机械制造工艺发展趋势

机械制造工艺学机械制造工艺学 第第7章章 制造技术的开展制造技术的开展7.1 制造自动化技术的发展制造自动化技术的发展17.1.1 制造自动化技术的主要形式制造自动化技术的主要形式 表表1-1 三种自动化形式比较三种自动化形式比较比较项目比较项目刚性自动化刚性自动化柔性自动化柔性自动化综合自动化综合自动化实现目标实现目标 减轻工人劳动强减轻工人劳动强度，节省劳动力，度，节省劳动力，保证加工质量，降保证加工质量，降低生产成本低生产成本 减减轻轻工工人人劳劳动动强强度度，节节省省劳劳动动力力，保保证证加加工工质质量量，降降低低生生产产成成本本，缩短产品制造周期缩短产品制造周期 除左外，提高设计除左外，提高设计工作与管理工作效率工作与管理工作效率和质量，提高对市场和质量，提高对市场的响应能力的响应能力控制对象控制对象物流物流物流物流物流，信息流物流，信息流特点特点 通过机、电、液通过机、电、液气等硬件控制方式气等硬件控制方式实现，因而是刚性实现，因而是刚性的，变动困难的，变动困难 以硬件为基础，以软以硬件为基础，以软件为支持，改变程序即件为支持，改变程序即可实现所需的转变，因可实现所需的转变，因而是柔性的而是柔性的 不仅针对具体操作和不仅针对具体操作和工人的体力劳动，而且工人的体力劳动，而且涉及脑力劳动以及设计、涉及脑力劳动以及设计、经营管理等各方面经营管理等各方面典型系统典型系统与装备与装备 自动机床、组合自动机床、组合机床，机械手，自机床，机械手，自动生产线动生产线 NC机床，加工中心，机床，加工中心，工业机器人，工业机器人，DNC，FMC，FMS CAD/CAM系统，系统，MRP，CIMS应用范围应用范围大批大量生产大批大量生产多品种、中小批量生产多品种、中小批量生产各种生产类型各种生产类型关键技术关键技术 继电器程序控制继电器程序控制技术，经典控制论技术，经典控制论 数控技术，计算机控数控技术，计算机控制，制，GT，现代控制论，现代控制论 系统工程，信息技术，系统工程，信息技术，计算机技术，管理技术计算机技术，管理技术27.1.1 制造自动化技术的主要形式制造自动化技术的主要形式 图图7-1 汽车后桥齿轮箱加工自动线汽车后桥齿轮箱加工自动线刚性自动化刚性自动化20年代年代37.1.1 制造自动化技术的主要形式制造自动化技术的主要形式 柔性自动化柔性自动化50年代年代图图7-2 焊接机器人焊接机器人综合自动化综合自动化70年代年代图图7-3 综合自动化综合自动化47.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 本节仅讨论中小批量生产中广泛使用的柔性制造系统本节仅讨论中小批量生产中广泛使用的柔性制造系统Flexible Manufacturing SystemFMS q 柔性制造系统的组成柔性制造系统的组成 图图7-4 FMS的组成的组成自动自动仓库仓库工厂计算机工厂计算机中央计算机中央计算机物流控制计算机物流控制计算机运输小车运输小车加工加工单元单元1加工加工单元单元2加工加工单元单元n信信 息息 传传 输输 网网 络络工夹具站工夹具站57.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 q 加工单元加工单元CNC（MC）机床）机床工作台架（暂存工件）工作台架（暂存工件）机器人或托盘交换装置机器人或托盘交换装置检测、监控装置检测、监控装置设备运行状态监控与检测图设备运行状态监控与检测图设备运行状态监控与检测图设备运行状态监控与检测图7-57-5 传传感感器器群群信号信号采集采集预处理预处理特征提取特征提取状态状态识别识别诊断诊断决策决策预维修预维修决策决策监控检监控检测报告测报告正常状正常状态模式态模式预诊断预诊断知识库知识库预维修预维修知识库知识库学习学习训练训练匹配匹配状态状态异常异常报警报警预知预知故障故障报警报警输输出出图图7-5 设备运行状态监控与检测框图设备运行状态监控与检测框图6 钻头破损检钻头破损检测器内存有以往测器内存有以往采集的钻头破损采集的钻头破损的信号或钻头破的信号或钻头破损模拟信号，与损模拟信号，与检测信号进行比检测信号进行比较。当钻头破损较。当钻头破损被确认后，发出被确认后，发出换刀信号。换刀信号。7.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 加工过程监控与检测加工过程监控与检测 重重点点是是刀刀具具磨磨损损、破破损损监监控控与与检检测测。加加工工过过程程中中，一一旦旦钻钻头头破破损损，声声发发射射传传感感器器检检测测到到钻钻头头破破损损信信号号，将将其其送送至至钻钻头破损检测器进行处理。头破损检测器进行处理。钻头破损钻头破损检测器检测器图图7-6 声发射钻头破损检测装置系统图声发射钻头破损检测装置系统图交换交换机床机床控制器控制器工件工件折断折断工作台工作台声发射声发射传感器传感器破损信号破损信号77.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 q 物料传输系统物料传输系统又称立体仓库或自动化又称立体仓库或自动化仓库系统仓库系统Automated Storage and Retrieva1 System一一ASRS，由高层料架由高层料架、堆垛机、堆垛机、控制计算机和物料识别控制计算机和物料识别装置等组成。具有自动装置等组成。具有自动化程度高、料位空间尺化程度高、料位空间尺寸和额定存放重量大、寸和额定存放重量大、料位总数可根据实际需料位总数可根据实际需求扩展、占地面积小等求扩展、占地面积小等优点。优点。自动仓库图自动仓库图自动仓库图自动仓库图7-77-7图图7-7 自动仓库自动仓库运输小车运输小车出入库装卸站出入库装卸站堆垛机堆垛机料架料架87.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 传输装置传输装置 滚式滚式链式（传送带由于柔性差，目前较少使用）链式（传送带由于柔性差，目前较少使用）带式带式有轨有轨无轨（无轨（AGV）固定路线固定路线随机路线随机路线电磁式（图电磁式（图7-8）光电式（图光电式（图7-9）传送带传送带运输小车运输小车机器人机器人固定式机器人固定式机器人行走式机器人行走式机器人97.