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金属镜面抛光加工的作用、现状及发展趋势

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发表于 7 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式

镜面抛光加工的地位和作用目前,先进制造技术已经是衡量一个国家经济发展的重要手段之一。许多发达国家都十分重视先进制造技术的发展和水平,将它作为本国的科技优先发展领域和高技术的实施重点。它能够对产品革新、扩大再生产和提高国际市场经济竞争能力带来巨大影响,成为当今世界各国发展国民经济的重要举措。有关数据显示,工业化国家中有%~%的物质是制造业创造的[],而先进制造技术能够通过不断对制造技术优化和创新,实现制造企业及其产品对动态多变市场的适应性和核心竞争能力的发展目标。因此先进制造技术已成为衡量一个国家综合实力和科技发展水平的重要标志。作为先进制造技术的一个重要组成部分,抛光加工可以明显改善机件表面的粗糙度及装饰效果,并保持其精度的稳定性。随着制造业装备的进一步发展,将会对抛光加工技术提出更高的要求。镜面抛光加工技术研究现状目前,对抛光加工机理,国内还缺乏有针对性的系统研究,对抛光加工新技术和新工艺的加工动态过程也缺乏系统的认识,阻碍了抛光加工技术的进一步发展,从而也影响了抛光加工技术的完善、应用和推广。对于抛光加工的重要作用,国内大部分企业还缺乏必要的认识,对抛光加工技术的本质还没有真正理解和掌握,即使采用同样的工艺,质量与国外同类产品相比,差距也很明显。近年来,随着国内机械装备制造领域技术的不断发展,各行各业在设备开发过程中出现了一些传统工艺难以加工的工件,这些工件对表面质量要求很高,设计外观呈镜面或超镜面效果。如何研究开发出新的抛光加工工艺解决好这些技术难题,是相关制造企业面临的一项新课题。年,国内一家碳纤维设备的使用厂家,对于设备中的导丝辊、沟槽辊等关键零件,提出不但要从零件加工精度方面高标准,还要求外观达到超镜面视觉效果。应该以对待工艺品表面质量的态度去制造加工,成品总装后,件件都是精品。现阶段,国内大多数企业仍然采用传统的机械抛光加工工艺,磨轮与机件表面初始接触时,磨损量较大,机件表面精度无法保证。在磨具的强力挤压作用下,尖点金属开始产生塑性流动而被强制压入到微观凹坑内,隐藏了其表面真实形貌。在后期的使用过程中,由于疲劳磨损引起不断脱落,表面质量变得越来越差;经这种工艺加工过的零件,外观光亮但没有明显镜面效果,表面粗糙度只能达到R.μ左右,且不易保证工件尺寸。而经非传统及复合抛光加工的机件,其微观表面形貌为波浪状或圆弧凹坑状,摩擦系数较低,磨轮与机件表面初始接触时,磨损量较小,精度保持性良好,耐磨损、耐腐蚀和抗疲劳性能明显改善,表面粗糙度可达到R.μ,具有超镜面视觉效果。代表着未来抛光加工技术的发展方向。因此必须从实际出发,研究和开发适合我国制造业抛光加工的新技术,尽快缩短与国外发达国家之间的差距。  关注镜面加工 ,有帮助!

我国的抛光加工技术起步较晚,世纪年代开始对化学及电化学抛光技术的研究,但发展较慢。世纪年代初,脉冲电化学加工和电化学机械抛光加工技术在我国得到迅速发展。在电化学机械抛光加工、脉冲电化学机械抛光加工方面,大连理工大学进行了广泛而深入的研究,创造了较好的社会效益和经济效益。在最近几年中,太原理工大学一直在探索新的研究方法,希望运用数字试验和物理试验结合的方法,建立数学模拟仿真模型,对抛光加工技术进行微观加工机理的研究和先行数值试验,完成设备的结构和加工参数的优化,为抛光加工技术的研究提供了新的途径。年,在中国国际表面处理展会现场,西班牙奥特普(AU-TOPULIT)自动抛磨机有限公司,已通过建模和计算机仿真,生产出应用计算机控制的超精密机械抛光数控设备,工件抛光后可以达到超镜面视觉效果。
镜面抛光加工技术发展趋势抛光加工技术按照加工时能量的作用形式,主要可分为机械法、化学和电化学法、热能法三大类。这种分类方法有助于理解某种具体抛光加工技术的机理和本质。根据磨料或磨具在加工过程中所处的状态,机械法又可分为自由磨具抛光加工和非自由磨具抛光加工两种形式。抛光加工技术的功能主要有:改善表面粗糙度,消除划痕、夹灰和细微裂纹等缺陷;降低表面摩擦系数,提高耐磨性;提高零件表面物理力学性能,改善零件表面应力分布状态;提高零件精度,保证装配工艺性;改善零件表面的光泽度、光亮程度,符合清洁生产要求;提高零件及整机的使用寿命;提高镀覆层与基体的结合力,满足外观装饰性要求等。从抛光加工发展的过程来看,大体经历了手工研磨和抛光→机械抛光加工→非传统抛光加工→复合抛光加工四个阶段,由此可见,其发展趋势是在不断改善机件表面质量的同时,提高生产效率;在保证机件高精度要求的同时,实现机件批量生产的机械化、自动化、柔性化和智能化。精密和超精密加工技术、微细和超微细加工技术是现代制造技术的一个重要发展方向,研究和开发新的复合抛光加工技术,解决不断涌现的新型材料和复合材料超精密加工的新课题,值得科技工作者认真探索和研究。目前,实现这些加工所采用的方法主要有电解磨削、磁流体研磨、化学-机械抛光(CMP)加工、脉冲电化学机械抛光加工、磁粒抛光加工、电化学磁粒抛光加工和研磨液体射流加工等技术。其中CMP技术已应用于微电子机械系统、光学玻璃、精密阀门及金属材料等制造领域;电化学磁粒抛光技术在对不锈钢、铅-锑合金等材料的精加工应用中效果良好。进入世纪,国内外越来越多的技术研究和产品制造都正在通过计算机建立数学仿真模型实现,产品的质量品质得到了很大的提高,同时大大缩短了产品的研发周期,开发成本显著降低。近年来,中国科学院光电技术研究所根据P方程,建立了磁流体辅助抛光数学模型,研究分析了磁流体辅助抛光后抛光区的形貌,得到表面粗糙度为R.的光学元件。同时他们在大型非球面光学镜面的数控加工技术方面取得了令人瞩目的发展,成功研制出CCOM计算机控制抛光机,可对=抛面主反射镜进行加工,代表了我国在抛光技术装备方面的制造水平。在国际上,超精密加工技术处于领先地位的国家主要是美国、英国和日本。这些国家在这个领域的加工技术不仅总体成套水平高,而且商品化的程度也很高。英国的C大学的精密工程研究所(简称CUPE)在全球享有较高的声誉,研制的大型超精密金刚石车床加工的非球面反射镜最大可达,已成功应用在X射线天体望远镜上;CUPE最新研制的N(纳米加工中心),是一种超精密复合加工系统,可进行超精密车削、磨削和抛光,工件加工精度可达.μ,表面粗糙度R<,代表世界领先水平。
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