《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課件-第7章學(xué)后評(píng)量參考答案

學(xué)后評(píng)量參考答案1.簡(jiǎn)述制造、制造技術(shù)、制造業(yè)、先進(jìn)制造技術(shù)的定義。答：制造(Manufacturing)是利用制造資源（設(shè)計(jì)方法、工藝、設(shè)備和人力等）將材料“轉(zhuǎn)變”為有用的物品的過程。制造技術(shù)(ManufacturingTechnology)是制造活動(dòng)所涉及到的各種技術(shù)的總稱。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收機(jī)械、電子、信息（計(jì)算機(jī)與通信、控制理論、人工智能等）、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力并取得理想經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)總稱。2.先進(jìn)制造技術(shù)有哪些特點(diǎn)？答：先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)有：系統(tǒng)性、集成性、廣泛性、高精度、實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。3.簡(jiǎn)述先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)？答：先進(jìn)制造技術(shù)分為三個(gè)技術(shù)群：①主體技術(shù)群；②支撐技術(shù)群：③制造技術(shù)環(huán)境。這三個(gè)技術(shù)群相互聯(lián)系、相互促進(jìn)，組成一個(gè)完整的體系。主體技術(shù)群包括工程設(shè)計(jì)技術(shù)群、工程制造技術(shù)群、現(xiàn)代管理技術(shù)群；支撐技術(shù)群包括學(xué)科基礎(chǔ)群及單元制造技術(shù)群；制造技術(shù)環(huán)境包括硬、軟兩個(gè)支撐環(huán)境、國家信息高速公路、各種廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)及多種工程數(shù)據(jù)庫等。4.先進(jìn)制造技術(shù)有哪些發(fā)展趨勢(shì)？答：當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下九個(gè)方面:（1）信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式得到不斷發(fā)展；（2）設(shè)計(jì)技術(shù)與手段更現(xiàn)代化；（3）成型及制造技術(shù)精密化，制造過程實(shí)現(xiàn)低消耗；（4）形成新型特種加工方法；（5）開發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備(6)加工工藝由技藝型發(fā)展為工程科學(xué)型；(7）實(shí)施無污染綠色制造；(8）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用；(9)制造過程將貫徹以人為本的概念5.簡(jiǎn)述特種加工的概念。答：特種加工是直接借助電能、熱能、聲能、光能、化學(xué)能等常規(guī)機(jī)械能以外的能量或其組合形式實(shí)現(xiàn)材料去除的工藝方法的總稱。6.簡(jiǎn)述特種加工的特點(diǎn)及研究方向。答：與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，特種加工的主要特點(diǎn)有：（1）加工范圍不受材料力學(xué)性能的限制(2)可獲得良好的表面質(zhì)量。(3）專長(zhǎng)于加工復(fù)雜型面、微細(xì)表面以及低剛度的零件。（4）可以發(fā)展成以多種能量同時(shí)作為主要特征的復(fù)合加工工藝。目前，國際上對(duì)特種加工技術(shù)的研究主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)微細(xì)化。（2）特種加工的應(yīng)用領(lǐng)域正在拓寬。(3)廣泛采用自動(dòng)化技術(shù)。7.什么是電火花加工，它有哪些加工特點(diǎn)？其加工原理是什么？答：（1）電火花加工又稱放電加工、電蝕加工，簡(jiǎn)稱EDM。是一種利用脈沖放電對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行電蝕以去除多余材料的工藝方法。（2）加工特點(diǎn)：①能加工任何導(dǎo)電的難切削的材料。②無切削力，特別適宜復(fù)雜形狀的工件、低剛度工件及微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工③因脈沖參數(shù)可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，故可在同一臺(tái)機(jī)床上完成粗、細(xì)、精三階段的加工。