精密特种加工复习题考试必备

《精密与特种加工》期末复习题1．特种加工的能量转换原理。

特种加工是将电能、热能、光能、声能和磁能等物理能量和化学能量或者其组合乃至与机械能组合直接施加到被加工的部位上，从而实现去除的加工方法。

2、精密切削加工分类。

1）精密、超精密车削；2）精密、超精密铣削； 3）精密、超精密镗削； 4）微孔加工。

3、最小切入深度意义。

——零件的最终工序的最小切入深度应小于等于零件加工精度（允许的加工误差）。

其反映精加工能力。

4、液体静压导轨、气浮导轨和空气静压导轨特点。

液体静压导轨——温升低，刚性好，承载能力强，直线运动精度高，无爬行气浮导轨和空气静压导轨——直线运动精度高，运动平稳，无爬行，摩擦系数几乎为零，不发热5、空气静压特点、液体静压轴承特点及改进措施。

空气静压轴承主轴：具有很高的回转精度。

由于空气粘度小，主轴高速转动空气温升小，热变形小。

空气轴承刚度低，承受较小载荷。

——超精密机床中广泛应用。

液体静压轴承主轴优点：回转精度高（0.1μm）、刚度高、转动平稳、无振动——广泛用于超精密机床。

缺点：1）油温随着转速的升高而升高。

温度升高造成热变形，影响主轴精度。

2）静压油回油时将空气带入油源，形成微小气泡悬浮油中，不易排出，降低了液体静压轴承刚度和动特性。

采取的措施有：（1）提高静压油压力，使油中微小气泡影响减小。

（2）静压轴承用油经温度控制，达到恒温；轴承采用恒温水冷却，减小轴承的温升。

6、微量进给装置的结构形式。

电致伸缩式、弹性变形式、机械传动或液压传动式、热变形式、流体膜变形式、磁致伸缩式等。

7、精密和超精密机床主轴驱动方式。

1）电动机通过带传动驱动——早期的超精密机床2）柔性联轴器驱动：3）采用内装式同轴电动机驱动机床主轴8、精密机床床身和导轨材料。

——尺寸稳定，热膨胀系数小，振动衰减能力强，耐磨性好，加工工艺性好。

1）优质耐磨铸铁 2）花岗岩 3）人造花岗岩9、保证零件加工精度时，蜕化原则、进化原则。

蜕化原则：要求机床的精度高于工件所要求的精度；进化原则：精度比工件要求低的机床上，加工出高精度的工件，利用补偿技术可以实现这个目的。

10、切削液吸附在刀具表面的润滑膜种类、特点在刀具表面形成润滑膜，减少摩擦表面吸附——物理吸附——效果较差。

但物理吸附厚膜化合物脱落，不影响表面粗糙度化学吸附——效果较好。

但化合物会脱落，影响表面粗糙度11、金刚石刀具两个重要的问题1、金刚石晶体的晶面选择 2、刃口的锋利程度12、金刚石刀具三种破损原因。

裂纹、脆裂、解理13、在精密切削中，积屑瘤、f、a p对切削力的影响。

积屑瘤：超精密切削加工——积屑瘤使刃口半径加大，切削厚度加大，摩擦加剧，切削力增大，加工表面质量恶化f:硬质合金车刀精密切削，进给量小于一定值时， Fy > Fz ，这是精密切削切削力变化的特殊规律；用天然金刚石车刀进行精密切削： Fz>Fya p: 硬质合金车刀，切削深度小于一定值， Fy > Fz; 用天然金刚石车刀进行精密切削：Fz>Fy14、在精密和超精密磨削中，超硬磨料的概念、以及各自适宜加工材料。

