精密加工与特种加工重要知识点整理 第一至四
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。
精密加工和特种加工简介
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四、激光加工
工件的激光加工由激光加工机完成。 激光加工机通常由激光器、电源、光学系统 和机械系统等组成。激光器(常用的有固体激 光器和气体激光器)把电能转变为光能，产生 所需的激光束，经光学系统聚焦后，照射在 工件上进行加工。工件固定在三坐标精密工 作台上，由数控系统控制和驱动，完成加工 所需的进给运动。
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特点及应用范围
①加工硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料； ②加工半导体材料及非导电材料； ③加工各种型孔、曲线孔和微小孔； ④加工各种立体曲面型腔，如锻模、压铸模、 塑料模的模膛； ⑤用来进行切断、切割以及进行表面强化、刻 写、打印铭牌和标记等。
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二、电解加工
电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶 解的电化学原理对工件进行成形加工的一种 方法。 工件接直流电源正极，工具接负极，两极之 间保持狭小间隙(0.1mm－0.8mm)。具有一 定压力(0.5MPa－2.5MPa)的电解液从两极 间的间隙中高速15m/s－60m/s)流过。当工 具阴极向工件不断进给时，在面对阴极的工 件表面上，金属材料按阴极型面的形状不断 溶解，电解产物被高速电解液带走，于是工 具型面的形状就相应地“复印”在工件上。11
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三、超声波加工
超声波加工是利用超声频(16KHz－25KHz) 振动的工具端面冲击工作液中的悬浮磨料， 由磨粒对工件表面撞击抛磨来实现对工件 加工的一种方法。
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特点及应用范围
在加工难切削材料时，常将超声振动与其它 加工方法配合进行复合加工，如超声车削、 超声磨削、超声电解加工、超声线切割等。 这些复合加工方法把两种甚至多种加工方法 结合在一起，能起到取长补短的作用，使加 工效率、加工精度及工件的表面质量显著提 高。
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。
精密与特种加工知识点
第1章概论1. 精密和特种加工方法分类（根据成型原理和特点）去除加工、结合加工、变形加工、切削加工、磨料加工、特种加工复合加工、镜面切削、镜面磨削、镜面研磨。
2. 国内外现状(1)前苏联，美国和欧洲是开展研究最早的国家。
(2)日本是当今世界上精密和特种加工技术发展最快的国家。
(3)我国的精密与特种加工技术在70年代末期有了长足进步，80年代中期出现了具有世界水平的精密和特种加工机床以及相应的工艺水平。
3. 技术发展趋势精密与特种加工技术的发展趋势是：向更高精度、更高效率方向发展；向大型化、微型化方向发展；向加工检测一体化方向发展；机床向多功能模块化方向发展；不断探讨适合于超精密加工的新原理、新方法、新材料。
21世纪初十年将是制造技术达到纳米加工技术的关键十年。
4.精密和特种加工是先进制造技术的基础和关键第2章精密切削加工1.. 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，可以直接加工出超光滑的加工表面(粗糙度Ra0.02～0.005µm，加工精度<0.01µm)。
2. 金刚石刀具的精密加工技术主要应用于单件大型超精密零件的切削加工和大量生产中的中小型超精密零件加工。