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 转向舵转向舵比较放大电路比较放大电路信号拾信号拾取线圈取线圈引导电缆引导电缆图图7-8 电磁引导原理电磁引导原理在在地地面面上上埋埋设设引引导导电电缆缆，并并通通以以510kHz的的低低压压电电流流。小小车车上上装装有有对对称称的的一一组组信信号号拾拾取取线线圈圈。当当小小车车偏偏向向右右方方时时，右右方方的的感感应应信信号号减减弱弱，左左方方的的增增强强，控控制制器器根根据据这这些信号的强弱，控制小车的舵轮。些信号的强弱，控制小车的舵轮。电磁导向方式原理图电磁导向方式原理图电磁导向方式原理图电磁导向方式原理图7-87-8107.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 沿沿小小车车预预定定路路径径在在地地面面上上粘粘贴贴易易反反光光的的反反光光带带铝铝带带或或尼尼龙龙带带，小小车车上上装装有有发发光光器器和和受受光光器器。发发出出的的光光经经反反光光带带反反射射后后由由受受光光器器接接受受，并并将将该该光光信信号号转转换换成成电电信信号号控控制制小小车的舵轮。车的舵轮。光学引导方式原理图光学引导方式原理图光学引导方式原理图光学引导方式原理图7-97-9信号孔信号孔感光元件感光元件光道光道光源光源反光带反光带图图7-9 光学引导原理光学引导原理117.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 JCS-FMS-1控制级结构控制级结构中央管理计算机中央管理计算机FM-11AD2+物流控制计算机物流控制计算机局域网络局域网络LAN文件库文件库自动编程机自动编程机单元控制机单元控制机CNC车床车床CNC磨床磨床单元控制机单元控制机立式立式MC卧式卧式MC单元控制机单元控制机CNC车床车床管理级管理级单元级单元级设备级设备级图图图图7-10 JCS-FMS-17-10 JCS-FMS-1控制级结构控制级结构控制级结构控制级结构127.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 q FMS特点特点除毛坯准备与毛坯安装外全部自动化除毛坯准备与毛坯安装外全部自动化可在不停机的条件下实现加工工件的自动转换可在不停机的条件下实现加工工件的自动转换24小时运行，只一班有人小时运行，只一班有人以以以以GTGT为根底为根底为根底为根底 生产零件的品种由生产零件的品种由4至至100种不等（种不等（2030种居多）种居多）生产零件的批量由生产零件的批量由40至至2000件不等（件不等（50200件居多）件居多）大部分加工对象为相似零件（个别例外）大部分加工对象为相似零件（个别例外）具有较大柔性具有较大柔性具有较大柔性具有较大柔性 可加工多种零件可加工多种零件没有固定的生产节拍没有固定的生产节拍故障可容（一台机床出现故障，其它机床可进行拟补）故障可容（一台机床出现故障，其它机床可进行拟补）高度自动化高度自动化高度自动化高度自动化 控制与管理相结合控制与管理相结合控制与管理相结合控制与管理相结合可自动实现系统内的方案、调度可自动实现系统内的方案、调度可自动实现系统内的方案、调度可自动实现系统内的方案、调度137.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 q FMS应用应用品种品种图图7-11 零件品种、批量与自动化加工方式零件品种、批量与自动化加工方式010 100 1000 批量批量10,000 1000 100 10FMLFMCFMS数控机床数控机床通用机床通用机床刚刚性性线线生产柔性生产柔性产量产量147.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 图图7-12 飞机零件加工飞机零件加工FMS（Cincinnati）1装卸站装卸站 2运输小车运输小车 3MC 4切屑处理站切屑处理站 5清洗站清洗站 6检测站检测站 7手工检测站手工检测站 8计算机室计算机室 9 小车维修站小车维修站 10 包装站包装站q FMS实例实例1157.1.2 自动化加工技术自动化加工技术 冲床冲床图图7-13 冲压冲压FMSq FMS实例（实例（2）16十分之一原那么：测量不准确度十分之一原那么：测量不准确度十分之一原那么：测量不准确度十分之一原那么：测量不准确度 工件容差的工件容差的工件容差的工件容差的1/101/10三分之一原那么：测量精密度三分之一原那么：测量精密度三分之一原那么：测量精密度三分之一原那么：测量精密度 工件许用精密度的工件许用精密度的工件许用精密度的工件许用精密度的1/31/3用标准差用标准差用标准差用标准差 表示表示表示表示7.1.3 自动检测技术自动检测技术 自动化传送和装卸被测件；自动化传送和装卸被测件；自动化传送和装卸被测件；自动化传送和装卸被测件；自动完成检测过程；自动完成检测过程；自动完成检测过程；自动完成检测过程；传送传送传送传送/装卸与检测过程全部自动化。装卸与检测过程全部自动化。装卸与检测过程全部自动化。装卸与检测过程全部自动化。q 自动检测内容自动检测内容多采用传感器多采用传感器多采用传感器多采用传感器/计算机反响控制系统计算机反响控制系统计算机反响控制系统计算机反响控制系统 q 自动检测系统自动检测系统接触式传感器：检测尺寸、形状、相互位置接触式传感器：检测尺寸、形状、相互位置接触式传感器：检测尺寸、形状、相互位置接触式传感器：检测尺寸、形状、相互位置非接触式传感器光学、非光学：无接触变形，速度快非接触式传感器光学、非光学：无接触变形，速度快非接触式传感器光学、非光学：无接触变形，速度快非接触式传感器光学、非光学：无接触变形，速度快q 自动检测传感技术自动检测传感技术q“十分之一十分之一 与与“三分之一原那么三分之一原那么177.1.3 自动检测技术自动检测技术 