概念：在当前是指金刚石、立方氮化硼及以它们为主要成分的复合材料。

金刚石——天然金刚石、人造金刚石（光学镜片加工用——金刚石砂轮、电子超薄玻璃加工用——金刚石砂轮、汽车玻璃加工用——金刚石砂轮：汽车侧窗玻璃、前后挡风玻璃。

）立方氮化硼——2000度以上与铁类形成碳化物，适宜加工钢铁。

高温与水反应，应干磨。

15、超精密加工机床（磨床）主轴部件特点。

高精度、高刚度、高稳定性、微量进给装置、计算机数控16、砂带磨削的特点。

类型：闭式和开式闭式砂带磨削：效率高，精度低，可用于粗磨，半精磨，精磨加工开式砂带磨削：成卷砂带、效率低、精度高，多用于精密和超精密磨削中特点：1）弹性磨削砂带与工件柔性接触，磨粒载荷小，磨削力、热作用小，加工质量好（ R a值可达 0.02μm）。

2）冷态磨削静电植砂，磨粒有方向性，尖端向上，摩擦生热小，磨屑不易堵塞砂轮，磨削性能好。

3）高效磨削强力砂带磨削，效率为铣削10倍、普通磨削5倍。

磨削比（切除工件重量与砂轮磨耗重量之比）高，300：1~400：1。

4）制作简单，价格低廉，使用方便。

5）工艺性好，应用广可用于内外表面及成形表面加工。

17、实现精密加工中的关键技术。

1）精密加工机床； 2）金刚石刀具； 3）精密切削原理4）稳定的加工环境： 5）误差补偿 6）精密测量技术18、精密磨削加工分类。

固结磨料（砂轮砂带磨削、油石研磨、精密珩磨、精密超精加工等）游离磨料（如精密研磨、精密抛光）19、磁性研磨的原理及特点。

工件放在两磁极之间，工件和磁极间放入含铁的刚玉等磁性磨料，在直流磁场的作用下，磁性磨料沿磁力线方向整齐排列，如同刷子一般对被加工表面施加压力，并保持加工间隙。

研磨压力大小可调节。

研磨时工件即旋转又沿轴线方向振动，使磁性磨料与工件表面产生相对运动。

特点：1、自锐性好，磨削能力强，效率高。

磁场作用下，磨粒位置不断变更，工件始终能获得锐利磨刃的切削。

2、温升小、工件变形小磨粒位置不断变更，与工件作用时间短。

3、切削深度小，加工表面平整磨粒体积小、切削刃小，切削深度小4、工件表面交变励磁，物理力学性能好工件表面反复受N、S交变磁场作用，改变表面应力状态分布5、无粉尘、废液、噪音，工作环境好切屑吸入磁性磨料，无粉尘6、加工范围广可加工内外圆表面、平面，以及型模的内外表面20、研磨的原理及特点。

加工机理：属于游离磨粒切削加工。

在刚性研具上注入磨料，在—定压力下，研具与工件相对运动，磨粒微切削作用除去微量工件材料，达到高几何精度和表面粗糙度。

①设备简单，精度要求不高。

②加工质量可靠。

可获高精度和低Ra值。

一般不能提高位置精度。

③可加工各种钢、淬硬钢、硬质合金、陶瓷、玻璃及某些塑料制品等。

13、电火花加工过程的四个阶段。

1）极间介质的电离、击穿，形成放电通道； 2）能量的转换与分布：3）电蚀产物的抛出； 4）极间介质的消电离14、提高电蚀量的主要途径。

提高脉冲频率，增加单个脉冲能量或增加平均放电电流（对短形脉冲即为峰值电流）和脉冲宽度；减小脉间；提高有关的工艺参数。

Q=KW m fλt v=Q／t=KW m fλ式中 Q ——在 t时间内的总蚀除量；v ——蚀除速度，工件生产率或工具损耗速度；W m——单个脉冲能量，J；f ——脉冲频率， HZ；λ——有效脉冲利用率，％；t ——加工时间，s；K——与电极材料、脉冲参数、工作液等有关的工艺参数。

