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碳鋼法蘭精密加工

精密加工包括微細加工和超微細加工、光整加工等加工技術。傳統的精密加工方法有砂帶磨削、精密切削、珩磨、精密研磨與拋光等。

(1)砂帶磨削。用粘有磨料的混紡布為磨具對碳鋼法蘭進行加工，屈于涂附磨具磨削加工的范疇，有生產率高、表面質量好、使用范圍廣等特點。

(2)精密切削。也稱金剛石刀具切削(SPOT) ,用高精密的機床和單晶金剛石刀具進行切削加工，主要用于銅、鋁等不宜磨削加工的軟金屬的精密加工，如計算機用的磁鼓、磁盤及大功率激光用的金屬反光鏡等，比一般切削加工精度要高I~2個等級。

(3 )珩磨。用油石砂條組成的珩磨頭，在一定壓力下沿碳鋼法蘭表面往復運動，加工后的表面粗糙度可達Ra 0. 4 ~ 0.1μm,好好可到Ra 0. 025μm, 主要用來加工鑄鐵及鋼，不宜用來加工硬度小、韌性好的有色金屬。

(4)精密研磨。通過介于碳鋼法蘭和工具間的磨料及加工液，碳鋼法蘭及研具作相互機械摩擦，使工件達到所要求的尺寸與精度的加工方法。精密研磨與拋光對于金屬和非金屬碳鋼法蘭都可以達到其他加工方法所不能達到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra  O.025  μm,加工變質層很小，表面質好高。精密研磨的設備簡單，主要用于平面、圓柱面、齒輪齒面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于好規(guī)、量塊、噴油嘴、閥體與閥芯的光整加工。

(5 )拋光。利用機械、化學、電化學的方法對碳鋼法蘭表面進行的一種微細加工，主要用來降低碳鋼法蘭表面粗糙度。常用的拋光方法有：手工或機械拋光、超聲波拋光、化學拋光、電化學拋光及電化學機械復合加工等。手工或機械拋光加工后碳鋼法蘭表面粗糙度RaO.05μm, 可用于平面、柱面、曲面及模具型腔的拋光加工。超聲波拋光加工精度為0.  0 I  ~  0.02μm, 表面粗糙度Ra 為0. 1  μ m 。化學拋光加工的表面粗糙度一般為Ra    O.2 μ m 。電化學拋光可使表面粗糙度值降低到Ra 0. 1 ~ 0. 08 μ m 。

精密加工是指亞微米級（尺寸誤差為0.3 ~ 0.03 μ m ,表面粗糙度為Ra 0. 03 ~ 0. 005 μ m )和納米級（精度誤差為0. 03μm, 表面粗糙度小于 Ra 0.005 μ m )精度的加工。實現這些加工所采取的工藝方法和技術措施，則稱為超精加工技術。加上其測好 技術、環(huán)境保障和材料等問題，人們把這種技術總稱為超精工程。

精密加工包括微細加工、超微細加工、光整加工、精整加工等加工技術。微細加工技術是指制造微小尺寸碳鋼法蘭的加工技術，超微細加工技術是指制造超微小尺寸碳鋼法蘭的加工技術，它們是針對集成電路的制造要求而提出的，由于尺寸微小，其精度是用切除尺寸的絕對值來表示，而不是用所加工尺寸與尺寸誤差的比值來表示。光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面層力學性能的加工方法，不著重于提高加工精度，其典型加工方法有珩磨、研磨、超精加工及無屑加工等。實際上，這些加工方法不僅能提高表面質量，而且可以提高加工精度。精整加工與光整加工是對應的，是指既要降低表面粗糙度和提高表面層力學性能，又要提高加工精度（包括尺寸、形狀、位置精度）的加工方法。

精密加工主要包括三個領域：

(1)精密切削加工。如金剛石刀具的超精密切削，可加工各種鏡面，它已成功地解決了用于激光核聚變系統和天體望遠鏡的大型拋物面鏡的加工。

超精密切削以SPDT技術開始，該技術以空氣軸承主軸、氣動滑板、高剛性、高精度工具、反饋控制和環(huán)境溫度控制為支撐，可獲得納米級表面粗糙度。多采用金剛石刀具銑削，廣泛用于銅的平面和非球面光學元件、有機玻璃、塑料制品（如照相機的塑料鏡片、隱形眼鏡鏡片等）、陶瓷及復合材料的加工等。未來的發(fā)展趨勢是利用鎖膜技術來改善金剛石刀具在加工硬化鋼材時的磨耗。此外，MEMS組件等微小碳鋼法蘭的加工需要微小刀具，目前微小刀具的尺寸約可達50 -100μ.m,但如果加工幾何特征在亞微米甚至納米級，刀具直徑必須再縮小，其發(fā)展趨勢是利用納米材料，如納米碳管來制作超小刀徑的車刀或銑刀。

(2)精密磨削和研磨加工。如高密度硬磁盤的涂層表面加工和大規(guī)模集成電路基片的加工。

精密磨削是在一般精密磨削基礎上發(fā)展起來的一種鏡面磨削方法，其關鍵技術是金剛石砂輪的修整，使磨粒具有微刃性和等高性。精密磨削的加工對象主要是脆硬的金屬材料、半導體材料、陶瓷、玻璃等。磨削后，被加工表面留下大撞極微細的磨削痕跡，殘留高度極小，加上微刃的滑擠、摩擦、拋光作用，可獲得高精度和低表面粗糙度的加工表面，當前超精密磨削能加工出圓度0.01μ.m、尺寸精度0.Iμ.m和表面粗糙度為Ra0.005μ.m的圓柱形碳鋼法蘭。精密研磨 包括機械研磨、化學機械研磨、浮動研磨、彈性發(fā)射加工以及磁力研磨等加工方法。精密研磨的關鍵條件是幾乎無振動的研磨運動、精密的溫度控制、潔凈的環(huán)境以及細小而均勻的研磨劑。精密研磨加工出的球面度可達0.025μ.m ,表面粗糙度Ra可達0.003μ.m。

(3)精密特種加工。如大規(guī)模集成電路芯片上的圖形是用電子束、離子束刻蝕的方法加工的。精密特種加工主要包括激光束加工、電子束加工、離子束加工、微細電火花加工、精細電解加工及電解研磨、聲電解加工、聲電解研磨、聲電火花等復合加工。激光、電子束加工可實現打孔、精密切割、成形切割、刻蝕、光刻曝光、加工激光防偽標志；離子束加工可實現原子、分子級的切削加工；利用微細放電加工可以實現極微細的金屬材料的去除，可加工微細軸、孔、窄縫平面及曲面；精細電解加工可實現納米級精度，且表面不會產生加工應力，常用于鏡面拋光、鏡面減薄以及一些需要無應力加工的場合。