离线检测：过程稳定，超差风险小离线检测：过程稳定，超差风险小离线检测：过程稳定，超差风险小离线检测：过程稳定，超差风险小PROCAUTPROCAUTPROCAUTINSPMAN抽样抽样抽样抽样离线检测离线检测离线检测离线检测PROCAUTINSPMAN在线在线在线在线/过程中检测过程中检测过程中检测过程中检测反馈信号反馈信号在线在线在线在线/过程后检测过程后检测过程后检测过程后检测PROCAUTINSPMANSORTAUT分类指令分类指令成品成品成品成品废品废品废品废品图图图图7-14 7-14 三类检测三类检测三类检测三类检测q 离线与在线检测离线与在线检测在线在线在线在线/过程中检测：实时，瓶颈工序过程中检测：实时，瓶颈工序过程中检测：实时，瓶颈工序过程中检测：实时，瓶颈工序在线在线在线在线/过程后检测：滞后时间短，应用较多过程后检测：滞后时间短，应用较多过程后检测：滞后时间短，应用较多过程后检测：滞后时间短，应用较多187.1.3 自动检测技术自动检测技术 q 坐标测量机坐标测量机a）b）c）d）图图7-15 坐标测量机的结构形式坐标测量机的结构形式结构形式结构形式悬臂式结构：测头易于接近工件，刚性差悬臂式结构：测头易于接近工件，刚性差悬臂式结构：测头易于接近工件，刚性差悬臂式结构：测头易于接近工件，刚性差桥式结构：刚性好，应用广泛桥式结构：刚性好，应用广泛桥式结构：刚性好，应用广泛桥式结构：刚性好，应用广泛立柱式结构：结构与立车相似立柱式结构：结构与立车相似立柱式结构：结构与立车相似立柱式结构：结构与立车相似门架式结构：结构与门式起重机相似，用于大件测量门架式结构：结构与门式起重机相似，用于大件测量门架式结构：结构与门式起重机相似，用于大件测量门架式结构：结构与门式起重机相似，用于大件测量197.1.3 自动检测技术自动检测技术 操作控制操作控制 手动控制：人工完成手动控制：人工完成手动控制：人工完成手动控制：人工完成计算机辅助手动控制：计算机完成数据处理和相关计算计算机辅助手动控制：计算机完成数据处理和相关计算计算机辅助手动控制：计算机完成数据处理和相关计算计算机辅助手动控制：计算机完成数据处理和相关计算计算机辅助电动控制：电机驱动测头，计算机完成数据计算机辅助电动控制：电机驱动测头，计算机完成数据计算机辅助电动控制：电机驱动测头，计算机完成数据计算机辅助电动控制：电机驱动测头，计算机完成数据 处理和相关计算处理和相关计算处理和相关计算处理和相关计算直接计算机控制：同直接计算机控制：同直接计算机控制：同直接计算机控制：同CNCCNC 编程方法编程方法 示教再现编程：似机器人编程示教再现编程：似机器人编程示教再现编程：似机器人编程示教再现编程：似机器人编程数控编程：离线数控编程：离线数控编程：离线数控编程：离线207.1.3 自动检测技术自动检测技术 可完成测量工程可完成测量工程 表表7-2 坐标测量机可完成的测量工程坐标测量机可完成的测量工程可完成的测量项目可完成的测量项目测量原理测量原理尺寸尺寸孔径与孔中心线坐标孔径与孔中心线坐标圆柱体轴心线与直径圆柱体轴心线与直径球心坐标与球面半径球心坐标与球面半径平面度平面度两平面夹角两平面夹角两平面的平行度两平面的平行度两条线的交点与交角两条线的交点与交角由两个给定面坐标的差值确定尺寸由两个给定面坐标的差值确定尺寸测量孔上测量孔上3点，计算确定孔径与孔中心线坐标点，计算确定孔径与孔中心线坐标测量圆柱面上测量圆柱面上3点，计算确定轴心线与直径点，计算确定轴心线与直径测量球面上测量球面上4点，计算确定球心坐标与球面半径点，计算确定球心坐标与球面半径用用3点接触法测定，与理想平面比较确定平面度点接触法测定，与理想平面比较确定平面度按平面上按平面上3个触点最小值规定平面，再计算夹角个触点最小值规定平面，再计算夹角根据两平面交角确定平行度根据两平面交角确定平行度先确定两线夹角，再测定交点先确定两线夹角，再测定交点217.1.3 自动检测技术自动检测技术 实物照片实物照片 22机械制造工艺学机械制造工艺学 第第7章章 制造技术的发制造技术的发7.2 精密制造技术精密制造技术237.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术精精精精密密密密加加加加工工工工 在在在在一一一一定定定定的的的的开开开开展展展展时时时时期期期期，加加加加工工工工精精精精度度度度和和和和外外外外表表表表质质质质量到达较高程度的加工工艺。量到达较高程度的加工工艺。量到达较高程度的加工工艺。量到达较高程度的加工工艺。超超超超精精精精密密密密加加加加工工工工 在在在在一一一一定定定定的的的的开开开开展展展展时时时时期期期期，加加加加工工工工精精精精度度度度和和和和外外外外表表表表质质质质量到达最高程度的加工工艺。量到达最高程度的加工工艺。量到达最高程度的加工工艺。量到达最高程度的加工工艺。概述概述概述概述瓦特改进蒸汽机瓦特改进蒸汽机瓦特改进蒸汽机瓦特改进蒸汽机 镗孔精度镗孔精度镗孔精度镗孔精度 1mm 1mm 20 20 世纪世纪世纪世纪 40 40 年代年代年代年代 最高精度最高精度最高精度最高精度 1m 1m 20 20 世纪世纪世纪世纪 末末末末 精密加工：精密加工：精密加工：精密加工：0.1m0.1m，Ra 0.01mRa 0.01m亚微米加工亚微米加工亚微米加工亚微米加工 超精密加工：超精密加工：超精密加工：超精密加工：0.01m 0.01m，Ra 0.001mRa 0.001m纳米加工纳米加工纳米加工纳米加工微细加工微细加工 微小尺寸的精密加工微小尺寸的精密加工 超微细加工超微细加工 微小尺寸的超精密加工微小尺寸的超精密加工24 零件零件 加加 工工 精精 度度 表面粗糙度表面粗糙度 激光光学零件激光光学零件 形状误差形状误差 0.1m Ra 0.010.05m 多面镜多面镜 平面度误差平面度误差 0.04m Ra 0.02m 磁头磁头 平面度误差平面度误差 0.04m Ra 0.02m 磁盘磁盘 波度波度 0.01 0.02m Ra 0.02m 雷达导波管雷达导波管 平面度垂直度误差平面度垂直度误差 0.1m Ra 0.02m 卫星仪表轴承卫星仪表轴承 圆柱度误差圆柱度误差 0.01m Ra 0.002m 天体望远镜天体望远镜 形状误差形状误差 0.03m Ra 0.01m 表表7-3 几种典型精密零件的加工精度几种典型精密零件的加工精度 几种典型精密零件的加工精度表几种典型精密零件的加工精度表几种典型精密零件的加工精度表几种典型精密零件的加工精度表7-37-3 精密加工与超精密加工的开展图精密加工与超精密加工的开展图精密加工与超精密加工的开展图精密加工与超精密加工的开展图7-177-177.