河北联合大学精密和超精密加工复习要点
精密与特种加工知识点
概论1.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。
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去除材料2.工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情况下，如激光加工，电子束加工等，根本不需要任何工具3.在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的切削力作用，工件不承受切削力，特别适合加工低刚度零件。
第二章金刚石刀具精密切削加工1.超精密加工难度：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，被加工表面受到的切削力越大，材料就越不易去除。
2.超精密加工按加工方式分为（切削加工，磨料加工，特种加工，复合加工）；加工方法的机理（去除加工，结合加工，变形加工）3.超精密加工实现条件：1.超精密加工的机理与工艺方法2.工艺装备3.工具4.工件材料5.精密测量及误差补偿技术6.工作环境条件等4.超精密加工对机床要求：1.高精度2.高刚度3.高稳定性4.高自动化5.主轴：液体静压轴承，空气静压轴承6.主轴驱动方式：柔性联轴器驱动，内装式同轴电动机驱动7.导轨结构形式：燕尾型，平面行，V-平面型，双V型。
8.微量进给装置：压电和电致伸缩式进给装置，摩擦驱动装置9.金刚石具有各向异性和解离现象。
解离现象：指晶体受到定向的机械力作用时，可以沿平行与某个平面平整的劈开的现象。
10、金刚石在小刀头上的固定方法：①机械固定。
②用粉末冶金固定。
③使用粘结或钎焊固定。
三1、精密与超精密磨料加工：固结磨料加工、游离磨料加工固结磨料加工：固结磨具、涂覆磨具游离磨料加工：精密研磨、精密抛光2、精密磨削主要是依靠砂轮具有微刃性和等高性的磨料实现的。
3、精密磨削机理①微刃的微切削作用②微刃的等高切削作用③微刃的滑挤、摩擦、抛光第四章、1、电火花加工机理：基于正负电极间脉冲放电时的电腐蚀现象对材料进行加工。
精密与特种加工技术期末复习总结（5篇材料）
精密与特种加工技术期末复习总结（5篇材料）第一篇：精密与特种加工技术期末复习总结单选（10分）判断（10分）填空（25分）概念（15分5个）分析解答（24分4个）线切割（16分）精密加工机床目前的研究方向？答提高机床主轴的回转精度，工作台的直线运动精度以及刀具的微量进给精度。
2 精密加工机床工作台的直线运动精度由（导轨）决定的。
3 精密加工机床（必须使用微量进给装置）提高刀具的进给精度。
4 在超精密切屑中，金刚石刀具哪些比较重要的问题需要解决？答：一是金刚石晶体的晶面选择，这对刀具的使用性能有重要的影响；二是金刚石刀具刃口的锋利性，即刀具刃口的圆弧半径。
5 扫描隧道显微镜的分辨率为（0.01nm），它的功用如何？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 6 金刚石刀具和立方氮化硼刀具的用途如何？答：应用天然金刚石车刀对铝、铜和其他软金属以及合金进行切削加工，立方氮化硼等新型超硬刀具材料，他们主要用于黑色金属的精密加工。
7 超精切削加工时，积屑瘤高度对切削力的影响如何？答积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力也小，这和普通切削黑丝规律相反。
8 金刚石晶体的理解概念？答：解理。
当垂直于金刚石（111）晶体面的拉力超过某特定值时，两相邻的（111）面分离，产生解理劈开。
金刚石晶体的那个晶面适合作刀具的前后刀面？答：为了增加切削刃的微观强度，减小破碎概率，应选用强度最高的（100）晶面作为金刚石刀具的前后刀面。
天然单晶金刚石刀具用于精密切削，其破损和磨损不能继续使用的标志是？答：加工表面粗糙度超过规定值。
超精密加工机床的主轴部件通常采用哪些类型的轴承？这些轴承各有哪些特点？答：液体静压轴承主轴和空气静压轴承主轴液体静压轴承主轴优点：回转精度可达0.1um，且转动平稳，无振动，因此某些超精密机床主轴使用这种轴承。
缺点：液体静压轴承的油温升高，在不同转速时温度升高值不相同，因此要控制恒温较难，温升造成的热变形会影响主轴回转度。
精密及超精密加工技术复习思考题
精密及超精密加工技术复习思考题1.简述研磨抛光的机制。
答：研磨和抛光是加工硬脆非金属材料的主要方法之一。
