碳鋼法蘭精密加工

精密加工包括微細(xì)加工和超微細(xì)加工、光整加工等加工技術(shù)。傳統(tǒng)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(jìn)行加工，屈于涂附磨具磨削加工的范疇，有生產(chǎn)率高、表面質(zhì)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(jìn)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(fù)運動，加工后的表面粗糙度可達(dá)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(dá)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(dá)到其他加工方法所不能達(dá)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(zhì)層很小，表面質(zhì)好高。精密研磨的設(shè)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(xué)、電化學(xué)的方法對碳鋼法蘭表面進(jìn)行的一種微細(xì)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(xué)拋光、電化學(xué)拋光及電化學(xué)機械復(fù)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(xué)拋光加工的表面粗糙度一般為Ra    O.2 μ m 。電化學(xué)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(xiàn)這些加工所采取的工藝方法和技術(shù)措施，則稱為超精加工技術(shù)。加上其測好 技術(shù)、環(huán)境保障和材料等問題，人們把這種技術(shù)總稱為超精工程。

精密加工包括微細(xì)加工、超微細(xì)加工、光整加工、精整加工等加工技術(shù)。微細(xì)加工技術(shù)是指制造微小尺寸碳鋼法蘭的加工技術(shù)，超微細(xì)加工技術(shù)是指制造超微小尺寸碳鋼法蘭的加工技術(shù)，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(xué)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(zhì)量，而且可以提高加工精度。精整加工與光整加工是對應(yīng)的，是指既要降低表面粗糙度和提高表面層力學(xué)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(lǐng)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(tǒng)和天體望遠(yuǎn)鏡的大型拋物面鏡的加工。

超精密切削以SPDT技術(shù)開始，該技術(shù)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(xué)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(fù)合材料的加工等。未來的發(fā)展趨勢是利用鎖膜技術(shù)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(dá)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(chǔ)上發(fā)展起來的一種鏡面磨削方法，其關(guān)鍵技術(shù)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(dǎo)體材料、陶瓷、玻璃等。磨削后，被加工表面留下大撞極微細(xì)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(dāng)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(xué)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(guān)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(xì)小而均勻的研磨劑。精密研磨加工出的球面度可達(dá)0.025μ.m ,表面粗糙度Ra可達(dá)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(xì)電火花加工、精細(xì)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(fù)合加工。激光、電子束加工可實現(xiàn)打孔、精密切割、成形切割、刻蝕、光刻曝光、加工激光防偽標(biāo)志；離子束加工可實現(xiàn)原子、分子級的切削加工；利用微細(xì)放電加工可以實現(xiàn)極微細(xì)的金屬材料的去除，可加工微細(xì)軸、孔、窄縫平面及曲面；精細(xì)電解加工可實現(xiàn)納米級精度，且表面不會產(chǎn)生加工應(yīng)力，常用于鏡面拋光、鏡面減薄以及一些需要無應(yīng)力加工的場合。