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术257.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术图图7-17 精密加工与超精密加工的发展精密加工与超精密加工的发展（Taniguchi，1983）普通加工普通加工精密加工精密加工超精密加工超精密加工超高精密磨床超高精密磨床超精密研磨机超精密研磨机离子束加工离子束加工分子对位加工分子对位加工车床车床,铣床铣床卡尺卡尺加工设备加工设备测量仪器测量仪器精密车床精密车床磨床磨床百分尺百分尺比较仪比较仪坐标镗床坐标镗床坐标磨床坐标磨床气动测微仪气动测微仪光学比较仪光学比较仪金刚石车床金刚石车床精密磨床精密磨床光学磁尺光学磁尺电子比较仪电子比较仪超精密磨床超精密磨床精密研磨机精密研磨机激光测长仪激光测长仪圆度仪轮廓仪圆度仪轮廓仪激光高精度激光高精度测长仪测长仪扫描电镜扫描电镜电子线分析仪电子线分析仪加工误差（加工误差（m）10010110210-210-110-3190019201940196019802000年份年份26 精密与超精密加工技术是一个国家制造业水平重要标志精密与超精密加工技术是一个国家制造业水平重要标志例例：美美国国哈哈勃勃望望远远镜镜形形状状精精度度0.01m；超超大大规规模模集集成成电电路路最小线宽最小线宽0.1m，日本金刚石刀具刃口钝圆半径达日本金刚石刀具刃口钝圆半径达2nm 精密加工与超精密加工技术是先进制造技术根底和关键精密加工与超精密加工技术是先进制造技术根底和关键精密加工与超精密加工技术是先进制造技术根底和关键精密加工与超精密加工技术是先进制造技术根底和关键例例例例：美美美美国国国国陀陀陀陀螺螺螺螺仪仪仪仪球球球球圆圆圆圆度度度度0.1m0.1m，粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度Ra0.01mRa0.01m，导导导导弹弹弹弹命命命命中中中中精精精精度度度度控控控控制制制制在在在在50m50m范范范范围围围围内内内内；英英英英国国国国飞飞飞飞机机机机发发发发电电电电机机机机转转转转子子子子叶叶叶叶片片片片加加加加工工工工误误误误差差差差从从从从60m60m降降降降至至至至12m12m，发发发发电电电电机机机机压压压压缩缩缩缩效效效效率率率率从从从从89%89%提提提提高高高高到到到到94%94%；齿齿齿齿形形形形误误误误差差差差从从从从3-4m3-4m减减减减小小小小1m1m，单单单单位位位位重重重重量量量量齿齿齿齿轮轮轮轮箱箱箱箱扭扭扭扭矩矩矩矩可可可可提高一倍提高一倍提高一倍提高一倍 精密加工与超精密加工技术是新技术的生长点精密加工与超精密加工技术是新技术的生长点精密加工与超精密加工技术是新技术的生长点精密加工与超精密加工技术是新技术的生长点精精精精密密密密与与与与超超超超精精精精密密密密加加加加工工工工技技技技术术术术涉涉涉涉及及及及多多多多种种种种根根根根底底底底学学学学科科科科和和和和多多多多种种种种新新新新兴兴兴兴技技技技术，其开展无疑会带动和促进这些相关科学技术的开展术，其开展无疑会带动和促进这些相关科学技术的开展术，其开展无疑会带动和促进这些相关科学技术的开展术，其开展无疑会带动和促进这些相关科学技术的开展q 精密与超精密加工地位精密与超精密加工地位7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术27结合加工结合加工 分类分类 加工机理加工机理 加工方法示例加工方法示例去除加工去除加工电物理加工电物理加工 电火花加工（电火花成形，电火花线切割）电火花加工（电火花成形，电火花线切割）电化学加工电化学加工 电解加工、蚀刻、化学机械抛光电解加工、蚀刻、化学机械抛光力学加工力学加工 切削、磨削、研磨、抛光、超声加工、喷射加工切削、磨削、研磨、抛光、超声加工、喷射加工热蒸发（扩散、溶解）热蒸发（扩散、溶解）电子束加工、激光加工电子束加工、激光加工附着加工附着加工注入加工注入加工化学化学 化学镀、化学气相沉积化学镀、化学气相沉积电化学电化学 电镀、电铸电镀、电铸热熔化热熔化 真空蒸镀、熔化镀真空蒸镀、熔化镀化学化学 氧化、氮化、活性化学反映氧化、氮化、活性化学反映电化学电化学 阳极氧化阳极氧化热熔化热熔化 掺杂、渗碳、烧结、晶体生长掺杂、渗碳、烧结、晶体生长力物理力物理 离子注入、离子束外延离子注入、离子束外延连续加工连续加工热物理热物理 激光焊接、快速成形激光焊接、快速成形化学化学 化学粘接化学粘接变形加工变形加工热流动热流动 精密锻造、电子束流动加工、激光流动加工精密锻造、电子束流动加工、激光流动加工粘滞流动粘滞流动 精密铸造、压铸、注塑精密铸造、压铸、注塑分子定向分子定向 液晶定向液晶定向表表7-4 精密与超精密加工分类精密与超精密加工分类7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术28 直直直直接接接接式式式式进进进进化化化化加加加加工工工工：利利利利用用用用低低低低于于于于工工工工件件件件精精精精度度度度的的的的设设设设备备备备、工工工工具具具具，通通通通过过过过工工工工艺艺艺艺手手手手段段段段和和和和特特特特殊殊殊殊工工工工艺艺艺艺装装装装备备备备，加加加加工工工工出出出出所所所所需需需需工工工工件件件件。适适适适用用用用于单件、小批生产。于单件、小批生产。于单件、小批生产。于单件、小批生产。间间间间接接接接式式式式进进进进化化化化加加加加工工工工：借借借借助助助助于于于于直直直直接接接接式式式式“进进进进化化化化”加加加加工工工工原原原原则则则则，生生生生产产产产出出出出第第第第二二二二代代代代工工工工作作作作母母母母机机机机，再再再再用用用用此此此此工工工工作作作作母母母母机机机机加加加加工工工工工工工工件件件件。适适适适用于批量生产用于批量生产用于批量生产用于批量生产。