研磨的过程是通过介于工件和研具之间的磨料及切削液，在工件和研具间产生机械摩擦或机械化学作用去除余量，使工件达到所需要的加工精度和表面质量。
硬脆材料的研磨与金属的研磨不同，它是通过磨料在外力的作用下，使工件表面产生微小龟裂，并逐渐扩张和崩碎，从母体材料上脱离而进行加工的。
但是随着加工去除单位的减小，加工机理也不同。
开始粗粒度磨料研磨时，主要是脆性破坏。
改用细微磨料(W5以下)时，研磨则是以塑性破坏为主。
一般用硬质研具的加工方法称为研磨，用软质材料作研具的称为抛光。
2.陶瓷、玻璃、硅晶片等硬脆性材料和金属等延展性材料的研磨抛光加工机制有何不用？答：陶瓷和玻璃用超精密研磨与抛光，它的机理是以磨料的机械作用为主去除材料。
硅晶片用液中研磨与抛光，它是浸在含有磨料的工作液中进行的，以磨料的机械作用为主，加上液体的冷却与分散磨料的作用，被加工工件是浮动的，在液中运动进行。
研磨液是过滤水或蒸馏水。
研磨工具采用合成树脂或锡等软质材料。
金属等延展性材料严密抛光时不产生裂纹，但是切削不连续，采用的研磨磨具不同。
3.在实际研磨抛光中，通常认为技术人员的经验非常重要，为什么？答：一般来说手动抛光机之技术，多半都有是依照操作人员个人的操作经验与习惯而养成的抛光动作，往往都是因人而异，所以在手动抛光机的操作技术上，无法清楚的归纳具体的操场作技术，所以说通常认为技术人员的经验非常重要。
4.解释研磨、抛光、EEM和CMP的加工原理。
答：研磨加工原理：利用工件与研具相对运动，通过研磨剂作用而获得高质量、高精度的加工。
抛光加工原理：抛光是在较软质或有弹性变形特性只研磨布上，而只以塑性变形去除微小量的材料表面，使镜面加工变形少。
EEM加工原理：它的加工原理是高速旋转的树脂球对工件产生一定的压力和气流，并在它们之间加上含有磨料的工作液，使树脂球冲击或擦过工件表面进行加工。
02213精密加工与特种加工考点复习整理
1.领会：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，作出正确的解释、说明和阐述。
20%2.掌握：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。
40%3.熟练掌握：必须掌握的核心内容和重要知识点。
40%第九章电子束和离子束加工一、领会1.电子束的基本原理电子束的加工是在真空调件下，利用聚焦后能量密度极高的电子束，以极高的速度（速度可达1.6*105km/s）冲击到工件表面极小的面积上，在极短的时间内，其能量的大部分转化为热能，使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温，从而引起材料局部熔化和气化，而实现加工的目的，称为电子束热加工；另一种利用电子束的非热效应，功率密度较小的电子束流和电子胶相互作用，电能转换为化学能，产生辐射化学或物理效应，使电子胶的分子链被切断或重新组合形成分子量的变化以实现电子束曝光，可实现表面微槽或其他几何形状的刻蚀加工。
2.工艺特点1）由于电子束能够极其微细地聚焦，甚至能聚焦到0.1μm，所以加工面积很小，是一种精密微细的加工方法2）电子束能量密度高，在极微小束斑上能达到106~109W/cm2，使照射部分的温度超过材料的熔化和气化温度，去除材料主要靠瞬时蒸发，是一种非接触式加工。
工件不受机械力作用，不产生宏观应力和变形，可加工脆性、韧性、导体、半导体、非导体材料3）由于电子束的能量密度高，且能量利用率达90%以上，因而加工生产率很高4）可以通过磁场或电场对电子束的强度、位置、聚焦等进行直接控制，所以整个加工过程便于实现自动化。
5）由于电子束加工在真空中进行，因而污染少，加工表面不氧化，特别适用于加工易氧化的金属及合金材料，及纯度要求极高的半导体材料6）价格昂贵，生产应用有一定局限性3.电子束的加工设备组成：电子枪（获得电子束）、真空系统（避免与气体分子之间的碰撞）、控制系统、电源（稳定性要求高）4.电子束加工可用于：打孔、切割、蚀刻、焊接（利用电子束作为热源的焊接工艺）、热处理、曝光等5.离子束加工的基本原理和特点1）基本原理利用离子束对材料进行成形和表面改性的加工方法。
精密与特种加工简答题及答案
1．实现超精密切削加工对刀具性能的要求是：（极高的硬度和耐磨性）、（刃口及其锋利）、刀刃无缺陷、与工件材料的抗粘接性好，摩擦系数低。
2．精密和超精密加工机床主轴轴承的常用形式有（液体静压轴承）和（空气静压轴承）。
3．金刚石晶体的激光定向原理是利用金刚石在不同结晶方向上（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。