④加工速度較慢，工具電極存在損耗，影響加工效率和成型精度。（3）基本原理：加工時(shí)，將工具與工件置于具有一定絕緣強(qiáng)度的液體介質(zhì)中，并分別與脈沖電源的正、負(fù)極相連接。調(diào)節(jié)裝置控制工具電極，保證工具與工件間維持正常加工所需的很小的放電間隙(0.01-0.05mm）。當(dāng)兩極之間的電場(chǎng)強(qiáng)度增加到足夠大時(shí)，兩極間最近點(diǎn)的液體介質(zhì)被擊穿（常用的液體介質(zhì)有煤油、礦物油、皂化液或去離子水等；液體介質(zhì)除對(duì)放電通道有壓縮作用外，還可排除電蝕產(chǎn)物，冷卻電極表面），產(chǎn)生短時(shí)間、高能量的火花放電，放電區(qū)域的溫度瞬時(shí)可達(dá)10000.C以卜，金屬被熔化或氣化。灼熱的金屬蒸氣具有很大的壓力，引起劇烈的爆炸，而將熔融的金屬拋出，金屬微粒被液體介質(zhì)冷卻并迅速從間隙中沖走，工件與工具表面形成一個(gè)小凹坑。第一個(gè)脈沖放電結(jié)束之后，經(jīng)過很短的間隔時(shí)間，又在另一極間最近點(diǎn)擊穿放電。如此周而復(fù)始高頻率地循環(huán)卜去，工具電極不斷地向工件進(jìn)給，得到由無數(shù)小凹坑組成的加工表面，工具的形狀最終被復(fù)制在工件上。8.舉例說明電火花加工的應(yīng)用場(chǎng)合。答：電火花加工的應(yīng)用有：（1）電火花穿孔（2)電火花型腔加工（3)電火花線切割加工9.簡(jiǎn)述電解加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用答：（1）原理：加工時(shí)，工件接直流電源的正極作為陽極，工具接電源的負(fù)極作為陰極。進(jìn)給機(jī)構(gòu)控制工具向工件緩慢進(jìn)給，使兩級(jí)之間保持較小的間隙（0.1～1mm），從電解液泵出來的電解液以一定的壓力（0.5～2Mpa）和速度（5～60m/s）從間隙中流過，這時(shí)陽極工件的金屬被逐漸溶解，電解產(chǎn)物被高速流過的電解液沖走。（2）特點(diǎn)：①加工范圍廣。能加工各種硬度與強(qiáng)度的金屬材料。②可高生產(chǎn)率加工型面或型孔，約為電火花加工的5～10倍，約為機(jī)械切削加工的3～10倍。③加工中無切削力，不產(chǎn)生殘余應(yīng)力、飛邊與毛刺，可以達(dá)到較小的表面粗糙度（Ra1.25～0.2μm）和0.2mm左右的平均加工精度。④加工中工具陰極無損耗，可長(zhǎng)期使用。（3）應(yīng)用：電解加工首先在國防工業(yè)中應(yīng)用于加工炮管膛線，目前已成功地應(yīng)用于葉片型面、模具型腔與花鍵、深孔、異型孔及復(fù)雜零件的薄壁結(jié)構(gòu)等加工。電解加工用于電解刻印、電解倒棱去毛刺時(shí)，加工效率高，費(fèi)用低；用電解拋光不僅效率比機(jī)械拋光高，而且拋光后表面耐腐蝕性好。另外，電解加工與機(jī)械加工結(jié)合能形成多種復(fù)合加工，如電解磨削、電解珩磨、電解研磨等。10.簡(jiǎn)述超聲加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。答：（1）加工原理：加工時(shí)，在工具和工件之間加入液體（水或煤油等）和磨料混合的懸浮液，并使工具以很小的力F輕輕壓在工件上。超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩，由換能器將超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪庇诠ぜ砻娴某暀C(jī)械振動(dòng)。其振幅很小，一般只有0.005～0.01mm，不能直接用于加工，因而再通過一個(gè)上粗下細(xì)的振幅擴(kuò)大棒（變幅桿），使振幅放大到0.1mm左右。振幅擴(kuò)大棒驅(qū)動(dòng)工具端面做超聲振動(dòng)，迫使工作液中懸浮的磨粒高速不斷地撞擊、拋磨被加工表面，把工件加工區(qū)域的材料粉碎成微粒脫落下來。雖然每次打擊下來的材料很少，但由于每秒鐘打擊的次數(shù)多達(dá)16000次以上，所以仍有一定的加工速度。與此同時(shí)，工作液受工具端面超聲振動(dòng)作用而產(chǎn)生的高頻、交變的液壓沖擊波和“空化”作用，促使工作液鉆入被加工材料的微裂縫處，加劇了機(jī)械破壞作用。加工中的振蕩還強(qiáng)迫磨料液在加工區(qū)工件和工具間的間隙中流動(dòng)，使變鈍了的磨粒能及時(shí)更新。隨著工具沿加工方向以一定速度移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)有控制的加工，逐漸將工具的形狀“復(fù)制”在工件上，加工出所要求的形狀。（2）特點(diǎn)：①適合于加工各種硬脆材料②由于工具可用較軟的材料，可以制成較復(fù)雜的形狀，故不需要使工具和工件作比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，因此超聲加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作、維修方便。③由于去除加工材料是靠極小磨料瞬時(shí)局部的撞擊作用，故工件表面的宏觀切削力很小，切削應(yīng)力、切削熱很小，不會(huì)引起變形及燒傷，表面粗糙度也較?