“进化进化”加工原则加工原则背背吃吃刀刀量量小小于于晶晶粒粒大大小小，切切削削在在晶晶粒粒内内进进行行，与与传传统统切切削机理完全不同。削机理完全不同。微量切削机理微量切削机理 特种加工与复合加工方法应用越来越多特种加工与复合加工方法应用越来越多传传统统切切削削与与磨磨削削方方法法存存在在加加工工精精度度极极限限，超超越越极极限限需需采采用新的方法。用新的方法。q 精密与超精密加工特点精密与超精密加工特点7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术29要要达达到到加加工工要要求求，需需综综合合考考虑虑工工件件材材料料、加加工工方方法法、加加工工设设备备与与工工具具、测测试试手手段段、工工作作环环境境等等诸诸多多因因素素，是是一一项项复复杂的系统工程，难度较大。杂的系统工程，难度较大。形成综合制造工艺形成综合制造工艺广广泛泛采采用用计计算算机机控控制制、适适应应控控制制、再再线线检检测测与与误误差差补补偿偿技技术，以减小人的因素影响，保证加工质量。术，以减小人的因素影响，保证加工质量。与自动化技术联系紧密与自动化技术联系紧密精精密密与与超超精精密密加加工工设设备备造造价价高高，难难成成系系列列。常常常常针针对对某某一一特特定定产产品品设设计计（如如加加工工直直径径3m射射电电天天文文望望远远镜镜的的超超精精密密车车床，加工尺寸小于床，加工尺寸小于1mm微型零件的激光加工设备）。微型零件的激光加工设备）。与高新技术产品紧密结合与高新技术产品紧密结合 加工与检测一体化加工与检测一体化精精密密检检测测是是精精密密与与超超精精密密加加工工的的必必要要条条件件，并并常常常常成成为为精精密与超精密加工的关键。密与超精密加工的关键。7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术30 切削在晶粒内进行切削在晶粒内进行切削在晶粒内进行切削在晶粒内进行 切削力原子结合力剪切应力达切削力原子结合力剪切应力达切削力原子结合力剪切应力达切削力原子结合力剪切应力达 13000 N/mm2 13000 N/mm2 刀尖处温度极高，应力极大，普通刀具难以承受刀尖处温度极高，应力极大，普通刀具难以承受刀尖处温度极高，应力极大，普通刀具难以承受刀尖处温度极高，应力极大，普通刀具难以承受 高高高高速速速速切切切切削削削削与与与与传传传传统统统统精精精精密密密密切切切切削削削削相相相相反反反反，工工工工件件件件变变变变形形形形小小小小，表表表表层高温不会涉及工件内层，可获得高精度和好外表质量层高温不会涉及工件内层，可获得高精度和好外表质量层高温不会涉及工件内层，可获得高精度和好外表质量层高温不会涉及工件内层，可获得高精度和好外表质量金刚石超精密加工技术金刚石超精密加工技术金刚石超精密加工技术金刚石超精密加工技术 用用用用于于于于铜铜铜铜、铝铝铝铝及及及及其其其其合合合合金金金金精精精精密密密密切切切切削削削削（切切切切铁铁铁铁金金金金属属属属，由由由由于于于于亲亲亲亲合合合合作用，产生作用，产生作用，产生作用，产生“碳化碳化碳化碳化磨损磨损磨损磨损”，影响刀具寿命和加工质量），影响刀具寿命和加工质量），影响刀具寿命和加工质量），影响刀具寿命和加工质量）加工各种红外光学材料如锗、硅、加工各种红外光学材料如锗、硅、加工各种红外光学材料如锗、硅、加工各种红外光学材料如锗、硅、ZnSZnS和和和和ZnSeZnSe等等等等 加工有机玻璃和各种塑料加工有机玻璃和各种塑料加工有机玻璃和各种塑料加工有机玻璃和各种塑料 典典典典型型型型产产产产品品品品：光光光光学学学学反反反反射射射射镜镜镜镜、射射射射电电电电望望望望远远远远镜镜镜镜主主主主镜镜镜镜面面面面、大大大大型型型型投投投投影电视屏幕、影电视屏幕、影电视屏幕、影电视屏幕、照像机塑料镜片、树脂隐形眼镜镜片等照像机塑料镜片、树脂隐形眼镜镜片等 应用应用 机理、特点机理、特点7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术31 加工设备加工设备 要要要要求求求求高高高高精精精精度度度度、高高高高刚刚刚刚度度度度、良良良良好好好好稳稳稳稳定定定定性性性性、抗抗抗抗振振振振性性性性及及及及数控功能等。数控功能等。数控功能等。数控功能等。关键技术关键技术7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术图图7-18 Moore金刚石车床金刚石车床回转工作台回转工作台工件工件刀具刀具主轴主轴传动带传动带主轴电机主轴电机空气垫空气垫刀具夹持器刀具夹持器如如如如美美美美国国国国MooreMoore公公公公司司司司M-M-18AG18AG金金金金刚刚刚刚石石石石车车车车床床床床，主主主主轴轴轴轴采采采采用用用用空空空空气气气气静静静静压压压压轴轴轴轴承承承承，转转转转速速速速5 5000000转转转转/分分分分，径径径径跳跳跳跳0.10.1mm；液液液液体体体体静静静静压压压压导导导导轨轨轨轨，直直直直 线线线线 度度度度 达达达达 0.05/100mm0.05/100mm；数数数数控控控控系系系系统分辨率统分辨率统分辨率统分辨率0.01 0.01。32车床主轴装在横向车床主轴装在横向滑台滑台X轴上，轴上，刀架装在纵向滑台刀架装在纵向滑台Z轴上。可解轴上。可解决两滑台的相互影决两滑台的相互影响问题，而且纵、响问题，而且纵、横两移动轴的垂直横两移动轴的垂直度可以通过装配调度可以通过装配调整保证，生产本钱整保证，生产本钱较低，已成为当前较低，已成为当前金刚石车床的主流金刚石车床的主流布局。布局。图图7-19 T形布局的金刚石车床形布局的金刚石车床 T T形布局图形布局图形布局图形布局图7-197-197.