3. 按加工精度划分，可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。
4. 精密加工：加工精度在0.1～1µm，加工表面粗糙度在Ra0.02～0.1µm之间的加工方法称为精密加工；5. 超精密加工：加工精度高于0.1µm，加工表面粗糙度小于Ra0.01µm之间的加工方法称为超精密加工（微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等）。
6. 精密加工的关键技术精密加工机床：主轴回转精度、工作台直线运动精度以及刀具微量进给精度金刚石刀具：金刚石晶面选择、刀具刃口锋利性（刀具刃口圆弧半径）精密切削机理：微量切削过程的特殊性稳定的加工环境：恒温、防振和空气净化误差补偿：根据规律设定补偿，反馈控制系统精密测量技术7. 超精密切削实际速度的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
02213精密加工与特种加工考点复习整理要点
02213精密加工与特种加工考点复习整理要点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。
04精密加工和特种加工
抛光特点：
①方法简便、经济，不用特殊设备；
②容易对曲面进行加工；
③只能提高粗糙度，不能改变零件的尺寸精度、形状精度或位置精度；
④劳动条件差。
抛光应用： 抛光主要用于零件表面的装饰加工，或者利用抛光方法去除前道工序的加工
痕迹，提高零件的疲劳强度。
抛光零件表面的形状可以是平面、外圆、孔、以及各种成形表面等。 五、各种精密加工方法的比较：
用装有细磨粒、低硬度的油石磨头，在一定压力下 对工件表面进行光整加工的方法称为超级光磨 。
• 加工时工件旋转，油石以恒力轻压于工件表面， 在作轴向进给的同时作轴向微小振动，从而达到 对工件微观不平的表面进行光磨的效果。
超级光磨的特点 ： ①加工余量极少，一般为3 ~ 10μm； ②生产率较高，一般加工时间只需30~60秒； ③表面质量好，Ra<0.012μm； ④设备简单，操作方便。 但是，超级光磨只能提高表面质量，不能提高尺寸精度和形位精度。
第二节 特种加工
特种加工是相对于传统的切削加工而言，传统的切削加工是用刀具靠机械 能去除工件表面的多余材料。当工件材料的强度、硬度、脆性、韧性过高， 或零件的结构过于复杂，或尺寸太小，或零件的刚度较差时，传统的切削加 工方法就难于实现。特种加工就是为解决这些难题而发展起来的一种新的加 工方法.
特种加工是直接利用电能、光能、声能、热能、化学能或多种能量复合形 式进行加工的方法。常用的特种加工有电火花加工、电解加工、超声波加工、 激光加工、电子束加工和离子束加工等。
精度为3～O．3 μm，粗糙度为O．3～O·03μm的叫精密加工；
精度为0．3～0．03 μm，粗糙度为0．03～0．005 μm的叫超精密加工，或亚微米 加工；
精度为0．03 μm（30纳米），粗糙度优于0．005 μm以上的则称为纳米（nm）加工。
精密加工与特种加工重要知识点整理
精密加工与特种加工重要知识点整理第一篇：精密加工与特种加工重要知识点整理精密加工与特种加工重要知识点整理第一部分1、立方氮化硼砂轮磨削时可采用油性液。
2、最适合超声加工的材料是金刚石。
3、金刚石晶体的各向异性表现为金刚石晶体的各个晶面的耐磨性不同，同一个晶面上不同方向上的耐磨性不一样。
4、属于超硬磨料的是立方氮化硼。
5、具有整形和修锐两个功能的修整方法是电火花修整法。
6、超精密加工机床中采用的T型总体布局为：主轴做Z向运动，进给系统做X向运动，因而其主轴的驱动方式是电动机通过柔性连轴节驱动主轴、采用内装式电动机驱动。
7、可选作测量平台的制作材料的是铸铁。
8、多齿分度盘的齿数为1440，则其分度增量是1/4度。
9、直线度误差测量方法中，既可用于在线测量，又可用于实时控制的是导轨直线度的2点测量法。
10、具有误差均化效果的机构是多齿分度盘。
11、铜、光学玻璃不适用于电火花加工。
12、选取制造空气主轴和轴承的材料时，不能采用45号碳钢。
