由于切削过程残留面积小,又限度地排除了切削力、切削热和振动等的不利影响,因此能有效地去除上道工序留下的表面变质层,加工后表面基本上不带有残余拉应力,粗糙度也大大减小,极大地提高了加工表面质量。高光洁高精度磨削包括精密磨削、超精密磨削和镜面磨削。
高光洁高精度磨削同样要求机床有很高的精度和刚性,磨削过程是用经精细修整的砂轮,使每个磨粒上产生多个等高的微切削刃,以很小的磨削深度,在适当的磨削压力下,从工件表面切下很微细的切屑加上微切削刃呈微饨状态时的滑擦,挤压、抚平作用和多次无进给光磨阶段的摩擦抛光作用,从而获得很高的加工精度和物理机械性能良好的高光洁表面。综上所述,采用精密加工工艺可提高工件的加工精度和表面质量。
超精密加工对工件材质、加工设备、工具、测量和环境等条件都有特殊的要求,需要综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统、计算机控制以及其他先进技术。工件材质必须极为细致均匀,并经适当处理以消除内部残余应力,保证高度的尺寸稳定性,防止加工后发生变形。加工设备要有的运动精度,导轨直线性和主轴回转精度要达到0.1微米级,微量进给和定位精度要达到0.01微米级。
超精密切削加工
主要有超精密车削、镜面磨削和研磨等。在超精密车床上用经过精细研磨的单晶金刚石车刀进行微量车削,切削厚度仅1微米左右,常用于加工有色金属材料的球面、非球面和平面的反射镜等高精度、表面高度光洁的零件。例如加工核聚变装置用的直径为800毫米的非球面反射镜,精度可达0.1微米,表面粗糙度为Rz0.05微米。