精密和超精密加工技术复习思考题答案
精密和超精密加工技术期末考试题及答案
1、八面体的单晶金刚石的晶体结构包括晶轴、晶面、面网密度和面网距。
晶面：通过原子中心的平面，即晶体中各种方位上的原子面。
晶轴：与晶面垂直的轴面网密度（致密度） :面网单位面积上的原子数面网距：晶体面网之间的距离用解理现象解释晶体的好磨难磨方向：解理现象是某些晶体特有的现象，晶体受到定向的机械力作用时，沿平行于某个平面平整的劈开的现象。
解理发生的原因主要是因为111）面的宽的面间距是金刚石晶体中所有晶面间距中的最大的一个，并且其中的连接共价键数最少，只需击破一个价键就可使其劈开。
金刚石的解理现象即沿解理面（111）平整的劈开两半，且金刚石的破碎和磨损都和解理现象直接有关。
金刚石的耐磨性可用相对磨削率来表示，对于金刚石研磨时，各晶面均有“好磨”和“难磨”方向。
高磨削率方向称为“好磨方向”，低磨削率方向称为“难磨方向”。
2、高速切削应用场合，由哪些特点决定的？应用场合：1）航空航天：由于有大量薄壁、细筋的大型轻合金整体构件加工，高速切削，随切削速度提高，切削力可减少30%以上，可以减少工件变形。
铝合金整体结构件的高速切削，不再铆接，省去了装配工作；薄壁件加工等。
2）模具业：高速切削可加工硬度HRC45～65的淬硬钢铁件，如高速切削加工淬硬后的模具可减少甚至取代放电加工和磨削加工，满足加工质量的要求，加快产品开发周期，大大降低制造成本。
3）汽车工业：采用高速数控机床和高速加工中心组成高速柔性生产线，实现多品种、中小批量的高效生产，高速切削使加工时间减少，切削效率提高3～5倍。
加工成本可降低20％-40％。
4）仪器仪表：精密光学零件加工。
转速的提高，使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，加工中鳞刺、积屑瘤、加工硬化、残余应力等也受到抑制。
因此，高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度，加工表面质量可提高1～2等级。
有利于减少加工零件的内应力和热变形，也提高了加工精度。
这题有个简单的答案由于高速切削加工具有高生产效率，减少切削力，提高加工精度和表面质量，降低生产成本并且可加工高硬材料等许多优点，已在汽车和摩托车制造业、模具业、轴承业、航空航天业、机床业、工程机械、石墨电极等行业中广泛应用。
精密和超精密加工技术的复习题
精密和超精密加工技术的复习题一、名词解释1.金刚石晶体的解理现象：金刚石晶体受到定向的机械力作用时，可以沿平行于（111）平面平整地劈开的现象，称为解理现象。
2.精密磨削：是指加工精度为1~0.1μm，表面粗糙度达到Ra0.2~0.025μm的磨削方法，又称为小粗糙度磨削。
3.超精密磨削：是指加工精度达到或高于0.1μm，表面粗糙度小于R a0.025μm的一种亚微米级的加工方法，并正向纳米级发展。
4.在线检测：工件在加工过程中的同时进行检测，称之为在线检测。
5.空气洁净度：是指空气中含尘埃量多少的程度。
6.恒温精度：是指相对于平均温度所允许的偏差值。
7.恒温基数：是指空气的平均温度。
二、填空题1.精密和超精密加工包含三个领域：超精密切削、精密和超精密磨削研磨、精密特种加工。
2.金刚石刀具有两个比较重要的问题：一是晶面的选择，再就是金刚石刀具的研磨质量——切削刃钝圆半径r。
n3.隧道扫描显微镜是目前世界上精度最高的测量仪，可用于测量金属和半导体零件表面的原子分布的外貌。
4.最新的研究证实，在扫描隧道显微镜下可移动原子，实现精密工程的最终目标——原子级精密加工。
5.超精密切削实际选择的切削速度，经常是根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速。
6.超精密切削实际能达到的最小切削厚度和金刚石刀具的锋锐度、使用的超精密机床的性能状态、切削时的环境条件等都直接有关。
7.金刚石刀具的磨损，主要属机械磨损，其磨损本质是微观解理的积累。
8.对金刚石刀具来说，切削刃处的解理破损是磨损和破损的主要形式，故切削刃的微观强度是刀具设计选择晶面的主要依据。
9.金刚石晶体定向方法有：人工目测定向、X射线晶体定向、激光晶体定向。
10.精密磨削机理可归纳为：微刃的微切削作用；微刃的等高切削作用；微刃的滑挤、摩擦、抛光作用。
11.超精密磨削时有微切削作用、塑性流动和弹性破坏作用，同时还有滑擦作用。
答案精密加工课后习题—黄
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液压喷砂法，用高压泵打出流量为20L/min、压力为150Pa的冷却液，进入喷嘴的漩涡室时，形成低压，从