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术33金刚石车床金刚石车床加工加工4.5mm陶瓷球陶瓷球7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术图图7-23 金刚石车床及其加工照片金刚石车床及其加工照片34 砂轮材料：金刚石，立方氮化硼砂轮材料：金刚石，立方氮化硼砂轮材料：金刚石，立方氮化硼砂轮材料：金刚石，立方氮化硼CBNCBN 可可可可加加加加工工工工各各各各种种种种高高高高硬硬硬硬度度度度、高高高高脆脆脆脆性性性性金金金金属属属属及及及及非非非非金金金金属属属属材材材材料料料料（铁铁铁铁金金金金属属属属用用用用CBNCBN）耐磨性好，耐用度高，磨削能力强，磨削效率高耐磨性好，耐用度高，磨削能力强，磨削效率高耐磨性好，耐用度高，磨削能力强，磨削效率高耐磨性好，耐用度高，磨削能力强，磨削效率高 磨削力小，磨削温度低，加工表面好磨削力小，磨削温度低，加工表面好磨削力小，磨削温度低，加工表面好磨削力小，磨削温度低，加工表面好 特点：特点：分整形与修锐（去除结合剂，露出磨粒）两步进行分整形与修锐（去除结合剂，露出磨粒）两步进行分整形与修锐（去除结合剂，露出磨粒）两步进行分整形与修锐（去除结合剂，露出磨粒）两步进行 常用方法常用方法常用方法常用方法 用碳化硅砂轮（或金刚石笔）修整，获得所需形状；用碳化硅砂轮（或金刚石笔）修整，获得所需形状；用碳化硅砂轮（或金刚石笔）修整，获得所需形状；用碳化硅砂轮（或金刚石笔）修整，获得所需形状；电解修锐（适用于金属结合剂砂轮），效果好，并可电解修锐（适用于金属结合剂砂轮），效果好，并可电解修锐（适用于金属结合剂砂轮），效果好，并可电解修锐（适用于金属结合剂砂轮），效果好，并可在线修整在线修整在线修整在线修整 砂轮修整：砂轮修整：超硬磨料砂轮精密与超精密磨削超硬磨料砂轮精密与超精密磨削超硬磨料砂轮精密与超精密磨削超硬磨料砂轮精密与超精密磨削7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术35进给进给图图7-24 ELID磨削原理磨削原理电源电源金刚石砂轮金刚石砂轮（铁纤维结合剂）（铁纤维结合剂）冷却液冷却液冷却液冷却液电刷电刷 ELID ELIDElectrolytic In-Process DressingElectrolytic In-Process Dressing使使使使用用用用ELIDELID磨磨磨磨削削削削，冷冷冷冷却却却却液液液液为为为为一一一一种种种种特特特特殊殊殊殊电电电电解解解解液液液液。通通通通电电电电后后后后，砂砂砂砂轮轮轮轮结结结结合合合合剂剂剂剂发发发发生生生生氧氧氧氧化化化化，氧氧氧氧化化化化层层层层阻阻阻阻止止止止电电电电解解解解进进进进一一一一步步步步进进进进行行行行。在在在在切切切切削削削削力力力力作作作作用用用用下下下下，氧氧氧氧化化化化层层层层脱脱脱脱落落落落，露露露露出出出出了了了了新新新新的的的的锋锋锋锋利利利利磨磨磨磨粒粒粒粒。由由由由于于于于电电电电解解解解修锐连续进行，砂轮在整个磨削过程保持同一锋利状态。修锐连续进行，砂轮在整个磨削过程保持同一锋利状态。修锐连续进行，砂轮在整个磨削过程保持同一锋利状态。修锐连续进行，砂轮在整个磨削过程保持同一锋利状态。7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术36 塑性延性磨削塑性延性磨削塑性延性磨削塑性延性磨削 磨磨磨磨削削削削脆脆脆脆性性性性材材材材料料料料时时时时，在在在在一一一一定定定定工工工工艺艺艺艺条条条条件件件件下下下下，切切切切屑屑屑屑形形形形成成成成与与与与塑塑塑塑性性性性材材材材料料料料相相相相似似似似，即即即即通通通通过过过过剪剪剪剪切切切切形形形形式式式式被被被被磨磨磨磨粒粒粒粒从从从从基基基基体体体体上上上上切切切切除除除除下下下下来来来来。磨磨磨磨削削削削后后后后工件外表呈有规那么纹理，无脆性断裂凹凸不平，也无裂纹。工件外表呈有规那么纹理，无脆性断裂凹凸不平，也无裂纹。工件外表呈有规那么纹理，无脆性断裂凹凸不平，也无裂纹。工件外表呈有规那么纹理，无脆性断裂凹凸不平，也无裂纹。塑性磨削工艺条件：塑性磨削工艺条件：塑性磨削工艺条件：塑性磨削工艺条件：1 1切切切切削削削削深深深深度度度度小小小小于于于于临临临临界界界界切切切切削削削削深深深深度度度度，它它它它与与与与工工工工件件件件材材材材料料料料特特特特性性性性和磨粒的几何形状有关。一般临界切削深度和磨粒的几何形状有关。一般临界切削深度和磨粒的几何形状有关。一般临界切削深度和磨粒的几何形状有关。一般临界切削深度1m1m。为为为为此此此此对对对对机机机机床床床床要要要要求求求求：高高高高的的的的定定定定位位位位精精精精度度度度和和和和运运运运动动动动精精精精度度度度。以以以以免免免免因因因因磨磨磨磨粒粒粒粒切切切切削削削削深深深深度度度度超超超超过过过过1m1m时时时时，导导导导致致致致转转转转变变变变为为为为脆脆脆脆性性性性磨磨磨磨削削削削。高高高高的的的的刚刚刚刚性性性性。因因因因为为为为塑塑塑塑性性性性磨磨磨磨削削削削切切切切削削削削力力力力远远远远超超超超过过过过脆脆脆脆性性性性磨磨磨磨削削削削的的的的水水水水平平平平，机机机机床床床床刚刚刚刚性低，会因切削力引起的变形而破坏塑性切屑形成的条件。性低，会因切削力引起的变形而破坏塑性切屑形成的条件。性低，会因切削力引起的变形而破坏塑性切屑形成的条件。性低，会因切削力引起的变形而破坏塑性切屑形成的条件。2 2磨磨磨磨粒粒粒粒与与与与工工工工件件件件的的的的接接接接触触触触点点点点的的的的温温温温度度度度高高高高到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度时时时时，工工工工件件件件材材材材料料料料的的的的局局局局部部部部物物物物理理理理特特特特性性性性会会会会发发发发生生生生变变变变化化化化，导导导导致致致致切切切切屑屑屑屑形形形形成成成成机机机机理理理理的的的的变变变变化化化化已有试验作支持。已有试验作支持。已有试验作支持。已有试验作支持。7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术37砂砂砂砂带带带带：带带带带基基基基材材材材料料料料为为为为聚聚聚聚碳碳碳碳酸酸酸酸脂脂脂脂薄薄薄薄膜膜膜膜，其上植有细微砂粒。其上植有细微砂粒。其上植有细微砂粒。其上植有细微砂粒。