鋁合金(jin)(jin)精(jing)(jing)密零件加(jia)工(gong)技(ji)(ji)術是一門綜(zong)合性的系統工(gong)程,它綜(zong)合地利用了(le)機(ji)床、工(gong)具、計量、環境技(ji)(ji)術、微電子技(ji)(ji)術、計算機(ji)技(ji)(ji)術、數控技(ji)(ji)術等,進(jin)一步(bu)提高鋁合金(jin)(jin)精(jing)(jing)密零件的加(jia)工(gong)精(jing)(jing)度(du)需要進(jin)行深(shen)入的研究(jiu)。隨著制造業(ye)的發(fa)展和材料科學的進(jin)步(bu),各個行業(ye)對鋁合金(jin)(jin)精(jing)(jing)密零件加(jia)工(gong)精(jing)(jing)度(du)的要求越來越高。除(chu)了(le)加(jia)工(gong)精(jing)(jing)度(du)以外,對鋁合金(jin)(jin)精(jing)(jing)密零件表面(mian)也提出了(le)更(geng)高的要求——表面(mian)完(wan)整性。隨著科學技(ji)(ji)術的發(fa)展,鋁合金(jin)(jin)精(jing)(jing)密零件加(jia)工(gong)精(jing)(jing)度(du)、難度(du)、復雜(za)性也在逐步(bu)增加(jia)。
以金(jin)剛石切(qie)削為例,其刃口(kou)圓弧半(ban)徑(jing)一(yi)直(zhi)在(zai)向更小的(de)方(fang)向發展,因為它的(de)大小直(zhi)接影(ying)響到(dao)被加工表面(mian)的(de)粗(cu)糙度(du),與光學(xue)鏡面(mian)的(de)反射率直(zhi)接有(you)關。在(zai)反射率要(yao)求(qiu)(qiu)越(yue)來越(yue)高(gao)(gao)的(de)今天,如激(ji)光陀螺反射鏡的(de)反射率已(yi)提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)99.99%,必然對金(jin)剛石刀(dao)具提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)更加鋒利(li)的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)。日本(ben)學(xue)者成功地進行了(le)(le)(le)切(qie)薄(bo)試(shi)驗,達到(dao)切(qie)屑(xie)的(de)厚度(du)1nm,其刃口(kou)圓弧半(ban)徑(jing)趨近(jin)2~4nm。為了(le)(le)(le)達到(dao)高(gao)(gao)精(jing)度(du),對金(jin)剛石研磨機傳(chuan)統結構(gou)進行了(le)(le)(le)改造,采用(yong)空氣軸(zhou)承作為支(zhi)承,研磨盤的(de)端(duan)面(mian)跳(tiao)動可在(zai)機床上自行修(xiu)正,使其端(duan)面(mian)跳(tiao)動控制在(zai)0.5μm以下。解決了(le)(le)(le)刃磨機刃口(kou)鋒利(li)的(de)問題,但檢測又(you)成為一(yi)個(ge)難題,日本(ben)用(yong)金(jin)絲壓痕的(de)方(fang)法和(he)掃描電(dian)子顯(xian)微(wei)鏡(SEM)手段,測量精(jing)度(du)可達到(dao)50nm。

隨著鋁合金精密零件加(jia)工精度的(de)(de)進一(yi)步提高,日本在(zai)SEM上增加(jia)了二次電子(zi)的(de)(de)發(fa)射裝置(zhi),可以測(ce)測(ce)到20~40nm,我(wo)國華中理(li)工大(da)學和哈工大(da)先(xian)后(hou)用(yong)AFM成(cheng)功(gong)地(di)對(dui)刃口圓弧半徑進行檢測(ce)。檢測(ce)技術的(de)(de)突(tu)破為進一(yi)步探索微量切削機理(li)創(chuang)造了條件。
硬脆材料的(de)加工(gong)一(yi)般(ban)均采用(yong)(yong)研磨(mo)(mo)等(deng)方(fang)法,日本采用(yong)(yong)金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)砂輪,控制切削深(shen)度和走刀(dao)量,在鋁合金(jin)(jin)精密加工(gong)磨(mo)(mo)床(chuang)上,可以(yi)進(jin)行延性方(fang)式磨(mo)(mo)削,即使在玻璃的(de)表(biao)面也(ye)可以(yi)獲(huo)得光學鏡(jing)面。這在技術上是一(yi)次很大的(de)突破。我國吉林(lin)工(gong)業大學成(cheng)功地將(jiang)超聲波技術與金(jin)(jin)剛石(shi)(shi)切削結合,效果(guo)顯著。
 
 
砂輪采用金屬結合劑,而為了提高砂輪的壽命,日本采用了鑄鐵結合劑,使砂輪的壽命明顯提高。日本研發出砂輪的在線電解修整(ELID)技術,拓寬了超精密加工技術應用范圍,并在鏡面加工方面取得了顯著成效。
從天(tian)然(ran)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)到人造(zao)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi),從超(chao)硬金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)薄膜到厚膜的(de)(de)(de)形成(cheng),逐漸為(wei)在超(chao)精密制造(zao)技(ji)術方面廣泛(fan)采(cai)用金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)工具創造(zao)了(le)(le)(le)有利條件。為(wei)了(le)(le)(le)進一步拓寬(kuan)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)應用領域,金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)切(qie)削(xue)工藝進行了(le)(le)(le)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)研(yan)究。在深冷切(qie)削(xue)、富碳大(da)氣中的(de)(de)(de)切(qie)削(xue)等方面都先后取得(de)一些成(cheng)果。
行業相關技(ji)術人員(yuan)致力于(yu)研究鋁合金精密零件微量切(qie)削(xue)的機理,但難以直接(jie)對切(qie)削(xue)點(dian)觀(guan)察。因(yin)此(ci)有學者提(ti)出將切(qie)削(xue)裝置(zhi)小型化(hua),放置(zhi)于(yu)SEM的鏡頭下進行切(qie)削(xue)并觀(guan)察,采用計算機仿真(zhen)等先進檢測技(ji)術,對微量切(qie)削(xue)進行進一步忍辱的研究。
 
 
超(chao)精(jing)密(mi)機床(chuang)集大(da)量先進技(ji)術(shu)(shu)于一(yi)體,如高(gao)精(jing)度(du)(du)主(zhu)軸、微(wei)量進給(gei)裝(zhuang)置、高(gao)精(jing)度(du)(du)定位系(xi)統、氣浮導(dao)軌技(ji)術(shu)(shu)、熱(re)穩定性技(ji)術(shu)(shu)、NC系(xi)統等。特別是美國(guo)、日本、英國(guo)等西方國(guo)家(jia)在(zai)超(chao)精(jing)密(mi)機床(chuang)技(ji)術(shu)(shu)已經(jing)非常成熟。我國(guo)在(zai)鋁合金精(jing)密(mi)零件(jian)加工技(ji)術(shu)(shu)和設備研制方面也取(qu)得了(le)長足發(fa)展并取(qu)得了(le)一(yi)定的效果,為(wei)我國(guo)鋁合金精(jing)密(mi)零件(jian)加工技(ji)術(shu)(shu)水平的進一(yi)步提高(gao)奠(dian)定了(le)堅(jian)實的基礎。