边孔中吸入碳化硅或刚玉等磨粒及空气，与冷却液形成混合液，并以高速喷嘴喷射到转动的砂轮上。
晶面。
网面最小单元不同，100是正方形，110为矩形，111为三角形，网面密度100：110：111为1：1.414：2.308
网面距不同：100与110为均匀分布，分别为D/4=0.089mm，sqrt(2)D/4=0.126mm,111为宽窄交替宽为
sqrt(3)D/4=0.154mm，窄为sqrt(3)D/12=0.1051mm
光刃的长度对表面加工质量效果不大，对刀不易
圆弧刃容易对刀，半径可取R=2～5mm。可加工高质量的超光滑表面，缺点是刀具制造复杂
2-19试述金刚石刀具的前面应选哪个晶面
选用100面，111面硬度高，而微观破损强度并不高，研磨加工困难。
选用100面的原因：
1）100面耐磨性高于110面，刀具使用寿命长
2）100面微观破损强度高于110面，产生崩刃的机会小
解理现象：111面的面网宽面距比100和110都大，最易解理。
好磨难磨方向可用图表示：
.
.
好磨方向
难磨方向
100磨削率：111磨削率：110磨削率=5.8：1：12.8
2-15金刚石晶体有哪些定向方法？
1）人工目测定向2）X射线定向3)激光定向
2-16试述金刚石晶体的激光定向原理和方法。
利用金刚石在不同晶面方向上,晶体结构不同,对激光反射形成的衍射图像不同而进行。
小后面与加工表面间的摩擦
2-10工件材料的晶体方向对切削变形和加工表面质量的影响如何？
精密加工课后习题答案
1-1试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义。
精密和超精密加工是国际竞争取得成功的关键技术。
许多现代技术产品需要高精度制造。
发展尖端技术，发展国防工业，发展微电子工业等都需要精密和超精密加工制造出来的仪器设备。
1-2从机械制造技术发展看，过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工精密加工：加工精度0.1～1um表面粗糙度Ra在0.02～0.1um超精密加工：加工精度高于0.1um表面粗糙度Ra小于0.01um1-3精密和超精密加工现在包括那些领域。
1）超精密切削（各种镜面）2）精密和超精密磨削研磨（集成电路基片和高精度磁盘）3）精密特种加工（电子束、离子束加工使美国超大规模集成电路线宽达到0.1um）1-4试展望精密和超精密加工技术的发展。
对精密和超精密加工技术给予足够的重视，投入较多的人力物力进行研究和发展，在生产中稳定纳米加工，扩大应用亚微米加工技术，并开始纳米级加工的试验研究，则在10～15年内有希望达到美国等先进国家的水平。
可先在某些单项技术上取得突破，逐步使我国的精密和超精密加工技术达到国际先进水平。
1-5我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何与发达国家相比，仍有不少的差距。
不少精密机电产品尚靠进口。
有些靠老工人手艺，且报废高。
某些精密机电产品我国虽已能生产，但其中的核心关键部件仍需依靠进口，我国每年需进口大量尚不能生产的精密数控机床设备。
1-6我国要发展精密和超精密加工技术，应重点发展哪些方面的内容?1）超精密切削、磨削的基本理论和工艺2）超精密设备的关键技术、精度、动特性和热稳定性3）超精密加工的精度检测、在线检测和误差补偿4）超精密加工的环境条件；5）超精密加工的材料2-1金刚石刀具超精密切削有哪些应用范围?用于加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。
用于加工陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜2-2金刚石刀具超精密切削的切削速度如何选择？根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速。
精密加工课后习题答案
1-1试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义。
精密和超精密加工是国际竞争取得成功的关键技术。
许多现代技术产品需要高精度制造。
发展尖端技术，发展国防工业，发展微电子工业等都需要精密和超精密加工制造出来的仪器设备。
