精密加工与特种加工
9精密加工与特种加工简介
9.1.2 精密加工和超精密加工的特点
1. 加工方法 目前精密和超精密加工方法根据加工机理可分为四大类： 切削加工：精密切削、微量切削和超精密切削等； 磨削加工：精密磨削、微量磨削和超精密磨削等； 特种加工：电火花加工、电解加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等； 复合加工：将几种加工方法复合在一起，如机械化学研磨、超声磨削、电解抛光 等。 在精密和超精密加工中特种加工和复合加工方法应用得越来越多。 2. 加工原则 一般加工时，机床的精度总是高于这被加工零件的精度，这一规律被称为“蜕化” 原则。而对于精密加工和超精密加工时，有时可利用低于工件精度的设备、工具， 通过工艺手段和特殊的工艺装备，加工出精度高于“母机”的工作母机或工件。 这种方法称为进化加工。 3. 加工设备 加工设备的几何精度向亚微米级靠近。关键元件，如主轴、导轨、丝杆等广泛采 用液体静压或空气静压元件。 定位机构中采用电致伸缩、磁致伸缩等微位移结构。 设备广泛采用计算机控制、适应控制、在线检测与误差补偿等技术。
2. 电火花加工的工艺特点 (1) 电火花可加工任何硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料，在一定条件下，还 可加工半导体材料和非导电材料。 (2) 加工时无切削力，有利于小孔、薄壁、空槽以及各种复杂截面的型孔、曲线 孔和型腔等零件的加工，也适于精密细微加工。 (3) 当脉冲宽度不大时，对整个工件而言，几乎不受热影响，可提高加工质量， 适于加工热敏感性强的材料。 (4) 脉冲参数可任意调节，能在同一台机床上连续进行粗、半精、精加工。精加 工时精度为0.005mm,表面粗糙度Ra值为1.6~0.8μm，尺寸精度；精微加工时精度可 达0.002mm~0.001mm，表面粗糙度Ra值为0.05~0.01μm。 (5) 直接使用电能加工，易于实现自动化。
精密加工与特种加工简答题及答案
三、简答题（30分，每题6分）1、特种加工与传统切削加工方法在加工原理上的主要区别有哪些？（6分）答：1）特种加工是用机械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以达到图样上全部技术要求。
（2分）2）特种加工打破传统的硬刀具加工软材料的规律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度。
（2分）3）特种加工过程中，工具与工件不受切削力的作用。
（2分）2、特种加工的本质特点是什么？（6分）答：1）特种加工所使用的工具硬度可以低于被加工材料的硬度；（2分）2）特种加工不依靠机械能，而是主要用其他能量（如电、化学、光、声、热等）去除材料（2分）3）特种加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。
（2分）3、电火花加工必须解决的问题有哪些？（6分）答：1、由于在电火花加工的不同阶段，金属蚀除的速度不同，因此必须具有工具电极的自动进给和调节装置，使工具和工件之间保持合适的放电间隙；（2分）2、火花放电必须是瞬时的、单极性、脉冲放电；（2分）3、火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。
（2分）4、什么是电火花加工的机理？火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段？（6分）答：电火花加工的机理是指电火花加工的物理本质，即火花放电时，电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的这一微观物理过程。
（2分）火花放电过程大致可分为如下四个阶段：1、极间介质的电离、击穿，形成放电通道；（1分）2、介质热分解、电极材料融化、气化，热膨胀；（1分）3、电极材料的抛出；（1分）4、极间介质的消电离；（1分）5、电火花加工的优缺点有哪些？（6分）答：电火花加工的优点主要体现在以下四个方面：1、特别适合任何难以进行切削加工的材料；（1分）2、可以加工特殊或形状复杂的表面和零件；（1分）3、工具与工件不接触，作用力极小；（1分）4、脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热影响小。
（1分）但存在以下缺陷：1、主要用于加工金属等导电材料；（1分）2、加工速度较慢（需进行预加工，去除大部分余量）且存在一定的电极损耗。
精密与特种加工技术(课件)
第一章概论第一节精密与特种加工的产生背景机械制造面临着一系列严峻的任务：⑴解决各种难切削材料的加工问题。
⑵解决各种特殊复杂型面的加工问题。
⑶解决各种超精密、光整零件的加工问题。
⑷特殊零件的加工问题。
第二节精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响精密与特种加工是一门多学科的综合高级技术；精密加工包括微细加工、光整加工和精整加工等，与特种加工关系密切。
特种加工是指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工的非传统加工方法（NTM，Non-Traditional Machining），它们与传统切削加工的不同特点主要有：①主要不是依靠机械能；②刀具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度；③在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用。