4．电火花加工蚀除金属材料的微观物理过程可分为（介质电离击穿）、（介质热分解、电极材料熔化、气化）、（蚀除物抛出）和（间隙介质电离）四个阶段。
5．超精密加工机床的关键部件主要有：（精密主轴部件）、（导轨部件）和（进给驱动系统）等。
6．电火花加工粗加工时工件常接（负）极，精加工时工件常接（正）极；线切割加工时工件接（正）极；电解加工时工件接（正）极；电解磨削时工件接（正）极；电镀时工件接（负）极。
7.电子束加工是在（真空）条件下，利用（聚焦后能量密度极高、速度极高的电子）对工件进行加工的方法。
8．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。
9．电火花型腔加工时使用最广泛的工具电极材料是：（纯铜）和（石墨）。
10．影响电火花加工精度的主要因素有：（放电间隙的大小）及其一致性、（工具电极的损耗）及其稳定性和（二次放电现象）。
11．超精密机床主轴的驱动方式主要有电动机通过带传动驱动、（电动机通过柔性联轴器驱动）和（采用内装式同轴电动机驱动）三种。
12．超精密加工中超稳定的加工环境条件主要指（恒温）、（恒湿）、（防振）和（超净）四个方面的条件。
13．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）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。
14．电火花加工按工件和工具电极相对运动的关系可分为：电火花（穿孔成形加工）、电火花（线切割加工）、电火花（磨削加工）、电火花（展成加工）、电火花表面强化和刻字等类型。
15．若工件为铁，工具为铜，在NaCl电解液中进行电解加工时，阳极溶解生成（Fe(OH)2 ），阴极生成（H2 ），电解液内最终生成物是Fe（OH）3 。
《精密与超精密加工技术》知识点总结
《精密与超精密加工技术》知识点总结1.加工的定义：改变原材料、毛坯或半成品的形状、尺寸及表面状态，使之符合规定要求的各种工作的统称。
规定要求：加工精度和表面质量。
2.加工精度：是指零件在加工以后的几何参数（尺寸、形状、位置）与图纸规定的理想零件的几何参数相符合的程度。
符合程度越高，加工精度则越高。
3.表面质量：指已加工表面粗糙度、残余应力及加工硬化。
4.精密加工定义：是指在一定时期，加工精度和表面质量达到较高程度的加工技术（工艺）。
5.超精密加工：是指在一定时期，加工精度和表面质量达到最高程度的加工技术（工艺）。
6.加工的划分普通加工（一般加工）、精密加工和超精密加工。
普通加工：加工精度在1μm 以上（粗加工IT13～IT9、半精加工IT8～IT7、精加工IT6～IT5），粗糙度Ra0.1-0.8μm。
加工方法：车、铣、刨、磨等。
适用于:普通机械（汽车、拖拉机、机床）制造等。
精密加工：加工精度在1～0.1μm ，粗糙度Ra0.1μm 以下（一般Ra0.1～0.01μm ）的加工方法。
加工方法：车削、磨削、研磨及特种加工。
适用于：精密机床、精密测量仪器等中的关键零件的制造。
超精密加工：加工精度在0.1～0.01μm ，粗糙度小于Ra0.01μm（Ra0.01～Ra0.001μm）的加工方法。
加工方法：金刚石刀具超精密切削、超精密磨削、超精密特种加工。
适用于：精密元件的制造、计量标准元件、集成电路等的制造。
7.精密加工影响因素8.切削、磨削加工：精密切削和磨削、超精密切削与磨削。
9.特种加工：是指一些利用热、声、光、电、磁、原子、化学等能源的物理的，化学的非传统加工方法。
10.精密加工和超精密加工的发展趋势：向高精度方向发展、向大型化，微型化方向发展、向加工检测一体化发展、研究新型超精密加工方法的机理、新材料的研究。
11.精密加工和超精密加工的特点：形成了系统工程它是一门多学科的综合高级技术；它与特种加工关系密切传统加工方法与非传统加工方法相结合；加工检测一体化在线检测并进行实时控制、误差补偿；与自动化技术联系密切依靠自动化技术来保证；与产品需求联系紧密加工质量要求高、技术难度大、投资大、必须与具体产品需求相结合。
精密与特种加工知识点总结精炼版
实现精密与超精密加工的基本条件；精密加工机床，金刚石刀具，精密切削机理及变化规律，稳定的加工环境，误差补偿技术，精密测量技术。
超精密机床特征：1.高精度2.高刚度3.高稳定性4.高自动性超精密机床的关键部件及其系统：精密主轴部件，床身和精密导轨，超精密运动驱动部件，超精密微量进给装置，超精密运动检测系统，超精密数控系统。