1-2从机械制造技术发展看，过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工精密加工：加工精度0.1～1um表面粗糙度Ra在0.02～0.1um超精密加工：加工精度高于0.1um表面粗糙度Ra小于0.01um1-3精密和超精密加工现在包括那些领域。
1）超精密切削（各种镜面）2）精密和超精密磨削研磨（集成电路基片和高精度磁盘）3）精密特种加工（电子束、离子束加工使美国超大规模集成电路线宽达到0.1um）1-4试展望精密和超精密加工技术的发展。
对精密和超精密加工技术给予足够的重视，投入较多的人力物力进行研究和发展，在生产中稳定纳米加工，扩大应用亚微米加工技术，并开始纳米级加工的试验研究，则在10～15年内有希望达到美国等先进国家的水平。
可先在某些单项技术上取得突破，逐步使我国的精密和超精密加工技术达到国际先进水平。
1-5我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何与发达国家相比，仍有不少的差距。
不少精密机电产品尚靠进口。
有些靠老工人手艺，且报废高。
某些精密机电产品我国虽已能生产，但其中的核心关键部件仍需依靠进口，我国每年需进口大量尚不能生产的精密数控机床设备。
1-6我国要发展精密和超精密加工技术，应重点发展哪些方面的内容?1）超精密切削、磨削的基本理论和工艺2）超精密设备的关键技术、精度、动特性和热稳定性3）超精密加工的精度检测、在线检测和误差补偿4）超精密加工的环境条件；5）超精密加工的材料2-1金刚石刀具超精密切削有哪些应用范围?用于加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。
用于加工陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜2-2金刚石刀具超精密切削的切削速度如何选择？根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速。
精密与特种加工技术课后习题解答
精密与特种加工技术课后习题解答(共33页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-精密与特种加工技术复习资料第一章1.精密与特种加工技术在机械制造领域的作用与地位如何？答：目前，精密和特种加工技术已经成为机械制造领域不可缺少的重要手段，在难切削材料、复杂型面、精细零件、低刚度零件、模具加工、快速原形制造以及大规模集成电路等领域发挥着越来越重要的作用，尤其在国防工业、尖端技术、微电子工业方面作用尤为明显。
由于精密与特种加工技术的特点以及逐渐被广泛应用，已引起了机械制造领域内的许多变革，已经成为先进制造技术的重要组成部分，是在国际竞争中取得成功的关键技术。
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。
2.精密与特种加工技术的逐渐广泛应用引起的机械制造领域的那些变革答：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。
3.特种加工工艺与常规加工工艺之间有何关系应该改如何正确处理特种加工与常规加工之间的关系答：常规工艺是在切削、磨削、研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺，而且今后也始终是主流工艺。
但是随着难加工的新材料、复杂表面和有特殊要求的零件越来越多，常规传统工艺必然难以适应。
所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展，特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺，但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺。
4.特种加工对材料的可加工性以及产品的结构工艺性有何影响？举例说明.工件材料的可加工性不再与其硬度，强度，韧性，脆性，等有直接的关系，对于电火花，线切割等加工技术而言，淬火钢比未淬火钢更容易加工。
对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响，以往普遍认为方孔，小孔，弯孔，窄缝等是工艺性差的典型，但对于电火花穿孔加工，电火花线切割加工来说，加工方孔和加工圆孔的难以程度是一样的，相反现在有时为了避免淬火产生开裂，变形等缺陷，故意把钻孔开槽，等工艺安排在淬火处理之后，使工艺路线安排更为灵活。
精密与特种加工技术 思考题答案及主要知识点