13、高功率密度的电子束加工是针对工件打孔。
14、离子束加工所具有的特点加工中无机械应力和损伤。
15、在电火花加工中，存在吸附效应，它主要是影响工具电极的损耗。
16、电火花线切割加工中，其工作液一般是采用水基形成工作液17、电火花加工中的等脉冲电源，控制每个脉冲周期内用于加工的脉冲能量值相同。
18、圆度误差评定方法有四种，适合计算机实时测量处理的是最小二乘法。
19、超精密加工机床中用的主轴部件常采用的是静压空气轴承结构。
20、受温升影响主轴精度最大的轴承是液体静压轴承。
21、决定金刚石晶体各向异性的因素是金刚石晶体的各个晶面的面网间距离不同，各面网上原子排列形式不同，原子密度不同。
22、金刚石晶体面网间距分布不均匀的是 111 晶面。
23、金刚石晶体的111晶面的硬度和耐磨性均为最高。
24、金刚石刀具前、后面的晶面选择时，不宜选取111晶面。
25、在刚玉类磨料中，以单晶刚玉最好。
机械设计制造精密加工和特种加工1
加工方法：电火花加工、电解加工、超声波 加工、激光加工、电子束和离子束加工等
第二节 特种加工
电火花加工
原理：让浸没在绝缘的工作液中的工具和工件（正、 负电极）之间产生脉冲性电火花放电，瞬时在工件 局部放电区域产生的高温使工件表面的金属熔化、 汽化，并游离于工件表面，利用这一电腐蚀现象来 蚀除多余的金属，已达到对零件的尺寸、形状及表 面质量预定的加工要求。
第二节 特种加工
电解加工
第二节 特种加工
电解加工
特点：
（1）加工范围广，加工不受材料本身力学性能的限制； （2）加工过程中无切削力和切削热的作用，工件不产生内应力和变形； （3）加工后的零件表面无毛刺和残余应力； （4）在加工中，工具阴极只发生氢气和沉淀而无溶解作用； （5）电解加工生产率较高； （6）电解加工的附属设备多，造价高，占地面积大，加工稳定性不高； 电解液有腐蚀性，电解产物有污染，需进行处理。
第一节 精密加工
特种加工是采用电能、化学能、光能、声能、 热能等能源进行加工的非传统加工方法。
第二节 特种加工
特种加工与传统切削加工的本质区别：
传统切削加工是利用机械能通过道具切除工件上的多余材料 以获得合格零件，刀具与工件之间必须施加一定的机械力才 能实现切削加工，而且刀具材料的硬度必须高于加工材料的 硬度； 特种加工是利用物理能量、化学能量或其组合直接施加在被 加工工件的部位上，使材料被去除、变形或改变性能。
第一节 精密加工 第二节 特种加工
精密加工是指在一定的发展时期，加工精 度和表面质量达到较高程度的加工工艺。
第一节 精密加工
精密加工范畴：微细加工、光整加工、精整加工等 精密加工方法：研磨、珩摩、超级光磨、抛光等
特种加工重难知识点总结
数控加工重难知识点精选第一章：概论1.特种加工，非传统加工（Non-Traditional Machining），非常规机械加工（Non-Conventional Machining）外因：社会需求内因：解决社会需求2.特种加工与切削加工本质不同点：①主要靠其他能量非机械能去除金属材料②工具硬度可低于被加工材料硬度③加工过程工具与工件间不存在显著的机械切削力3.特种加工对材料可加工性，结构工艺性等影响：①提高材料可加工性②改变零件的典型工艺路线③改变了试制新产品的模式④对产品的结构设计影响大⑤对传统的结构工艺性好坏需重新衡量⑥是微细加工和纳米加工的主要手段第二章：电火花加工1.电火花加工（Electrical Discharge Machining/EDM）：在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性火花放电，靠放电时局部瞬时高温把金属蚀除2.原理：基于工具和工件之间脉冲性火花放电的电腐蚀现象来蚀除多余金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量的预定加工要求3.必备条件：·必须使工具电极和工件被加工表面之间保持一定放电间隙（0.02~0.1mm）·火花放电必须是瞬时脉冲性放电·火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行4.优点：①适合于任何难切削导电材料的加工②可以加工特殊及复杂形状的表面和零件5.缺点：①主要用于加工金属等导电材料②一般加工速度较慢③存在电极损耗6加工机理/物理本质/放电过程/微观过程：①极间介质的电离，击穿，形成放电通道②介质热分解，电极材料熔化，气化热膨胀③电极材料的抛出④极间介质的消电离7.极性效应：电火花加工过程中，正极、负极都会受到电蚀，且电蚀量不同。