为实现精密-刀具要求：1.极高的硬度、耐磨性、弹性模量以保证刀具的寿命、尺寸、耐用度2.刃口能磨的及其锋锐、刃口半径极小，能实现超薄切削3.刀刃无缺陷，切削时刃形将附印在加工表面上，能得到超光滑镜面4.和工件的抗粘结性能好、化学亲和性小、摩擦系数低能得到极好的加工表面完整性金刚石特性：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口，因此虽然其价格昂贵，仍被一致公认为理想的不能替换的超精密切削材料建议选用（100）晶面的理由：1.（100）晶面的耐磨性明显高；2.（100）晶面的微观破损强度要高；3.（100）晶面和有色金属之间的摩擦因数要低。
金刚石定向方法：人工目测定向，X射线定向，激光定向。
--减少机床振动的措施：1.各运动部件都经过精密动平衡，消灭或减少机床内部的震源2.提高机床的抗振性 3.在机床结构的易振部分人为的加入阻尼减少振动 4.使用振动衰减能力强的材料，制造机床的结构件5.机床尽量远离振源6.使用空气隔振垫。
7.机床采用单独地基金刚石刀具的磨损：机械磨损（常见）、破损(裂纹、碎裂、解理)、碳化磨损刀具磨损的三个阶段：初期磨损阶段、正常--、急剧--刀具的磨钝标准：工艺磨损极限∆g、合理磨损极限∆h刀具寿命：刀具由开始切削到磨钝为止的切削总时间成为刀具寿命，它代表刀具磨损的快慢程度，金刚石刀具寿命平时以其切削路径的长度表示毛刺的定义：在切削加工中，被切削层材料在刀具前面和切削刃的作用下，超出工件理想尺寸的多余材料。
--毛刺的影响：1)影响工件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度 2）影响下道加工工序定位 3）影响工件的测量精度 4）影响装配质量甚至无法进行正常装配 5）影响操作者安全 6）影响工件表面美观度切削方向毛刺的形成：正常切削、挠曲变形、弹性效应、继续切削、剪断分离切削方向亏缺：正常切削、挠曲变形、产生裂纹、推挤过切、剪断分离影响毛刺生成及变化的主要因素：工件材料的性质、刀具的几何参数、切削用量、切削加工方式、被加工工件终端的支撑刚度控制毛刺的基本原则：精度原则为上策、效率--为中、位置-- 为下控制或减小毛刺的基本途径：工件结构的少无毛刺设计；少无毛刺切削加工工艺安排；切削用量的调整；刀具几何参数的优化；工件终端部的强化。
精密与特种加工复习资料
精密与特种加工产生背景：为解决难切削材料加工问题、特殊复杂表面的加工问题、超精密表面加工问题、特殊零件的加工问题，深入研究和揭示机械能在切削加工中的新作用形式以及加工机理，以大幅度提高加工精度和表面质量，探索机械能以外的电能、化学能、声能、光能、磁能等能量形式在加工中的应用，以开发出新的加工方法。
特点：不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量实现加工工具硬度可以低于被加工材料的硬度，加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，故加工的难易与工件硬度无关各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。
对制造工艺影响：1.提高材料的可加工性，2.改变零件的典型工艺路线，3.改变试制新产品的模式，4.影响产品零件的结构设计，5.传统的结构工艺性衡量标准变化，6.微细加工和纳米加工的主要手段。
影响精密和超精密加工的因素：1.加工机理，2.被加工材料，3.加工设备及其基础元部件，如主轴、导轨等，4.加工工具，5.检测与误差补偿，6.工作环境，如温度、湿度、防振以及灰尘等，7.微量进给装置，8.进给驱动装置。
实现精密和超精密加工的基本条件：1.精密加工机床，是实现精密加工的首要条件。
2.金刚石刀具，精密切削加工必须能够均匀地切除极薄的金属层，而微量切除是精密加工的重要特征之一，是精密切削的重要手段。
3.精密切削机理及变化规律，精密切削过程中许多变形问题很特殊，如积屑瘤的产生，切削参数及加工条件对切削过程的影响都与常规切削有很大不同。
4.稳定的工作环境，主要包括恒温、防振和空气净化。
5.误差补偿技术通过消除或者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。
液体静压轴承优缺点：优点：回转精度可达0.1微米，转动平稳，无振动，可达到较高的刚度；缺点：液体静压轴承的温升很高，难以控制，造成热变形影响主轴精度。
空气静压轴承优缺点：具有很高的回转精度，由于空气的粘度小，主轴在高速转动时空气升温小，热变形影响小。
超精密加工复习要点
超精密加工第一章1. 什么是精密加工和超精密加工技术？答：精密加工：是指在一定时期，加工精度和表面质量达到较高程度的精密加工技术（加工工艺）。
