精密和超精密加工復(fù)習(xí)整理資料

1、1. 精密和超精密加工目前包含的三個(gè)領(lǐng)域：超精密切削、精密和超精密磨削研磨和精密特種加工2. 超精密加工中超穩(wěn)定的加工環(huán)境條件主要指（恒溫）、（恒濕）、（防振）和（超凈）四個(gè)方面的條件。3. 電火花型腔加工的工藝方法有：（單電極平動(dòng)法）、（多電極更換法）、（分解電極法）、簡(jiǎn)單電極數(shù)控創(chuàng)成法等。4. 超精密加工機(jī)床的總體布局形式主要有以下幾種：（T形布局）、（十字形布局）、（R-布局）、（立式結(jié)構(gòu)布局）等。5. 實(shí)現(xiàn)超精密加工的技術(shù)支撐條件主要包括：（超精密加工機(jī)理與工藝方法）、（超精密加工機(jī)床設(shè)備）、（超精密加工工具）、（精密測(cè)量和誤差補(bǔ)償）、高質(zhì)量的工件材料、超穩(wěn)定的加工環(huán)境條件等。6. 激

2、光加工設(shè)備主要包括電源、（激光器）、（光學(xué)系統(tǒng)）、（機(jī)械系統(tǒng)）、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等部分。7. 精密和超精密加工機(jī)床主軸軸承的常用形式有（液體靜壓軸承）和（空氣靜壓軸承）。8. 金剛石晶體的激光定向原理是利用金剛石在不同結(jié)晶方向上（因晶體結(jié)構(gòu)不同而對(duì)激光反射形成不同的衍射圖像）進(jìn)行的。9. 電火花加工蝕除金屬材料的微觀物理過(guò)程可分為（介質(zhì)電離擊穿）、（介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、氣化）、（蝕除物拋出）和（間隙介質(zhì)消電離）四個(gè)階段。10. 超精密加工機(jī)床的關(guān)鍵部件主要有：（精密主軸部件）、（導(dǎo)軌部件）和（進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）等。11. 三束加工是指電子束、離子束和激光束。12. 所謂空氣潔凈度是指空氣中

3、含塵埃量多少的程度。13. 工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的噪聲主要有空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)械噪聲和電磁噪聲。14. 納米級(jí)加工精度包含：納米級(jí)尺寸精度 、納米級(jí)幾何形狀精度、納米級(jí)表面質(zhì)量。15. 超精密切削時(shí)積屑瘤的生成規(guī)律：1）在低速切削時(shí)，h0值比較穩(wěn)定；在中速時(shí)值不穩(wěn)定。2）在進(jìn)給量f很小時(shí)，h0較大3）在背吃刀量ap<25um時(shí)，h0變化不大；在ap>25um時(shí)，h0將隨ap的值增大而增大。16. 超精密切削時(shí)積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響：積屑瘤高時(shí)切削力大，積屑瘤小時(shí)切削力小。17. 超精密切削時(shí)積屑瘤對(duì)加工表面粗糙度的影響：積屑瘤高度大，表面粗糙度大；積屑瘤小時(shí)表面粗糙度小。18. 超精密切削

4、時(shí)極限最小切削厚度：超精密切削實(shí)際達(dá)到的最小切削厚度，是1nm。19. 超精密切削對(duì)刀具的要求：1）極高的硬度、極高的耐磨性和極高的彈性模量，以保證刀具有很長(zhǎng)的壽命和很高的尺寸耐用度。2）切削刃鈍圓能磨得極其鋒銳，切削刃鈍圓半徑rn值極小，能實(shí)現(xiàn)超薄切削厚度。3）切削刃無(wú)缺陷，切削時(shí)刃形將復(fù)印在加工表面上，能得到超光滑的鏡面。4）和工件的抗粘接性好，化學(xué)親和性小，摩擦因數(shù)低，能得到極好的加工表面完整性。20. 為什么單晶金剛石被公認(rèn)為理想的、不能替代的超精密切削的刀具材料。21. 天然金剛石有著一系列優(yōu)異的特性，如硬度極高，耐磨性和強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性能好，和有色金屬摩擦系數(shù)低，能磨出極其鋒銳的切削

