目前,小型精密機(jī)械加工方法主要有兩類:一類是 在傳統(tǒng)切削加工基礎(chǔ)上發(fā)展而來的以塑變剪切去除材料為特征的微細(xì)切削技術(shù),包括微細(xì)車削、微細(xì)鉆削、微細(xì)立銑削、微細(xì)飛切、微細(xì)沖壓加工、微細(xì)磨料流噴射加工等;另一類是 基于特殊加工機(jī)理的特種加工方法,包括微細(xì)電加工、高能束加工、半導(dǎo)體材料微細(xì)加工技術(shù)、生長(zhǎng)型微細(xì)加工等。

(1)微細(xì)切削工藝
微細(xì)切削是 指在精密及超精密切削機(jī)床上,借助高分辨率的實(shí)體工具,利用機(jī)械力的作用對(duì)工件材料直接進(jìn)行去除的加工技術(shù)。其中微細(xì)車削、微細(xì)銑削加工是 其角 常用的工藝方法。
在機(jī)械制造加工行業(yè)中,使用角 廣泛的一種加工方式就是 車削加工,微細(xì)車削也屬于車削的一種,車削加工的普遍規(guī)律也同樣適用于微細(xì)車削,除了具有普通車削的特點(diǎn)以外,在加工制造微小型管套、微小型軸等零件方面有其的優(yōu)點(diǎn)。此外在切削參數(shù)的選擇上也有自己的特點(diǎn),如切削速度,實(shí)際選擇的切削速度常根據(jù)所用機(jī)床的動(dòng)特性和切削系統(tǒng)的動(dòng)特性選取,即選擇角 小的轉(zhuǎn)速,因?yàn)檗D(zhuǎn)速越高,機(jī)床振動(dòng)越大,對(duì)零件表面質(zhì)量的影響越大。為了提高零件表面質(zhì)量,微細(xì)車削一般都采用較小的進(jìn)給量和背吃刀量。
銑削加工是 角 具柔性的切削工藝,微細(xì)銑削是 一種制造多種材料微細(xì)部件和復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的通用方法,而且己經(jīng)成為滿足微小型三維復(fù)雜形狀零件和材料多樣性加工的有效途徑,同時(shí)也是 實(shí)現(xiàn)微米級(jí)和中間尺度機(jī)械設(shè)備及零部件的主要制造技術(shù)之一。微細(xì)銑削加工進(jìn)行微小型零件的加工時(shí),靈活性和速度都較大,具有加工成本低、生產(chǎn)效率和相對(duì)精度高、相應(yīng)基礎(chǔ)技術(shù)的研究比較成熟等特點(diǎn)。
(2)微細(xì)特種加工工藝
微細(xì)特種加工工藝主要包括微細(xì)電火花加工、微細(xì)高能束加工、光刻加工等。
微細(xì)電火花加工的原理同普通電火花加工并無本質(zhì)區(qū)別,其精密數(shù)控機(jī)械加工的表面質(zhì)量主要取決于電蝕凹坑的大小和深度,即單個(gè)放電脈沖的能量,而其加工精度則與電極損耗、伺服穩(wěn)定性等因素密切相關(guān)。
微細(xì)高能束加工包含電子束微細(xì)加工和離子束微細(xì)加工。電子束加工是 在真空條件下,利用聚焦后的能量密度極高的電子束,以極高的速度沖擊到工件表面極小的面積上,在極短的時(shí)間(幾分之一微秒)內(nèi),其能量的大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽贡粵_擊的工件材料達(dá)到幾千攝氏度以上的高溫,從而使材料的局部熔化和汽化,而實(shí)現(xiàn)加工的目的。電子束加工可用于打孔、切割、蝕刻、焊接、熱處理和曝光加工等。由于電子束能夠極微細(xì)的聚焦,甚至能聚焦到0.1μm,因此成為一種精密微細(xì)的加工方法。
離子束加工是 在真空條件下,將由離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)過電場(chǎng)加速,獲得具有一定速度的離子投射到材料表面,是 一種對(duì)材料進(jìn)行成形和表面改性的加工方法。由于離子束加工應(yīng)力、變形極小,適合于各種材料的微細(xì)加工,并且加工質(zhì)量高。
相比于其他微細(xì)加工的方法,微細(xì)切削具有較高的加工精度、可加工材料豐富、加工柔性高、能加工復(fù)雜的三維立體結(jié)構(gòu)等眾多優(yōu)點(diǎn),與此同時(shí),隨著微細(xì)切削相關(guān)技術(shù)的研究和發(fā)展,微細(xì)切削己經(jīng)成為小型精密零件制造的主要方法。
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