超精密镜面加工

2020-04-26

镜面加工的工艺有很多,各有优缺点,今天,结合几种镜面加工形式分析一下各种工艺的优缺点。

1、砂轮磨

利用现有卧式车床,在刀架上安装砂带磨(见图4),同时采取机床导轨保护措施。这种加工方法使用方便,安全可靠,效率较高,但轴向占用空间较大,砂带更换频繁,破坏加工精度。


2、抛光轮抛光

装有抛光轮的抛光机(见图6)装在车床刀架上,同时对机床导轨采取保护措施,在床侧设置隔挡措施。工件旋转的同时,抛光轮外沿压在工件表面高速旋转,在刀架上沿与工件轴向平行的导轨缓慢往复移动,直到达到工件尺寸和粗糙度要求。抛光轮一般采用千叶砂毡轮,与砂带磨相比,效率相近,抛光轮使用时间较长,但灰尘较大,环境较差。尺寸精度无法控制,由前一道工序保证;


3、滚压

滚压加工是将高硬度且光滑的滚柱与金属表面滚压接触,将表面凸起部分碾平,而使凹陷部分隆起,使其表面层发生局部微量的塑性变形从而改善表面粗糙度的塑性加工法的一种。其特点是,短时间内改善表面粗糙度的同时表面被加工硬化,表面硬度得到提高。工件精车到剩单面0.05~0.1mm 后,利用现有重型卧式车床,在刀架上安装滚压头(或称滚压刀,见图7),对轴颈表面施加一定压力。滚压头在工件转动的带动下转动,碾压工件表面,在刀架上沿与工件轴向平行的导轨缓慢往复移动,直到达到工件尺寸和粗糙度要求。这种方法不需对机床导轨采取保护措施,也不用在床侧设置隔挡措施,不仅可以提高工件表面光洁度,还可增加工件表面硬度HB20左右,缺点是加工效率低机床的影响极大尺寸精度需要由前一道工艺保证;

4、激光抛光

目前技术相当不成熟,基本上没有人敢尝试,经常有各种类型的公司打着高科技技术,实则利用二次工艺辅助解决或者设置高标准的前道工序直接蒙骗客户,实际根本达不到生产要求,且价格不菲;另外尺寸精度无法控制,需要由前一道工序保证;

5、带有超声波功能的滾压抛光

确实有几家公司打着超声波功能可以实现镜面加工,但实际上还是受技术瓶颈的束缚,虽然看到广告宣传可以做到Ra0.05以内的镜面,但经过市场证明,最多可以达到Ra0.2,已经很了不起了,而尺寸精度的控制需要由前道工序保证;

6、 高精密磨削+超精密研磨

南京波思韵公司的超精密外圆磨床、圆台磨床:可以实现高精密磨削+超精密研磨其主要核心在于液静压主轴(无论处于静止还是运行状态,始终报持主轴处于静压无摩擦状态);不仅具有高精密磨床的性能(如需要控制um级的圆度、um级圆柱度、um级的尺寸公差精度时,即使前一道工艺有一些不足和瑕疵,在后一道工艺也可轻松弥补前一道工序的不足),同时又可以实现研磨级别的镜面磨削(因液静压主轴的核心技术的应用,可以达到Ra0.03以内的镜面效果)如下图:


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