精密与特种加工技术引起了机械制造领域内的许多变革：⑴提高了材料的可加工性。
⑵改变了零件的典型工艺路线。
⑶大大缩短新产品试制周期。
⑷对产品零件的结构设计产生很大的影响。
⑸对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响。
第三节精密与特种加工的方法及分类1．加工成形的原理分为去除加工、结合加工、变形加工三大类。
去除加工又称为分离加工，是从工件上去除多余的材料。
结合加工是利用理化方法将不同材料结合在一起。
又可分为附着、注入、连接三种。
变形加工又称为流动加工，是利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形，改变其尺寸、形状和性能。
2．加工方法机理按机理精密与特种加工分为传统加工、非传统加工、复合加工。
第四节精密与特种加工技术的地位和作用先进制造技术已经是一个国家经济发展的重要手段之一。
发展先进制造技术是当前世界各国发展国民经济的主攻方向和战略决策，同时又是一个国家独立自主、繁荣富强、经济持续稳定发展、科技保持先进领先的长远大计。
从先进制造技术的技术实质而论，主要有精密、超精密加工技术和制造自动化两大领域。
精密与特种加工技术水平是一个国家制造工业水平的重要标志之一。
精密加工与特种加工
目录1 精密与特种加工的产生背景 (2)2 精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响 (3)3 精密与特种加工的方法及分类 (5)3.1 加工成形的原理 (5)3.2 加工方法机理 (7)3.3 精密与特种加工技术的地位和作用 (10)4 精密加工与特种加工的一些具体方面 (12)4.1 金刚石刀具精密切削加工 (12)4.2 电火花加工 (13)4.3 电化学加工 (14)4.4 激光加工 (15)4.5 超声波加工 (15)4.6 电子束和离于束加工 (15)4.6.1 电子束加工 (15)4.6.2 离子束加工 (16)4.7 超高压水射流切割 (16)4.8 其他精密与特种加工技术 (17)精密与特种加工技术1精密与特种加工的产生背景制造技术的发展已经有几千年的历史，从石器时代、铜器时代、铁器时代到现代的高分子塑料时代；从手工制作、机器制作到现代的智能控制自动化制作：同时，从一般精度加工、精密加工到现代的超精密加工及纳米加工，代表了当前先进制造技术发展的重要方向。
由于现代科学技术的迅猛发展，机械工业、电子工业、航空航天工业、化学工业等，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展，以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠地工作。
为了适应这些要求，各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现。
其结构和形状越来越复杂，材料的性能越来越强韧，对精度要求越来越高，对加工表面粗糙度和完整性要求越来越严格，使机械制造面临着一系列严峻的任务：1)解决各种难切削材料的加工问题。
如硬质合金、钛台金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。
2)解决各种特殊复杂型面的加上问题。
如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模等的立体成型表面，各种冲模、冷拔模等特殊断面的型孔，饱管内膛线、喷油嘴，喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。
精密加工和特种加工简介
二. 相关知识
（一）精密加工 1、概述
精密加工中，精度高于0.1μm ，表面粗糙度Ra 值小于0.1μm的加工方法称为超精密加工。 常用的超精密加工方法有镜面车削、虹面车削, 超精密磨削、镜面磨削等。
（1）机床设备条件
精密加工必须在精密机床上进行。机床应具有 高的运动精度、刚度和转速，以及小的进给量。
用硬质合金精密车刀进行精密车削时，一般采用高 的切削速度：车铝合金材料vcmax＝350m/min，车青铜等 铜合金材料vcmax＝400m/min；车镁合金材料vcmax ＝ 1000m/min。切削速度越高，获得的表面粗糙度值越小，
但刀具磨损及振动也随之加剧，所以应根据实际情况来
合理选择。一般取进给量ƒ＝0.02～0.04 mm/r；背吃刀 量一般取aP ＝0· 2～0.3 mm。
（二） 特种加工 1.概述
（1）特种加工 特种加工是指除常规切削加工以 外的新的加工方法，这种加工方法利用电、磁、 声、光、化学等能量或其各种组合作用在工件的 被加工部位上，实现对材料的去除、变形、改变 性能和镀覆，从而达到加工目的。
（2）特种加工特点
1）不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（如 电、热、光、化学、声等）去除金属材料，这些能量的瞬 时能量密度很高，所以可加工任何高硬度的材料。 2）工具硬度可以低于被加工材料的硬度。 3）加工过程中，因工具与工件基本不接触，加工时 不存在显著的机械切削力。 4）加工机理不同于一般金属切削原理，不产生宏观切
