑色金属超精密加工方法研究,钢铁等黑色金属的金刚 石超精密切削一直是超精 密加工领域中尚未解决的 技术难题。,黑色金属超精密加工方法研究,目前人们为突破金刚石切削黑色金属，一直在进行大量的实践，如深冷切削、富碳大气中的切削等，都先后取得一些效果，也有在金刚石的成份中掺入硼，使之与黑色金属的亲和力明显改善。 在国内，哈尔滨工业大学利用超声波振动切削，已实现不锈钢的镜面切削。,谢谢大家！ Thank You,