具体地说，是指加工精度在1～0.1μm，粗糙度在Ra0.1μm以下（一般Ra0.02～0.1μm）的加工方法。
超精密加工：是指在一定时期，加工精度和表面质量达到最高程度的精密加工技术（加工工艺）。
具体地说，是指加工精度在0.1～0.01μm，粗糙度小于Ra0.01μm（Ra0.01～Ra0.001μm）的加工方法。
研究它有何重要意义？答：1). 机械工业是国民经济发展的基础，为其他行业提供技术装备；而技术装备的水平和质量影响各行业生产技术的水平。
2). 国家要振兴机械装备制造业，先进制造技术是振兴机械装备制造业的重要组成部分。
3). 精密和超精密加工技术又是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分，是先进制造技术的基础和关键。
2. 精密加工和超精密加工包括哪些内容？答：1). 精密、超精密切削和磨削加工。
2). 精密和超精密特种加工，包括： a.电物理加工；b.电化学加工；c.物理加工；d.化学加工；e.复合加工。
3. 金刚石刀具超精密切削的切削速度应如何选择？答：根据所使用的超精密机床和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速（切削速度）。
因为在该速度时，表面粗糙度最小，加工质量最高。
小批量加工可选低切削速度（低主轴转速）；大批量加工选高切削速度（高主轴转速）以提高生产率。
4. 单晶金刚石有哪几个主要晶面？晶面选择对切削变形和加工表面质量的影响如何？答：单晶金刚石有(100)、(110)和(111)三个主要晶面。
对切削变形的影响：晶面不同的刀具，切削变形不同，(100)晶面的车刀切削变形小。
对加工表面质量的影响：相同切削条件，锋锐度基本相同，不同晶面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(110)晶面车刀切出的表面层残余应力。
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复习思考题答案第一章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。
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内容。
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，其主要内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范围?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。
精密加工复习资料
1.通常将加工精度在0.1-1μm、加工表面粗糙度Ra在0.02-0.1μm之间的加工方法称为精密加工。
2.将加工精度高于0.1μm、加工表面粗糙度Ra小于0.01μm的加工方法称为超精密加工。
3.现代机械工业之所以要致力于提高加工精度的主要原因：提高制造精度后可提高产品的性能和质量，提高其稳定性和可靠性；促进产品的小型化；增强零件的互换性，提高装配生产率，并促进自动化装配。
4.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。
5.金刚石刀具的超精密切削加工技术，主要就用于：单件的大型超精密零件的切削加工和大量生产的中小型零件的超精密切削加工技术。
6.金刚石刀具两个重要的问题：晶面的选择；刀具的研磨质量+切削刃钝圆半径，它关系到切削变形和最小切削厚度，因而影响加工质量。
7.超稳定环境条件主要是指恒温、防振、超净和恒湿四个方面的条件。
8.我国在超精密方面的发展：超精密切削、磨削的基本理论和工艺；超精密设备的关键技术、精度、动特性和热稳定性；超精密加工的精度检测、在线检测和误差补偿；超精密加工的环境条件；超精密加工的材料。
9.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。
10.超精密切削对刀具的要求：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；切削刃钝圆能磨得极其锋锐，切削刃钝圆半径值极小能实现超薄切削厚度；切削刃无缺陷，切削时刃形将复印在加工表面上，能得到超光滑的镜面；和工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因数低，能得到极好的加工表面完整性。
