精密加工技术期末复习资料

1.精密加工研究包括哪些主要内容？精密加工机床，金刚石刀具，精密切削机理，稳定的加工环境，误差补偿，精密测量技术二.实现精密与超精密加工应具备哪些条件？试结合金刚石刀具精密切削简述切削用量对加工质量的影响及主要控制技术？①精密加工机床-精密机床主轴轴承要求具有很高的回转精度，转动平稳，无振动，其关键在于主轴轴承②金刚石刀具-金刚石刀具的刀口半径只能达到0.1-0.3/um。

当刃口半径小于0.01um时，必须解决测量上的难题。

金刚石晶体的晶面选择。

金刚石刀具刃口的锋利性③精密切削机理-掌握其变化规律④稳定的加工环境-包括恒温防振和空气净化⑤误差补偿-通过消除或抵消误差本身的影响，达到提高加工精度的目的⑥精密测量技术-精密加工要求测量精度比加工精度高一个数量级3.试述常用几种主轴轴承的特点，并说明为什么目前大部分精密和超精密机床采用空气轴承？①液体静压轴承-特点：转动平稳无振动，达到较高的刚度空气轴承-特点：刚度低，承受载荷小②空气轴承造成的热变形小，刚度低，只能承受较小的载荷，超精密切削时切削力小，空气轴承能满足要求4.试述在线检测和误差补偿技术在精密加工中的作用精密和超精密加工的精度是依靠检测精度来保证的，而为了消除误差进一步提高加工精度，必须使用误差补偿技术5.常用微量进给装置有哪些种类与作用？①机械传动或液压传动式②弹性变形式③热变形式④流体膜变形式⑤磁致伸缩式⑥电致伸缩式作用：为了实现精密与超精密加工6.金刚石刀具破损形式①裂纹：结构缺陷可产生裂纹，另外当切屑经过刀具表面时，金刚石收到循环应力的作用也可产生裂纹②碎裂：由于金刚石材料较脆，在切削过程中收到冲击和振动都会使金刚石刀刃产生细微的解理形成碎裂③解理：金刚石晶面方面选择不当，切削力容易引起金刚石的解理，刀具寿命下降7.金刚石刀具磨损形式①机械磨损②破损③碳化磨损8.微量进给机构的作用及类型①电致伸缩微量进给装置，作用：用于误差在线补偿②机械结构弹性变形微量进给装置，作用：用于手动操作③压电或电致伸缩微量进给装置，作用：用于实现自动微量进给9.导轨类型①滚动导轨②液体静压导轨③气浮导轨和空气静压导轨10.为什么精密切削加工会产生碾压作用？在刃口圆弧处，不同的切削深度，刀具的实际前角是变化的，实际前角为较大的负前角，在刀具刃口圆弧处将产生很大的挤压摩擦作用，被加工表面将产生残余压应力1.精密磨削加工按磨料加工大致分为哪几类？试述其特点及适用场合①磨料加工，固结磨料加工：磨削，砂轮磨削，砂带磨削研磨等游离磨料加工：抛光，研磨：干式研磨，湿式研磨，磁式研磨。