超精加工的磨具为油石，选用细粒度， 以较低的压力和切削速度对工件表面进行 加工，加工时有三种运动，即工件的低速 回转、磨具的轴向进给运动和油石的高速 往复振动。油石振动的频率为10~25 Hz， 振幅为1～5mm，油石对工件表面的压力 Pa＝15×104 Pa。
江苏自考02213 精密加工与特种加工
2213 精密加工与特种加工第一章概论 P1领会: 精密与特种加工技术基本概念，对材料可加工性和结构工艺性等的影响1.精密与特种加工技术基本概念精密加工含：微细加工、光整加工、精整加工特种加工（NTM）：利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能的能源进行加工的非传统加工方法。
2.精密与特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响1）提高了材料的可加工性2）改变了零件的典型工艺路线3）大大缩短新产品试制周期4）对零件结构的设计产生很大的影响5）对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响掌握: 精密与特种加工技术分类、应用特点1.按加工成形原理特点分类：1）去除加工（从工件上去除多余材料），分散流；2）结合加工（利用理化方法将不同材料结合在一起，分为附着<电镀、气相沉积>、注入<表面渗碳、离子注入>、连接 <焊接、粘接>），汇合流；3）变形加工——流动加工（利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形改变其尺寸、形状、性能<锻造、锻造，液晶定向>），直通流。
2.按加工方法机理分类：传统加工（使用刀具进行切削加工）、非传统加工（利用机、电、声、热、化学、磁、原子能等能源进行加工）、复合加工（采用多种加工方法）3．技术特点：1）不主要依靠机械能，而主要依靠其他能量去除工件材料2）工具的硬度可低于被加工工件材料的硬度，有些不需要工具；3）加工过程中，工具与工件之间没有显著的机械切削力，适合精密加工低刚度零件；4.特种加工技术的应用：1）难切削材料的加工；2）特殊复杂型面的加工；3）各种超精密、光整零件的加工；4）特殊要求零件的加工。
可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属、非金属、复合材料，适合于加工复杂、微细表面、低刚度的零件，有些还进行超精密加工、镜面加工、光整加工及纳米级加工。
第二章金刚石刀具精密切削加工 P11领会：精密切削加工方法、种类及其实现条件，超精密机床组成及其关键部件1.超精密加工方法1）按加工方式分为：切削加工、磨料加工<固结磨料、游离磨料>、特种加工、复合加工；2）按机理分类：去除加工、结合加工、变形加工，还可分为传统加工（指利用刀具切削加工、固结磨料和游离磨料加工）、非传统加工（指利用电、磁、声、光、化学、核等能量对材料进行加工处理）、复合加工（多种加工方法结合），目前以切削、磨削、研磨的传统方法占主导。
精密加工与特种加工
02213精密加工与特种加工一、课程性质及其设置目的与要求(一)课程性质和特点精密加工与特种加工技术是机械制造工艺的重要组成部分,也是机械制造业的重要研究发展方向之一。
《精密与特种加工技术》课程是高等教育自学考试机制类专业的重要专业课程之一,此课程的学习有助考生掌握生产实践中的各种先进制造技术,在工作中能适应技术进步对制造技术的要求,同时对高等教育培养更多复合性、创新性人才有重要意义。
(二)本课程基本要求考生通过课程学习,获得精密加工与特种加工的基本原理、常用加工设备及常用精密及特种加工工艺的系统知识,初步具备分析、选择和使用各种常用精密、特种加工工艺的能力,具体要求是:1. 获得精密、特种加工的基本理论和专业知识,包括常用加工工艺的加工原理、设备组成和有关应用实例。
2. 在对各种常用精密特种加工工艺综合理解、比较的基础上,具有选择加工工艺、分析加工工艺过程及解决实际工艺问题的能力。
3. 了解精密、特种加工技术应用现状和发展趋势。
(三)本课程与相关课程的联系《精密加工与特种加工》课程是机械制造学科一门综合性、专业性很强的专业课程,是多学科知识的融合应用,课程知识点多,有较多的综合应用实例。
课程自学要求考生具有较好的《大学物理》、《电工电子学》、《数控技术》、《机械工程材料》、《机械制造技术》等专业基础课程相关知识,同时本门课程的学习对后续的课程设计、毕业设计等环节具有重要指导意义。
二、课程内容与考核目标第一章概论(一)课程内容本章概述了精密与特种加工技术的产生背景、分类、发展方向,讨论了精密与特种加工工艺对材料可加工性和结构工艺性等的影响。
(二)学习要求了解各种精密与特种加工技术产生原因、掌握其分类方法及应用特点。
1(三)考核知识点与考核要求1、领会:精密与特种加工技术基本概念,对材料可加工性和结构工艺性等的影响;2、掌握:精密与特种加工技术分类、应用特点第二章金刚石刀具精密切削加工(一)课程内容本章概述了精密切削加工方法及其实现条件,分析超精密机床组成及其关键部件,重点讨论金刚石刀具材料特点及金刚石刀具的结构。
精密加工和特种加工