《精密与特种加工技术》思考题答案及主要知识点FXK整理(2016-12)第一章概论思考题：1.精密与特种加工技术在机械制造领域的作用与地位如何？√答：目前，精密和特种加工技术已经成为机械制造领域不可缺少的重要手段，在难切削材料、复杂型面、精细零件、低刚度零件、模具加工、快速原形制造以及大规模集成电路等领域发挥着越来越重要的作用，尤其在国防工业、尖端技术、微电子工业方面作用尤为明显。
由于精密与特种加工技术的特点以及逐渐被广泛应用，已引起了机械制造领域内的许多变革，已经成为先进制造技术的重要组成部分，是在国际竞争中取得成功的关键技术。
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。
2.精密与特种加工技术的逐渐广泛应用引起的机械制造领域的那些变革？√答：⑴ 提高了材料的可加工性:常规加工中难加工的金刚石、硬质合金、淬火钢、陶瓷、玻璃等在特种加工不再是难题,对电火花和线切割等加工技术而言，淬火钢比未淬火钢更容易加工；⑵ 改变了零件的典型工艺路线:线切割、电火花成型加工、电解加工等可在淬火处理后进行，避开了淬火热变形对精度的影响；⑶ 大大缩短新产品试制周期:采用精密与特种加工技术可直接加工出各种标准和非标准直齿轮，各种特殊复杂的二次曲面体零件；⑷ 对产品零件的结构设计产生很大的影响:如喷气发动机涡轮也由于电解加工技术的出现可采用整体式结构；⑸ 对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响:现在有时为了避免淬火处理产生开裂，变形等缺陷，故意把钻孔，开槽等工艺安排在淬火处理之后，使工艺路线更灵活。
3.特种加工工艺与常规加工工艺之间有何关系？应该如何正确处理特种加工与常规加工之间的关系？√答：常规工艺是在切削、磨削、研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺，而且今后也始终是主流工艺。
但是随着难加工的新材料、复杂表面和有特殊要求的零件越来越多，常规传统工艺必然难以适应。
所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展，特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺，但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺。
精密与超精密加工试题和答案
1）精密和超精密加工的精度范围分别为多少？超精密加工包括哪些领域？2）答：精密与超精密加工的精度随着科学技术的发展不断提高, 以目前的加工能力而言, 精密加工的精度范围是0.1~1μm, 加工表面精度Ra在0.02~0.1μm之间。
超精密加工的精度高于0.1μm, 加工表面精度Ra小于0.01μm。
3）超精密加工领域:4）超精密切削,5）超精密磨削,6）超精密研磨和抛光。
超精密切削对刀具有什么要求？天然单晶金刚石、人造单晶金刚石、人造聚晶金刚石和立方氮化硼刀具是否适用于超精密切削？答: 超精密切削对刀具的要求:1) 刀具刃口锋锐度ρ刀具刃口能磨得极其锋锐, 刃口圆弧半径ρ极小, 能实现超薄切削厚度, 减小切削表面弹性恢复和表面变质层。
ρ与切削刃的加工方位有关, 普通刀具5~30μm, 金刚石刀具<10nm；从物理学的观点, 刃口半径ρ有一极限。
2) 切削刃的粗糙度。
切削时切削刃的粗糙度将决定加工表面的粗糙度。
普通刀刃的粗糙度Ry0.3~5 μm, 金刚石刀具刀刃的粗糙度Ry0.1~0.2 μm, 特殊情况Ry1nm, 很难。
3) 极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量, 保证长的刀具寿命。
4) 刀刃无缺陷, 足够的强度, 耐崩刃性能。
5) 化学亲和性小、与工件材料的抗粘结性好、摩擦系数低, 能得到极好的加工表面完整性。
单晶金刚石硬度极高。
自然界最硬的材料, 比硬质合金的硬度高5~6倍。
摩擦系数低。
除黑色金属外, 与其它物质的亲和力小。
能磨出极锋锐的刀刃。
最小刃口半径1~5nm。
耐磨性好。
比硬质合金高50~100倍。
导热性能好, 热膨胀系数小, 刀具热变形小。
因此, 天然单晶金刚石被一致公认为理想的、不能代替的超精密切削刀具。
人造单晶金刚石已经开始用于超精密切削, 但是价格仍然很昂贵。
金刚石刀具不适宜切黑色金属, 很脆, 要避免振动而且价格昂贵, 刃磨困难。
人造聚晶金刚石无法磨出极锋锐的切削刃, 切削刃钝圆半径ρ很难达到<1μm, 它只能用于有色金属和非金属的精切, 很难达到超精密镜面切削。