5、刃等。22. 單晶金剛石有（100）、（110）、（111）三個(gè)主要晶面。23. 金剛石有人工目測(cè)定向、X射線定向和激光定向三種方法。24. 單晶金剛石的前面應(yīng)選用（100）晶面。25. 試述金剛石刀具的固定方法包括機(jī)械夾固、用粉末冶金法固定和使用粘結(jié)或釬焊固定。26. 好磨難磨方向：習(xí)慣上把高磨削率方向成為“好磨方向”，把低磨削率方向稱為“難磨方向”。27. 金剛石刀具適合加工鋁合金、無(wú)氧銅、黃銅、非電解鎳等有色金屬和某些非金屬材料。28. 單晶金剛石的破損機(jī)理主要產(chǎn)生于（111）晶面的解理。29. 單晶金剛石的磨損機(jī)理主要屬機(jī)械磨損，其磨損的本質(zhì)是微觀解理的積累。30. 鏡面：粗糙度值極小

6、的超光滑表面。31. 固結(jié)磨料加工：將磨?；蛭⒎叟c結(jié)合劑粘在一起，形成一定的形狀并具有一定強(qiáng)度，再采用燒結(jié)、粘接、涂敷等方法形成砂輪、砂條、油石、砂帶等磨具。適用于精密和超精密砂輪磨削、精密和超精密砂帶磨削、油石研磨、精密研磨等32. 游離磨料加工：在加工時(shí)，磨?；蛭⒎鄄皇枪探Y(jié)在一起，而是成游離狀態(tài)、適用于磁性研磨、彈性發(fā)射加工、液體動(dòng)力拋光等。33. 復(fù)合加工：把兩種特種加工方法復(fù)合在一起，或者把一種或兩種特種加工方法和常規(guī)機(jī)械加工方法復(fù)合在一起，使之相輔相成、相得益彰的加工工藝，例如電解電火花加工、電解電火花磨削等。34. 超精密磨削：指加工精度達(dá)到或高于0.1um，表面粗糙度小于Ra0.

7、025um，是一種亞微米級(jí)的加工方法，并正向納米級(jí)發(fā)展。35. 涂覆模具的制造方法：重力落砂法、涂敷法和靜電植砂法。36. 鏡面磨削：指加工表面粗糙度達(dá)到Ra0.020.01um，表面光澤如鏡的磨削方法。37. ELID：電解在線修銳38. 砂帶磨削的方式從總體上可以分為閉式和開(kāi)式兩大類。39. 砂帶磨削的特點(diǎn)：1)彈性磨削 (彈性、柔性、減振、跑合與拋光)。2)冷態(tài)磨削 (散熱時(shí)間長(zhǎng)、切屑不易堵塞)。3)高效磨削 (效率為銑削的10倍，為磨削的5倍) 。4)廉價(jià)磨削，制作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用方便。 5)萬(wàn)能磨削，應(yīng)用范圍廣，可用于內(nèi)外表面及成形表面加工。40. 空氣軸承的優(yōu)缺點(diǎn)41. 優(yōu)點(diǎn)：

8、1）回轉(zhuǎn)精度高、轉(zhuǎn)速高，可達(dá)100,000r/min。2）轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、幾乎沒(méi)有振動(dòng)，因?yàn)橥耆諝鉂?rùn)滑。3）不發(fā)熱、即使在高速下，溫升很小，變形小。4）摩擦阻力小、壽命長(zhǎng)，因?yàn)閹缀鯖](méi)有摩擦。5）因?yàn)椴皇褂糜?，不存在密封和泄露?wèn)題。6）可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)方便。42. 缺點(diǎn)：剛度低，承載能力不如液體靜壓軸承高，主要用于中、小型超精密加工機(jī)床。43. 超精密主軸有哪些驅(qū)動(dòng)方式以及它們的優(yōu)缺點(diǎn)：1） 電機(jī)通過(guò)帶傳遞驅(qū)動(dòng)機(jī)床主軸44. 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，使主軸盡可能和振動(dòng)隔離45. 缺點(diǎn)：無(wú)法應(yīng)用在采用T型總體布局的超精密機(jī)床上46. 2）電機(jī)通過(guò)柔性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)機(jī)床主軸47. 優(yōu)點(diǎn)：方便實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，提高