、苌a(chǎn)率較低，對(duì)導(dǎo)電的硬質(zhì)金屬材料如淬火鋼、硬質(zhì)合金等，加工效率遠(yuǎn)不如電火花與電解加工；對(duì)軟質(zhì)、反彈性大的材料，加工較為困難。（3）應(yīng)用：目前,在各工業(yè)部門中，超聲加工主要用于硬脆材料的型孔加工、切割、雕刻以及研磨金剛石拉絲模等。為提高加工速度并降低工具損耗，可把超聲加工與電解、電火花或機(jī)械加工結(jié)合進(jìn)行復(fù)合加工，如超聲電解加工、超聲電火花加工。超聲切削已應(yīng)用于車、銑、刨、磨及攻絲等，都取得了很好的效果。11.簡(jiǎn)述激光加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。答：（1）原理：激光加工是工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生高溫熔融和受沖擊波拋出的綜合過程。加工時(shí)，激光器產(chǎn)生激光束，通過光學(xué)系統(tǒng)把激光束聚焦成一個(gè)極小的光斑（直徑僅有幾微米到幾十微米），獲得107～1011W/cm2的功率密度以及10000oC以上的高溫，從而能在千分之幾秒甚至更短的時(shí)間內(nèi)使材料熔化和氣化，以蝕除被加工表面，并通過工作臺(tái)與激光束間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來完成對(duì)工件的加工。（2）特點(diǎn)：①不需要加工工具和特殊環(huán)境，便于自動(dòng)控制連續(xù)加工，加工效率高。②幾乎可以加工所有的金屬和非金屬材料。③屬于非接觸加工，無機(jī)械加工變形，適用于微細(xì)加工，如加工深而小的微孔和窄縫（直徑可小至幾微米，深度與直徑之比可達(dá)50～100以上）。④通用性好，同一臺(tái)激光加工裝置，可作多種加工用，如打孔、切割、焊接等都可以在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行。（3）應(yīng)用：通過激光可以對(duì)各種硬、脆、軟、韌、難熔的金屬和非金屬進(jìn)行切割和微小孔加工。此外，激光還廣泛應(yīng)用于精密測(cè)量和焊接工作。例如激光打孔、激光切割、激光打標(biāo)、激光焊接、激光表面處理等。12.簡(jiǎn)述電子束加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。答：（1）原理：電子束加工是利用高速電子的沖擊動(dòng)能來加工工件的。在真空條件下，將具有很高速度和能量的電子射線聚焦（一次或二次聚焦）到被加工材料上，電子的動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使被沖擊部分材料的溫度升高至熔點(diǎn)，瞬時(shí)熔化、氣化蒸發(fā)而去除，達(dá)到加工目的，這就是電子束加工原理。（2）特點(diǎn)：①電子束能夠極其微細(xì)地聚焦（可達(dá)1～0.1μm）,故可進(jìn)行微細(xì)加工。加工速度快，效率高。②加工材料的范圍廣。③加工在真空中進(jìn)行，加工表面無雜質(zhì)滲入，污染少，加工表面不易被氧化。④電子束的強(qiáng)度和位置比較容易用電、磁的方法實(shí)現(xiàn)控制，加工過程易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可進(jìn)行程序控制和仿形加工。⑤電子束加工需要整套的專用設(shè)備和真空系統(tǒng)，價(jià)格較貴，故在生產(chǎn)中受到一定程度的限制。（3）應(yīng)用：電子束加工由于在極小的面積上具有高能量（能量密度可達(dá)106～109W/cm2），故可加工微孔、窄縫等，其生產(chǎn)率比電火花加工高數(shù)十倍至數(shù)百倍。常應(yīng)用于加工微細(xì)小孔、異型孔及特殊曲面。此外，還可利用電子束焊接高熔點(diǎn)金屬和用其它方法難以焊接的金屬，以及用電子束爐生產(chǎn)高熔點(diǎn)高質(zhì)量的合金及純金屬。13.簡(jiǎn)述離子束加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。答：（1）原理：離子束加工原理與電子束加工類似，也是在真空條件下，把氬（Ar）、氪（Kr）、疝（Xr）等惰性氣體，通過離子源產(chǎn)生離子束并經(jīng)過加速、集束、聚焦后，投射到工件表面的加工部位，以實(shí)現(xiàn)去除加工。所不同的是離子帶正電荷，其質(zhì)量比電子大千萬倍，例如最小的氫離子，其質(zhì)量是電子質(zhì)量的1840倍，氬離子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的7.2萬倍。由于離子的質(zhì)量大，故離子束加速轟擊工件表面，比電子束具有更大的能量。（2）特點(diǎn)：①離子束加工是目前特種加工中最精密、最微細(xì)的加工。離子刻蝕可達(dá)納米級(jí)精度，離子鍍膜可控制在亞微米級(jí)精度，離子注入的深度和濃度亦可精確地控制②離子束加工在高真空中進(jìn)行，污染少，特別適宜于對(duì)易氧化的金屬、合金和半導(dǎo)體材料進(jìn)行加工。