精密加工和超精密加工技术期末复习资料
考试复习题库一、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
1、精密和超精密加工目前包含的三个领域：（超精密切削）、（精密和超精密磨削研磨）和（精密特种加工）。
2、金刚石晶体的激光定向原理是利用金刚石在不同的（结晶方向）上因晶体结构不同而对激光放射形成不同的（衍射图像）进行的。
3、金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件的（表面质量）和（尺寸精度）。
4、目前金刚石刀具主要用于（铝、铜及其合金等软金属）材料的精密与超精密加工，而对于（黑色金属、硬脆）材料的精密与超精密加工，则主要应用精密和超精密磨料加工。
5、金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件的（表面质量）和（尺寸精度）。
6、金刚石有（人工目测定向）、（X射线定向）和（激光定向）三种方法。
7、由于金刚石的脆性，在保证获得较小的加工表面粗糙度前提下，为增加切削刃的强度，应采用（较大）的刀具楔角β，故刀具的前角和后角都取得（较小）。
8、金刚石刀具适合加工（铝合金）、无氧铜、黄铜、（非电解镍）等有色金属和某些非金属材料。
9、单晶金刚石有（100 ）、（110 ）、（111 ）三个主要晶面。
10、研磨金刚石晶体时，（110 ）晶面摩擦因数最大，（100 ）晶面次之，（111 ）晶面最小。
11、在高磨削率方向上，（110 ）晶面的磨削率最高，最容易磨；（100 ）晶面的磨削率次之，（111 ）晶面磨削率最低，最不容易磨。
12、单晶金刚石的（破损）机理主要产生于（111 ）晶面的解理。
13、单晶金刚石的磨损机理主要属（机械磨损），其磨损的本质是（微观解理）的积累。
14、超硬磨料在当前是指（金刚石）和（立方氮化硼）以及它们为主要成分的复合材料。
15、用普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨进行修整的（磨削法）是目前最为广泛采用的（修整方法）。
16、精密和超精密磨料加工分为（固结磨料）加工和（游离磨料）加工两大类。
精密与超精密加工复习题
一、概念题1、什么是精密加工和超精密加工？答：目前，在发达国家中一般工厂能够稳定掌握的精度是1 μm，与此对应，通常将加工精度在0.1~1 μm，加工表面粗糙度在Ｒa=0.025~0.1μm之间的加工方法称为精密加工，而将加工精度高于0.1 μm，加工表面粗糙度小于0.025μm之间的加工方法称为超精密加工。
当代的精密加工主要指精密和超精密切削加工、精密和超精密研磨/抛光加工、精密特种加工。
2、什么是精密和超精密砂轮磨削？答：精密砂轮磨削是利用精细修整的粒度为60＃~80#的砂轮进行磨削，其加工精度可达1μm，表面粗糙度可达Ra0.025 μm。
超精密砂轮磨削是利用经过仔细修整的粒度为W40~W5的砂轮进行磨削，其加工精度可达0.1μm，表面粗糙度可达Ra0.025~ Ra0.008μm。
3、什么是纳米技术？答：纳米技术指在0.1nm~100nm的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术。
主要包括纳米级精度和表面形貌的测量；纳米级表层物理、化学、力学性能的检测；纳米精度的加工和纳米级表层的加工－原子和分子的去除、搬迁和重组；纳米材料；纳米级传感器和控制技术；纳米级微型和超微型机械；微型和超微型机电系统；纳米生物学等。
二、填空题1、精密和超精密机床的质量，取决于关键部件的质量。
各国都非常重视这个问题，关键部件和技术主要有：精密主轴部件、床身和精密导轨部件、进给驱动系统、微量进给系统、机床的稳定性和减振隔振、减少热变形和恒温控制等。
2、机床主轴的驱动方式主要有下面三种:电机通过带传动驱动；电机通过柔性联轴器驱动机床主轴；采用内装式同轴电动机驱动机床主轴。
3、目前超精密机床绝大多数用于加工反射镜等盘形零件，因此一般都没有后顶尖。
超精密机床的总体布局：主轴箱位置固定，刀架装在十字形滑板上；T形布局；R-θ布局；立式布局。
4、目前，超精密机床中使用滚珠丝杠副驱动时，都使用双频激光联测系统作为进给量的检测和反馈，故丝杠累积误差稍大，问题并不严重。
《精密与特种加工技术》课后答案
《精密与特种加工技术》课后答案第一章1.精密与特种加工技术在机械制造领域的作用与地位如何？答：目前，精密和特种加工技术已经成为机械制造领域不可缺少的重要手段，在难切削材料、复杂型面、精细零件、低刚度零件、模具加工、快速原形制造以及大规模集成电路等领域发挥着越来越重要的作用，尤其在国防工业、尖端技术、微电子工业方面作用尤为明显。
