1、LOGO超精密加工材料超精密加工材料主要內容介紹主要內容介紹u1、超精密加工對材料的要求、超精密加工對材料的要求u2、超精密加工材料的分類、超精密加工材料的分類u3、常見的材料及加工方法、常見的材料及加工方法u4、幾種典型的超精密加工方法、幾種典型的超精密加工方法n化學成分：應準確、質地均勻、無雜質；化學成分：應準確、質地均勻、無雜質；1010-2-21010-3 -3 數量級。數量級。n物理力學性能：穩定、一致，無外部和內物理力學性能：穩定、一致，無外部和內部微觀缺陷；拉伸強度、硬度、伸長率、部微觀缺陷；拉伸強度、硬度、伸長率、彈性模量、熱導率、膨脹系數等應達到彈性模量、熱導率、膨脹系數等應

2、達到1010-5 -5 1010-6-6數量級。數量級。n加工工藝性能：冶煉、鑄造、熱處理等工加工工藝性能：冶煉、鑄造、熱處理等工藝過程要嚴格控制。藝過程要嚴格控制。1、超精密加工對材料的要求、超精密加工對材料的要求2、超精密加工材料分類、超精密加工材料分類黑色金屬黑色金屬精密合金精密合金金屬材料金屬材料非金屬材料非金屬材料鋼鋼超超精精密密加加工工材材料料的的分分類類有色金屬有色金屬鑄鐵鑄鐵鋁合金鋁合金銅合金銅合金彈性合金彈性合金膨脹合金膨脹合金熱雙金屬熱雙金屬有機高分子材料有機高分子材料無機非金屬材料無機非金屬材料復合材料復合材料塑料塑料橡膠橡膠膠黏劑膠黏劑涂料涂料石英石英寶石寶石石材石材金

3、剛石金剛石工程陶瓷工程陶瓷3、常見的材料及其加工方法、常見的材料及其加工方法材材 料料超精密加工方法超精密加工方法無機無機硬脆硬脆材料材料半導體材料半導體材料 陶瓷陶瓷玻璃玻璃 石英石英藍寶石藍寶石 金剛石金剛石超精密磨削超精密磨削 超精密研磨超精密研磨超精密拋光超精密拋光軟質金屬軟質金屬 塑料塑料超精密金剛石切削超精密金剛石切削耐熱合金耐熱合金復合材料復合材料黑色金屬黑色金屬超精密磨削超精密磨削 超精密研磨超精密研磨超精密拋光超精密拋光4、幾種典型的超精密加工方法幾種典型的超精密加工方法u高硬度和高耐磨性高硬度和高耐磨性u低膨脹系數低膨脹系數：其線膨脹系數其線膨脹系數僅是硬質合金的僅是硬質合

4、金的1/41/6,是高速鋼的是高速鋼的1/91/12u高的導熱性高的導熱性：切削熱量不易聚集，切削溫切削熱量不易聚集，切削溫度低，有利于加工尺寸精度的控制度低，有利于加工尺寸精度的控制u大的彈性模量大的彈性模量：彈性模量大彈性模量大, 刀具的應變小刀具的應變小，也有利于超精加工的尺寸精度控制。也有利于超精加工的尺寸精度控制。u極小的刀刃鈍圓半徑極小的刀刃鈍圓半徑:刀刃鈍圓半徑小刀刃鈍圓半徑小,可以可以實實現薄的切削厚度現薄的切削厚度,能降低切削區的彈塑性變形能降低切削區的彈塑性變形,進而降低切削力、切削溫度和刀具磨損進而降低切削力、切削溫度和刀具磨損,使得使得切削變得十分平穩。切削變得十分平穩

5、。金剛石超精密切削金剛石超精密切削金剛石超精密切削金剛石超精密切削加工加工4.5mm陶陶瓷球瓷球圖圖 金剛石車床及其加工照片金剛石車床及其加工照片（2）、金剛石刀具的應用）、金剛石刀具的應用u用于加工鋁合金、黃銅等有色金屬和某些用于加工鋁合金、黃銅等有色金屬和某些非金屬材料，不能用于黑色金屬材料的加非金屬材料，不能用于黑色金屬材料的加工。工。u可以得到超光滑表面，可以得到超光滑表面，Ra0.02-0.005 m，精度達到精度達到0.01 m以上以上u可以加工許多零件，如：陀螺儀、激光反可以加工許多零件，如：陀螺儀、激光反射鏡、天文望遠鏡的反射鏡、紅外反射鏡射鏡、天文望遠鏡的反射鏡、紅外反射鏡等

