超精密加工种类

精研 

是光学上的砂磨,指把工件的表面粗糙度研磨到可进行抛光作业的程度。 使用氧化铝、SIC之类磨料与铸铁或铝质研磨用定盘加工玻璃透镜等。精研常用形状精度正确的铸铁制定盘,对工件与定盘间补给研磨剂和研磨液,两者相对运动把定盘形状转印给工件。

分为平面精研、球面精研、圆孔精研。 若精研作业形成伤痕,原因可能为环境污染,异物混入磨料,或研磨压力不均。

精密模具之类的小工件,如刻模放电加工、 非单纯的平面或球面,无法进行高效率精研,面粗糙度也粗到无法以游离模料压溃,所以用磨石研磨,磨石分为WA(氧化铝)系、SIC系,后者特别硬,用力过度容易造成伤痕,防止磨石造成研磨伤痕须从软磨石开始,且不要用大磨石,再充分补给研磨油,并减小移动磨石的行程。

抛光

是透过研磨产生光泽,是研磨的最终工程,加工量甚微,也无需定盘。抛光具的基材是用白㭴、美国松、桐,柳等木材制成的木棒作为研磨具,WS也可用压克力、耐隆、PBT之类的塑胶棒,钢系的抛光原则上用钻石膏进行。抛光作业使工件失正的主要原因是工件有伤痕,可能是加工发生的微裂痕、碰撞、材料缺陷,研磨力过大,总之研磨件须慎重处置,以免受伤。

工件在研磨途中或终了,主要测定或评价下列三项:

  • 外观
  • 面精度
  • 尺寸精度

尺寸精度大多以目视法及显微镜进行定性评价,有凭经验的主观定性评价、用测定机的严密定量评量,也有用量规等以嵌合触感等决定合格与否,研磨面的检查也分成一般性方法与光学方法。

将一般模具研磨到光学面会使研磨成本增高,模具即使形状稍失正,也常是光滑即可,流道若不影响树脂流动或脱模,留有磨痕也不大成问题,另外,光学用品若凭感觉研磨,昂贵的工件也会成废品,必须了解工件的材质硬度、研磨留量、形状精度要求,才能有效率的达到合理的规范。

超精密加工机

超精密加工机大别可分为两种,一个是非球面创成机,可将工件创成所需形状,并具有研磨机能;另一个是超精密机械加工机,借由磨削、切削加工达成最终面精度。

非球面创成机

非球面创成机适合制作天体望远镜的控制方式初期为仿削方式,中期为打孔带控制方式,最新为电脑控制,适用工件为大型且形状单纯、旋转轴对称的,极高精度,但加工速度极慢、装置价格高,为专用机不可搬移,也不适于加工小工件

超精密机械加工机

超精密机械加工机的控制方式为电脑控制,可加工铝、不锈钢、金银、各种结晶体、塑胶等素材,工件保持法大都为真空夹持方式,环境需恒温、恒湿、恒压、无尘,切削工具则是使用金刚石单结晶车刀、磨削用金刚石、CBN烧结砂轮,或涂覆砂轮。但由于加工速度不快,并且工件材质有限、装置价格高、设置场所有限,难免发生加工痕。

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