薄膜作为成形材料。 69. SLS（选择性激光粉末烧结成形）工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末）在激 光照射下烧结的原理，在计算机控制下逐层堆积成形。 70. SL（液相光敏树脂固化成形）工艺的成形材料称为光固化树脂（或称光敏树脂） 。 71. 磨料硬度愈高，加工速度愈快；磨料粒度愈粗，加工速度愈快，但精度和表面粗糙度则 变差。 72. 超声加工时并不是整个变幅杆和工具都是在作上下高频振动，它和低频或工频振动的概 念完全不一样；超声波在金属棒杆内主要以纵波形式传播。 73. 为了使弹性杆处于最大振幅共振状态，应将弹性杆设计成半波长的整数倍；而固定弹性 杆的支持点，应该选在振动过程中的波节处，这一点不振动。 74. 当频率超过 16000Hz 超出一般人耳听觉范围，就称为超声波。 75. 离子刻蚀是从工件上去除材料，是一个撞击溅射过程。 76. 目前用于改变零件尺寸和表面物理力学性能的离子束加工有：用于从工件上去除加工的 离子刻蚀加工； 用于给工件表面涂覆的离子镀膜加工； 用于表面改性的离子注入加工等。 77. 离子束加工是所有特种加工方法中最精密、 最微细的加工方法， 是当代纳米加工的基础。 78. 离子束加工的原理：粒子束加工的原理和电子束加工基本类似，也是在真空条件下，将 离子源产生的离子束经过加速聚焦，使之撞击到工件表面。不同的是离子带正电荷，其 质量比电子大数千、数万倍，如氩离子的质量是电子的 7.2 万倍，所以一旦离子加速到 较高速度时离子束比电子束具有更大的撞击功能，它是靠微观的机械撞击能量，而不是 靠动能转化为热能来加工的。 79. 电子束加工按其功率密度和能量注入时间的不同，可用于高速打孔、加工型孔及特殊表 面、刻蚀、焊接、热处理、电子束光刻。 80. 电子束加工的基本组成：电子枪、真空系统、控制系统和电源等部分组成。 81. 电子束加工是在真空条件下。 82. 一般激光的实际焦点在工作的表面或略微低于工件表面为宜。 83. 利用激光几乎可在任何材料上打微型小孔。 84. 激光加工机的组成部分：激光器、激光器电源、光学系统、机械系统。 85. 光既有波动性，又有微粒性，即光具有波粒二象性。 86. 电解加工工艺：深孔扩孔加工，型孔加工，型腔加工，套料加工。 87. 电解液的净化方法很多，用得比较广泛的是自然沉淀法；介质过滤法也是常用的方法之 一。 88. 点解加工的基本设备包括直流电源，机床及电解液系统三大部分。 89. 电解液可分为中性盐溶液，酸性溶液与碱性溶液。最常用的有 NaCL、NaNO3、 NaClO3 三种电解液。 90. 电解加工的主要缺点和局限性： （1） 不易达到较高的加工精度和加工稳定性； （2） 电极工具的设计和修正比较麻烦，因而很难适用于单件生产；（3）点解加工的附属设 备较多，占地面积大，机床要有足够的刚性和防腐性能，造价较高；（4）点解产物需 要进行妥善的处理，否则将污染环境。 91. 电解加工与其他加工方法相比较，具有下述特点：（1）加工范围广；（2）点解 加工的生产率较高； （3）可以达到较好的表面粗糙度； （4）不会引起残余应力和变形， 没有飞边毛刺；（5）点解加工过程中阴极工具在理论上不会耗损，可长期使用。 92.电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解，将工件加工成形的。 93.电化学加工的分类：第一类是利用电化学阳极溶解来进行加工；第二类是利用电化学阴
精密与特种加工
第一章1、精密加工：加工精度在0.1~1μm、表面粗糙度在0.02~0.1μm之间的加工方法。
超精密加工：加工精度高于0.1μm、表面粗糙度小于0.01μm的加工方法。
2、现代制造技术的前沿：精密工程、微细工程、纳米技术。
3、现代机械工业致力于提过加工精度的原因：提高制造精度可以提高产品的性能和质量，提高其稳定性和可靠性；可以促进产品的小型化；增强零件的互换性，促进自动化装配。
4、精密和超精密加工的三个领域：超精密切削；精密和超精密磨削、研磨；精密特种加工。
5、超精密加工是一个系统工程：需要超精密的机床设备和刀具；需要超稳定的环境条件；还需要运用计算机技术进行实时检测，反馈补偿。
6、超精密机床设备的构成：主轴采用空气轴承、液体静压轴承，刚度高、动态性能好；采用精密数字伺服方式，内置CNC控制装置和激光干涉测长仪，实现随机测量定位；采用压电式微位移机构实现刀具的微量进给；采用恒温油淋浴系统，消除热变形；采用压电晶体误差补偿技术。
7、金刚石刀具的两个主要问题：晶面选择——各向异性，对刀具使用性能有重要关系；刀具研磨质量——切削刃钝圆半径r n，它关系到切削变形和最小切削厚度。
8、超精密加工时，金刚石刀具的性能、切削刃钝圆半径、最小切削厚度、积屑瘤等对提高切削表面质量、减少变质层和减少表面残留应力有直接关系。
9、工件材料对超精密切削有重要影响的主要原因：表面有不纯物；结晶的晶界出现阶梯；加工工件有残留应力和变形；对金刚石刀具的亲合性，产生粘结现象；晶体材料的各向异性，影响切削变形和表面质量。
10、检测：需要比加工精度高一个数量级的测量精度；采用激光干涉、非接触式测量。
11、超精密加工中的测量，包括机床超精密部件运动精度的检测（三点检测主轴回转误差、激光测量工作台运动精度）和加工精度的直接检测。
12、超稳定的加工环境条件：恒温、恒湿、防振、超净。
热变形产生的误差占全部误差的50%以上。
防振方法：防振沟、大底基、空气弹簧隔振。
精密与特种加工课件
微纳制造
在微纳制造领域，精密与特种加工技术用于制造微型机械、微型传感器等，广泛应用于 医疗、环保等领域。
新材料领域应用实例
高温合金加工
在高温合金加工中，精密与特种加工技 术用于制造高性能涡轮叶片、燃烧室等 高温部件，提高了航空发动机的工作温 度和效率。
分类
根据加工原理和应用领域，精密与特 种加工可分为电火花加工、激光加工 、离子束加工、超声波加工等多种类 型。