9、超精密機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度48. 缺點(diǎn)：主軸部件的軸向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，使整個(gè)機(jī)床的尺寸加大49. 3）采用內(nèi)裝式同軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)床主軸50. 優(yōu)點(diǎn)：提高主軸回轉(zhuǎn)精度、主軸箱的軸向長(zhǎng)度縮短、主軸箱成為獨(dú)立機(jī)構(gòu)、移動(dòng)方便，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、動(dòng)態(tài)特性好等51. 缺點(diǎn)：電機(jī)發(fā)熱，容易使主軸產(chǎn)生熱變形52. 超精密車(chē)床有哪幾種總體布局？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？1） 十字形滑板工作臺(tái)布局2）T形布局3）Rq 布局4）偏心圓轉(zhuǎn)角布局5）立式結(jié)構(gòu)布局53. 簡(jiǎn)述精密和超精密機(jī)床使用的床身和導(dǎo)軌材料，并說(shuō)明各自的優(yōu)缺點(diǎn)1） 優(yōu)質(zhì)耐磨鑄鐵54. 優(yōu)點(diǎn)：早期應(yīng)用較多，工藝性好，可減振、熱脹低55. 2）花崗巖 56

10、. 優(yōu)點(diǎn)：尺寸穩(wěn)定、熱脹低、硬度高、可減振、不生銹，缺點(diǎn)：工藝性差、連接不便、吸潮57. 缺點(diǎn)：吸濕后產(chǎn)生變形，影響精度58. 3）人造花崗巖59. 優(yōu)點(diǎn)：鑄造成型，吸濕性低，對(duì)振動(dòng)的衰減能力強(qiáng)60. 精密加工對(duì)微量進(jìn)給裝置的性能要求：1）微量進(jìn)給和粗進(jìn)給應(yīng)分開(kāi)，以提高微位移精度、分辨率和穩(wěn)定性。2）運(yùn)動(dòng)部分應(yīng)是低摩擦、高穩(wěn)定，以實(shí)現(xiàn)高的重復(fù)精度。3）末級(jí)傳動(dòng)元件剛度高。4）微量進(jìn)給裝置機(jī)構(gòu)內(nèi)部連接可靠，盡量采用整體結(jié)構(gòu)或剛性連接。5）工藝性好，容易制造。6）應(yīng)具有好的動(dòng)態(tài)特性，高的頻率響應(yīng)。7）微量進(jìn)給裝置能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。61. 離線檢測(cè)的含義和特點(diǎn)：定義：工件加工完畢后，從機(jī)床上取下，在機(jī)

11、床旁或在檢測(cè)室中檢測(cè)特點(diǎn)：檢測(cè)條件較好，不受加工條件限制，精度比較高62. 在位檢測(cè)的含義和特點(diǎn)：定義：工件加工完畢后，在機(jī)床上不卸下工件的情況下進(jìn)行檢測(cè)特點(diǎn)：可免除離線檢測(cè)時(shí)由于定位基準(zhǔn)所帶來(lái)的誤差，其檢測(cè)結(jié)果更接近實(shí)際加工情況63. 在線檢測(cè)的含義和特點(diǎn)：定義：工件在加工過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)特點(diǎn)：1）能連續(xù)檢測(cè)加工過(guò)程中誤差的變化，了解誤差的分布和發(fā)展，為誤差補(bǔ)償創(chuàng)造條件。2）檢測(cè)結(jié)果能反映實(shí)際加工情況，費(fèi)用高。3）測(cè)量?jī)x器需要安裝在機(jī)床上，檢測(cè)條件不好。4）會(huì)受到加工過(guò)程條件的限制。5）大多采用非接觸傳感器。64. 誤差補(bǔ)償?shù)暮x及各種方式：定義：在機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生的誤差采取修正、抵消、

12、均化、“鈍化”等措施，使誤差減小或消除。形式：1）實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償2）軟件與硬件誤差補(bǔ)償3）單項(xiàng)與綜合誤差補(bǔ)償4）單維與多維誤差補(bǔ)償65. 誤差補(bǔ)償系統(tǒng)的組成及各組成部分作用：1）誤差信號(hào)檢測(cè)：確定誤差項(xiàng)目，誤差產(chǎn)生的原因。2）誤差信號(hào)處理：去除干擾信號(hào)，分離不需要的誤差信號(hào)。3）誤差信號(hào)建模：建立加工誤差與補(bǔ)償控制量之間的關(guān)系數(shù)學(xué)模型。4）補(bǔ)償控制：補(bǔ)償控制量；對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)，補(bǔ)償控制量就是正負(fù)脈沖數(shù)。5）補(bǔ)償執(zhí)行機(jī)構(gòu)：具體執(zhí)行補(bǔ)償動(dòng)作，微位移機(jī)構(gòu)，要求位移精度高、分辨率高、頻率響應(yīng)快、剛度高等。66. 誤差補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程：1）反復(fù)檢測(cè)誤差出現(xiàn)的狀況，分析其數(shù)值和方向，尋找其規(guī)律，找出影響誤差