砂砂砂砂带带带带在在在在一一一一定定定定工工工工作作作作压压压压力力力力下下下下与与与与工工工工件件件件接接接接触触触触并并并并作作作作相相相相对对对对运运运运动动动动，进进进进行磨削或抛光。行磨削或抛光。行磨削或抛光。行磨削或抛光。有有有有开开开开式式式式图图图图7-257-25和和和和闭闭闭闭式式式式两两两两种种种种形形形形式式式式，可可可可磨磨磨磨削削削削平平平平面面面面、内内内内外外外外圆圆圆圆外外外外表表表表、曲曲曲曲面面面面等等等等图图图图7-277-27。接触轮接触轮硬磁盘硬磁盘装在主轴装在主轴真空吸盘真空吸盘上上图图7-25 砂带磨削示意图砂带磨削示意图V砂带砂带砂带轮砂带轮卷带轮卷带轮F-径向进给径向进给f-径向振动径向振动 精密与超精密砂带磨削精密与超精密砂带磨削7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术38图图图图7-26 7-26 用于磨削管件的砂带磨用于磨削管件的砂带磨用于磨削管件的砂带磨用于磨削管件的砂带磨床带有行星系统床带有行星系统床带有行星系统床带有行星系统7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术39 几种常见砂带磨削方式图几种常见砂带磨削方式图几种常见砂带磨削方式图几种常见砂带磨削方式图7-277-27图图7-27 几种砂带磨削形式几种砂带磨削形式a）砂带无心外圆磨削）砂带无心外圆磨削（导轮式）（导轮式）工件工件导轮导轮接触轮接触轮 主动轮主动轮砂带砂带工件工件 接触轮接触轮主动轮主动轮砂带砂带b）砂带定心外圆磨削）砂带定心外圆磨削（接触轮式）（接触轮式）c）砂带定心外圆磨削）砂带定心外圆磨削（接触轮式）（接触轮式）工件工件接触轮接触轮主动轮主动轮砂带砂带接触轮接触轮砂带砂带工件工件d）砂带内圆磨削）砂带内圆磨削（回转式）（回转式）工件工件支承板支承板主动轮主动轮砂带砂带工作台工作台e）砂带平面磨削）砂带平面磨削（支承板式）（支承板式）f）砂带平面磨削）砂带平面磨削（支承轮式）（支承轮式）支承轮支承轮工件工件砂带砂带接触轮接触轮7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术40 砂带磨削特点砂带磨削特点1砂砂带带与与工工件件柔柔性性接接触触，磨磨粒粒载载荷荷小小，且且均均匀匀，工工件件受受力、热作用小，加工质量好力、热作用小，加工质量好 Ra 值可达值可达 0.02m。3强力砂带磨削，磨削比切除工件重量与砂轮磨耗重量强力砂带磨削，磨削比切除工件重量与砂轮磨耗重量之比高，有之比高，有“高效磨削之称。高效磨削之称。4制作简单，价格低廉，使用方便。制作简单，价格低廉，使用方便。5可用于内外外表及成形外表加工。可用于内外外表及成形外表加工。磨粒磨粒规格涂层规格涂层粘接剂粘接剂基带基带图图7-28 静电植砂砂带结构静电植砂砂带结构2静静电电植植砂砂，磨磨粒粒有有方方向向性性，尖尖端端向向上上图图7-28，摩摩擦擦生生热热小小，磨磨屑屑不不易易堵堵塞塞砂砂轮轮，磨磨削削性性能好。能好。7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术41工件工件小间隙小间隙加压加压抛光轮抛光轮悬浮液悬浮液微粉微粉(磨粒磨粒)图图7-29 弹性发射加工原理弹性发射加工原理抛抛光光轮轮与与工工件件表表面面形形成成小小间间隙隙，中中间间置置抛抛光光液液，靠靠抛抛光光轮轮高高速速回回转转造造成成磨磨料料的的“弹弹性发射性发射”进行加工。进行加工。工作原理（图工作原理（图工作原理（图工作原理（图7-297-29）机理：微切削被加工材料的微塑性流动作用机理：微切削被加工材料的微塑性流动作用机理：微切削被加工材料的微塑性流动作用机理：微切削被加工材料的微塑性流动作用 弹性发射加工弹性发射加工弹性发射加工弹性发射加工 游离磨料加工游离磨料加工 抛光轮：抛光轮：抛光轮：抛光轮：由由由由聚聚聚聚氨氨氨氨基基基基甲甲甲甲酸酸酸酸乙乙乙乙酯酯酯酯制制制制成成成成，磨磨磨磨料料料料直直直直径径径径 0.10.10.01m0.01m7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术42 工作原理图工作原理图工作原理图工作原理图7-307-30抛抛抛抛光光光光工工工工具具具具上上上上开开开开有有有有锯锯锯锯齿齿齿齿槽槽槽槽，靠靠靠靠楔楔楔楔形形形形挤挤挤挤压压压压和和和和抛抛抛抛光光光光液液液液的的的的反反反反弹，增加微切削作用。弹，增加微切削作用。弹，增加微切削作用。弹，增加微切削作用。机理：微切削作用。机理：微切削作用。机理：微切削作用。机理：微切削作用。抛光工具抛光工具图图7-30 液体动力抛光液体动力抛光小间隙小间隙工件工件工具运动方向工具运动方向抛光液抛光液磨粒磨粒 工作原理图工作原理图工作原理图工作原理图7-317-31活活活活性性性性抛抛抛抛光光光光液液液液和和和和磨磨磨磨粒粒粒粒与与与与工工工工件件件件外外外外表表表表产产产产生生生生固固固固相相相相反反反反响响响响，形形形形成软粒子，使其便于加工。成软粒子，使其便于加工。成软粒子，使其便于加工。成软粒子，使其便于加工。机机机机理理理理：机机机机械械械械+化化化化学学学学作作作作用用用用，称为称为称为称为“增压活化。增压活化。增压活化。增压活化。液体动力抛光液体动力抛光液体动力抛光液体动力抛光 机械化学抛光机械化学抛光机械化学抛光机械化学抛光抛光工具抛光工具活性活性抛光液抛光液图图7-31 机械化学抛光机械化学抛光小间隙小间隙工件工件工具运动方向工具运动方向加压加压7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术43 激激激激光光光光由由由由于于于于其其其其优优优优良良良良的的的的特特特特性性性性强强强强度度度度高高高高，亮亮亮亮度度度度大大大大，单单单单色色色色性性性性、相相相相干性、方向性好等在精密测量中得到广泛应用。干性、方向性好等在精密测量中得到广泛应用。干性、方向性好等在精密测量中得到广泛应用。干性、方向性好等在精密测量中得到广泛应用。