③離子束加工是靠離子轟擊材料表面的原子來實(shí)現(xiàn)的，是一種微觀作用，所以加工應(yīng)力和變形極小，適宜于對(duì)各種材料和低剛度零件進(jìn)行加工。（3）應(yīng)用：在目前的工業(yè)生產(chǎn)中，離子束加工主要應(yīng)用于刻蝕加工（如加工空氣軸承的溝槽、加工極薄材料等）、鍍膜加工（如在金屬或非金屬材料上鍍制金屬或非金屬材料）、注入切工（如某些特殊的半導(dǎo)體器件）等。14.常用的復(fù)合加工有哪些？答：常用的復(fù)合加工有：（1）復(fù)合切削加工（2）化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工（3）磁場(chǎng)輔助研拋加工（4）激光輔助車削。15.簡(jiǎn)述數(shù)字控制、數(shù)字控制機(jī)床、機(jī)床數(shù)字控制技術(shù)的定義。答：（1）數(shù)字控制：是一種使用由英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字及標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等組成的一系列指令碼來控制機(jī)器各種動(dòng)作的自動(dòng)化技術(shù)。（2）數(shù)字控制機(jī)床：是具有數(shù)字程序控制系統(tǒng)的，由數(shù)字資料控制運(yùn)作的機(jī)床，簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床。（3）機(jī)床數(shù)字控制技術(shù)：是把零件的加工尺寸和各種要求用代碼化的數(shù)字表示后輸入數(shù)控裝置，再經(jīng)過處理與計(jì)算后，發(fā)出各種控制信號(hào)，使機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及加工過程在程序控制下有步驟地進(jìn)行，并將零件自動(dòng)加工出來的技術(shù)。16.數(shù)控系統(tǒng)由哪些部分組成？答：①數(shù)控介質(zhì)（數(shù)字信息的載體）②輸入裝置③數(shù)控裝置④強(qiáng)電控制裝置⑤伺服系統(tǒng)⑥測(cè)量反饋裝置17.簡(jiǎn)述數(shù)控機(jī)床的工作過程？答：首先根據(jù)零件的要求編制相應(yīng)的加工程序（可由人工或計(jì)算機(jī)編程），存儲(chǔ)在軟盤、磁帶等介質(zhì)中；再將加工程序輸入機(jī)床的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置按加工程序控制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和其它驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和其它驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、主軸、自動(dòng)換刀裝置等，從而完成零件的加工；最后將自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果、工件工時(shí)、機(jī)床負(fù)荷等信息出到管理系統(tǒng)。18.數(shù)控機(jī)床由哪幾部分組成？數(shù)控機(jī)床有哪些分類方法？。答：（1）組成：數(shù)控機(jī)床由兩大部分組成：一部分是數(shù)控系統(tǒng)；另一部分是工作本體。（2）分類方法：按工藝用途分類、按控制運(yùn)動(dòng)方式分類、按伺服系統(tǒng)類型分類、按控制坐標(biāo)軸數(shù)分類、按數(shù)控裝置功能水平分類19.數(shù)控機(jī)床有哪些特點(diǎn)？答：（1）加工精度高且質(zhì)量穩(wěn)定（2）生產(chǎn)效率高（3）自動(dòng)化程度高（4）適應(yīng)性強(qiáng)（5）便于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化（6）使用成本高20.數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用在哪些場(chǎng)合？答：（1）多品種、小批量生產(chǎn)的零件（2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高的零件（3）加工頻繁改型的零件（4）價(jià)值昂貴、不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。（5）需最短生產(chǎn)周期的急需件。21.什么是NC、CNC？答：（1）數(shù)字控制（NumericalControl），簡(jiǎn)稱NC，是一種使用由英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字及標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等組成的一系列指令碼來控制機(jī)器各種動(dòng)作的自動(dòng)化技術(shù)。（2）CNC（ComputerizedNumerica