8.工作液作用：形成火花击穿放电通道，绝缘介质，工件冷却消离，排除电蚀产物，压缩放电通道，提高放电能量密度和效率过滤方法：①自然沉淀法②介质过滤法9.电源：常用为单向脉冲直流电源；其作用：把工频交流电源转换成一定频率的单向脉冲电流，以提供能量蚀除金属10.RC线路脉冲电源：缺点：1.电能利用效率低 2.生产效率低 3.无开关元件隔离，影响稳定性优点：1.结构简单，成本低 2.可用作光整加工和精微加工11.晶体管式脉冲电源；：优点：脉冲波形好、脉冲频率高、脉冲参数易调节、易于实现自动化12.自动进给调节系统的要求：①有较广的速度调节跟踪范围②有足够的灵敏度和快速性③有必要的稳定性13.电火花加工用的自动进给调节系统种类：①电液压式②步进电机式③直流伺服电机式④交流伺服电机式⑤直线电机式⑥宽调速力矩电机式14腔模的电火花加工：单电极平动法，多电极更换法和电解电极加工法15.电火花正常加工时，工具和工件间有一放电间隙，间隙过大电压不击穿绝缘工作液16.机床组成：主机，脉冲电源，自动进给调节系统，工作液净化，循环系统第三章：电火花线切割加工1.电火花线切割（Wire Cut EDM/WEDM）概念：用线状电极（钼丝，铜丝）靠火花放电对工件进行切割2.原理：利用移动的金属导线做电极，利用数控技术对工件进行脉冲火花放电进行切割3.分类：①往复高速走丝电火花切割机床（8~10m/s）--快走丝，②单向低速走丝电火花线切割机床（0.2m/s）--慢走丝4.电火花线切割和电火花成形共性：①线切割的加工电压，电流波形②加工机理，生产率，表面粗糙度，材料可加工性5.异性：①电极工具是直径较小的细丝，所以脉冲宽度，平均电流不能太大，加工工艺参数范围较小②采用水或水基工作液，不会引燃起火，但工作液电阻率小，开路状态有点解电流③一般没有稳定的电弧放电状态，工件接正极why？④⑥电极与工件之间存在“疏松接触”式轻压放电现象⑤省掉了成形的工具电极⑥电极丝比较细，可加工微细异形孔，窄缝和复杂形状⑦单位长度电极丝损耗少，对加工精度影响小6.加工应用范围：加工模具，切割电火花成形加工用的电极，加工零件7.电火花线切割机床控制系统作用①按加工要求自动控制电极丝相对控制弓箭的运动轨迹②自动控制伺服系统的进给速度，保持恒定的放电间隙，防止开路和短路8.具体功能包括：①轨迹控制 ②加工控制9.工艺指标①切割速度 ：2/min mm②表面粗糙度 ： a m R μ③电极丝损耗量：每100002m 直径减少量 0.01mm ≤④加工精度： 0.010.020.0020.005mmm μ 快速/慢速丝10.工艺指标影响因素：①电极丝及其移动速度 ②工件厚度和材料 ③预置进给速度11.扩展应用加工螺旋、双曲线表面、正弦曲面等第四章：电化学加工1.电化学加工（Electro Chemical Machining/ECM ）：从工件上去除金属的电解加工，向工件上沉积金属的电镀，涂覆，电铸。
精密加工和特种加工
六、离子束加工
1、原理
2、工艺特点与应用 离子束的直径在1um以内 离子束的直径在1um以内 真空中加工， 真空中加工，防止氧化 微观作用力 主要用作纳米加工，甚至是分子级、 主要用作纳米加工，甚至是分子级、原子 级加工， 级加工，IC 制造
五、比较
抛光 超级光磨 研磨 珩磨 加工质量 提高光 降低 Ra 亮程度 应用范围 加工各种表面 工具设备 简单 生产效率 最高 稍复杂 最低 既降低 Ra，又提高 Ra， 尺寸、 尺寸、形状精度 孔 复杂 较高
第2节 特种加工
一、电火花加工 二、电解加工 三、超声波加工 四、激光束加工 五、电子束加工 六、离子束加工
二、电解加工
电化学加工： 电化学加工： 电解加工： 电解加工：从工件上去除金属 电镀 ：向工件上沉积金属