滚磨：回转式，振动式，离心式，主轴式，涡流式，衍密等②特点磨削除可以加工铸铁、碳钢。

合金钢等一些一般结构材料外，还能加工一般刀具难以切削的高硬度材料如淬火钢，但不宜精加工塑性较大的有色金属工种。

磨削加工的精度高，表面粗糙度值小。

磨削的径向磨削力Fy大，且作用在工艺系统刚性较差的方向上。

磨削温度高。

砂轮有自锐作用。

磨削加工的工艺范围广。

磨削在切削加工中的比重日益增大。

③适用场合：可以加工外圆面，内圆面，平面，成形面，螺纹，齿轮等各种表面，还常用于各种刀具的刃磨2.在磨削加工中磨削温度是怎样产生的？产生的主要因素是什么？改善磨削烧伤的基本工艺途径？①磨削时由于磨削速度很高而且切除单位体积金属所消耗的能量也高，因此磨削温度很高②砂轮速度v，工件速度Vw，径向进给量fr，工件材料，砂轮硬度与粒度③改善磨削烧伤的基本工艺途径①正确选择砂轮②合理选择磨削用量③改善冷却条件3.砂带磨削加工特点及应用的主要范围①弹性磨削②冷态磨削③高效磨削④制作简单，价格便宜⑤工艺性和应用范围广，主要加工外圆，内圆，平面和成形表面，既可加工金属材料也可加工非金属材料4.磨削液分类及磨削液添加剂分类①磨削液：非水溶性磨削液、水溶性磨削液②磨削液添加剂：油性添加剂、挤压添加剂、表面活性添加剂6.磨削质量评定有哪些内容①加工表面的几何特征，如表面粗糙度，加工表面缺陷②加工表面层材料的性能，如反映表面层材料的性能，如反映表面层的塑形变形与加工硬化7.影响磨削力的因素当砂轮速度v增大时，单位时间内参加切削的磨粒数量随之增大，切削力随之减小。

当工件速度Vm和轴向进给量fa增大时，磨削力增大。

当径向进给量fr增大时，磨削力增大。

砂轮的磨损会使磨削力增大8.磨料的选择人造金刚石分单晶体和聚晶烧结体两种，前者多用来做磨料磨具，后者多用来做刀具。

金刚石是自然界中硬度最高的物质，有较高的耐磨性而且有很高的弹性模量，可以减小加工时工件的内应力，内部裂缝及其它缺陷，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度时才起反映，故适用于磨削钢铁材料9.磨削淬火钢时，会产生何种金相组织变化？①如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度，但已超过马氏体的转变温度工件表层金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织②如果磨削区的温度超过相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体组织，硬度比原来的回火马氏体高，在它下层因冷却较慢出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织③如果磨削区温度超过了相变温度而磨削过程又没有冷却液，表层金属将产生退火组织，表层金属的硬度将急剧下降1.何谓电火花加工？试述电火花加工原理及电火花加工的适用范围电火花加工是一种点热能加工方法，利用工具和工件两极之间脉冲放电时局部瞬时产生的高温把金属腐蚀去除来对工件进行加工的一种方法。

当用脉冲电流作用在工件表面上时，工件表面上导电部位即立即溶化，若电脉冲能量足够大时，金属将直接气化，熔化的金属强烈飞溅而抛离电极表面，使材料表面形成电腐蚀的坑穴。

适用范围：可加工各种形状复杂的型孔和型腔工件，各种工件与材料切割，磨削各种工件，刻字打印铭牌和标记等。

2.电火花加工后工件表层发生怎样的变化，如何减小电火花加工后的表面粗糙度值，如何控制显微裂缝的发生？①电火花加工后工件表层发生很大的变化，产生了熔化层和热影响层，导致引起氧化、烧伤、热反应和显微裂缝②如何减小：减小脉冲宽度和峰值电流则能使粗糙度值下降，但又会导致生产率有很大程度下降③控制方法：减小脉冲能量3.试阐述体积相对损耗与极性脉冲宽之间相互关系，并说明各工艺参数选取应注意的主要问题不论是正极性加工还是负极性加工，当峰值电流一定时，随着脉冲宽度的增加电极相对损耗都会下降，采用负极性加工时，纯铜电极的相对损耗随脉冲宽度的增加而减小，当脉冲宽度大于120us后，电极相对损耗将小于1%，尅实现低耗加工。

如果采用正极性加工，不论采用哪一档脉冲宽度，电极的相对损耗都难低于10%而在脉宽小于15us的窄脉宽范围内，正极性加工的工具电极相对损耗比负极性加工要小主要问题：峰值电流和脉冲宽度在精加工时，采用正极性加工，要窄脉冲小电流。