11.把金刚石刀具切削和超精密切削等同起来，称SPDT（单点金刚石切削）。
12.天然单晶金刚石为8面体和12面体，有时也会遇到6面体或其他晶形。
人造单晶金刚石常为6面体、8面体、12面体。
13.3个主要晶面：（100）（111）（110）。
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 n。
3.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。
12.从加工机理来看，砂带磨削兼有磨削、研磨和抛光的综合作用。
精选精密加工与特种加工考点复习
1.领会：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，作出正确的解释、说明和阐述。
20%2.掌握：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。
40%3.熟练掌握：必须掌握的核心内容和重要知识点。
40%第九章电子束和离子束加工一、领会1.电子束的基本原理电子束的加工是在真空调件下，利用聚焦后能量密度极高的电子束，以极高的速度（速度可达1.6*105km/s）冲击到工件表面极小的面积上，在极短的时间内，其能量的大部分转化为热能，使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温，从而引起材料局部熔化和气化，而实现加工的目的，称为电子束热加工；另一种利用电子束的非热效应，功率密度较小的电子束流和电子胶相互作用，电能转换为化学能，产生辐射化学或物理效应，使电子胶的分子链被切断或重新组合形成分子量的变化以实现电子束曝光，可实现表面微槽或其他几何形状的刻蚀加工。
2.工艺特点1）由于电子束能够极其微细地聚焦，甚至能聚焦到0.1μm，所以加工面积很小，是一种精密微细的加工方法2）电子束能量密度高，在极微小束斑上能达到106~109W/cm2，使照射部分的温度超过材料的熔化和气化温度，去除材料主要靠瞬时蒸发，是一种非接触式加工。
工件不受机械力作用，不产生宏观应力和变形，可加工脆性、韧性、导体、半导体、非导体材料3）由于电子束的能量密度高，且能量利用率达90%以上，因而加工生产率很高4）可以通过磁场或电场对电子束的强度、位置、聚焦等进行直接控制，所以整个加工过程便于实现自动化。
5）由于电子束加工在真空中进行，因而污染少，加工表面不氧化，特别适用于加工易氧化的金属及合金材料，及纯度要求极高的半导体材料6）价格昂贵，生产应用有一定局限性3.电子束的加工设备组成：电子枪（获得电子束）、真空系统（避免与气体分子之间的碰撞）、控制系统、电源（稳定性要求高）4.电子束加工可用于：打孔、切割、蚀刻、焊接（利用电子束作为热源的焊接工艺）、热处理、曝光等5.离子束加工的基本原理和特点1）基本原理利用离子束对材料进行成形和表面改性的加工方法。
精密和超精密加工技术_期末复习资料
第一章1.一般工厂能稳定掌握的加工精度是1μm。
通常将加工精度在0.1—1μm，表面粗糙度在0.02—0.1μm之间的加工方法称为精密加工；而将加工精度高于0.1μm，表面粗糙度小于0.01μm之间的加工方法称为超精密加工。
2.20世纪五十年代精密加工能达到的精度水平3-5um，超精密加工达到的精度是1um。
到20世纪70年代后期，精密加工达到的精度水平是1um，超精密加工达到的精度是0.1um，而现在精密加工达到的精度水平是0.1um，超精密加工达到的精度已是0.01-0.001um3.精密加工和超精密加工目前包含三个领域：①超精密切削，如超精密金刚石切削。
②精密和超精密磨削研磨，如解决大规模集成电路基片的加工。
③精密特种加工，如电子束、离子束加工。
P44.实现超精密切削加工，不仅需要超精密的机床设备和刀具，也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。
5.金刚石刀具的超精密切削加工技术，主要应用于两个方面：单件的大型超精密零件的切削加工何大量生产的中小型零件的超精密切削加工技术。
P56.金刚石刀具有两个比较重要的问题：①晶面的选择。
②金刚石刀具的研磨质量。
7.最小切削厚度：能稳定切削的最小有效切削厚度。
1nm8.工件材料对超精密切削有重要影响。
主要原因：①表面出现不纯物，造成不规则的空穴和划伤。
②结晶的晶界出现阶梯。
③加工工件有残留变形和残留应力。
④对金刚石刀具的亲和性、产生粘接现象等。