特点与优势
特点
高精度、高效率、高表面质量、 低成本等。
优势
精密与特种加工能够解决传统机 械加工难以解决的问题，尤其在 难加工材料、复杂结构和高精度 零件的加工方面具有显著优势。
应用领域与发展趋势
02 03
激光加工
激光加工是指利用激光束的高能量密度，对材料进行切割、打孔、焊接 等加工。由于激光束的聚焦光斑小、能量密度高，可以获得高精度、高 效率的加工效果。
电子束加工
电子束加工是指利用电子束的高能量密度，对材料进行切割、打孔、焊 接等加工。由于电子束的能量密度比激光束更高，可以获得更高的加工 精度和更小的热影响区。
特种加工工艺
特种加工工艺概述
特种加工工艺是指不同于传统机 械加工方法的工艺方法，具有加
工范围广、适应性强的特点。
电化学加工
电化学加工是指利用电解反应对 材料进行溶解和成型加工的工艺 方法。该方法适用于各种金属材 料的加工，具有高精度、高效率
的特点。
超声波加工
超声波加工是指利用超声波振动 对材料进行研磨、打孔、切割等 加工的工艺方法。该方法适用于 各种硬脆材料的加工，具有高精
精密加工特种加工概念
特种加工是指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工的非传统加工方法它们与传统切削加工的不同特点主要有：①主要不是依靠机械能，而是主要用其他的能量（如电能、热能、光能、声能以及化学能等）去除工件材料；②刀具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情况下，例如在激光加工、电子束加工、离子束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具；③在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用，工件不承受机械力，特别适合于精密加工低刚度零件密与特种加工从加工成形的原理和特点来分类，可以分为去除加工、结合加工、变形加工三大类超精密加工的难点。
超微量去除技术是实现超阶级精密加工的关键。
这是因为在这种情况下：①工具和工件表面微观的弹性变形和塑性变形是随机的，精度难以控制；②工艺系统的刚度和热变形对加工精度有很大影响；③去除层越薄，被加工表面所受的切应力越大，材料就越不易被去除。
④当去除厚度在1μm 以下时，材料被去除的区域内产生的切应力急剧增大。
因为当晶粒的尺寸为数微米时，加工就需在晶粒内进行，即把晶粒当作一个个不连续体进行切削。
在晶粒内部，大约1μm左右的间隙内就有一个位错缺陷。
超精密加工按加工方式不同可以分为切削加工、磨料加工（分固结磨料和游离磨料加工）、特种加工和复合加工四类三、超精密加工的实现条件超精密加工是一门多学科交叉的综合性高新技术，已从单纯的技术方法发展成精密加工系统工程。
该系统主要包括以下几个方面：①超精密加工的机理与工艺方法；②超精密加工工艺装备；③超精密加工工具；④超精密加工中的工件材料；⑤精密测量及误差补偿技术；⑥超精密加工工作环境、条件等。
在超精密加工的中，必须综合考虑以上因素。
超精密加工机床是超精密加工最重要、最基本的加工设备。
超精密加工对超精密加工机床的基本要求如下：⑴高精度。
包括高的静精度和动精度。
主要性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度以及分辨率等。
⑵高刚度。
精密加工和特种加工
精密加工和特种加工一、精密和光整加工精密加工是指在精加工之后从零件上切除很薄的材料层，以提高零件精度和减小表面粗糙度为目的的加工方法。
光整加工是指不切除或从零件上切除极薄材料层，以减小零件表面粗糙度为目的的加工方法。
1.研磨研磨是用研磨工具和研磨剂，从零件上研去一层极薄表面层的精加工方法。
研磨外圆尺寸精度可达公差等级IT6~IT5以上，表面粗糙度可达R a为0.1μm ~0.08μm。
研磨的设备结构简单，制造方便，故研磨应用在高精度和精密配合的零件加工中。
研磨方法分手工研磨和机械研磨两种。
手工研磨是人手持研磨具或零件进行研磨的方法，如图7-56所示，手工研磨生产率低，只适用于单件小批量生产。
机械研磨是在研磨机上进行，生产率高，适合大批大量生产。
图7-56 手工研磨外圆实用文档研磨具有加工简单、不需要复杂设备，研磨质量高（加工后表面的尺寸误差和形状误差可以小到0.1μm ~0.3μm，表面粗糙度R a值可达0.025μm以下），生产率较低（上道工序为研磨留的余量一般不超过0.01mm~0.03 mm的微量切削）等特点。
研磨应用很广，可研磨加工钢件、铸铁件、铜、铝等有色金属件和高硬度的淬火钢件、硬质合金及半导体元件、陶瓷元件等。
常见的表面如平面、圆柱面、圆锥面、螺纹表面、齿轮齿面等，都可以用研磨进行精整加工。
精密配合偶件如柱塞泵的柱塞与泵体、阀芯与阀套等，往往要经过多个配合件的配研才能达到要求。
2.珩磨珩磨是利用带有磨条（由几条粒度很细的磨条组成)的珩磨头对孔进行精整加工的方法。
如图7-57所示为珩磨加工示意图，珩磨精度可达IT7～IT5以上，表面粗糙度R a 值为0.1μm ~0.008μm。
在大批量生产中，珩磨在专门的珩磨机上进行。
在单件小批生产中，常将立式钻床或卧式车床进行适当改装，来完成珩磨加工。
珩磨具有生产率较高（珩磨余量比研磨大，一般珩磨铸铁时为0.02 mm ~0.15mm，珩磨钢件时为0.005 mm ~0.08mm），精度高，珩磨表面耐磨损，珩磨头结构较复杂等特点。
精密加工及特种加工