在粗加工时，要采用负极性加工，宽脉冲大电流。

.5.画图分析说明RL/RLC脉冲电路的优缺点RC脉冲电源①优点：结构简单、工作可靠、成本低②缺点：电能利用率只有30%-40%。

击穿的随机性大，工艺参数不稳定。

工具电极损耗大。

难于使用长脉冲，无法实现电极损耗低，生产率高RLC脉冲电源①优点：电能利用率可达60%-80%可缩短充电时间。

提高电容器上的充电电压。

生产率比RC线路高1-2倍②缺点：当间隙短路后又瞬时断开时，电感上将感应出很高的电压，要求有较大的瞬时功率。

6.分析电火花切割加工走丝速度对精度的影响快速走丝排屑容易，加工速度较高。

快速走丝时，若走丝的速度过高则电极丝抖动严重，反而破坏了加工的稳定性，这不仅使加工速度下降，而且使加工精度的提高和表面粗糙度的改善变得困难7.分析工作液强迫循环方法的优缺点冲油式-轻易实现排屑冲刷能力强，由于电蚀产物仍通过已加工区会影响加工精度抽油式-在加工过程中，分解出来的气体易积聚在抽油回路的死角处，遇电火花引燃会爆炸，常用于要求小间隙，精加工中1.在电解加工中阳极钝化的优缺点，举例说明优点：减少杂散腐蚀，提高加工精度如NaNO3缺点：阳极表面膜层电阻增大，使电流通过困难，阳极溶解速度减变如氢氧化物2.试分析影响电解加工精度的主要因素有哪些，如何提高电解加工精度？①电解加工机床误差、工件装夹误差、调整误差、测量误差②采用脉冲电流电解加工，小间隙加工，改进电解液混气电解加工3.电解液的基本要求？①具有足够的蚀除速度②具有较高的加工精度和表面质量③阳极反应的最终产物应是不熔性化合物④要求电解液具有良好的综合性能4.高碳钢是否可采用电解法加工?不可以，随着含碳量的增加，电解加工表面粗糙值将变大5.提高电解加工精度的措施？①采用脉冲电流电解加工②小见习加工③改进电解液④混气电解加工6.电刷镀、电解、电铸加工的基本原理及工艺特点？电刷镀：是在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的新技术。

特点：无需镀槽，设备轻便，工艺灵活，沉积速度快，镀层种类多等电解：加工时，工件接直流电源的正极，工具电极接电源的负极，工具电解向工件缓慢进给，并使两极之间保持较小的间隙，让具有一定压力的氯化钠电解液从间隙中流过。

特点：加工范围广，加工生产率高，表面质量好，工具阴极基本上无损耗。

电铸：用导电的原模作阴极，用电铸的金属作阳极，用电铸材料的金属盐溶液作电铸溶液，在直流电源的作用下，电铸溶液中的金属阳离子在阴极上还原成金属，沉积于原模的表面。

特点：能准确精密地复制复杂型面。

能获得尺寸精度高，表面粗糙度小的复制品。

借助原模材料，可尽心复杂零件内外表面的复制。

通过改变电铸液成份，工作条件及适用添加剂，可获得不同性能的要求。

7.电刷镀的工艺过程①表面预加工②清洗除油、除锈③电净处理④活化处理⑤镀底层⑥镀尺寸镀层和工件镀层⑦镀后清洗1.试述离子束加工的基本原理，说明离子束加工的特点及其应用场合。

①原理：将气体注入电离室，然后使其放电，电子与气体厚发生碰撞使其被电离，从而得到等离子体。

采用一个相对等离子体为负电位的电极将正离子由等离子体中引出，而后使其加速射向工件或靶材。

②特点：易于精确控制。

加工时产生污染小。

加工应力小，变形极小对材料适应性强。

③应用场合：离子束刻蚀。

溅射镀膜。

离子镀和离子注入2.何谓电子束加工？通常电子束加工分哪几种？试述其特点及主要应用范围在热发射效应下，电子飞离材料表面。

热发射点子在强电场作用下，经过加速和聚焦，沿电场强度相反方向运动，形成高速电子流从而使材料局部迅速气化、蒸发而实现加工目的。

两种：热效应。

非热效应。

特点：束斑极小。

能量密度很高。

生产率高。

可控性好。

无污染。

生产应用有一定局限性。

应用：打孔、焊接、热处理、蚀刻等。

3.激光加工主要设备的作用？①激光器：是将电能转变成光能产生激光束②激光加工设备：使激光点与机加工设备有相对运动③导光聚焦系统：光束经放大、整形聚焦后作用于加工部位4.离子束加工化合物膜的镀制方法？①直流溅射②射频溅射③反应溅射5.激光表面处理的特点？激光是一种高密度能源，可快速局部地加热材料，并实现局部急热和急冷，易于处理高熔点材料，耐热材料及高硬度材料，可在大气真空及各种气体环境中进行处理，可改变激光参数，进行不同的表面处理工艺，工件变形极小，是一种非接触式处理法。