由于精密与特种加工技术的特点以及逐渐被广泛应用，已引起了机械制造领域内的许多变革，已经成为先进制造技术的重要组成部分，是在国际竞争中取得成功的关键技术。
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。
2.精密与特种加工技术的逐渐广泛应用引起的机械制造领域的那些变革？答：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。
3.特种加工工艺与常规加工工艺之间有何关系？应该改如何正确处理特种加工与常规加工之间的关系？答：常规工艺是在切削、磨削、研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺，而且今后也始终是主流工艺。
但是随着难加工的新材料、复杂表面和有特殊要求的零件越来越多，常规传统工艺必然难以适应。
所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展，特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺，但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺。
4.特种加工对材料的可加工性以及产品的结构工艺性有何影响？举例说明.答：工件材料的可加工性不再与其硬度，强度，韧性，脆性，等有直接的关系，对于电火花，线切割等加工技术而言，淬火钢比未淬火钢更容易加工。
对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响，以往普遍认为方孔，小孔，弯孔，窄缝等是工艺性差的典型，但对于电火花穿孔加工，电火花线切割加工来说，加工方孔和加工圆孔的难以程度是一样的，相反现在有时为了避免淬火产生开裂，变形等缺陷，故意把钻孔开槽，等工艺安排在淬火处理之后，使工艺路线安排更为灵活。
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精密和超精密加工技术复习思考题答案第一章1.试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义。
答：超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要的地位。
国防方面，例如：对于导弹来说，具有决定意义的是导弹的命中精度，而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的。
制造惯性仪表，需要有超精密加工技术和相应的设备。
尖端技术方面，大规模集成电路的发展，促进了微细工程的发展，并且密切依赖于微细工程的发展。
因为集成电路的发展要求电路中各种元件微型化，使有限的微小面积上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂和完备的电路。
因此，提高超精密加工水平以减小电路微细图案的最小线条宽度就成了提高集成电路集成度的技术关键。
2.从机械制造技术发展看，过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工。
答：通常将加工精度在0.1-lμm，加工表面粗糙度在Ra 0.02-0.1μm之间的加工方法称为精密加工。
而将加工精度高于0.1μm，加工表面粗糙度小于Ra 0.01μm的加工方法称为超精密加工。
3.精密和超精密加工现在包括哪些领域。
答：精密和超精密加工目前包含三个领域：1)超精密切削，如超精密金刚石刀具切削，可加工各种镜面。
它成功地解决了高精度陀螺仪，激光反射镜和某些大型反射镜的加工。
2)精密和超精密磨削研磨。
例如解决了大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁盘等的加工。
3)精密特种加工。
如电子束，离子束加工。
使美国超大规模集成电路线宽达到0.1μm。
4.试展望精密和超精密加工技术的发展。
答：精密和超精密加工的发展分为两大方面：一是高密度高能量的粒子束加工的研究和开发；另一方面是以三维曲面加工为主的高性能的超精密机械加工技术以及作为配套的三维超精密检测技术和加工环境的控制技术。
5.我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何。
