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精密及超精密加工现状与应用

2018/06/1987 作者:佚名
导读: 1.精密成型加工的发展现状与应用精密铸造成形、精密模压成形、塑性加工、薄板精密成形技术在工业发达国家受到高度重视,并投入大量资金优先发展。70年代美国空军主持制订“锻造工艺现代化计划”,目的是使锻造这一重要工艺实现现代化,更多地使用CAD/CAM,使新锻件的制造周期减少75%。1992年,美国国防部提出了“军用关键技术清单”,其中包含了等压成型工艺、数控计算机控制旋压、塑变和剪切成形机械、超

精密加工应用

1.精密成型加工的发展现状与应用

精密铸造成形、精密模压成形、塑性加工、薄板精密成形技术在工业发达国家受到高度重视,并投入大量资金优先发展。70年代美国空军主持制订“锻造工艺现代化计划”,目的是使锻造这一重要工艺实现现代化,更多地使用CAD/CAM,使新锻件的制造周期减少75%。1992年,美国国防部提出了“军用关键技术清单”,其中包含了等压成型工艺、数控计算机控制旋压、塑变和剪切成形机械、超塑成型/扩散连接工艺、液压延伸成型工艺等精密塑性成型工艺。国外近年来还发展了以航空航天产品为应用对象的“大型模锻件的锻造及叶片精锻工艺”、“快速凝固粉末层压工艺”、“大型复杂结构件强力旋压成型工艺”、“难变形材料超塑成形工艺”、“先进材料(如金属基复合材料、陶瓷基复合材料等)成形工艺”等。我国的超塑成形技术在航天航空及机械行业也有应用,如航天工业中的卫星部件、导弹和火箭气瓶等,采用超塑成形法制造侦察卫星的钦合金回收舱。与此同时,还基本上掌握了锌、铜、铝、钦合金的超塑成形工艺,最小成形厚度可达0.3mm,形状也较复杂。此外,国外已广泛应用精密模压成形技术制造武器。常用的精密模压成形技术,如闭塞式锻造、采用分流原理的精密成形及等温成形等国外已用于军工生产。目前,精密模压技术在我国应用还较少,精度也较差,国外精度为±0.05—0.10mm,我国为±0.1—0.25mm。

2.孔加工技术的发展现状及应用

近年来,汽车、模具零部件、金属加工大都采用以CNC机床为中心的生产形态,进行孔加工时,也大都采用加工中心、CNC电加工机床等先进设备,高速、高精度钻削加工已提上议事日程。无论哪个领域的孔加工,实现高精度和高速化都是取得用户订单的重要竞争手段。

近年来,随着高速铣削的出现,以铣削刀具为中心的切削加工正在进入高速高精度化的加工时期。在孔加工作业中,目前仍大量使用高速钢麻花钻,但各企业之间在孔加工精度和加工效率方面已逐渐拉开了差距。高速切削钻头的材料以陶瓷涂层硬质合金为主,如MAZAK公司和森精机制作所在加工铸铁时,即采用了陶瓷涂层钻头。在加工铝合金等有色材料时,可采用金刚石涂层硬质合金钻头、DLC涂层硬质合金钻头或带金刚石烧结体刀齿的钻头。高速高精度孔加工除采用CNC切削方式对孔进行精密加工外,还可采用镗削和铰削等方式对孔进行高精度加工。随着加工中心主轴的高速化,已可采用镗削工具对孔进行高速精密加工。

随着IT相关产业的发展,近年来,光学和电子工业所用装置的零部件产品的需求急速增长,这种增长刺激了微细形状及高精度加工技术的迅速发展。其中,微细孔加工技术的开发应用尤其引人注目。微细孔加工早已在印刷电路板等加工中加以应用,包括钢材在内的多种被加工材料,均可用钻头进行小直径加工。目前,小直径孔加工中,利用钻头切削的直径最小可至φ50μm左右。小于φ50μm的孔则多采用电加工来完成。为了抑制毛刺的产生,许多研究者提出可采用超声波振动切削的方式。目前,正在探索一种应用范围广而且工艺合理的超声波振动切削模式,其中包括研究机床的适应特性等内容。随着这些问题的顺利解决,今后可望更好地实现直径更小的微小深孔加工,加工精度会更高。

3.特种热处理的发展现状与应用

特种热处理工艺是国防工业系统关键制造技术之一。真空热处理以其特有的无污梁、无氧化、工件变形小和适用范围广等优点,广泛用于航空航天结构件处理,如齿轮结构件表面渗碳或渗氮,导弹和航天器各种合金或钢件的去应力、增强或增韧处理等。典型结构如:仪表零件、传动结构、燃料贮箱、发动机壳体等;美国热处理炉约有50%以上为真空热处理炉。真空热处理炉已广泛采用了计算机控制,目前已发展到真空化学热处理和真空气淬热处理,包括高压真空气淬、高流率真空气淬和高压高流率真空气淬技术等。另外,激光热处理技术在国外已广泛用于航空、航天、电子、仪表等领域,如各种复杂表面件、微型构件、需局部强化处理构件、微型电子器件、大规模集成电路的生产和修补、精密光学元件、精密测量元件等。

4.数控电火花加工新工艺的应用

a.标准化夹具

数控电火花加工为保证极高的重复定位精度且不降低加工效率,采用快速装夹的标准化夹具。标准化夹具,是一种快速精密定位的工艺方法,它的使用大大减少了数控电火花加工过程中的装夹定位时间,有效地提升了企业的竞争力。目前有瑞士的EROWA和瑞典的3R装置可实现快速精密定位。

b.混粉加工方法

在放电加工液内混入粉末添加剂,以高速获得光泽面的加工方法称之为混粉加工。该方法主要应用于复杂模具型腔,尤其是不便于进行抛光作业的复杂曲面的精密加工。可降低零件表面粗糙度值,省去手工抛光工序,提高零件的使用性能(如寿命、耐磨性、耐腐蚀性、脱模性等)。混粉加工技术的发展,使精密型腔模具镜面加工成为现实。

c.摇动加工方法

电火花加工复杂型腔时,可根据被加工部位的摇动图形、摇动量的形状及精度的要求,选用电极不断摇动的方法,获得侧面与底面更均匀的表面粗糙度,更容易控制加工尺寸,实现小间隙放电条件下的稳定加工。

d.多轴联动加工方法

近年来,随着模具工业和IT技术的发展,多轴联动电火花加工技术取得了长足的进步。模具企业采用多轴联动的方法来提高加工性能,如清角部位在加工可行的情况下采用X、Y、Z三轴联动的方法,即斜向加工,避免了因加工部位面积小而发生放电不稳定的现象。模具潜伏式胶口的加工通过对电极斜度装夹定位的设计,也可进行斜向多轴联动加工。采用多轴回转系统与多种直线运动协调组合成多种复合运动方式,可适应不同种类工件的加工要求,扩大数控电火花加工的加工范围,提高其在精密加工方面的比较优势和技术效益。

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