揭秘精密零部件加工技術：從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的華麗轉身

01-14-2024

　　揭秘精密零部件加工技術：從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的華麗轉身
　　在當今世界，科技日新月異，精密零部件加工技術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經(jīng)歷了巨大的變革，為人類社會的進步提供了強大的推動力。
　　精密零部件加工技術，簡單來說，就是通過高精度加工http://xdfxg.com/、高效率的機械加工方法，將原材料轉化為具有特定形狀、尺寸和性能的零件。這個領域涵蓋了微細加工、超微細加工、光整加工等多種技術，每一種都有其獨特的應用和優(yōu)勢。
　　在精密零部件加工領域，精密切削技術是一種非常重要的技術。它利用高精密的機床和單晶金剛石刀具進行切削，主要用于銅、鋁等不宜磨削加工的軟金屬的精密加工。在計算機用的磁鼓、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，精密切削技術發(fā)揮了不可替代的作用。然而，這種技術對許多因素非常敏感，如切削液的溫度、刀具的磨損等，因此在實際應用中需要高度的技術和經(jīng)驗。
　　超精密磨削技術是另一種重要的精密零部件加工技術。它利用精確修整過的砂輪在精密磨床上進行微量磨削，可以達到很高的尺寸精度、形位精度和很低的表面粗糙度值。這種技術可以應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，以及半導體、玻璃、陶瓷等硬脆非金屬材料。然而，磨削過程中產(chǎn)生的熱量和力可能會導致工件表面的金相組織發(fā)生變化，因此需要嚴格控制磨削的條件。
　　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。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運動，可以加工出非常光滑的表面。研磨與拋光則是通過介于工件和工具間的磨料及加工液，使工件達到所要求的尺寸與精度的加工方法。這些技術對提高產(chǎn)品的質量和性能至關重要。
　　隨著科技的進步，超精密加工技術已經(jīng)成為當前精密零部件加工領域的研究熱點。超精密加工技術可以在超精密機床設備上利用具有嚴格約束的相對運動進行微量切削，以獲得極高形狀精度和表面光潔度的加工過程。這種技術的應用范圍非常廣泛，包括微電子、光電子、生物醫(yī)學等領域。同時，超精密加工技術也面臨著許多挑戰(zhàn)，如超精密刀具的制造、超精密機床的控制、超精密加工的環(huán)境控制等問題。
　　除了以上幾種常見的精密零部件加工技術外，還有許多其他的技術如拋光、砂帶磨削等。這些技術各有其特點和應用范圍，但共同點是它們都能提高產(chǎn)品的質量和性能。隨著科技的不斷發(fā)展，我們可以預見未來將會有更多的精密零部件加工技術涌現(xiàn)出來，為人類社會的進步提供強大的推動力。
　　總結來說，精密零部件加工技術是一個充滿挑戰(zhàn)和機遇的領域。它需要我們不斷探索新的技術和方法，同時也要對傳統(tǒng)的技術和方法進行改進和完善。只有這樣，我們才能不斷提高產(chǎn)品的質量和性能，滿足人們日益增長的需求。
　　盤點常見的精密零部件加工技術
　　當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硬件等高科技領域，以及軍用、民用工業(yè)領域均有廣泛應用。同時，精密和超精密加工技術的發(fā)展也促進了機械、模具、液壓、電子、半導體、光學、傳感器和測量技術及金屬加工工業(yè)的發(fā)展。
　　通常，按加工精度劃分，機械加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。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，但這個界限是隨著加工技術的進步而不斷變化的，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。精密加工包括微細加工和超微細加工、光整加工等加工技術。
　　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)，用高精密的機床和單晶金剛石刀具進行切削加工，主要用于銅、鋁等不宜磨削加工的軟金屬的精密加工，如計算機用的磁鼓、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個等級。
　　例如用精密車削加工的液壓馬達轉子柱塞孔圓柱度為0.5~1μm，尺寸精度1~2μm；紅外反光鏡的表面粗糙度Ra0.01~0.02μm，還具有較好的光學性質。從成本上看，用精密切削加工的光學反射鏡，與過去用鍍鉻經(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。
　　但許多因素對精密切削的效果有影響，所以要達到預期的效果很不容易。同時，金剛石刀具切削較硬的材料時磨損較快，如切削黑色金屬時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
　　用精確修整過的砂輪在精密磨床上進行的微量磨削加工，金屬的去除量可在亞微米級甚至更小，可以達到很高的尺寸精度、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、熱應力層、殘余應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運動，加工后的表面粗糙度可達Ra0.4~0.1μm，最好可到Ra0.025μm，主要用來加工鑄鐵及鋼，不宜用來加工硬度小、韌性好的有色金屬。
　　4、精密研磨與拋光
　　通過介于工件和工具間的磨料及加工液，工件及研具作相互機械摩擦，使工件達到所要求的尺寸與精度的加工方法。精密研磨與拋光對于金屬和非金屬工件都可以達到其他加工方法所不能達到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025μm加工變質層很小，表面質量高，精密研磨的設備簡單，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。對加工環(huán)境要求嚴格，如有大磨料或異物混入時，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床設備上，利用零件與刀具之間產(chǎn)生的具有嚴格約束的相對運動，對材料進行微量切削，以獲得極高形狀精度和表面光潔度的加工過程。當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，以及所用機床定位精度的分辨率和重復性高于0.01μm的加工技術，亦稱之為亞微米級加工技術，且正在向納米級加工技術發(fā)展。
　　超精密加工包括微細加工、超微細加工、光整加工、精整加工等加工技術。微細加工技術是指制造微小尺寸零件的加工技術；超微細加工技術是指制造超微小尺寸零件的加工技術，它們是針對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值來表示，而不是用所加工尺寸與尺寸誤差的比值來表示。光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面層力學機械性質的加工方法，不著重于提高加工精度，其典型加工方法有珩磨、研磨、超精加工及無屑加工等。實際上，這些加工方法不僅能提高表面質量，而且可以提高加工精度。精整加工是近年來提出的一個新的名詞術語，它與光整加工是對應的，是指既要降低表面粗糙度和提高表面層力學機械性質，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。拋光是利用機械、化學、電化學的方法對工件表面進行的一種微細加工，主要用來降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或機械拋光、超聲波拋光、化學拋光、電化學拋光及電化學機械復合加工等。砂帶磨削是用粘有磨料的混紡布為磨具對工件進行加工，屬于涂附磨具磨削加工的范疇，有生產(chǎn)率高、表面質量好、使用范圍廣等特點。
　　精密和超精密加工，是現(xiàn)代機械制造業(yè)最主要的發(fā)展方向之一，在提高機電產(chǎn)品的性能、質量和發(fā)展高新技術中起著至關重要的作用，并且已成為在國際競爭中取得成功的關鍵技術。我國的制造業(yè)發(fā)展已進入高速發(fā)展階段，中國民營企業(yè)已具備足夠的經(jīng)濟實力來使企業(yè)邁向現(xiàn)代化，先進設備的引進和大量專業(yè)人才的涌入使我國沿海地區(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)過近20年的發(fā)展，客戶群體現(xiàn)已覆蓋全世界，業(yè)務范圍涉及北美、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)展貢獻了不可忽視的力量。隨著國家決策的科學化、民主化進程不斷深入，相信我國的制造業(yè)會更快速、更健康地發(fā)展。