1、原理（阳极溶解） 原理（阳极溶解）
工件阳极反应： 工件阳极反应： Fe2+ + 2(OH)— Fe(OH)2 （沉淀） 沉淀） 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 工具阴极反应： H2 工具阴极反应：2H+ + 2e—
2、工艺特点 与电火花相同的方面） （与电火花相同的方面） 可加工难切削材料，如淬火钢、 可加工难切削材料，如淬火钢、硬质合金 无切削力 可加工复杂型面零件 与电火花不同的方面） （与电火花不同的方面） 工具不损耗 生产效率高 精度低、表面无应力和毛刺， 精度低、表面无应力和毛刺，Ra 低 对机床有腐蚀
一、电火花加工
1、原理
2、工艺特点 可加工难切削材料 即硬、 即硬、脆、软、韧、高熔点的导电材料 无切削力， 无切削力，不接触加工 以柔克刚” 工具材料软（ 石墨） “以柔克刚” ，工具材料软（铜、石墨） 可加工复杂型面零件
江苏自考精密加工与特种加工复习大全【范本模板】
第一章概论﹡精密与特种加工的特点P2主要依靠机械能; ②工具硬度可低于工件；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。
可解决: ①高硬度、高强度、高韧性、高脆性等各种难加工材料加工问题; ②精密、微细、形状复杂零件加工问题；③薄壁、弹性等低刚度零件加工问题。
﹡精密加工范畴P2微细加工、完整加工、精密加工﹡﹡精密与特种加工技术引起了机械制造领域的变革（综合)P3-4①提高了材料可加工性（不受材料硬度、强度、韧性、脆性影响,如硬质合金、淬火钢等不难加工)。
②改革了零件工艺路线（淬火由加工后改加工前，工序由分散改集中有利于工件质量)。
③缩短了新产品试制周期（直接加工复杂零件,节省了工装设计制造）。
④优化了产品结构设计（如电火花加工和电解加工有圆角过渡，模具不必采用镶拼结构)。
⑤改变了结构工艺性好坏的标准（可加工传统方法难加工的异形孔、微孔、弯孔、窄缝等）﹡﹡举例说明精密与特种加工技术对材料可加工型及结构工艺性的影响。
特种加工方法对材料的可加工性，不再受其硬度、强度、韧性、脆性等影响，容易加工传统方法难加工的金刚石、硬质合金、淬火钢、半导体、玻璃等材料，提高了材料的可加工性。
特种加工方法对过去因刀刃不能达到的圆角过渡、因大而复杂只能是镶拼的模具结构等都得以改进，使传统方法难于加工的异形孔、微孔、弯孔、斜孔、窄缝等得以实现，对各种复杂型面、低刚度零件、精微零件等加工发挥了重要作用.﹡﹡精密加工与传统加工的关系//精密与特种加工技术能否取代传统机械加工？为什么？（不能取代，互补、发展、延续，选用时考虑成本等因素）//精密与特种加工技术与普通切削的关系。
（综合）传统加工是指切削加工和磨料加工，是行之有效的实用加工方法，是主要加工手段,今后仍将占主导地位,应重视进一步发展。
但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,传统加工工艺必然难以适应。
特种加工扩大了加工范围，提高了加工精度、表面质量和加工效率，具很大潜力。
精密与特种加工技术
可加工材料
各种材料 有色金属及其合金 低碳钢、铜、铝 黑色金属、硬脆材料 金属、半导体、玻璃 金属、半导体、玻璃 金属、非金属 金属、玻璃、水晶 导电金属，非金属 导电金属 金属，非金属 硬脆金属，非金属 绝缘金属，半导体 各种材料 各种材料 各种材料 金属，非金属，半导体 各种材料 金属，半导体 金属，半导体
13
1.3 精密与特种加工的方法与分类
分 类 加工机理
化学分解（气体、液体、固体） 电解（液体） 蒸发（真空、气体） 扩散（固体） 熔化（液体） 溅射（真空） 化学附着 化学结合 电化学附着 电化学结合 热附着 扩散结合 熔化结合 物理附着 注入 热表面流动 粘滞性流动 摩擦流动
加工方法