⑤由于晶体材料的各项异性，影响切削变形和加工表面质量P79.超精密加工研究的主要内容包括：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。
P9第二章1.现在超精密切削是使用精密的单晶天然金刚石刀具加工有色金属和非金属，可以直接切出超光滑的加工表面。
P102.超精密切削实际选择的切削速度，通常根据所选使用的超精密机床的动态特性和切削系统的动态特性选取，即选择震动最小的转速。
精密与特种加工技术复习总结2
1.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工的非传统加工方法2.能量的来源：不是主要依靠机械能而是主要用其他的能量去除工件材料3.精密加工的影响：提高了材料的可加工性改变了零件的典型工艺路线大大缩短了产品试制周期对产品的结构设计产生很大的影响对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生了重要影响4.加工成型的原理和特点分类：去除加工结合加工变形加工5.超精密机床的三大模块：主轴系统进给系统结构件6.对超精密加工机床的基本要求：高精度高刚度高温性高自动化7.超精密切削对刀具的要求：极高的硬度极高的耐磨性和极高的弹性模量刃口能磨得极其锋锐即刃口半径ρ值很小以实现超薄切削刀刃无缺陷切削时刃形将复制在被加工表面上, 从而得到超光滑的镜面与工件材料的抗粘结性好化学亲和性小摩擦因数低以得到极好的加工表面完整性8.立方晶系金刚石晶体有三个晶面：即100 ) 111)110)9.金刚石晶体的面网：晶体内部分布有原子的面叫做晶面, 也称面网晶体内部分布有原子的面叫做晶面, 也称面网10. 金刚石晶体定向方法有: 人工目测定向; X 射线晶体定向; 激光晶体定向等。
11. 金刚石在小刀头上的固定方法有:机械夹固用粉末冶金法夹固使用粘接或钎焊固定12. 精密和超精密磨料加工可分为固结磨料和游离磨料两大类13. 影响砂轮性能的因素：主要是砂轮的磨料、砂轮的粒度和砂轮的结合剂14. 砂轮结合剂材料有树脂类、金属类、陶瓷类等,15. 超硬磨料砂轮磨削主要是指用金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮加工硬质合金、陶瓷、玻璃、半导体材料及石材等高硬度、高脆性材料16. 树脂结合剂超硬磨料砂轮湿磨可比干磨提高砂轮寿命40% 左右,17. 方氮化硼砂轮磨削时一般采用油性液为磨削液, 而不用水溶性液, 18. 金属材料的研磨在加工机理上和脆性材料的研磨有很大区别没有裂纹的产生19. 研磨盘是涂敷或嵌入磨料的载体, 以发挥磨粒切削作用常用的研磨盘材料有铸铁、黄铜、玻璃等20.研具表面开槽的目的：在槽内存储多余的磨粒, 以防止磨料堆积而损伤工件表面。
精密和超精密加工复习整理资料
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.超精密加工中超稳定的加工环境条件主要指（恒温）、（恒湿）、（防振）和（超净）四个方面的条件。
3.电火花型腔加工的工艺方法有：（单电极平动法）、（多电极更换法）、（分解电极法）、简单电极数控创成法等。
4.超精密加工机床的总体布局形式主要有以下几种：（T形布局）、（十字形布局）、（R-θ布局）、（立式结构布局）等。
5.实现超精密加工的技术支撑条件主要包括：（超精密加工机理与工艺方法）、（超精密加工机床设备）、（超精密加工工具）、（精密测量和误差补偿）、高质量的工件材料、超稳定的加工环境条件等。
6.激光加工设备主要包括电源、（激光器）、（光学系统）、（机械系统）、控制系统、冷却系统等部分。
7.精密和超精密加工机床主轴轴承的常用形式有（液体静压轴承）和（空气静压轴承）。
8.金刚石晶体的激光定向原理是利用金刚石在不同结晶方向上（因晶体结构不同而对激光反射形成不同的衍射图像）进行的。
9.电火花加工蚀除金属材料的微观物理过程可分为（介质电离击穿）、（介质热分解、电极材料熔化、气化）、（蚀除物抛出）和（间隙介质消电离）四个阶段。
10.超精密加工机床的关键部件主要有：（精密主轴部件）、（导轨部件）和（进给驱动系统）等。
11.三束加工是指电子束、离子束和激光束。
12.所谓空气洁净度是指空气中含尘埃量多少的程度。
13.工业生产中常见的噪声主要有空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声。
14.纳米级加工精度包含：纳米级尺寸精度、纳米级几何形状精度、纳米级表面质量。
15.超精密切削时积屑瘤的生成规律：1）在低速切削时，h0值比较稳定；在中速时值不稳定。
