揭秘精密零部件加工技術(shù)：從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的華麗轉(zhuǎn)身
在當(dāng)今世界，科技日新月異，精密零部件加工技術(shù)作為其中不可或缺的一環(huán)，正以前所未有的速度發(fā)展。從微米到納米，從傳統(tǒng)到現(xiàn)代，精密零部件加工技術(shù)經(jīng)歷了巨大的變革，為人類社會(huì)的進(jìn)步提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力。
精密零部件加工技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)高精度加工http://www.xhdly.top/、高效率的機(jī)械加工方法，將原材料轉(zhuǎn)化為具有特定形狀、尺寸和性能的零件。這個(gè)領(lǐng)域涵蓋了微細(xì)加工、超微細(xì)加工、光整加工等多種技術(shù)，每一種都有其獨(dú)特的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)。
在精密零部件加工領(lǐng)域，精密切削技術(shù)是一種非常重要的技術(shù)。它利用高精密的機(jī)床和單晶金剛石刀具進(jìn)行切削，主要用于銅、鋁等不宜磨削加工的軟金屬的精密加工。在計(jì)算機(jī)用的磁鼓、磁盤及大功率激光用的金屬反光鏡等高精度產(chǎn)品的制造中，精密切削技術(shù)發(fā)揮了不可替代的作用。然而，這種技術(shù)對(duì)許多因素非常敏感，如切削液的溫度、刀具的磨損等，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要高度的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。
超精密磨削技術(shù)是另一種重要的精密零部件加工技術(shù)。它利用精確修整過(guò)的砂輪在精密磨床上進(jìn)行微量磨削，可以達(dá)到很高的尺寸精度、形位精度和很低的表面粗糙度值。這種技術(shù)可以應(yīng)用于幾乎所有的材料，從軟金屬到淬火鋼、不銹鋼、高速鋼等難切削材料，以及半導(dǎo)體、玻璃、陶瓷等硬脆非金屬材料。然而，磨削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量和力可能會(huì)導(dǎo)致工件表面的金相組織發(fā)生變化，因此需要嚴(yán)格控制磨削的條件。
此外，珩磨和研磨與拋光也是精密零部件加工中的重要技術(shù)。珩磨利用油石砂條組成的珩磨頭在一定壓力下沿工件表面往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以加工出非常光滑的表面。研磨與拋光則是通過(guò)介于工件和工具間的磨料及加工液，使工件達(dá)到所要求的尺寸與精度的加工方法。這些技術(shù)對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。
隨著科技的進(jìn)步，超精密加工技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前精密零部件加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。超精密加工技術(shù)可以在超精密機(jī)床設(shè)備上利用具有嚴(yán)格約束的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行微量切削，以獲得極高形狀精度和表面光潔度的加工過(guò)程。這種技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括微電子、光電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。同時(shí)，超精密加工技術(shù)也面臨著許多挑戰(zhàn)，如超精密刀具的制造、超精密機(jī)床的控制、超精密加工的環(huán)境控制等問(wèn)題。
除了以上幾種常見的精密零部件加工技術(shù)外，還有許多其他的技術(shù)如拋光、砂帶磨削等。這些技術(shù)各有其特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，但共同點(diǎn)是它們都能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。隨著科技的不斷發(fā)展，我們可以預(yù)見未來(lái)將會(huì)有更多的精密零部件加工技術(shù)涌現(xiàn)出來(lái)，為人類社會(huì)的進(jìn)步提供強(qiáng)大的推動(dòng)力。