刻蚀（曝光），化学抛光，软质粒子机械化学抛光 电解加工，电解抛光 电子束加工，激光加工，热射线加工 扩散去除加工 熔化去除加工 粒子束溅射去除加工，等离子体加工 化学镀，气相镀 氧化，氮化 电镀、电铸 阳极氧化 蒸镀（真空蒸镀），晶体生长，分子束外延 烧结，掺杂，渗碳 浸镀，熔化镀 溅射沉淀，离子沉淀（离子镀） 离子溅射注入加工 热流动加工（高频电流、热射流、电子束、激光） 液体、气体流动加工（压铸、挤压、喷射、浇铸） 微粒子流动加工
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1.2 精密与特种加工的特点及影响
工作环境：
环境温度可根据加工要求控制在±1℃～ ±0.02℃，甚至达到±0.0005℃。 在恒温室内，一般湿度应保持在55%～60%， 防止机器的锈蚀、石材膨胀，以及一些仪器，如 激光干涉仪的零点漂移等。 洁净度要求1000～100级，100级是指每立 方英尺空气中所含大于0.5μm的尘埃不超过100 个，依此类推。
应
用
熔断钼、钨等高熔点材料，硬质合金球，磁盘， 反射镜，多面棱镜 油泵油嘴，化学喷丝头，印刷电路板 集成电路基片的外圆、平面磨削 平面、空、外圆加工，硅片基片 平面、空、外圆加工，硅片基片 硅片基片 刻槽，切断，图案成形，破碎 孔，沟槽，狭缝，方孔，型腔 切断，切槽 模具型腔，大空，切槽，成形 刻模，落料，切片，打孔，刻槽 在玻璃、红宝石、陶瓷等上打孔 打孔，切割，光刻 成形表面，刃磨，割蚀 打孔，切断，划线 划线，图形成形 刃磨，成形，平面，内圆 平面，外圆，型面，细金属丝，槽 平面
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精密加工与特种加工重要知识点整理第一部分精密加工与特种加工重要知识点整理第一部分1立方氮化硼砂轮磨削时可采用油性液。
2、最适合超声加工的材料是金刚石。
3金刚石晶体的各向异性表现为金刚石晶体的各个晶面的耐磨性不同，同一个晶面上不同方向上的耐磨性不一样。
4、属于超硬磨料的是立方氮化硼。
5、具有整形和修锐两个功能的修整方法是电火花修整法。
6、超精密加工机床中采用的T型总体布局为：主轴做Z向运动，进给系统做X向运动，因而其主轴的驱动方式是电动机通过柔性连轴节驱动主轴、采用内装式电动机驱动。
7、可选作测量平台的制作材料的是铸铁。
8、多齿分度盘的齿数为1440，则其分度增量是1/4度。
9、直线度误差测量方法中，既可用于在线测量，又可用于实时控制的是导轨直线度的2点测量法。
10、具有误差均化效果的机构是多齿分度盘。
11、铜、光学玻璃不适用于电火花加工。
12、选取制造空气主轴和轴承的材料时，不能采用45号碳钢。
13、高功率密度的电子束加工是针对工件打孔。
14、离子束加工所具有的特点加工中无机械应力和损伤。
15、在电火花加工中，存在吸附效应，它主要是影响工具电极的损耗。
16、电火花线切割加工中，其工作液一般是采用水基形成工作液17、电火花加工中的等脉冲电源，控制每个脉冲周期内用于加工的脉冲能量值相同。
18、圆度误差评定方法有四种，适合计算机实时测量处理的是最小二乘法。
19、超精密加工机床中用的主轴部件常采用的是静压空气轴承结构。
20、受温升影响主轴精度最大的轴承是液体静压轴承。
21、决定金刚石晶体各向异性的因素是金刚石晶体的各个晶面的面网间距离不同，各面网上原子排列形式不同，原子密度不同。
22、金刚石晶体面网间距分布不均匀的是 111 晶面。
23、金刚石晶体的111晶面的硬度和耐磨性均为最高。
24、金刚石刀具前、后面的晶面选择时，不宜选取111晶面。
25、在刚玉类磨料中，以单晶刚玉最好。
26、电火花加工用脉冲电源中，RLC线路脉冲电源稳定性最差。
MOS管式等脉冲电源、晶闸管式脉冲电源、电子管式脉冲电源稳定性最好。
27、闸流管式脉冲电源主要用于冲模类穿孔加工等精加工场合的电火花加工电源。
28、电火花加工中，为制造异形小孔电极，常采用冷拔整体电极法，这种方法适合于较大批量生产。
29、对材料为磁钢、硬质合金、耐热合金的工件的深孔加工最有效的加工工艺是电火花磨削和镗削加工。
30、高速走丝线切割机床的控制系统普遍采用逐点比较法。
31、衡量电解液加工精度高低的指标是杂散腐蚀。
32、在电解批量加工时，电解液中的金属氢氧化物的含量应控制在4%以内。
