《精密和超精密加工技术第3版袁哲俊电子课件第10章节精密和超精密加工的外部支撑环境》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精密和超精密加工技术第3版袁哲俊电子课件第10章节精密和超精密加工的外部支撑环境（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第十章精密和超精密加工的外部支撑环境,构成外部支撑环境的诸方面及控制要求,第一节 空气环境和热环境,空气环境 空气中含尘量(洁净度、空气过滤) 气流速度 气流压力 空气洁净度 指空气中含尘埃量多少的程度，含灰埃浓度越低，空气洁净度越高。,热 环 境,温度 (一般20) 温度变化影响设备变形和加工精度，主要控制温度波动，要求温度波动越小越好，即：恒温。 一般规定20，与地理位置、季节有关。 加工精度越高，恒温精度控制越严格。,湿度：(相对湿度35%45%) 指空气中水蒸汽分压力和同温度下饱和水蒸汽分压力之比。它反映了空气中水蒸汽含量接近饱和的程度。 相对湿度小：表示干燥，吸收水蒸汽能力强，设备
2、干燥，易燃。 相对湿度大：表示潮湿，吸收水蒸汽能力弱，设备易生锈，吸附尘埃。,洁 净 室,洁净室：是指将室内空气中尘埃颗粒、温度、湿度、空气压力、流速和气流分布及其形状等控制在一定范围内的房间。,实现空气净化的基本要求 发尘量要小。 1 不产生灰尘；2 不带入灰尘 ；3 操作人员穿无尘工作服风淋室洁净室。 及时排除灰尘：产生尘埃，及时排除。 供给洁净的空气空气过滤器，控制气流速度。,空气过滤器 空气过滤器是空气净化的关键设备。过滤器的性能指标主要有效率、阻力、容尘量、风速和滤速等。 常用的过滤器可以分为粗效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器和高效过滤器等几种。,气流组织 洁净室气流组织的主要作用
3、是把已有的尘埃尽快而有效地排出去,并阻止外界尘埃进入。在此过程中要防止尘埃二次飞扬,以减少尘埃对工艺过程的污染。工作区的气流速度应满足空气洁净度的要求。 洁净室的气流组织形式主要有乱流和层流两种形式。 (1) 乱流形式 乱流形式是将净化的空气由顶棚送进室内,再由地面或接近地面的墙壁处回气,气流自上而下,与尘埃的重力沉降方向一致,如图10-3所示。,气流组织 (2) 层流形式 层流形式是使室内的气流流线几乎平行,以均匀的速度向一个方向流动,没有涡流产生。层流形式又分为垂直层流方式和水平层流方式。 1) 垂直层流方式：特点是在洁净室整个顶棚上装满高效过滤器,整个地面布满回风口,送入室内的洁净气流充
4、满整个洁净室断面,流速均匀,像“活塞”一样把室内的尘埃迅速压下排走，整个洁净室就成了高洁净度的环境。 2) 水平层流方式：特点是在一侧的整个墙面上装满高效过滤器,将相对的另一侧的整个墙面作为回风口。送入室内的洁净气流以水平方式通过洁净室断面,完成排除尘埃的任务 。,正压控制,外部空气渗入洁净室是影响室内洁净度的重要原因。为了保持室内环境的洁净度和温湿度,防止外界空气渗入,需要保持室内具有一定的正压。 室内正压是靠送入风量大于排出风量达到的。 使室内正压值维持在规定的合理值内，必要的压力差随不同的场合有所不同,洁净室温度和湿度控制 加工过程产生的热和操作人员人体散发的热是影响恒温环境的主要内部因
5、素。 洁净室外的温度与室内温度不一致而产生的热传递是影响恒温环境的外部因素。 洁净室的恒温和恒湿控制要随时进行。解决方法：空气调节系统(包括：加热设备、冷却设备、加湿设备、减湿设备等)。,分层次的局部环境 一般环境精密环境超精密环境,一般 环境,精密 环境,超精密 环境,第二节 振动环境,振动干扰的影响 振动影响加工精度和加工表面质量。 超精密加工精度不仅与振动振幅有关，还与振动频率有关。 因此，必须先分析振源及其可能的传播途径，采取预防与隔离措施，以消除振动的影响，保证加工精度。,振动的来源 1 室内振动 人员行走产生的振动 设备振动产生的振动 物料搬运产生的振动 辅助设施产生的振动,2 室