特种加工
电火花线切割加工的特点： 1.加工导电材料，也可加工半导体材料 2.工具与工件不接触，作用力极小 3.脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热影响小 4.无需成型的工具电极 5.电极丝较细，切缝较窄 6.不能加工盲孔零件或阶梯形成型表面
特种加工 超声加工
超声加工
机械撞击+抛磨+空化作用
特种加工
IT6~IT4, Ra值0.2~0.05 μm
精密加工
二、珩磨
精密加工
二、珩磨
油石用粘结剂与油石座 固结在一起，油石两端 用弹簧圈箍住。
向下调整螺母，
通过调整锥和顶销， 使油石胀开，
调整珩磨头的工作尺寸、 油石对孔壁的工作压力
精密加工
二、珩磨 珩磨的特点及应用
珩磨加工
1.珩磨效率高 2.可提高尺寸精度、形状精度，不能提高位置精度 3.可提高零件的耐磨性 4.珩磨头结构较复杂
1—工 具 电 极 ； 2—工 件 ； 3—脉 冲 电 源 ； 4—伺 服 进 给 系 统
电火花加工示意图
电火花加工的常用术语
电火花加工中常用的主要名词术语和符号如下：
4
2．放电间隙
放电间隙是放电时工具电极和
工件间的距离，它的大小一般在 0.01～0.5 mm之间，粗加工时 间隙较大，精加工时则较小。
精密加工
三、超级光磨 用装有细磨粒、低硬度油石的磨头，在一定压力下 对工件表面进行光整加工的方法 Ra值0.1~0.001 μm
精密加工
三、超级光磨
当油石最初与比较粗糙的 工件表面接触时，不能形 成完整的油膜；
随着工件表面被逐渐磨平， 细微切屑等嵌入油石空隙， 形成完整的润滑油膜，切 削作用逐渐减弱，经过光 整抛光阶段，最后自动停 止切削作用,这种现象是超 精加工特有的。
精密加工和特种加工简介
电火花线切割加工 电火花线切割加工是用线状电极（钼丝或铜
丝）靠火花放电对工件进行切割，故称为电 火花线切割，有时简称线切割。其应用广泛， 占电加工机床旳60%以上。
二、电解加工
1、加工旳基本原理
电解加工（电化学加工）是利用金属 在电解液中产生阳极溶解旳电化学反应原 理，对金属材料进行成形加工旳一种措施。
不产生宏观应力和变形 加工材料范围很广 电子束能量密度高，生产率很高 加工过程能够自动化 污染少，加工表面不氧化 需要一整套专用设备和真空系统，价格较贵，
应用有一定旳不足
➢电子束加工旳应用
按其功率密度和能量注入时间旳不同，可用于打 孔、切割、蚀刻、焊接、热处理和光刻加工等
➢高速打孔
最小直径可达0.003 mm左右 电子束还能加工小深孔（深径比>10:1） 可加工玻璃、陶瓷、宝石等脆性材料
3、电解加工旳特点及应用
（1）能以简朴旳进给运动一次加工出形状复杂旳型 面或型腔，如锻模、叶片等。
（2）可加工高硬度、高强度和高韧性等难切削旳金 属材料。
（3）加工中无机械切削力或切削热，适合于易变形 或薄壁零件旳加工。
（4）加工后零件表面无剩余应力和毛刺。
（5）工具阴极不损耗。
（6）因为影响电解加工旳原因较多难于实现高精度 旳稳定加工。
焦点上到达很高旳能量密度，靠光热效应来加 工多种材料旳。
激光加工旳特点： 功率密度高达108~1010W/cm2，几乎可加工任何材
料 激光光斑可聚焦到微米级，输出功率可调整，可
用于精密微细加工 所用工具为激光束，是非接触加工，所经没有明
显旳机械力，没有工具损耗；加工速度快，热影 响区小 打孔和切割旳激光深度受限
《精密与特种加工》课程的教学感受
《精密与特种加工》课程的教学感受《精密与特种加工》是一门涉及机械加工中高精度、高效率、特种工艺和特种机床的专业课程。
在学习这门课程的过程中，我对加工工艺和相关设备有了更深入的了解，也提高了自己的实际操作能力。
接下来我将分享一下我在这门课程中的教学感受。
这门课程的内容非常丰富。
在上课的过程中，我们学习了CNC加工、数控编程、车削、铣削等各种加工技术。
还学习了电火花加工、激光加工等特种加工工艺，以及相应的专用机床的使用和维护。
这些内容对于我们将来走向工业生产一线，或者从事机械制造和加工工作来说，都是非常有用的知识。
我们不仅要掌握加工技术，还要了解各种加工设备的使用原理，这样才能在实际工作中熟练操作、灵活应对各种加工情况。
这门课程的教学方式非常多样化。
老师采用了理论讲解、案例分析、现场操作等多种教学方法，使得我们在学习过程中不仅接触到了理论知识，还能实际操作设备，领悟到知识的实际应用。
特别是在实验课上，老师会带领我们亲自操作各种加工设备，让我们亲身感受到各种工艺的特点，培养了我们的实际操作能力。
通过这些多样化的教学方法，我们对课程内容有了更深入的了解，也更容易掌握知识要点。
这门课程的实用性非常强。
在学习了这门课程之后，我对CNC加工、特种加工工艺和特种机床的使用有了更清晰的认识，能够独立进行一些简单的加工操作。
这为将来从事相关工作打下了坚实的基础。
而且，这门课程还培养了我们解决实际工程问题的能力，提高了我们的综合素质。
通过学习这门课程，我们不仅掌握了专业知识，还提高了实际动手能力和解决问题的能力，这对我们将来的就业和发展都大有裨益。
学习《精密与特种加工》这门课程，让我受益匪浅。
通过老师的教导和同学间的学习交流，我对加工工艺和设备有了更深入的了解，也提高了自己的实际操作能力。
这门课程的丰富内容、多样化教学方式和强大的实用性，让我在学习过程中收获颇丰。
我相信，在今后的学习和工作中，这些知识和能力一定会派上用场，让我在机械制造和加工领域有更多的发展机会。