33、在进行电解加工时，工件的重复精度受工具电极进给速度的影响，一般机床的进给速度变化率应小于5%。
34、激光打孔可不在真空中进行。
35、在石材加工领域，超高压水射流切割方法具有其他工艺方法无法比拟的优势。
36、超高压水射流切割属于绿色加工范畴。
37、电火花加工中的等脉冲电源，它具有控制每个脉冲周期内用于加工的脉冲能量值相同。
38、下列超精密机床主轴部件中，受温升影响主轴精度最大的轴承是液体静压轴承。
39、在电火花成形机床中，主轴头是最关键的部件，对加工工艺指标的影响极大。
40、电解加工细长孔、窄缝以及对锗、钼、铌等金属的加工时，可采用HCL、HNO3、H2SO4电解液。
41、电解加工时，一般不直接用做金属加工，而只用于加工铜、钼和钨时作为添加剂使用的电解液是KOH、NaOH。
42、电解加工时，采用NaCl、NaNO3 、NaCLO3电解液时需加过滤净化措施。
43、加工中无机械应力和损伤是离子束加工所具有的特点。
44、在加工硬质金属材料时超声波加工效率较低。
第二部分1、精密和超精密加工目前包含超精密切削、超精密磨削和精密特种加工三个领域。
2、超精密机床导轨部件要求有极高的直线运动精度、不能有爬行、导轨耦合面不能有磨损，故此要求导轨有很高的制造精度。
还要求导轨的材料具有很高的稳定性和耐磨性。
3、振动加工中，超声波在振动系统中是以纵波方式传播的。
4、电解加工精度主要包括复制精度和重复精度。
5、化学加工有化学铣加工等，它与电化学加工的最大区别是不需要外部电源作为加工条件。
6、评定电火花加工表面完整性的主要参数是：表面粗糙度、表面变质层和表面力学性能。
7、在超精密切削中，衡量金刚石刀具质量的标准，一是能否加工出高质量的超光滑表面，二是能否有较长的切削时间保持刀刃锋锐。
8、金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件表面质量/尺寸精度。
9、电火花加工中的工作液作用是冷却和冲掉加工产物。
10、电解加工的表面质量包含两个方面的含义：一是表面粗糙度；二是表面层的物理化学性能。
11、光电成形的工艺过程由掩膜制备和电镀两部分组成。
12、金刚石砂轮磨削时常用以轻质矿物油为主体的油性液和水溶性液为磨削液。
13、砂轮磨具的强度是指磨具在高速旋转时抵抗离心力的作用而破碎的能力、超精密机床的主轴系统驱动模式有通过内装式同轴电动机驱动、其优点是体积小。
15、电致伸缩微进给机构的工作机理是利用压电材料的逆压电效应和电致伸缩效应工作的。
16、电火花穿孔成形加工是利用火花放电腐蚀金属原理，用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法。
18、在精密磨削中，如工件材料为硬质合金，则在选择砂轮时，需选用超硬磨料砂轮。
19、精密和超精密加工对静电环境的要求非常严格，这是因为所产生和集聚的大量静电，有可能导致一些事故，如静电放电、控制电路器件损坏、人受到电击而误操作。
20、型腔模电火花加工主要有单电极平动法、多电极更换法、分解电极加工法和指状电极的扫描加工四种方法。
21、混气电解加工的特点是与一般电解加工相比，加工精度和稳定性得以提高。
22、等离子体具有极高的能量密度，原因由三个方面：机械压缩效应、热收缩效应和磁收缩效应。
23、在超精密机床中，应用激光干涉仪测量位移时，需加空气参数补偿，这是因为空气中的温度、气压等参数变化会引起空气折射率变化，引起测量误差。
24、STM扫描隧道显微镜的工作原理是基于量子力学的隧道效应。
25、化学加工有化学铣加工等，它与电化学加工的最大区别是不需要外部电源作为加工条件。
26、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黏合剂。
27、砂轮的修整用量有修整导程、修整深度、修整次数和光修次数。
第三部分1、在线检测：工件在加工过程中实时进行检测，这种检测方法能实时反映加工过程的状态。
2、光电成形：是利用照相和光致抗蚀作用，首先在金属基板上按图形形成电气绝缘膜，然后在基板的暴露部分镀上图形，再剥离金属基板而制成精细成品。
