近幾年,機械制造技術得到了快速發展,生產效率與技術精度不斷提高。其中,生產效率的提高主要源于自動化的應用與改進,目前CNS逐漸向CIDIS轉變,并且已經運用于一些領域中,發揮了重要作用,受到了各個國家的關注;而技術精度的提高源于精密機械加工向超精密加工的轉變。

(精密機械的發展使現代產品的精度越來越高,超大規模集成電路就是 這一背景的產物,其要求將幾十萬個元件或更多集成在一平方毫米的平面上,線寬僅為1μm,位置誤差與形狀誤差低于0.05μm,因此要求更高的機床精度,加工技術也需要進行改進來滿足加工需要。
1精密機械加工種類
依據特點與原理方面的不同,精密加工主要分為四類,即復合加工方式、特種加工方式、磨料加工方式與刀具切削加工方式。
近幾年,加工技術也得到了進步,加工原理更加多樣化,所以在精密加工領域,主要是 微細加工領域,依據零部件特點與成形機理方面的不同,精密加工主要分為三種,即變形加工方式、結合加工方式與去除加工方式。變形加工方式中,借助力、分子運動、熱量等使零件變形,其形狀、大小、性能通常都會發生變化,該方式包括鍛壓、鑄造等;結合加工方式中,借助理化方法將其他材料附著、注人或焊接在零件表面中,該方式包括焊接、粘接、氧化、電鍍等;去除加工方式即分離加工方式中,借助光照、電力、熱量等將零件中的某一部分去除,該方式包括磨削、切削等??傊?,加工方法不再局限于傳統手段,而是 增添了變形、堆積等新特點,另外,其還注重零件的表面處理,促進了表面加工技術的產生。
2精密機械加工工藝及其優點
相比于無屑工藝,精密機械加工(切削加工)具有較大的優點,這主要體現在其材料切除率高,且成本較低。對比切削加工與離子加工技術即可得到上述結論,為了確保離子加工技術的材料切除率,需要花費較大的能量。同時,切削加工能夠使零件具備較高的精度。無屑工藝在工廠的大量生產中十分常見,但運用這項工藝之后,仍然需要切削加工來進行后續處理,從而保證零件形狀符合要求。
切削加工已經在多個領域有多應用,因為當前機械制造對產量的要求有所下降,對尺寸與形狀的要求逐漸上升,機械加工有了新的發展趨勢。使用車床需要不同車削加工方法,然而磨削、切齒、銑削等過程可以在一臺車床中進行,該工序集成的發展趨勢較為顯著。
3精密機械加工包含的內容
眾所周知,精密機械加工中影響因素多,成本花費高,技術難度大,產品較為獨特,其包含的內容有:
(1)加工材料。為了保證精密機械加工效果,選取的加工材料需要在化學性能、化學成分、加工性能等方面達到相關標準,并且其應性能穩定、質地均勻、較為完整,外在和內在都無缺陷。
(2)加工機理。一種是 對傳統加工工藝進行改造,實現其精密化;另一種是 研究特種加工工藝。傳統加工工藝包括精密砂帶切削、精密高速切削、金剛石刀具切剛等,特種加工工藝包括激光束、電子束等高能束加工、光刻、電化學加工等,另外,利用符合加工機理的超聲波琦磨、磁性研磨、電解研磨等加工工藝出現并得到發展。對加工機理開展相關研究能夠為精密加工提供堅實的理論保障。
(3)質量檢測。機械加工后需要利用檢測技術得到零件的相關參數,檢測方式可以分為離線檢測、在線檢測以及在位檢測三種。
(4)加工設備。加工設備的完整可靠為精密機械加工的順利進行奠定了基礎,為此,機床需要達到高剛度、高精度的要求,并且具備優良的穩定性,能夠實現自動化。其他設備包括金剛石砂輪、金剛石刀具、立方氮化硼刀具等,也應符合相關標準,確保加工質量。
(5)工作環境。溫度、防振、濕度、放射線、電磁等因素都會影響工作環境,進而影響機械加工精度與產品質量。
4目前精密機械加工發展情況
目前精密數控機械加工的較高水平為:表面粗糙度不超過0.01μm ,形狀公差不超過0.01 μm,尺寸公差不超過0.5μm~1μm。機床種類較多,包括超精密磨加工機、精密研磨機與精密銑床等,構成機床的零件包括彈性導軌,動、靜壓 軸承與導軌等,將磨科作為刀具,選用的材料為金剛石,精密直流伺服電機(微機用于自適應控制,閉環)與直流伺服電機(帶有編碼器用于邏輯控制,半閉式)為控制系統。從設計角 度講,CAD技術應用范圍逐漸增大;從管理角 度講,新型生產模式的理論研究與實踐探索加速了管理現代化進程。
5精密機械加工發展趨勢
近幾年,機械制造業對技術精度提出了更高的要求,而精密加工是 必然的發展方向。高精度有利于改善產品性能,增強產品質量與產品功能,提高產品穩定性,實現產品的小型化。因此,大力發展精密加工,才能使企業占據更多的市場份額,提升竟爭力。
制造產業的發展促進了精密機械加工的進步,使精密機械加工精度向微米級、亞微米級方面發展,未來普通加工技術、精密加工技術與超精密加工技術所能達到的精度分別為1μm, 0.01μm與1 nm,并且超精密加工技術已經在向0.1nm方向發展。加工精度的提高有利于實現制造裝配的自動化,進而帶動了相關產業的快速發展。
河北航天晟達精密機械有限公司(http://www.hbhtsd.com)生產的高精密機械配件制造的概念、意義及特點高精密零部件制造是 以高精密機械零件為加工對象。精密機械加工應有高精度、高剛度、高穩定性和自動化的機床,相應的金剛石刀具、立方氮化蹦刀具、金剛石砂輪、立方氮化蹦砂輪、及相應的高精度、高剛度夾具等工藝裝備,才能保證加工質量。非標機械零件定制是 傳動系統的重要性零部件,尤其去飛邊毛刺、倒棱角 、去機加工刀紋痕、降低齒面粗糙度、精拋光等,去毛刺拋光中無碰傷,不改變機械零部件幾何尺寸,拋出的機械零部件精度高,可有效提高機械零部件傳動質量,降低傳動噪音。精密零部件具有較大的優點,這主要體現在其材料切除率高,且成本較低。對比切削加工與離子加工技術即可得到上述結論,為了確保離子加工技術的材料切除率,需要花費較大的能量。