6、外振动 交通运输产生的振动 工厂生产产生的振动 建设施工产生的振动 辅助设备产生的振动 3 自然界振动：常时微动及风等,振动干扰的消除,内部振动干扰的消除防振 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 减少液压系统的干扰 提高加工设备的抗振性，如：提高加工设备的静刚度等,振动干扰的消除,外部振动干扰的消除隔振 远离振动源 隔振地基 安放隔振的弹性材料或弹性元件,隔 振 元 器 件,隔振垫层：软橡皮、海绵橡胶、天然软木、毛毡、玻璃纤维、泡沫塑料等 隔振器 弹簧隔振器 橡胶隔振器 弹簧与橡胶组合隔振器 空气弹簧隔振器,隔 振 器 件的新进展,双腔室
7、空气弹簧：双腔室空气弹簧隔振器是现在世界上精密制造行业和光学领域使用的隔振器的主流方式。 悬挂：通过钢索连接空气弹簧隔振器或其他隔振器将设备悬挂起来,它能够良好地解决隔振器的横向隔振问题。 负刚度系统：负刚度系统是近几年才出现的新型隔振器,它是通过改变系统刚度达到调节系统固有频率的目的。,第三节 噪 声 环 境,噪声及其影响 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。 70dB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。,噪 声 源,空气动力噪声：风机、送、排风装置、空气压缩机 机械噪声：机械加工设备及其辅助设备 电磁噪声：电动机、机电器、电磁铁等,噪 声
8、 控 制,隔声 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、门、窗、顶棚等,噪 声 控 制,吸声 利用吸声材料控制噪声的大小 常用吸声材料有：超细玻璃棉、聚氨脂、泡沫塑料、微孔吸声砖、木丝板等,噪 声 控 制,消声 用消声器来控制噪声的传播。 一般按不同的消声原理分为阻性、抗性、共振性和复合性等型式的消声器,大量应用于净化空调系统中。,第四节 其 它 环 境,光环境 照度：是衡量照明量的指标。它用单位被照面积上接收的光通量来表示,照度单位是lx。 在天然光源照明下,照度逐步提高到1000lx时,精密加工的工作效率一直呈现提高的趋势。而在人工光源照明时,照度在300500lx
9、时工作效率最高。,第四节 其 它 环 境,光环境 眩光：眩光是衡量照明质量的指标。 眩光常数G值越小,眩光越弱,人的感觉就越舒服。,第四节 其 它 环 境,光环境 颜色：在某些特殊的超精密加工中,需要对照明光的颜色提出特殊的要求。,第四节 其 它 环 境,静电环境 产生和集聚大量的静电,有可能导致事故。 为减少静电的产生,应当尽量采用抗静电或经过抗静电处理的材料铺设地板、装饰墙壁;用高效的抗静电剂喷涂易产生和携带静电的材料和部位;用不易产生静电或经过抗静电处理的布料做操作人员的洁净服。 为减少静电的集聚,防止对人的静电电击,应当限制室内地面的泄漏电阻。,第五节 超精密加工的环境设施,恒温室、恒温恒湿室、洁净室、恒温洁净室、恒温防振洁净室等。 在实现精密和超精密加工的外部支撑环境时,应当明确以下目标: 1) 实现高性能的制造环境空间,它必须满足精密和超精密加工作业的各项严格要求。 2) 降低环境设施的原始成本和维持运转这些设施的费用,追求经济性。 3) 确保各项性能指标的稳定性,使作业生产能够连续稳定的进行。 4) 必须考虑操作者的安全和对周围环境的污染,如噪声、振动、污水和废气等公害。 5) 为了适应现代技术的高速发展,环境设施必须要适应制造工艺不断变化的要求。,2019/7/2,本章结束,