2）在进给量f很小时，h0较大3）在背吃刀量a p<25um时，h0变化不大；在a p>25um时，h0将随a p的值增大而增大。
16.超精密切削时积屑瘤对切削过程的影响：积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力小。
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精密加工
1、金刚石刀具超精密切削速度应如何选择？
答：根据所使用的超精密机床和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速（切削速度）。
（2分）因为在该速度时，表面粗糙度最小，加工质量最高。
（1分）
小批量加工可选低切削速度（低主轴转速）；大批量加工选高切削速度（高主轴转速）以提高生产率。
（1分）
2、金刚石刀具晶面选择对切削变形和加工表面质量影响如何？
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。
3、超精密切削对刀具有哪些要求？为什么单晶金刚石被公认为理想的、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。
4、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：金刚石晶面上原子排列形式的不同、原子密度的不同以及面网间距离的差异，决定了金刚石晶体的各向异性。
（111）晶面的密度最高，其硬度和耐磨性最高，磨削率最低，但在两相邻晶面间最易解理劈开；（110）晶面磨削率最高；（100）晶面的密度最低，其硬度低强度高。
不同晶面具有不同耐磨性，而且在同一晶面上的不同方向上耐磨性也有着很大差别。
在对金刚石研磨时，通常把高磨削率方向称为“好磨方向”；（110）晶面磨削率最高，即最容易磨；（111）晶面磨削率最低，即最不容易磨。
把低磨削率方向称为“难磨方向”，其磨削率极低，研磨甚难。
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（P35）
5、13.单晶金刚石刀具的前面应选哪个晶面。
为什么？
答：推荐金刚石刀具的前面选（100）晶面。
原因1.（100）晶面的耐磨性明显高于（110）晶面。
2.（100）晶面的微观破损强度要高于（110）晶面，同时（100）晶面受载荷时的破损机率要比（110）晶面低很多。
3.（100）晶面和有色金属之间的摩擦因数要低于（110）晶面的摩擦因数。
4.（111）晶面不适合做前后面。
6、精密和超精密机床的隔振防震措施有哪些？
答：1）使超精密机床尽量远离振源。
机床附近的振源，如空压机、泵等应尽量移走。
实在无法移走时，应采用单独地基，加隔振材料等措施，使这些无法移走的振源所产生的振动对精加工的影响尽量减小。
2）超精密机床采用单独地基，隔振沟、隔扳墙等。
为减少外界振动的干扰，地基应有足够的深度，地基周围用隔振沟，沟中使用吸振材料。
过去为防止外界振动的传入，有使用弹簧将地基架起来，它的隔损频率不够低，且不能自动找水平。
3）使用空气隔振垫。
机床使用空气隔振垫后需要有自动找水平的控制系统，必须在机床运动部件移动重心改变时，仍能保持水平。
7、精密和超精密加工为什么常常需要在恒温条件下进行。
答：1.在环境温度变化时会影响加工设备的精度。
2.温度变化不仅影响机床的几何精度还会影响工件的加工精度。
3.在环境温度稳定的情况下，零件的形状及各形面之间的的相互位置关系也不变。
4.温度是保证长度精密测量的重要条件。
国际上用20度作为长度测定的标准温度。
8、精密磨削能获得高精度和小表面粗糙度表面的主要原因何在？（精密磨削的特点、机理）
答：精密磨削主要靠砂轮的精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，被加工表面留下大量极微细的磨削痕迹，残留面积高度极小，加上无火花磨削阶段的作用，从而获得高精度，低粗糙度表面。
①微刃的微切削作用；②微刃的等高切削作用；③微刃的滑挤、摩擦、抛光作用
9、试分析超硬微粉砂轮超精密磨削的特点
答：1.由于磨料是微粉级的，粒度很细，在超精密磨床上磨削时可以同时获得极小的表面粗糙度和很高的几何尺寸和形状精度。
2.它是一种固结磨料的微量去除加工方法，加工效率高。
3.由于磨料粒度很细，空屑空间很小，磨削容易堵塞，需要进行在线休整，才能保证磨削的正常进行和加工质量。
4.磨削要在超精密磨床上进行，机床上应该有微进给装置，设备价格高。