精密与超精密加工技术：探究与优化

1.金刚石刀具超精密切削加工

（1）金刚车 金刚车削外圆是轴类零件常用的精加工方法之一，对于钢铁材料制成的零件常作为光整加工前的预加工工序；对于非铁金属及其合金零件，则往往是最终加工工序。这是因为一般韧性较大的非铁金属、非金属制成的零件，在磨削过程中磨屑易嵌入砂轮表面使其失去磨削能力，并使零件表面质量恶化，很难用磨削和研磨来进行精密加工，故采用精车。由于提高了车削速度，减少了切削深度及进给量，零件的被加工表面变形层随之变薄，这样就减少了车削过程的发热、积屑瘤、弹性变形及残留面积等，因此，可使软材料制成的零件得到很高的加工精度和较小的表面粗糙度值。

金刚车削是高速微量切削工艺，切削用量为：背吃刀量0.03～0.05mm，进给量0.02～0.08mm/r，切削速度160m/min。可以使工件获得IT5～IT6级加工精度及Ra=0.16～0.63μm的表面粗糙度值。

精密车床是实现金刚车的必备条件，要求车床有精密的回转运动和精密的直线运动。一般用做精密车削的车床，主轴的径向跳动要小于0.1μm。

（2）金刚镗 金刚镗常用于加工非铁金属合金及铸铁制件的内孔。因为这些材料容易嵌塞砂轮，不适宜采用内圆磨削。随着人造金刚石聚晶和立方氮化硼、新型硬质合金等刀具材料的发展，现在也广泛用金刚镗来加工钢制零件。金刚镗特别适用于单件小批量生产的非标准孔、大直径孔、短孔及盲孔的加工。(www.xing528.com)

金刚镗常在专门的金刚镗床上进行。正常条件下，金刚镗可达IT6～IT7级精度和Ra≤0.63μm的表面粗糙度值。另外，金刚镗能修正前工序加工所造成的孔轴线歪曲和偏斜，以获得高的位置精度值。

2.精密和超精密磨削加工

金刚石刀具不适应对钢、铁、玻璃及陶瓷等材料进行精密和超精密切削，因为对这些材料进行微量切削时剪切应力很大，切削刃口的高温将使刀刃很快发生机械磨损，金刚石刀具中的碳原子很容易扩散到钢铁类工件铁素体中而造成扩散磨损，所以加工此类工件宜采用精密和超精密磨削加工。

精密和超精密磨削对砂轮的要求很高，砂轮需要进行精细地修整，以便其具有很好的微刃性和等高性。超精密磨削采用人造金刚石、立方氮化硼等超硬磨料作为砂轮的材料。加工时磨削余量很小（0.002～0.005μm），磨削过程中砂轮微刃对工件同时有滑挤、摩擦、抛光等作用，从而使工件获得很高的加工精度和很小的表面粗糙度值。