第9章超精密加工环境技术课件.ppt

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1、本科生专业课程本科生专业课程 第第9 9章章精密和超精密加工的支撑环境精密和超精密加工的支撑环境邓建新邓建新 山东大学机械工程学院山东大学机械工程学院20102010年年11 11月月超精密加工的支撑环境及控制要求超精密加工的支撑环境及控制要求支撑支撑环境环境控制要求控制要求支撑环境支撑环境控制要求控制要求空气空气环境环境洁洁净净度度、气气流流速速度度、压压力力、有害气体有害气体声音声音环境环境噪噪声声、频频率率、声声压压热环热环境境温度、湿度、表面辐射温度、湿度、表面辐射光环境光环境照照度度、色色彩彩、眩眩光光振动振动环境环境频频率率、加加速速度度、位位移移、微微振动振动静电静电环境环境静静

2、电电量量、电电磁磁波波、放射线放射线恒恒温温要要求求：20 0.01，实实现现方方法法：大大、小小恒恒温温间间+局部恒温（恒温罩，恒温油喷淋）。局部恒温（恒温罩，恒温油喷淋）。恒恒湿湿要要求求：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。净净化化要要求求尘尘埃埃含含量量，实实现现方方法法：采采用用空空气气过过滤滤器器，送入洁净空气。送入洁净空气。隔隔振振要要求求：消消除除内内部部、隔隔绝绝外外部部振振动动干干扰扰，实实现现方方法法：隔振地基，隔振垫层，空气弹簧隔振器：隔振地基，隔振垫层，空气弹簧隔振器。精密与超精密加工环境精密与超精密

3、加工环境第一节第一节 空气环境和热环境空气环境和热环境p 空气环境空气环境 空气中含尘量空气中含尘量(洁净度、空气过滤洁净度、空气过滤)气流速度气流速度 气流压力气流压力p 洁净度洁净度 指指空空气气中中含含尘尘埃埃量量多多少少的的程程度度，含含灰灰埃埃浓浓度度越越低，空气洁净度越高。低，空气洁净度越高。ft英尺热热 环环 境境p 温度温度(一般一般20)温温度度变变化化影影响响设设备备变变形形和和加加工工精精度度，主主要要控控制制温温度波动，要求温度波动越小越好，即：恒温。度波动，要求温度波动越小越好，即：恒温。一般规定一般规定20，与地理位置、季节有关。，与地理位置、季节有关。加工精度越高

4、，恒温精度控制越严格。加工精度越高，恒温精度控制越严格。p 湿度：湿度：(相对湿度相对湿度35%45%)指指空空气气中中水水蒸蒸汽汽分分压压力力和和同同温温度度下下饱饱和和水水蒸蒸汽汽分分压压力之比力之比。它反映了空气中水蒸汽含量接近饱和的程度。它反映了空气中水蒸汽含量接近饱和的程度。相相对对湿湿度度小小：表表示示干干燥燥，吸吸收收水水蒸蒸汽汽能能力力强强，设设备备干燥，易燃。干燥，易燃。相相对对湿湿度度大大：表表示示潮潮湿湿，吸吸收收水水蒸蒸汽汽能能力力弱弱，设设备备易生锈，吸附尘埃。易生锈，吸附尘埃。洁洁 净净 室室p 洁洁净净室室：是是指指将将室室内内空空气气中中尘尘埃埃颗颗粒粒、温温度

5、度、湿湿度度、空空气气压压力力、流流速速和和气气流流分分布布及其形状等控制在一定范围内的房间及其形状等控制在一定范围内的房间。p 实现空气净化的基本要求实现空气净化的基本要求 发发尘尘量量要要小小。1 不不产产生生灰灰尘尘；2 不不带带入入灰灰尘尘；3 操操作人员穿无尘工作服作人员穿无尘工作服风淋室风淋室洁净室。洁净室。及时排除灰尘及时排除灰尘：产生尘埃，及时排除。：产生尘埃，及时排除。供给洁净的空气供给洁净的空气空气过滤器，控制气流速度。空气过滤器，控制气流速度。正正压压控控制制：为为防防止止外外部部空空气气进进入入，室室内内须须保保持持一一定定的压力，使室内送入风量大于排出风量。的压力，使

6、室内送入风量大于排出风量。p 洁净室温度和湿度控制洁净室温度和湿度控制 加加工工过过程程产产生生的的热热和和操操作作人人员员人人体体散散发发的的热热是是影影响响恒恒温环境的温环境的主要内部因素。主要内部因素。洁洁净净室室外外的的温温度度与与室室内内温温度度不不一一致致而而产产生生的的热热传传递递是是影响恒温环境的影响恒温环境的外部因素外部因素。洁洁净净室室的的恒恒温温和和恒恒湿湿控控制制要要随随时时进进行行。解解决决方方法法：空空气气调调节节系系统统(包包括括：加加热热设设备备、冷冷却却设设备备、加加湿湿设设备备、减减湿设备湿设备等等)。p 分层次的局部环境分层次的局部环境 一般环境一般环境精