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高纲0970江苏省高等教育自学考试大纲02213精密加工与特种加工扬州大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室一、课程性质及其设置目的与要求（一）课程性质和特点精密加工与特种加工技术是机械制造工艺的重要组成部分，也是机械制造业的重要研究发展方向之一。
《精密与特种加工技术》课程是高等教育自学考试机制类专业的重要专业课程之一，此课程的学习有助考生掌握生产实践中的各种先进制造技术，在工作中能适应技术进步对制造技术的要求，同时对高等教育培养更多复合性、创新性人才有重要意义。
（二）本课程基本要求考生通过课程学习，获得精密加工与特种加工的基本原理、常用加工设备及常用精密及特种加工工艺的系统知识，初步具备分析、选择和使用各种常用精密、特种加工工艺的能力，具体要求是：1. 获得精密、特种加工的基本理论和专业知识，包括常用加工工艺的加工原理、设备组成和有关应用实例。
2. 在对各种常用精密特种加工工艺综合理解、比较的基础上，具有选择加工工艺、分析加工工艺过程及解决实际工艺问题的能力。
3. 了解精密、特种加工技术应用现状和发展趋势。
（三）本课程与相关课程的联系《精密加工与特种加工》课程是机械制造学科一门综合性、专业性很强的专业课程，是多学科知识的融合应用，课程知识点多，有较多的综合应用实例。
课程自学要求考生具有较好的《大学物理》、《电工电子学》、《数控技术》、《机械工程材料》、《机械制造技术》等专业基础课程相关知识，同时本门课程的学习对后续的课程设计、毕业设计等环节具有重要指导意义。
二、课程内容与考核目标第一章概论（一）课程内容本章概述了精密与特种加工技术的产生背景、分类、发展方向，讨论了精密与特种加工工艺对材料可加工性和结构工艺性等的影响。
（二）学习要求了解各种精密与特种加工技术产生原因、掌握其分类方法及应用特点。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：精密与特种加工技术基本概念，对材料可加工性和结构工艺性等的影响；2、掌握：精密与特种加工技术分类、应用特点第二章金刚石刀具精密切削加工（一）课程内容本章概述了精密切削加工方法及其实现条件，分析超精密机床组成及其关键部件，重点讨论金刚石刀具材料特点及金刚石刀具的结构。
（二）学习要求了解精密切削加工方法种类及实现条件，理解超精密机床组成及其关键部件的作用，掌握金刚石刀具材料特点及金刚石刀具结构。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：精密切削加工方法、种类及其实现条件，超精密机床组成及其关键部件；2、掌握：金刚石刀具材料特点及金刚石刀具结构。
第三章精密与超精密磨料加工（一）课程内容本章分析精密（超精密）磨削、精密研磨及抛光加工的机理，论述精密磨削、研磨及抛光工艺设备及工艺特点。
（二）学习要求了解精密（超精密）磨削、精密研磨及抛光加工的机理，掌握精密（超精密）磨削、研磨及抛光加工设备工作原理、加工工艺与应用特点。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：精密磨削、研磨及抛光加工机理；2、掌握：精密磨削、研磨及抛光工艺系统构成及应用。
第四章电火花加工（一）课程内容本章介绍电火花成形加工的原理、工艺设备及应用特点，论述电火花成形加工的基本工艺规律。
（二）学习要求理解电火花加工机理、电火花加工设备组成与工艺应用特点，掌握电火花成形加工的基本工艺规律。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：电火花放电条件，电火花设备组成与各环节作用，电火花加工材料蚀除的四个过程，极性效应、电源、加工电参数、电极材料及工作液的选择原则；2、掌握：影响电火花加工生产率、加工精度及表面粗糙度的主要因素及影响规律。
第五章电火花线切割加工（一）课程内容本章讨论电火花线切割加工原理、设备、工艺特点及应用实例。
（二）学习要求了解电火花线切割加工的原理、设备组成、工艺特点及应用范围，熟悉电火花线切割加工控制系统及编程方法。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：电火花线切割加工工作原理、设备的基本组成部分，电极丝作用与要求，线切割加工的主要工艺指标；2、掌握：电火花线切割加工工艺的应用；3、熟练掌握：３Ｂ格式进行电火花线切割加工的数控编程方法。
第六章电化学加工（一）课程内容本章讨论电化学加工基本原理、种类、加工设备组成原理及工艺特点。
（二）学习要求了解电化学加工设备组成及分类方法，掌握电化学加工基本原理、工艺特点及应用范围。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：电极电位、极化、钝化、活化的概念，电解加工基本原理、特点、设备组成，间隙及平衡间隙概念，法拉第电解定律，三种常用电解液的特点，电解磨削的基本原理、应用特点，电铸、涂镀及复合镀加工的基本原理及应用；2、掌握：电解加工精度成形规律及提高电解加工精度的措施；3、熟练掌握：电解加工金属蚀除量计算方法，电解加工平衡间隙及固定阴极电解过渡过程间隙计算方法。
第七章激光加工（一）课程内容本章分析激光的特点、产生机理，讨论激光加工工艺特点与应用。
（二）学习要求了解激光的特性，激光加工设备组成、工艺种类及特点。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：激光的特性，激光加工的原理、特点，光管效应；2、掌握：激光打孔、激光切割的工艺特点。
