Beim sogenannten Präzisionsschleifverfahren werden feinkörnige Schleifkörner und Mikropulver verwendet, um Eisenmetalle, harte und spröde Materialien usw. zu bearbeiten, um eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit und niedrige Oberflächenrauheitswerte zu erzielen. Beim Präzisionsschleifen werden superharte Schleifscheiben als Hauptbearbeitungswerkzeug verwendet und eine ultra-mikro-Exzisionsbearbeitung auf Präzisionswerkzeugmaschinen durchgeführt (die Vorschubtiefe eines einzelnen Fräsers beträgt im Allgemeinen 0.01 µm bis 1 µm). Beim Präzisionsschleifen handelt es sich um ein systematisches Projekt. Zu seinen Komponenten gehören das bearbeitete Material, Präzisionswerkzeugmaschinen, superharte Schleifscheiben, ein Präzisionsbearbeitungsverfahren, hochpräzise Prüftechnologie und ultrahohe Anforderungen an die Verarbeitungsumgebung. Nur diese Komponenten müssen die Anforderungen erfüllen, um das Präzisionswerkstück bearbeiten zu können.
Präzisionsschleifmaterialien
Materialien zum Präzisionsschleifen sind im Allgemeinen schwer zu verarbeitende Materialien mit hoher Härte und hoher Sprödigkeit, wie Keramik, Glas, Halbleiterscheiben, Edelsteine, Hartmetall usw. Beim Präzisionsschleifen dieser Materialien wird das Material hauptsächlich durch die Entfernung von Sprödbrüchen entfernt, während Pulver und Kunststoff als sekundäre Methode entfernt werden. Die Produktion von Spänen erfolgt durch die Hochgeschwindigkeitsrotation der Schleifscheibe und die Wasserstrahlentladung. Bei der Verarbeitung von Nichteisenmetallen und weicheren Materialien bleiben Schleifspäne sehr leicht an der Oberfläche der Schleifscheibenkörner haften und beeinträchtigen die Schleifleistung der Schleifscheibe.
Arten von Präzisionsschleifmaschinen
Beim Präzisionsschleifen muss die Werkzeugmaschine eine hohe Steifigkeit aufweisen. Die Anforderungen an die Steifigkeit der Führungsbahnen liegen im Allgemeinen bei über 500 N/µm. Die Bewegungsauflösung, d. h. die Mindestauflösung des Werkzeugmaschinenvorschubs, liegt im Allgemeinen bei über 0.1µm. Die Bewegungsgenauigkeit, einschließlich der Positionierungsgenauigkeit der Führungsbahnen, der Spindeldrehgenauigkeit usw., liegt im Allgemeinen bei über 0.1µm. Die Werkzeugmaschine muss eine hohe Stabilität aufweisen, d. h. sie muss eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen äußere Störungen aufweisen und die Verarbeitungsfähigkeit des gesamten Verarbeitungssystems muss stabil sein. Die Verarbeitungsfähigkeit des gesamten Verarbeitungssystems muss stabil sein.
Superabrasive Schleifscheibe
Superabrasive Schleifscheiben mit künstlichem Diamant, CBN und Korund als übliche Schleifmittel. Zu den Auswahlkriterien für die Scheibe gehören Schleifmitteltyp, Scheibenhärte, Schleifkorngröße, Porosität, Schleifmittelkonzentration und Art des Bindemittels. Für verschiedene Schleifmaterialien sollten die jeweils geeigneten Schleifmittel ausgewählt werden. Für SiC, K9-Glas und Aluminiumkeramik können Diamantschleifscheiben ausgewählt werden, für Edelstahl können Korundschleifscheiben ausgewählt werden. Beim Schleifen härterer Materialien sollten weichere Schleifscheiben verwendet werden. Schleifmittel auf Scheiben fallen während der Verarbeitung leicht ab und behalten immer ihre Schärfe. Beim Schleifen weicherer Materialien kann die härtere Schleifscheibe verwendet werden, um die Verarbeitungsgenauigkeit sicherzustellen. Beim Grobschleifen ist ein Partikelgrößenbereich von 40 # bis 300 # optional, beim Feinschleifen eine Partikelgröße von 180 # bis 1200 # optional. 4.
Präzisionsbearbeitungsprozess
Die Verarbeitungstechnologie ist ein wichtiger Faktor, der die Bearbeitungsgenauigkeit beeinflusst. Der Schleifprozess umfasst beispielsweise die Auswahl des Schleifscheibentyps, die Auswahl der Schleifmethode, die Anordnung des Schleifprozesses, die Verarbeitungsparameter, das Werkstückwerkzeug und das Messprogramm sowie die Technologie zur Verarbeitungsfehlerkompensation.
Hochpräzise Inspektionstechnologie
Die Erkennung wird einerseits bei der absoluten Messung der Führungsbahn und Spindelposition von Werkzeugmaschinen angewendet, um sicherzustellen, dass die Werkzeugmaschine eine sehr hohe Präzision aufweist. Andererseits wird sie zur Erkennung der Werkstückgenauigkeit angewendet, bei Präzisionsschleifwerkstücken beträgt die Genauigkeit bis zu 0.1 µm, die Oberflächenrauheit bis zu 0.02 µm oder weniger. Die entsprechende Erkennungstechnologie muss auch bestimmte Genauigkeitsanforderungen erfüllen, Kontaktmessungen wie Sondenscanmessungen, berührungslose Messungen wie Werkzeugmaschineninterferometer, Weißlichtinterferometer, Rasterkraftmikroskop usw. Ein weiterer Aspekt ist die hochpräzise Überwachung der Schleifkraft, Schleifleistung, Schleiftemperatur und anderer Bearbeitungsschritte, um die Bearbeitungsbedingungen rechtzeitig beurteilen und die Bearbeitungsparameter anpassen zu können.
Anforderungen an die Verarbeitungsumgebung
Zu den Umweltanforderungen gehören die Sauberkeit der Umgebung, Vibrations- und Lärmbelästigung sowie der Grad der Stabilität der Umgebungstemperatur. Präzisionsmaschinen müssen in einem Reinraum aufgestellt werden, um die Vorteile eines Reinraums voll ausschöpfen zu können. Für verschiedene Präzisionsmaschinen geben die Hersteller im Allgemeinen Umweltanforderungen an. In Reinräumen der Klasse 100 dürfen Schwebeteilchen mit einem Durchmesser von mehr als 0.5 µm pro Kubikmeter nicht mehr als 3520 sein, während Reinraumstandards für Tausende 35200 betragen. Umweltbedingte Vibrationsstörungen verursachen nicht nur Vibrationen der Werkzeugmaschine selbst, sondern beeinträchtigen auch die Genauigkeit der Position der Schleifscheibe. Die meisten Präzisionsmaschinen verwenden üblicherweise Vibrationsisolierungsnuten, Vibrationsisolierungspads und andere Technologien, um Vibrationsstörungen zu verhindern. Die Temperatur hat einen großen Einfluss auf den Verarbeitungsgrad. Präzisionsbearbeitung müssen die Umgebungstemperatur innerhalb eines bestimmten Bereichs regeln, und an den Gradienten der Temperaturänderungen werden bestimmte Anforderungen gestellt.