先进切削加工技术综述（二）

时间：2008年05月30日浏览：587次收藏分享：

5 微细、精密和超精密切削加工技术
微细加工技术是指对微型机械、微小尺寸零件的加工技术。随着航空航天、

工序	工件材料	切削速度 (m/min)	进给量 (mm/r)
粗加工 (a_p>0.64)	淬硬高碳钢	90～140	0.10～0.30
	淬硬合金钢	90～120	0.10～0.30
	淬硬工具钢	60～90	0.10～0.20
精加工 (a_p>0.64)	淬硬高碳钢	120～180	0.10～0.20
	淬硬合金钢	120～150	0.10～0.20
	淬硬工具钢	75～110	0.10～0.20

国防工业、现代医学以及生物工程技术的发展，各种小型化、微型化设备和微小尺寸零件的应用越来越多，各种微型机械和微型机电系统(MEMS)的制造对微细加工技术提出了新的要求，向现有制造技术的加工极限挑战，发展精密加工、超微细加工和纳米加工技术已成为现代先进制造技术的一个发展方向。

微细加工除可通过电子束加工、离子束加工、化学加工等特种加工方法实现外，还可通过微细、超微细切削加工来实现。高精度机床和超稳定加工环境是实现微细切削加工的重要条件。由于微细切削的切削深度极小(通常小于材料的晶粒直径)，切削只能在晶粒内进行，此时的切削方式相当于对一个个不连续体进行切削，使微细切削具有断续切削的性质。选用精细研磨的金刚石刀具，用(1 0 0)或(1 10)晶面作为刀具的前、后刀面，在湿式切削条件下可实现对微量加工性(可用纳米级表面粗糙度及在某一加工长度上对刀具磨损的忽略性来定义)好的工件材料 (如非晶体材料或有精细晶粒结构的材料)的微细切削加工。

通常将加工精度在0.1～1µm、加工表面粗糙度在R_a0.02～0.1µm的加工称为精密加工；将加工精度高于0.1µm、加工表面粗糙度小于R_a0.01µm 的加工称为超精密加工。精密和超精密切削加工的实现需要具备超精密机床设备和刀具、超稳定的工作环境、超精密测量技术及仪器、用计算机技术进行实时检测和误差补偿等。

镜面铣削和金刚石车削是最常用的两种超精密加工方法。镜面铣削的切削速度一般在30m/s以上，可加工塑性材料如铜、铝、镍等，也可加工脆性材料如硅、锗、CaF2和ZnS等。镜面铣削的主要应用领域是光学元器件的加工。

金刚石车削早期主要用于加工有色金属材料(如无氧铜、铝合金等)，主要加工零件是各种光学系统中的反射镜。金刚石车削除可用于加工有机玻璃、各种塑料制品 (如照相机的塑料镜片、隐形眼镜镜片等)外，还可用于加工陶瓷、复合材料等。为了切除极薄切屑，要求金刚石车刀切削刃的刃口半径极小(< 0.05～0.1µm)。目前，在科研和生产中经常遇到一些纳米(nm)级的几何形状精度和表面<

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