7、密精密环环境境超精密超精密环环境境一般一般环境环境精密精密环境环境超精密超精密环境环境第二节第二节 振动环境振动环境p 振动干扰的影响振动干扰的影响 振动影响加工精度和加工表面质量。振动影响加工精度和加工表面质量。超超精精密密加加工工精精度度不不仅仅与与振振动动振振幅幅有有关关，还还与与振振动动频频率率有有关。关。因因此此，必必须须先先分分析析振振源源及及其其可可能能的的传传播播途途径径，采采取取预预防防与隔离措施，以消除振动的影响，保证加工精度。与隔离措施，以消除振动的影响，保证加工精度。p 振动的来源振动的来源1 室内振动室内振动 人员行走产生的振动人员行走产生的振动 设备振动产生的振动设

8、备振动产生的振动 物料搬运产生的振动物料搬运产生的振动 辅助设施产生的振动辅助设施产生的振动2 室外振动室外振动 交通运输产生的振动交通运输产生的振动 工厂生产产生的振动工厂生产产生的振动 建设施工产生的振动建设施工产生的振动 辅助设备产生的振动辅助设备产生的振动3 自然界振动：大风等自然界振动：大风等振动干扰的消除振动干扰的消除p 内部振动的消除内部振动的消除防振防振 提高设备回转零件的动平衡精度，如：主轴、砂轮等提高设备回转零件的动平衡精度，如：主轴、砂轮等 减少设备传动系统的振动，如：轴承、传动带等减少设备传动系统的振动，如：轴承、传动带等 减小液压系统的干扰减小液压系统的干扰 提高系统

9、的抗振性能，如：提高系统刚度等提高系统的抗振性能，如：提高系统刚度等振动干扰的消除振动干扰的消除p 外部振动的消除外部振动的消除隔振隔振 远离振动源远离振动源 隔振空气弹簧隔振空气弹簧 隔振地基、安放隔振元件等隔振地基、安放隔振元件等隔隔 振振 元元 器器 件件p 隔隔振振垫垫：软软橡橡皮皮、海海绵绵橡橡胶胶、天天然然软软木木、毛毛毡毡、玻璃纤维、泡沫塑料等玻璃纤维、泡沫塑料等p 隔振器隔振器 弹簧隔振器弹簧隔振器 橡胶隔振器橡胶隔振器 弹簧与橡胶组合隔振器弹簧与橡胶组合隔振器 空气弹簧隔振器空气弹簧隔振器第三节第三节 噪噪 声声 环环 境境p 噪声及其影响噪声及其影响 使人烦恼和对工作有防碍

10、的声音，是各种使人烦恼和对工作有防碍的声音，是各种声音杂乱无章的组合而成的。声音杂乱无章的组合而成的。70dB以下噪声对工作效率影响较小。以下噪声对工作效率影响较小。65dB以下噪声能保证一般通话。以下噪声能保证一般通话。噪噪 声声 源源p 空气噪声空气噪声：风机、送、排风装置、空气压缩机：风机、送、排风装置、空气压缩机p 机械噪声机械噪声：机械加工设备及其辅助设备：机械加工设备及其辅助设备p 电磁噪声电磁噪声：电动机、机电器、电磁铁等：电动机、机电器、电磁铁等噪噪 声声 控控 制制p 隔声隔声 把噪声源单独放置于隔声间或隔声罩内。把噪声源单独放置于隔声间或隔声罩内。实际隔声结构有：隔声墙壁、

11、门、窗、顶棚等实际隔声结构有：隔声墙壁、门、窗、顶棚等噪噪 声声 控控 制制p 吸声吸声 利用吸声材料控制噪声的大小利用吸声材料控制噪声的大小 常常用用吸吸声声材材料料有有：超超细细玻玻璃璃棉棉、聚聚氨氨脂脂、泡泡沫沫塑塑料料、微孔吸声砖、木丝板等微孔吸声砖、木丝板等噪噪 声声 控控 制制p 消声消声 用消声器来控制噪声的传播。用消声器来控制噪声的传播。第四节第四节 其其 它它 环环 境境p 光环境光环境：照度、炫光：照度、炫光p 静电环境静电环境：第五节第五节 超精密加工的环境设施超精密加工的环境设施p 恒恒温温室室、恒恒温温恒恒湿湿室室、洁洁净净室室、恒恒温温洁洁净净室室、恒温防振洁净室等。恒温防振洁净室等。