第八章超声波加工（一）课程内容本章讨论了超声波的传导特性，超声加工设备组成、加工原理及应用特点。
（二）学习要求了解超声波特性，掌握超声加工机理、设备组成及应用特点。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：超声波的概念，超声加工的基本原理和特点，超声加工设备的组成部分，换能器、变幅杆的形式与作用；2、掌握：影响超声加工速度、精度、表面质量的因素及其影响规律。
第九章电子束与离子束加工（一）课程内容本章介绍电子束与离子束加工原理，设备组成及应用特点。
（二）学习要求了解电子束与离子束加工原理、设备基本组成部分及应用特点。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：电子束、离子束加工的基本原理、工艺特点。
第十章超高压水射流切割（本章内容不作考试要求）第十一章其他精密与特种加工技术（本章内容不作考试要求）三、有关说明和实施要求（一）关于“课程内容与考核目标”中的有关说明在大纲的考核要求中，提出了“领会”、“掌握”、“熟练掌握”等三个能力层次的要求，它们的含义是：1、领会：要求应考者能够记忆规定的有关知识点的主要内容，并能够领会和理解规定的有关知识点的内涵和外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别和联系，并能根据考核的不同要求，作出正确的解释、说明和阐述。
2、掌握：要求应考者掌握有关的知识点，正确理解和记忆相关内容的原理、方法和步骤。
3、熟练掌握：要求应考者必须掌握的核心内容和重要知识点。
（二）自学教材本课程使用教材为：《精密与特种加工技术》，张建华主编，机械工业出版社，2003年。
参考教材：《特种加工》，刘晋春，赵家齐，赵万生主编，机械工业出版社，2007年。
（三）自学方法指导本课程是一门综合性、专业性很强的专业课程，多学科知识点融合，内容多、难度较大，自学者在自学过程中应注意以下各点：1、学习前，应仔细阅读大纲，了解课程性质、明确考试知识点及层次要求，紧密围绕大纲要求进行自学。
2、每一章节自学结束后，可结合书后习题，进行自我检查，经思考仍不明白的内容，可暂时放下，继续新内容的学习，等全篇自学一篇，再回头重新思考、理解，如此几个循环，会逐渐提高对课程内容的理解程度，直到通解全篇。
3、自学时须在通读全篇的基础上，把握重点，注意比较各种加工方法的异同，在理解中不断加深对基本原理、概念的记忆；通过做习题，加深对知识点理解的深度与广度；在此基础上通过参考文献阅读及实践性环节的训练，提高掌握知识面及应用技能，做到融会贯通。
4、推荐参考教材刘晋春，赵家齐，赵万生主编的《特种加工》（机械工业出版社，第四版），所附光盘内容有各种特种加工工艺原理、所用机床及加工过程的视频动画、习题解答等，对初次学习特种加工的自学者有较好参考价值。
（四）对社会助学的要求1、以考试大纲中考核要求为中心，以指定的考试教材为基础，明确各章层次要求。
2、教学内容既注意基础知识面，又要重点突出，建议利用启发式教学方法，充分引导学生自学兴趣、提高学生自学能力。
3、试题难易程度与能力层次要求不完全相同，各个能力层次中都存在不同难度试题。
4、可利用推荐参考资料，对其有关内容的分析、讲解与学生自学相结合，有利于加深考生对各种精密特种加工方法的感性认识与对知识点理解的融会贯通，培养考生工程应用能力与创新思想。
（五）关于命题和考试的若干规定1、本大纲各章提到的考核要求中，各条细目都可能是考试的内容，试题覆盖到章，适当突出重点章节内容。
2、不同能力要求比例：“领会”占20%、“掌握”占40%、“熟练掌握”占40%。
3、试题难易程度分为：易、较易、较难、难，在试卷中所占比例分别为：2：3：3：2。
4、本课程试卷可能采用的题型有：单项选择题、填空题、简答题、论述和应用题。
5、考试方式闭卷，考试时间150分钟，采用百分制，60分及格。
附录题型举例一、选择题如：1.对要求残余应力小的精密零件，金刚石刀具的前、后面应选用（）。
A．110晶面 B．100晶面 C．111晶面 D．A和B2. 用电火花进行粗加工，采用（ B ）。
A．宽脉冲、正极性加工 B．宽脉冲、负极性加工C．窄脉冲、正极性加工 D．窄脉冲、负极性加工二、填空题如：1. 超精密磨削加工磨料供给方式有固结磨料加工、游离磨料加工两种。
2. 电火花加工单个脉冲能量减小，表面粗糙度Ra值将。
三、简答题如： 1、简述几种常见的微进给装置的工作原理。
2、在半导体硅片上加工mm的细小孔，能采用哪些工艺方法？1四、论述或应用题如：1、试述电火花加工、电解加工在自动进给系统、采用电源、工作液等方面的不同点。
2、线切割加工如图所示的轨迹，加工路线A-B-C-D-E-F，编写数控线切割加工的3B程序。
（略去切入、切出程序）3、用如图所示的固定式阴极及NaCl电解液对碳钢零件进行电解扩孔加工，已知初始单边间隙00.15m m ∆=，电压12R U V =，电导率)/(02.0mm ⋅Ω=σ，电化学当量min)/(22.23⋅=A mm ω，电流效率%98=η，求：1. 初始蚀除速度；2．间隙由0.15m m 扩大到0.50m m 所需的时间；3．简述此方式扩孔的间隙变化规律。
固定阴极扩孔1．电解液入口 2.绝缘定位套 3.工件4.工具阴极5.密封垫6.电解液出口 A B C D EF 4040506R 5。