可以测量长度，小角度，直线度，平面度，垂直度等；可以测量长度，小角度，直线度，平面度，垂直度等；可以测量长度，小角度，直线度，平面度，垂直度等；可以测量长度，小角度，直线度，平面度，垂直度等；也可以测量位移，速度，振动，微观外表形貌等；也可以测量位移，速度，振动，微观外表形貌等；也可以测量位移，速度，振动，微观外表形貌等；也可以测量位移，速度，振动，微观外表形貌等；还还还还可可可可以以以以实实实实现现现现动动动动态态态态测测测测量量量量，在在在在线线线线测测测测量量量量，并并并并易易易易于于于于实实实实现现现现测测测测量量量量自动化。自动化。自动化。自动化。激光测量精度目前可达激光测量精度目前可达激光测量精度目前可达激光测量精度目前可达0.01m0.01m。q 激光测量激光测量7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术44受射透镜受射透镜平行光管透镜平行光管透镜边缘传感边缘传感闸门电路闸门电路计数器计数器显示图显示图震荡器震荡器伺服系统伺服系统扫描镜扫描镜工件工件测定区测定区光检测器光检测器激光发激光发生器生器 采用平行光管透镜将激光准确地调整到多角形旋转扫描镜采用平行光管透镜将激光准确地调整到多角形旋转扫描镜上聚焦。通过激光扫描被测工件两端，根据扫描镜旋转角、扫上聚焦。通过激光扫描被测工件两端，根据扫描镜旋转角、扫描镜旋转速度，透镜焦距等数据计算出被测工件的尺寸。描镜旋转速度，透镜焦距等数据计算出被测工件的尺寸。图图7-32 激光扫描尺激光扫描尺寸计量系统寸计量系统 激光高速扫描尺寸计量系统图激光高速扫描尺寸计量系统图激光高速扫描尺寸计量系统图激光高速扫描尺寸计量系统图7-327-327.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术45 双频激光测量图双频激光测量图双频激光测量图双频激光测量图7-337-33固定反固定反射棱镜射棱镜图图7-33 双频激光测量系统原理图双频激光测量系统原理图干涉测量仪干涉测量仪f2+f2f1氦氖激光器氦氖激光器轴向强磁场轴向强磁场NS1/4波片波片分光镜分光镜透镜组透镜组f1 f2f1 f2移动反移动反射棱镜射棱镜f2f2+f2偏振分光镜偏振分光镜f1f1ff+f27.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术由由于于移移动动反反射射棱棱镜镜随随被被测测件件移移动动，频频率率f2变变成成 f2f2。两两路路反反射射回回来来的的光光经经偏偏振振分分光光镜镜汇汇合合一一起起，再再经经反反射射镜镜和和干干涉涉测量仪获得拍频信号，其频率为：测量仪获得拍频信号，其频率为：f1（f2 f2）=f+f2 经经分分光光镜镜，折折射射一一小小局局部部，经经干干预预测测量量仪仪获获得得拍拍频频f=f1 f2的的参参考考信信号号。大大局局部部激激光光到到偏偏振振分分光光镜镜：垂垂直直线线偏偏振振光光f1被被反反射射，再再经经固固定定反反射射棱棱镜镜反反射射回回来来；水水平平线线偏偏振振光光 f2全全部部透透射，再经移动反射棱镜反射回来。射，再经移动反射棱镜反射回来。该该信信号号与与参参考考信信号号比比较较，获获得得f2 的的具具有有长长度度单单位位当当量量的的电电信信号号。由由于于使使用用频频率率差差f 进进行行测测量量，使使其其不不受受环环境境变变化化影响，可获得高的测量精度和测量稳定性。影响，可获得高的测量精度和测量稳定性。氦氦氖氖激激光光器器发发出出的的激激光光，在在轴轴向向强强磁磁场场作作用用下下，产产生生频频率率 f1和和f2旋旋向向相相反反的的圆圆偏偏振振光光，经经1/4波波片片形形成成频频率率f1的的垂垂直直线线偏偏振振光光和频率和频率f2的水平线偏振光。经透镜组成平行光束。的水平线偏振光。经透镜组成平行光束。46图7-34 双频激光测量系统7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术47恒温恒温恒温恒温要求：要求：要求：要求：11 0.01 0.01 实实实实现现现现方方方方法法法法：大大大大、小小小小恒恒恒恒温温温温间间间间+局局局局部部部部恒恒恒恒温温温温恒恒恒恒温温温温罩罩罩罩，恒温油喷淋恒温油喷淋恒温油喷淋恒温油喷淋恒恒恒恒湿湿湿湿要要求求：相相对对湿湿度度35%45%，波波动动10%1%实现方法实现方法：采用空气调节系统：采用空气调节系统 净净净净化化化化要要要要求求求求：1000010000100100级级级级100100级级级级系系系系指指指指每每每每立立立立方方方方英英英英尺尺尺尺空气中所含大于空气中所含大于空气中所含大于空气中所含大于0.5m0.5m尘埃个数不超过尘埃个数不超过尘埃个数不超过尘埃个数不超过100100 实现方法：采用空气过滤器，送入洁净空气实现方法：采用空气过滤器，送入洁净空气实现方法：采用空气过滤器，送入洁净空气实现方法：采用空气过滤器，送入洁净空气隔振隔振隔振隔振要求要求：消除内部、隔绝外部振动干扰：消除内部、隔绝外部振动干扰 实实现现方方法法：隔隔振振地地基基，隔隔振振垫垫层层，空空气气弹弹簧簧隔振器隔振器 q 精密与超精密加工环境精密与超精密加工环境7.2.1 精密与超精密加工技术精密与超精密加工技术48 微微微微细细细细加加加加工工工工 通通通通常常常常指指指指1mm1mm以以以以下下下下微微微微细细细细尺尺尺尺寸寸寸寸零零零零件件件件的的的的加加加加工工工工，其加工误差为其加工误差为其加工误差为其加工误差为0.1m 0.1m 10m 10m。超超超超微微微微细细细细加加加加工工工工 通通通通常常常常指指指指1m1m以以以以下下下下超超超超微微微微细细细细尺尺尺尺寸寸寸寸零零零零件件件件的的的的加加加加工，其加工误差为工，其加工误差为工，其加工误差为工，其加工误差为0.01m 0.01m 0.1m0.1m。精精精精度度度度表表表表示示示示方方方方法法法法一一一一般般般般尺尺尺尺寸寸寸寸加加加加工工工工，其其其其精精精精度度度度用用用用误误误误差差差差尺尺尺尺寸寸寸寸与与与与加加加加工工工工尺尺尺尺寸寸寸寸比比比比值值值值表表表表示示示示；微微微微细细细细加加加加工工工工，其其其其精精精精度度度度用用用用误误误误差差差差尺尺尺尺寸寸寸寸绝绝绝绝对对对对值