總結(jié)來(lái)說(shuō)，精密零部件加工技術(shù)是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的領(lǐng)域。它需要我們不斷探索新的技術(shù)和方法，同時(shí)也要對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)和方法進(jìn)行改進(jìn)和完善。只有這樣，我們才能不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求。
盤點(diǎn)常見的精密零部件加工技術(shù)
當(dāng)前精密和超精密加工，精度從微米到亞微米，乃至納米，在汽車、家電、3C硬件等高科技領(lǐng)域，以及軍用、民用工業(yè)領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。同時(shí)，精密和超精密加工技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了機(jī)械、模具、液壓、電子、半導(dǎo)體、光學(xué)、傳感器和測(cè)量技術(shù)及金屬加工工業(yè)的發(fā)展。
通常，按加工精度劃分，機(jī)械加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個(gè)階段。目前，精密加工是指加工精度為1~0.1μm，表面粗糙度為Ra0.1~0.01μm的加工技術(shù)，但這個(gè)界限是隨著加工技術(shù)的進(jìn)步而不斷變化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解決的問(wèn)題，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面狀況；二是加工效率，有些加工可以取得較好的加工精度，卻難以取得高的加工效率。精密加工包括微細(xì)加工和超微細(xì)加工、光整加工等加工技術(shù)。
傳統(tǒng)的精密加工方法有精密切削、超精密磨削、珩磨、精密研磨與拋光、超精密加工、拋光、砂帶磨削等。
1、精密切削
精密切削也稱金剛石刀具切削(SPDT)，用高精密的機(jī)床和單晶金剛石刀具進(jìn)行切削加工，主要用于銅、鋁等不宜磨削加工的軟金屬的精密加工，如計(jì)算機(jī)用的磁鼓、磁盤及大功率激光用的金屬反光鏡等，比一般切削加工精度要高1~2個(gè)等級(jí)。
例如用精密車削加工的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子柱塞孔圓柱度為0.5~1μm，尺寸精度1~2μm；紅外反光鏡的表面粗糙度Ra0.01~0.02μm，還具有較好的光學(xué)性質(zhì)。從成本上看，用精密切削加工的光學(xué)反射鏡，與過(guò)去用鍍鉻經(jīng)磨削加工的產(chǎn)品相比，成本大約是后者的一半或幾分之一。
但許多因素對(duì)精密切削的效果有影響，所以要達(dá)到預(yù)期的效果很不容易。同時(shí)，金剛石刀具切削較硬的材料時(shí)磨損較快，如切削黑色金屬時(shí)磨損速度比切削銅快10000倍，而且加工出的工件的表面粗糙度和幾何形狀精度均不理想。
2、超精密磨削
用精確修整過(guò)的砂輪在精密磨床上進(jìn)行的微量磨削加工，金屬的去除量可在亞微米級(jí)甚至更小，可以達(dá)到很高的尺寸精度、形位精度和很低的表面粗糙度值。尺寸精度0.1~0.3μm，表面粗糙度Ra0.2~0.05μm，效率高。應(yīng)用范圍廣泛，從軟金屬到淬火鋼、不銹鋼、高速鋼等難切削材料，及半導(dǎo)體、玻璃、陶瓷等硬脆非金屬材料，幾乎所有的材料都可利用磨削進(jìn)行加工。
但磨削加工后，被加工的表面在磨削力及磨削熱的作用下金相組織要發(fā)生變化，易產(chǎn)生加工硬化、淬火硬化、熱應(yīng)力層、殘余應(yīng)力層和磨削裂紋等缺陷。
3、珩磨
珩磨用油石砂條組成的珩磨頭，在一定壓力下沿工件表面往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加工后的表面粗糙度可達(dá)Ra0.4~0.1μm，最好可到Ra0.025μm，主要用來(lái)加工鑄鐵及鋼，不宜用來(lái)加工硬度小、韌性好的有色金屬。
4、精密研磨與拋光
通過(guò)介于工件和工具間的磨料及加工液，工件及研具作相互機(jī)械摩擦，使工件達(dá)到所要求的尺寸與精度的加工方法。精密研磨與拋光對(duì)于金屬和非金屬工件都可以達(dá)到其他加工方法所不能達(dá)到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025μm加工變質(zhì)層很小，表面質(zhì)量高，精密研磨的設(shè)備簡(jiǎn)單，主要用于平面、圓柱面、齒輪齒面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量規(guī)、量塊、噴油嘴、閥體與閥芯的光整加工。
