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精密加工技术授课教师：赵岩单位：机械制造及其自动化系机械工程学院联系方式：zhaoyanhit@163.com2011-4一、陶瓷的精密加工第六章脆硬非金属材料精密加工？什么是陶瓷？陶与瓷区别在哪？？日常生活中都会接触哪些陶瓷①一般陶瓷的密度低于金属。②陶瓷与金属相比硬度要高得多。③陶瓷的弹性模量大。④陶瓷熔点一般高与金属，但常温下没有固定的熔点。⑤热导率一般较低。⑥热膨胀系数小。陶瓷特点*一、陶瓷的精密加工第六章脆硬非金属材料精密加工1.研磨陶瓷研具一般为铸铁或者钢。从加工效率的角度讲，研具硬度高，加工效率高；从被研磨陶瓷的表面粗糙度角度看，研具越软，被加工表面Ra越小。研磨陶瓷所用的磨料一般为碳化硅、氧化铝和金刚石微粉。一般使用水作为研磨液，为了不使磨料在研磨液中结团，往往需要加分散剂。一、陶瓷的精密加工第六章脆硬非金属材料精密加工2.抛光陶瓷抛光的主要目的就是减小工件的Ra值。研磨与抛光的区别是：所用磨料的粒度、及使用方式不同三种抛光机理：机械微笑去除学说、表面流动学说和化学作用学说。并非所有的陶瓷都可以抛光成镜面。好比铸铁不可能加工出很小的Ra一样。二、光栅的精密加工第六章脆硬非金属材料精密加工？数控机床中使用的光栅？如何计算光栅莫尔条纹宽度光栅的加工方法：①机械刻线方法②激光干涉条纹方法扭头刨床式刻线机龙门刨床式刻线机机械式光栅刻线实际上是使用挤压的方式使被加工材料发生塑性变形形成光栅沟。光栅的结构：底部为玻璃板，上层为金属镀膜。三、石英振子的精密加工第六章脆硬非金属材料精密加工？什么是石英石英的压电特性：在人造石英晶体的x轴上施加外力，石英振子将产生电荷；在另一特定方向上施加电压，石英振子将产生振动。利用石英振子的压电特性可以制成多种产品：电子表、测力仪等石英振子在切片，抛光过程中在石英表层产生的变质层，导致制成后的产品产生振动频率的变化，如果变质层严重，则振子不能稳定工作。石英钟的工作原理四、精密加工金刚石第六章脆硬非金属材料精密加工经过雕琢的金刚石称为钻石，加工金刚石比加工其他宝石要困难金刚石中含有的N元素杂志对其性能影响较大。天然金刚石分为Ⅰa，Ⅰb，Ⅱa，Ⅱb。其中Ⅱ型中几乎不含N98%的天然金刚石为Ⅰ型的，多为N置换了C。人造金刚石全部为Ⅰ型的金刚石中颜色不同，硬度不同，其中以茶色最硬，其次为无色和淡黄色的。A金刚石的基本特性：四、精密加工金刚石第六章脆硬非金属材料精密加工金刚石有多种晶体结构，其中最基本的为正八面体结构以莫氏硬度表示，金刚石硬度为10，刚玉为9。金刚石的三种晶相中以111面最硬，也最难加工。金刚石导热性能好，热膨胀系数小。大气中加热到788°开始石墨化，空气中875°开始燃烧。B钻石戒面的加工常用的三种硬度指标①先设计划线②在用专用工具切割③打圆棱角（以一块金刚石去加工另一块金刚石）四、精密加工金刚石第六章脆硬非金属材料精密加工B钻石戒面的加工④研磨抛光（以橄榄油作为研磨混合剂）卡地亚钻戒四、精密加工金刚石第六章脆硬非金属材料精密加工C单晶金刚石刀具的加工选用0.5-1ct的金刚石原石。选好原石，选好加工晶面①硬度：茶色最硬、其次为无色，再次为黄色。一般用茶色的金刚石作为刀具，效果好。②热传导：原子间结合力强，热传导率高。③热膨胀系数：为刚玉或者石英的1/8,冷热变化下，热变形小。④解理：金刚石的解理特性的两面性-加工金刚石时利用解理；使用金刚石刀具要避免解理现象出现。⑤金刚石原石的形状：金刚石标准结晶形状为八面体，但天然金刚石原石多为12面体或者斜方12面体。四、精密加工金刚石第六章脆硬非金属材料精密加工D金刚石刀具如何衡量金刚石刀具的优劣？①利用此刀具是否能够加工出Ra在0.01-0.02um的镜面质量。②此刀具能否保持长时间的切削锋利性，即切削距离达到数百千米时所加工表面质量不能有明显的下降。金刚石刀具一般不采用尖刃刀尖。①金刚石硬而脆，刀尖太尖易蹦碎。②超精密切削切削用量小，尖刃并不能得到好的表面质量，一般金刚石刀尖都做成直线或者圆弧修光刃。四、精密加工金刚石第六章脆硬非金属材料精密加工D金刚石刀具金刚石脆性大，为保证刀具的强度，应使刀具的碶角大些，一般前角为0°，后角5-8°。金刚石刀具的研磨：首先研磨前刀面，然后研磨后刀面，再一次研磨其他刀面，直至刀具成型。每次更换刀面时都要重新粘接，一把刀具的所有操作都必须由同一个操作者完成。所以金刚石刀具的加工质量除了与设备精度有关外，还取决于加工者的操作水平。五、宝石的加工第六章脆硬非金属材料精密加工？什么是宝石①钻石②水晶③红宝石④蓝宝石⑤翡翠⑥猫眼⑦琥珀宝石的价格：三分材料七分加工不但要看宝石的质量，还要用显微镜观察加工质量古董界：三年不开张，开张吃三年！五、宝石的加工第六章脆硬非金属材料精密加工A宝石加工用的磨料与磨具①磨料：碳化硅、氧化铝、氧化铁、金刚石微粉。②砂轮：氧化铝砂轮、碳化硅砂轮、金刚石砂轮。③其他磨具：砂布，砂纸，磨石，金刚石钻。B宝石的切割C素面宝石的加工①加工前应选取好加工面（蓝宝石的星光效应、海蓝宝石的猫眼效应。）②切割-粗磨-粘料-精磨-抛光-清洗五、宝石的加工第六章脆硬非金属材料精密加工D刻面宝石的加工刻面宝石，通常将透明的宝石加工成刻面。刻面宝石的常见形状：标准钻石型、椭圆形、祖母绿型、橄榄型、泪滴型。刻面角度的确定：根据入射到宝石内部的光线，经过刻面内表面的反射、折射，再重新回到外表面上来的原则而设定的。标准钻石各刻面的名称X、本章思考题第六章脆硬非金属材料精密加工