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精密和超精密加工 — 精密加工的发展现状与应用

来源: 发布时间:2015-3-18 15:40:45

精密加工的发展现状与应用

    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。