13、的主要因素，確定誤差項(xiàng)目。2）進(jìn)行誤差信號(hào)的處理，去除干擾信號(hào)，分離不需要的誤差信號(hào)，找出工件加工誤差與在補(bǔ)償點(diǎn)補(bǔ)償量之間的關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。3）選擇或設(shè)計(jì)合適的誤差補(bǔ)償控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以便在補(bǔ)償點(diǎn)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。4）驗(yàn)證誤差補(bǔ)償?shù)男Ч?，進(jìn)行必要的調(diào)試，保證達(dá)到預(yù)期要求。67. 微位移系統(tǒng)應(yīng)用于微進(jìn)給、誤差補(bǔ)償和精密調(diào)整。68. 試述研磨加工的機(jī)理和特點(diǎn)：機(jī)理：1）硬脆材料的研磨過(guò)程中，被加工材料的去除是依靠磨粒的滾軋作用或微切削作用。2）金屬材料研磨時(shí)，磨粒的研磨作用可看作是相當(dāng)于普通切削和磨削深度極小時(shí)的狀態(tài)。特點(diǎn)：1）微量進(jìn)給2）按進(jìn)化原理成形3）多刃多向切削69. 試述拋光加

14、工的機(jī)理和特點(diǎn)：機(jī)理：1）塑性生成切屑。2）磨料和拋光器與工件間的流動(dòng)摩擦作用，使工件表面的凸凹變平。3）在加工液中進(jìn)行化學(xué)性溶析。4）磨料與工件間直接化學(xué)反應(yīng)。特點(diǎn)：1）工作原理與研磨類似，加工表面質(zhì)量更高。2）磨料更細(xì)。3）研具為軟質(zhì)材料。4）即使拋光脆性材料也不產(chǎn)生裂紋。70. 精密研磨、拋光時(shí)主要工藝因素有工藝設(shè)備、研具、磨粒、加工液、加工參數(shù)和加工環(huán)境。71. 微細(xì)加工：主要指1mm以下的微細(xì)尺寸零件，加工精度為0.010.001mm的加工，即微細(xì)度為0.1mm級(jí)的亞微米級(jí)的微細(xì)零件的加工。72. 微小尺寸加工和一般尺寸加工的不同：1）精度的表示方法2）微觀機(jī)理3）加工特征73. 三

15、束加工是指電子束、離子束和激光束。74. 論述分離、結(jié)合、變形三大類型微細(xì)加工方法的含義及其常用加工方法的特點(diǎn)。加工機(jī)理加工方法分離加工(去除加工)：從工件上去除一塊材料。機(jī)械去除化學(xué)分解電解蒸發(fā)擴(kuò)散與熔化濺射車(chē)削，銑削，鉆削，磨削蝕刻，化學(xué)拋光，機(jī)械化學(xué)拋光電解加工，電解拋光電子束加工，激光加工，熱射線加工擴(kuò)散去除加工，熔化去除加工離子束濺射去除加工，等離子體加工結(jié)合加工(附著加工)：在工件表面附加一層別的材料化學(xué)(電化學(xué))附著化學(xué)(電化學(xué))結(jié)合熱附著擴(kuò)散(熔化)結(jié)合物理結(jié)合注入化學(xué)鍍，氣相鍍（電鍍，電鑄）氧化，氮化（陽(yáng)極氧化）（真空）蒸鍍，晶體增長(zhǎng)，分子束外延燒結(jié)，摻雜，滲碳，（侵鍍，熔化鍍）濺射沉積，離子沉積（離子鍍）離子濺射注入加工變形加工(流動(dòng)加工)：通過(guò)材料流動(dòng)使工件產(chǎn)生變形熱表面流動(dòng)粘滯性流動(dòng)摩擦流動(dòng)熱流動(dòng)加工（火焰，高頻，熱射線，激光）壓鑄，擠壓，噴射，澆注微離子流動(dòng)加工75. 精密和超精密加工的外部支撐環(huán)境的諸方面及控制要求：外部支撐環(huán)境控制要求外部控制環(huán)境控制要求空氣環(huán)境潔凈度、氣流速度、壓力、有害氣體聲環(huán)境噪聲、頻