Chapt.7 精密与特种加工技术(课件)(5)

2018-11-19 22:05

1.硬脆材料的研磨

硬脆材料研磨的加工模型如图所示。

研磨磨粒为1μm的氧化铝和碳化硅等。

2.金属材料的研磨

金属材料研磨相当于普通切

削和磨削的切削深度极小时的状态。

二、抛光加工机理

抛光是指用低速旋转的软质弹性或粘弹性材料抛光盘,或高速旋转的低弹性材料抛光盘,加抛光剂,具有一定研磨性质地获得光滑表面的加工方法。 抛光使用的磨粒是1μm以下的微细磨粒。 抛光加工模型如图3-9所示。 抛光加工是磨粒的微小塑性切削作用和加工液的化学性溶析作用的结合。

三、精密研磨、抛光的主要工艺因素

精密研磨抛光的主要工艺因素如表3-5所示。 在一定的范围内,增加研磨压力可提高研磨效率。 超精密研磨对研磨运动轨迹有以下基本要求:

① 工件相对研磨盘作平面平行运动,使工件上各点具有相同或相近的研磨行程。

② 工件上任一点不出现运动轨迹的周期性重复。 ③ 避免曲率过大的运动转角,保证研磨运动平稳。 ④ 保证工件走遍整个研磨盘表面,以使研磨盘磨损均匀,进而保证工件表面的平面度。

⑤ 及时变换工件的运动方向,以减小表面粗糙度值并保证表面均匀一致。

四、研磨盘与抛光盘 1.研磨盘

研磨盘是涂敷或嵌入磨料的载体。

研磨对研磨盘加工面的几何精度要求很高。 研磨盘材料硬度要低于工件材料硬度,且组织均匀致密、无杂质、无异物、无裂纹和无缺陷,并有一定的磨料嵌入性和浸含性。

常用的研磨盘材料有铸铁、黄铜、玻璃等。

研磨盘的结构要具有良好的刚性、精度保持性、耐磨性、排屑性和散热性。为了获得良好的研磨表面,常在研磨盘面上开槽。开槽的目的为: ① 存储多余的磨粒;

② 作为向工件供给磨粒的通道; ③ 作为及时排屑的通道。

固着磨料研磨盘是一种适用于陶瓷、硅片、水晶等脆性材料精密研磨的研具,具有表面精度保持性好、研磨效率高的优点。 2.抛光盘

抛光盘平面精度及其精度保持性是实现高精度平面抛光的关键。

五、研磨剂与抛光剂

对研磨用磨粒的基本要求: ① 形状、尺寸均匀一致;

② 能适当地破碎,以使切削刃锋利; ③ 熔点高于工件熔点; ④ 在研磨液中容易分散。 对于抛光粉用磨粒,除上述要求外,还要考虑与工件材料作用的化学活性。

研磨抛光加工液主要作用是冷却、润滑、均布研磨盘表面磨粒及排屑。

对研磨抛光液的要求:

① 有效地散热,以防止研磨盘和工件热变形; ② 粘附低,以保证磨料的流动性; ③ 不污染工件;

④ 物理、化学性能稳定,不分解变质; ⑤ 能较好地分散磨粒。

六、非接触抛光

非接触抛光是指在抛光中工件与抛光盘互不接触,依靠抛光剂冲击工件表面,以获得加工表面完美结晶性和精确形状的抛光方法,其去除量仅为几个到十几个原子级。

1.弹性发射加工

弹性发射加工是指加工时研具与工件互不接触,通过微粒子冲击工件表面,对物质的原子结合产生弹性破坏,以原子级的加工单位去除工件材料,从而获得无损伤的加工表面。 弹性发射加工原理

弹性发射加工方法如图所示

对加工头和工作台实施数控,可实现曲面加工。EEM的数控加工装置如图3-11所示。

2.浮动抛光

浮动抛光装置如图所示 抛光机理

超精密抛光盘的制作是实现浮动抛光加工的关键。 3.动压浮离抛光 动压浮离抛光平面非接触抛光装置如图所示

工作原理

加工过程中无摩擦热

和工具磨损,标准平面不会变化

该方法主要用于半导体基片和各种功能陶瓷材料及光学玻璃平晶的抛光,可同时进行多片加工。 4.非接触化学抛光

通过向抛光盘面供给化学抛光液,使其与被加工面作相对滑动,用抛光盘面来去除被加工件面上产生的化学反应生成物。这种以化学腐蚀作用为主,机械作用为辅的加工,又称为化学机械抛光。

水面滑行抛光借助于流体压力使工件基片从抛光盘面上浮起,利用具有腐蚀作用的液体作加工液完成

抛光。

5.切断、开槽及端面抛光 采用非接触端面抛光可实现对沟槽的壁面、垂直柱状轴断面进行镜面加工。

端面非接触镜面抛光装置示意图如图所示。

该方法可用于直径0.1mm左右的光导纤维

线路零件的端面镜面抛光以及精密元件的切断。


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