15、型腔模电火花加工主要方法。

单电极平动法多电极更换法分解电极加工法16、电火花加工极性效应原理、应用。

在电火花加工时，相同材料(如用钢电极加工钢)两电极的被腐蚀量是不同的。

其中一个电极比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。

工件接脉冲电源正极（工具接脉冲电源负极）的加工称为正极性加工，反之，称为负极性加工。

应用：最大限度地提高工件的蚀除量，降低工具电极的损耗。

17、电火花加工的覆盖效应（吸附效应）。

一个电极的电蚀产物转移到另一个电极表面上，形成一定厚度的覆盖层，叫做覆盖效应。

（只有在油类介质中，适合负极性加工）18、RC线路脉冲电源工作原理，工作原理图，优缺点及改进措施。

是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向加工间隙提供放电能量蚀除金属。

脉冲电源的性能直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、工具电极损耗等工艺指标。

优点：结构简单、工作可靠、成本低，在小功率时可获得很窄的脉宽——用于小功率的精微加工或简式电火花加工。

缺点：1、大部分电能经限流电阻转化为热能损失，电能利用率只有30％～40％；2、电容器充电时间较长，生产率低；3、电压的击穿受到间隙值、工作液绝缘性等影响，工艺参数不稳定；4、放电回路存在寄生电感的影响有反向脉冲，工具电极损耗大；5、脉冲频率、脉冲能量等参数干扰，难于使用长脉冲，无法实现电极损耗低、生产率高的加工。

19、“铜打钢”与“钢打钢”加工表面粗糙度比较。

“铜打钢”比“钢打钢”好20、电火花加工中加工精度、生产率、表面粗糙度、表面层状态的影响因素。

加工精度：放电间隙加工斜度工具电极的损耗生产率：提高脉冲频率、增加单个脉冲能量，减小脉间并提高有关工艺参数。

表面粗糙度：峰值电流一定，脉宽越大，单个脉冲的能量大，凹坑越大越深，表面粗糙度增大。

脉宽一定，峰值电流增加，单个脉冲能量增加，表面粗糙度增大。

熔点高的材料表面粗糙度值要比熔点低的材料小。

工具电极表面的粗糙度值越大，加工出的工件表面粗糙度值也大。

例如，石墨电极。

工作液中含杂质越多，越容易发生积炭，表面粗糙度值也大。

表面层状态：熔化层、热影响层、显微裂纹21、电火花成形加工工作液选择（粗加工、精加工）。

粗加工时，要求速度快，放电能量大，放电间隙大，故常选用机油等粘度大的工作液；在中、精加工时，放电间隙小，往往采用煤油等粘度小的工作液。

22、根据工具电极和工件相对运动方式和加工用途不同，电火花加工分类。

电火花穿孔成型加工、电火花线切割、电火花内外圆和成型磨削、电火花同步共扼回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化和刻字前五类电火花成形和尺寸加工，改变零件形状或尺寸。

后者属于表面加工，改善或改变工件表面性质。

23、冲模、型腔模电火花加工主要方法。

冲模加工直接法的特点。

冲模：直接法修配冲头法修配电极法混合法型腔模：单电极平动法多电极更换法分解电极加工法直接法的优点是：(1) 可获得均匀的配合间隙、模具质量高。

(2) 无须另外制作电极。

(3) 无须修配工作，生产率较高。

缺点是：(1) 电极材料不能自由选择，工具和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀的金属屑吸附在放电间隙磁场中形成二次放电。

(2) 电极和冲头连在一起，尺寸长，磨削困难。

24、电液自动（伺服）进给调节系统原理。

测量环节从放电间隙检测出电压信号，与给定值比较后输出控制信号，再放大、传输给电-机械转换器，使液压放大器中的喷嘴挡板成比例位移，改变喷嘴的出油量，造成液压缸上下油腔压力差变化，使主轴相应运动，调节放电间隙大小。

放电间隙短路时，活塞杆带动工具电极上升；放电间隙开路时，活塞杆下降；放电间隙最佳时，活塞处于静止状态。

25、电火花成型加工机床组成、型号。

由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成。

26、电火花线切割机床分类、走丝速度、电极丝材料，走丝特点。

按电极丝的走丝速度分成快速走丝线切割机床与慢速走丝线切割机床。

快速走丝线切割机床：走丝速度为8～10m／s、材料常用直径为0.10～0.30 mm的钼丝(钨丝或钨钼丝)、电极丝双向往返运行，重复使用，直至断丝为止。

慢速走丝线切割机床：走丝速度低于0．2m／s，常用黄铜丝(紫铜、钨、钼和各种合金的涂覆线)作为电极丝，铜丝直径为0.10～0.35 mm。