6、。等。LOGO陀螺儀右邊的圓球就是石英制的轉子，右邊的圓球就是石英制的轉子，近乎完美的球體近乎完美的球體 金剛石超精密切削金剛石超精密切削直徑直徑2.4m形狀精度形狀精度0.01m能觀察能觀察140140億光年天體億光年天體ELIDELID磨削技術磨削技術(一一)、ELID磨削技術介紹磨削技術介紹uELID磨削技術即在線電解砂輪修整技術磨削技術即在線電解砂輪修整技術，它是由日本理化研究所大森整教授，它是由日本理化研究所大森整教授1987年提出，并于年提出，并于1989年應用于實際加工當中年應用于實際加工當中。uELID磨削技術適用于對脆硬材料進行超磨削技術適用于對脆硬材料進行超精密鏡面磨削。精

7、密鏡面磨削。uELID磨削技術廣泛應用于電子、機械、磨削技術廣泛應用于電子、機械、光學、儀表、汽車等領域光學、儀表、汽車等領域ELIDELID磨削技術磨削技術（二）、（二）、 ELID磨削技術原理磨削技術原理進給進給ELIDELID磨削原理磨削原理電源電源金剛石砂輪金剛石砂輪（鐵纖維結合劑）（鐵纖維結合劑）冷卻液冷卻液電刷電刷ELIDELID磨削技術磨削技術 u電解修銳過程中電解修銳過程中,砂輪在電解作用下砂輪在電解作用下,其金屬結其金屬結合劑電離溶解合劑電離溶解,使得砂輪表面的磨粒突出同時使得砂輪表面的磨粒突出同時生成一層致密而絕緣的氧化膜生成一層致密而絕緣的氧化膜,這能減緩砂輪這能減緩砂輪

8、的過度電解的過度電解, 防止砂輪磨損過快。防止砂輪磨損過快。u隨著磨削加工的進行隨著磨削加工的進行,表面的磨粒因磨損而脫表面的磨粒因磨損而脫落落,出刃高度降低出刃高度降低,同時生成的氧化膜也因被工同時生成的氧化膜也因被工件摩擦而變薄件摩擦而變薄,此時砂輪的電解又恢復此時砂輪的電解又恢復,金屬結金屬結合劑的電解過程加快合劑的電解過程加快,繼續開始砂輪表面的電繼續開始砂輪表面的電解過程解過程,磨粒的出刃高度增加磨粒的出刃高度增加,氧化膜又開始增氧化膜又開始增厚厚,如此循環。如此循環。ELIDELID磨削技術磨削技術（三）、（三）、ELID磨削的工藝特點磨削的工藝特點u磨削過程具有良好的穩定性和可控

9、性，磨削過程具有良好的穩定性和可控性， 易于實現磨削過程的最優化；易于實現磨削過程的最優化； u加工精度高，表面裂紋少，表面質量好；加工精度高，表面裂紋少，表面質量好； u適應性廣泛，磨削效率高；適應性廣泛，磨削效率高； u裝置簡單，成本低，推廣性強等。裝置簡單，成本低，推廣性強等。黑色金屬超精密加工方法研究黑色金屬超精密加工方法研究u鋼鐵等黑色金屬的金剛鋼鐵等黑色金屬的金剛石超精密切削一直是超精石超精密切削一直是超精密加工領域中尚未解決的密加工領域中尚未解決的技術難題。技術難題。 黑色金屬超精密加工方法研究黑色金屬超精密加工方法研究u目前人們為突破金剛石切削黑色金屬，一目前人們為突破金剛石切削黑色金屬，一直在進行大量的實踐，如深冷切削、富碳直在進行大量的實踐，如深冷切削、富碳大氣中的切削等，都先后取得一些效果，大氣中的切削等，都先后取得一些效果，也有在金剛石的成份中摻入硼