答：我国当前某些精密产品尚靠进口，有些精密产品靠老工人于艺，因而废品率极高，例如现在生产的某种高精度惯性仪表，从十几台甚至几十台中才能挑选出一台合格品。
磁盘生产质量尚未完全过关，激光打印机的多面棱镜尚不能生产。
1996年我国进口精密机床价值达32亿多美元(主要是精密机床和数控机床)。
相当于同年我国机床的总产值，某些大型精密机械和仪器国外还对我们禁运。
这些都说明我国必须大力发展精密和高精密加工技术。
6.我目要发展精密和超精密加工技术，应重点发展哪些方面的容。
答：根据我国的当前实际情况，参考国外的发展趋势，我国应开展超精密加工技术基础的研究，其主要容包括以下几个方面：1)超精密切削磨削的基本理论和工艺；2)超精密设备的精度，动特性和热稳定性；3)超精密加工精度检测及在线检测和误差补偿；4)超精密加工的环境条件；5)超精密加工的材料。
第二章1.金刚石刀具超精密切削有哪些应用围?答：用金刚石刀具进行超精密切削，用于加工铝合金，无氧铜，黄铜．非电解镍等有色金属和某些非金属材料。
2.金刚石刀具超精密切削的切削速度应如何选择?答：超精密切削实际选择的切削速度，经常是根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速，因为在该转速时表面粗糙度最小，加工质量最高，获得高质量的加工表面是超精密切削的首要问题。
使用质量好，特别是动特性好，振动小的超精密机床可以使用高的切削速度，可以提高加工的效率。
3.试述超精密切削时积屑瘤的生成规律和它对切削过程和加工表面粗糙度的影响。
答：当切削速度较低时，积屑瘤高度最高，当切削速度大于v＝314m/min时，积屑瘤趋于稳定，高度变化不大。
这说明在低速切削时，切削温度比较低，较适于积屑瘤生长，且在低速时积屑瘤高度值比较稳定，在高速不稳定。
特别是切黄铜和紫铜，积屑瘤不稳定且比较小。
刀具的微观缺陷也将直接影响积屑瘤的高度，完整刃的积屑瘤高度比有微小崩刃的刀刃积屑瘤高度小。
进给量很小时，积屑瘤的高度较大。
背吃刀量小于25μm 时，积屑瘤的高度变化不大，但在大于25μm后，积屑瘤高度将随背吃刀量的增加而增加。
积屑瘤对切削力的影响为：当积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力也小。
积屑瘤对加工表面粗糙度的影响为：当积屑瘤高度大时，表面粗糙度大，积屑瘤小时加工表面粗糙度亦小。
4.试述各工艺参数对超精密切削表面质量的影响。
答：切削速度对加工表面粗糙度基本无影响。
当超精切削采用很小的进给量，加工表面粗糙度值减小。
刀具有修光刃的时候，可减少残留面积，减小加工表面的粗糙度值。
背吃刀量减小将使加工表面粗糙度加大。
5.超精密切削时如何才能使加工表面成为优质的镜面?答：进给量为2.5μm/r，背吃刀量为2μm时，不同切削速度均得到表面粗糙度极小的加工表面；使用圆弧切削刃刀具，在进给量小于5μm/r时，均可得到优质镜面；v=314m/min，f=2.5μm/r，进给量为0.5-5μm时也可得到优质的镜面。
6.超精密切削时，金刚石刀具切削刃锋锐度对切削变形和加工表面质量的影响如何？答：锋锐的金刚石刀具可加工出表面粗糙度值较小的加工表面。
用锋锐金刚石车刀切削时，切屑变形系数明显低于用较钝的刀具切削时的切屑变形系数。
7.超精密切削时极限最小切削厚度是多少?答：极限最小切削厚度y x D min h 1ρ⎛⎫ = ⎝。
8.试述超精密切削用金刚石刀具的磨损和破损特点。
答：金刚石刀具的磨损，主要是机械磨损，其磨损本质是微观解理的积累。
金刚石晶体的破损，主要产生于（111）晶面的解理。
9.金刚石刀具晶面选择对切削变形和加工表面质量的影响如何？答：（100）晶面的车刀切削时的切削变形比用（110）晶面的车刀要小。
（100）晶面的车刀和（110）晶面的车刀的加工表面粗糙度相差不多。
（100）晶面车刀切出的表面层残余应力小于用（110）晶面的车刀所切出的，特别是切向残余应力。
10.工件材料的晶体方向对切削变形和加工表面质量的影响如何？11.脆性材料用超精密切削如何加工出优质表面？12.超精密切削对刀具有哪些要求？为什么单晶金刚石是被公认为理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料？答：为实现超精密切削。
刀具应具有如下性能。
1)极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量。
以保证刀具有很长的寿命和很高的尺寸耐用度。