3、固定磨料加工：是电解研磨的一种，是将磨料粘在无纺布上之后，再将无纺布包在工具阴极上，无纺布的厚度即为加工间隙。
4、超声波加工：是利用工具端面做超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。
5、金刚石晶体的面网密度：面网的单位面积上的原子数。
6、电子束焊接：是利用电子束作为热源的一种焊接工艺。
7、电解研磨：是在机械研磨的基础上附加电解作用而形成的一种复合加工方法。
8、磨料喷射加工：是利用磨料与压缩气体混合后经过喷嘴形成的高速束流，通过对工件的高速冲击和抛磨作用来去除工件上多余的材料，达到加工的目的。
9、电解珩磨：就是把电解加工引入到常规的珩磨加工中去，既利用了电解加工的高效率，也保持了珩磨的精度。
10、离子束刻蚀：是通过能量为0.5～5keV的离子轰击工件，将工件材料原子从工件表面去除的工艺过程，是一个撞击溅射过程。
第四部分1、丝杠螺母直线运动机构在换向运动时，运动精度受到回程间隙的影响，精密滚珠丝杠机构采用了何种方法解决此问题？答：滚珠丝杠副要求正转和反转没有回程间隙，否则精密数控系统控制将得不到要求的运动精度，这要求与滚珠丝杠和配合的螺母有一定的预载过盈。
由于丝杠的螺距会有一定的制造误差，故螺母载丝杠不同位置处的过盈量将有变化，预载力太小则有可能载丝杠的某一位置出现间隙；如预载力太大，则丝杠的某个位置可能转动不了；所以，为了方便滚珠丝杠的调整预载量，精密级和高精密级丝杠的螺母常做成两段组合，改变中间垫片厚度值可以方便地调整它地预载力。
2、采用电火花加工型腔模具时，在电极设计中，需考虑设计排气孔和冲油孔，为什么？答：这是因为型腔模具加工属盲孔加工，电蚀产物排除比较困难，电火花加工时产生的大量气体要排出，故需设置气孔，同时设置冲油孔可采用工作液强迫循环方法来改善盲孔加工条件。
3、简述电铸加工的工艺过程？答：原模表面处理—>电铸至规定厚度—>衬背处理—>脱模—>清洗干燥—>成品。
4、简述涂镀加工的工艺过程？答：表面预加工—>除油、除锈—>电净处理—>活化处理—>镀底层—>镀尺寸镀层和夹心镀层—>镀工作层—>镀后清洗。
5、喷气发动机套上的冷却孔，飞机机翼的吸附屏的孔，孔数达数百万个，直径Φ0.2~0.003mm,一般常采用什么方法进行高速打孔？答：电子束高速打孔。
6、喷气发动机、汽轮机中整体叶轮的叶片，一般采用什么方法加工？答：电解加工。
7、在测量精密轴系地回转误差时，需采用误差分离技术，为什么？答：这是因为在测量精密轴系时，测量信号中含有标准钢球地制造误差和安装误差成分，该成分值已和精密轴系的回转误差为同一数量级，因而需采用误差分离技术将其分离，才能保证数据的正确性。
8、混气电解加工时，气体混入电解液的作用是什么？答：（1）改变了电解液的电阻特性，增加了电解液的电阻率，减少了杂散腐蚀，提高了电解液的非线性质量，因而提高了加工精度。
（2）改变了电解液的流动特性，降低了电解液的密度和粘度，使流速增大，流场趋于均匀。
9、为了消除振动干扰的影响，保证精密和超精密加工对振动环境的要求，我们可采取哪些具体的技术方法（写出两个技术方法）？答：对内部的振源采取相应的消振技术措施，如运动件的动平衡调整、设备的位置布局调整等。
对外部的振源采取相应的隔振技术措施，在设备与安装地面间设置空气弹簧隔振、橡胶隔振器等。
10、影响电解抛光质量的因素有哪些？答：（1）电解液的成分、浓度对抛光质量有决定性的影响；（2）阳极电位和阳极电流密度；（3）电解液温度和搅拌；（4）金属的原始条件。
除此之外，电解抛光的持续时间、阴极材料、阴极形状、极间间距等因素都对抛光质量有一定的影响。
11、试述离子束加工的原理和特点。
答：原理：是利用离子束对材料进行成形或表面改性的加工方法。
在真空条件下，将由离子源产生的离子经过电场加速，获得具有一定速度的离子投射到材料表面，产生溅射效应和注入效应。
特点：1）加工精度高，易精确控制；2）污染少；3）加工应力、变形极小。
12、超声加工系统中变幅杆的作用是什么？答：变幅杆的作用是能扩大振幅，因而还称为振幅扩大棒。