机械加工指的是针对五金行业的零配件加工,其加工设备包括车床、磨床、铣床和CNC加工等,加工范围主要是夹治具、五金冲压模具和精密塑胶模具类产品。其加工精度有以下几点:
1、被加工材料
机械加工的零件,其材料的化学成分、物理力学性能、加工工艺性能均有严格要求。例如,要求被加工材料质地均匀、性能稳定、无外部及内部微观缺陷,不能含有杂质;其物理力学性能,如拉伸强度、硬度、延伸率、弹性模量、热导率和膨胀系数等应达到一定数量级;材料在冶炼、铸造、辗轧、热处理等工艺过程中,应严格控制熔渣过滤、辗轧方向、温度等,使材质纯净、晶粒大小匀称、无方向性,能满足物理、化学、力学等性能要求。
2、加工工具
加工工具主要是指刀具和磨具。用金刚石刀具超精密切削,值得研究的问题有:金刚石刀具的超精密刃磨,其刃口钝圆半径应达到2~4nm,同时应解决其检测方法,刃口钝圆半径与切削厚度关系密切,若切削的厚度欲达到10nm,则刃口钝圆半径应为2nm。磨具当前主要采用金刚石微粉砂轮超精密磨削,这种砂轮有磨料粒度、粘接剂、修整等问题,通常采用粒度为W20~W0.5的微粉金刚石,粘接剂采用树脂、铜、纤维铸铁等。
3、检测与误差补偿
机械加工必须具备相应的检测方法,不仅要对工件表而质量进行检验,而且要检验加工设备和基础元部件的精度。其尺寸和形位精度可用电子测微仪、电感测微仪、电容测微仪、自准直仪等来测量;表而粗糙度可用电感式、压电晶体式表而形貌仪等进行接触测量,或用光纤法、电容法、超声微波法和隧道显微镜法进行非接触测量;表而应力、表而变质层深度、表而微裂纹等缺陷,可用X光衍射法、激光干涉法等来测量。检测可采取离线的、在位的和在线的三种方式。
误差预防是通过提高机床制造精度、保证加工环境等来减少误差源对其影响;误差补偿是在误差分离的基础上,利用误差补偿装置对误差值进行静态和动态补偿,以消除误差本身的影响,其中静态误差补偿是根据事先测出的误差值,在加工时通过硬件或软件进行补偿;动态误差补偿是在在线检测基础上,在加工时进行实时补偿。
4、工作环境
机械加工的工作环境是保证加工质量的必要条件,环境因素主要指温度。环境温度可根据加工要求控制在±10C~±0.02C,甚至达到±0.0005 0C。达到恒温的办法是采用多层套间,可逐步得到大恒温间、小恒温间,温度控制的精度愈来愈高,再采用局部恒温的方法,如恒温罩,罩内还可用恒温液喷淋,达到更精确的控制温度。