2)刃口能磨得极其锋锐，刃口半径值极小，能实现超薄切削厚度。
3)刀刃无缺陷，切削时刃形将复印在加工表面上，能得到超光滑的镜面。
4)和工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦系数低，能得到极好的加工表面完整性。
天然单晶金刚石有着一系列优异的特件。
如硬度极高、耐磨性和强度高、导热性能好、和有色金属摩擦系数低，能磨出极锋锐的刀刃等。
因此虽然它的价格昂贵，仍被一致公认为理想的、不能代替的超精密切削刀具材料。
13.单晶金刚石有哪几个主要晶面?答：按晶体学原理，六方晶系的金刚石晶体有三个主要晶面：（100）、（111）、（110）。
14.试述金刚石晶体的各向异性和不同晶面研磨时的好磨难磨方向。
答：1)(100)晶面的摩擦系数曲线有4个波峰和波谷；(110)晶面有两个波蜂和波谷；(111)晶面有三个波峰和波谷；2)如都以摩擦系数低的波谷比较，(100)晶面的摩擦系数最低；(111)晶面次之；（110）晶面最高；3)如比较同—晶面的摩擦系数值的变化，(100)晶面的摩擦系数差别最大；(110)晶面次之；(111)晶面最小。
不同晶面研磨时的好磨难磨方向如下图所示：15.金刚石晶体有哪些定向方法?答：现在采用的金刚石晶体定向方法有：人工目测定向；X射线晶体定向；激光晶体定向。
16.试述金刚石晶体的激光定向原理和方法。
答：金刚石晶体的激光定向原理就是利用金刚石在不同结晶方向上，晶体结构不同，对激光反射而形成的衍射图像不同而进行的。
方法为：由氦氖激光管产生激光束，通过屏幕上的小孔，照射到金刚石表面。
全刚石表面存在一些在生长过程中形成的形状规则的晶界晶纹和微观凹坑。
当相干性比较好的激光照射到金刚石晶体表面上的这些晶纹和微观凹坑时，如被激光照射的金刚石表面是某晶面面网。
转动金刚石使被测晶面与激光束相垂直，激光被反射到屏幕上，形成特征衍射光像，可根据衍射光像的图形知道被激光照射的晶面是什么晶面，也就确定了该晶面在金刚石晶体的空间方位。
17.如何根据金刚石微观破损强度来选择金刚石刀具的晶面?答：当作用应力相同时，(110)面破损的机率最大，（111)面次之，（100)面产生破损的机率最小。
即在外力作用下，(110)面最易破损，(111)面次之，(100)面最不易破损。
这在设计金刚石刀具，选择前面和后面的晶面时，必须首先给予考虑。
根据上面的分析可知，从增加刀刃的微观强度考虑，应选用微观强度最高的(100)晶面作为金刚石刀具的前面和后面。
18.比较直线修光刃和圆弧修光刃金刚石刀具的优缺点。
答：直线修光刃制造研磨容易，这种刀要求对刀良好，直线修光刃应严格和进给方向一致。
圆弧修光刃刀具对刀容易，使用方便，但刀具制造研磨麻烦，价格要高些。
19.单晶金刚石刀具的前面应选哪个晶面。
答：推荐金刚石刀具的前面选（100）晶面。
20.试述金刚石刀具的金刚石固定方法。
答：机械夹固；粉末冶金法固定；粘结或钎焊固定。
21.试述单晶金刚石刀具的研磨加工方法。
答：一颗单晶金刚石毛坯，要做成精密金刚石刀具。
首先要经过晶体定向，确定制成刀具的前面、后面的空间位置，确定需要磨去的部分。
金刚石要再经过仔细检查，观察切削部分的金刚石部有没有裂纹、杂质或其他缺陷。
金刚石开始粗磨，一般采用高速旋转的铸铁盘加金刚石微粉进行粗研磨，基本成形后，最后进行精研。
22.单晶金刚石刀具质量的好坏如何评定。
答：衡量金刚石刀具质量的好坏，首先是能否加工出高质量的超光滑表面，其次是它能否有较长的切削时间保持刀刃锋锐，仍能切出极高质量的加工表面。
第三章1.何谓固结磨料加工?何谓游离磨料加工？它们各有何特点？适用于什么场合？答：将磨粒或微粉与结合剂粘合在一起，形成一定的形状并具有—定强度，再采用烧结、粘接、涂敷等方法形成砂轮、砂条、油石、砂带等磨具的加工方法叫做固结磨料加工。
磨粒或微粉不是固结在一起，而是成游离状态的加工方法叫做游离磨料加工。
固结磨料加工有精密砂轮磨削、油石研磨、精密珩磨、精密超精加工、砂带磨削和砂带研抛。
游离磨料加工有精密研磨和精密抛光。
2.试述超硬磨料磨具的特点。
超硬磨料磨具为什么会成为精密加工和超精密加工的主要工具之一？答：金刚石是自然界中硬度最高的物质，有较高的耐磨性，它还有很高的弹性模量，可以减小加工时工件的应力、部裂隙和其他缺陷。
金刚石有较大的热容量和良好的热导性，线膨胀系数小，熔点高，但700摄氏度以上易与铁族金属产生化学作用而形成碳化物，造成化学磨损。
故一般不适宜磨削钢铁材料。
立方氮化硼的硬度略低于金刚石。
但耐热性比金刚石高，有良好的化学稳定性，与碳在2000摄氏度时不起反应，故适于磨削钢铁材料。