但精密研磨效率較低，如干研速度一般為10~30m/min，濕研速度為20~120m/min。對(duì)加工環(huán)境要求嚴(yán)格，如有大磨料或異物混入時(shí)，將使表面產(chǎn)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(jī)床設(shè)備上，利用零件與刀具之間產(chǎn)生的具有嚴(yán)格約束的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)材料進(jìn)行微量切削，以獲得極高形狀精度和表面光潔度的加工過(guò)程。當(dāng)前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用機(jī)床定位精度的分辨率和重復(fù)性高于0.01μm的加工技術(shù)，亦稱之為亞微米級(jí)加工技術(shù)，且正在向納米級(jí)加工技術(shù)發(fā)展。
超精密加工包括微細(xì)加工、超微細(xì)加工、光整加工、精整加工等加工技術(shù)。微細(xì)加工技術(shù)是指制造微小尺寸零件的加工技術(shù)；超微細(xì)加工技術(shù)是指制造超微小尺寸零件的加工技術(shù)，它們是針對(duì)集成電路的制造要求而提出的，由于尺寸微小，其精度是用切除尺寸的絕對(duì)值來(lái)表示，而不是用所加工尺寸與尺寸誤差的比值來(lái)表示。光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面層力學(xué)機(jī)械性質(zhì)的加工方法，不著重于提高加工精度，其典型加工方法有珩磨、研磨、超精加工及無(wú)屑加工等。實(shí)際上，這些加工方法不僅能提高表面質(zhì)量，而且可以提高加工精度。精整加工是近年來(lái)提出的一個(gè)新的名詞術(shù)語(yǔ)，它與光整加工是對(duì)應(yīng)的，是指既要降低表面粗糙度和提高表面層力學(xué)機(jī)械性質(zhì)，又要提高加工精度(包括尺寸、形狀、位置精度)的加工方法。
6、其他精密加工
精密加工的方式很多，除了以上幾種常見的外，還有拋光、砂帶磨削等。拋光是利用機(jī)械、化學(xué)、電化學(xué)的方法對(duì)工件表面進(jìn)行的一種微細(xì)加工，主要用來(lái)降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或機(jī)械拋光、超聲波拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光及電化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工等。砂帶磨削是用粘有磨料的混紡布為磨具對(duì)工件進(jìn)行加工，屬于涂附磨具磨削加工的范疇，有生產(chǎn)率高、表面質(zhì)量好、使用范圍廣等特點(diǎn)。
精密和超精密加工，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)最主要的發(fā)展方向之一，在提高機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和發(fā)展高新技術(shù)中起著至關(guān)重要的作用，并且已成為在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取得成功的關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)的制造業(yè)發(fā)展已進(jìn)入高速發(fā)展階段，中國(guó)民營(yíng)企業(yè)已具備足夠的經(jīng)濟(jì)實(shí)力來(lái)使企業(yè)邁向現(xiàn)代化，先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)和大量專業(yè)人才的涌入使我國(guó)沿海地區(qū)的制造業(yè)水平迅速提高，涌現(xiàn)出一大批精密加工領(lǐng)域優(yōu)秀企業(yè)，東莞沃德精密就是其中的典型代表，沃德精密立足珠三角，經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，客戶群體現(xiàn)已覆蓋全世界，業(yè)務(wù)范圍涉及北美、歐洲、日本、東南亞等地區(qū)，為世界精密零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了不可忽視的力量。隨著國(guó)家決策的科學(xué)化、民主化進(jìn)程不斷深入，相信我國(guó)的制造業(yè)會(huì)更快速、更健康地發(fā)展。
揭秘精密零部件加工技術(shù)：從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的華麗轉(zhuǎn)身
01-14-2024
