精密加工与特种加工,小结

小结

1. 精密加工概念及其分类

(1) 精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的加工工艺。不同的发展时期，

其技术指标有所不同。目前，在工业发达国家中，一般工厂能稳定掌握的加工精度是1 m μ，与之相对应，将加工精度为0.1～1μm，加工表面粗糙度R a 为0.02～0.1 μm 内的加工方法称为精密加工。

(2) 精密加工分类见表2-1。

2. 精密切削加工机理

(1) 切削变形：包含几个重要方面，其中包括过渡切削、最小切入深度、毛刺与亏缺

及微量切削的碾压过程。

(2) 切削力：包括影响切削力的切削速度、进给量、切削深度和刀具材料等以及切削

力的来源。

(3) 切削热：包括切削热的来源、影响及控制。

(4) 切削液：包括冷却效果及所起的重要作用。

(5) 刀具磨损及耐用度：包括刀具的6 种磨损形式(机械磨损、黏结磨损、相变磨损、

扩散磨损、破损和炭化磨损)和3 种破损形式(裂纹、破裂和解理)以及刀具磨损的3 个阶段(初期磨损、正常磨损阶段、急剧磨损阶段)。

3. 切削加工机床及应用

(1) 精密机床的精度指标见表2-6。

(2) 精密主轴部件，包括液体静压轴承主轴、空气静压轴承主轴等。

(3) 床身和精密导轨部件，包括精密切削机床床身和导轨的材料、导轨的类型。

(4) 进给驱动系统，包括精密数控系统、滚珠丝杠副驱动、液体静压和空气静压丝杠

副驱动、摩擦驱动和微量进给装臵等。

(5) 在线检测与误差补偿技术。

4. 功率超声车削

(1) 功率超声车削的装臵、组成及振动方式。

(2) 功率超声车削脉冲切削运动原理及切削特点。

小结

1. 磨削加工特点及其分类

(1) 磨削加工的特点。磨削加工对象广、磨削加工的精度高、表面粗糙度值小、磨削

温度高、砂轮有自锐作用、磨削在切削加工中的比重日益增大。

(2) 磨削加工分类见表3-1。

2. 精密磨削加工机理

(1) 从磨削作用——包括磨粒的微刃性、磨粒的等高性、微刃的滑擦、挤压、抛光作

用以及弹性变形等来分析精密磨削的机理。

(2) 从磨削力——磨削力的主要特征、影响磨削力的因素、单个磨粒的切削厚度等来

分析精密磨削的机理。

(3) 影响磨削温度的主要因素——砂轮速度、工件速度、径向进给量、工件材料、砂

轮硬度与粒度。

(4) 冷却液在精密磨削加工中的三个作用——冷却作用、润滑作用、清洗作用。

(5) 磨削质量的控制——加工表面的几何特征，如表面粗糙度、加工表面缺陷；加工

表面层材料的性能，如反映表面层的塑性变形与加工硬化、表面层的残余应力及表面层的金相组织变化等方面的物理化学性能及一些特殊性能。

3. 精密磨削加工的机床及应用

(1) 精密主轴部件，包括液体静压轴承主轴、空气静压轴承主轴等。

(2) 床身和精密导轨部件，包括精密磨削机床床身和导轨的材料、导轨的类型。

(3) 进给驱动系统，包括滚珠丝杠副驱动、液体静压和空气静压丝杠副驱动、摩擦驱

动和微量进给装臵等。

4. 超精研磨与抛光

1) 概念

精密研磨属于游离磨粒切削加工，是在刚性研具(如铸铁、锡、铝等软金属或硬木、塑

料等)上注入磨料，在一定压力下，通过研具与工件的相对运动，借助磨粒的微切削作用，除去微量的工件材料，以达到高级几何精度和优良表面粗糙度的加工方法。

抛光是指用低速旋转的软质弹性或黏弹性材料(塑料、沥青、石蜡、锡等)抛光盘或高

速旋转的低弹性材料(棉布、毛毡、人造革等)抛光盘，加抛光剂，具有一定研磨性质地获

得光滑表面的加工方法。

研磨盘是涂敷或嵌入磨料的载体，以发挥磨粒切削作用，同时又是研磨表面的成形工具。抛光盘是采用特种玻璃或者在平面金属盘上涂一层弹性材料或软金属材料作为抛光盘。

2) 精密研磨抛光的主要工艺因素(见表3-5)

3) 非接触抛光

包括弹性发射加工、浮动抛光、动压浮离抛光、非接触化学抛光切断、开槽及端面抛光等。

小结

电火花加工是一种电、热能加工方法，又称放电加工(EDM)，其加工过程与传统的机

械加工完全不同。本章主要研究了电火花加工的机理及基本工艺规律，并介绍了电火花加工的应用。主要内容概述如下。

1．电火花加工的特点

(1) 适用于无法采用刀具切削或切削加工十分困难的场合。

(2) 加工时，工具电极与工件并不直接接触，工具电极不需要比工件材料硬。

(3) 直接利用电能进行加工。

(4) 电极的损耗对加工形状及尺寸精度的影响比切削加工时刀具的影响要大。

2．电火花加工的基本原理

电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现

象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。加工应具备以下条件：

(1) 必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，必须具有工具

电极的自动进给和调节装臵。

(2) 两极之间应充入有一定绝缘性能的介质。

(3) 电火花加工必须采用脉冲电源。

3．电火花加工的机理

火花放电时，电极表面的金属材料究竟是怎样被蚀除下来的，这一微观的物理过程即

所谓电火花加工的机理，也就是电火花加工的物理本质。这一过程大致可分为以下四个连续的阶段：

(1) 极间介质的电离、击穿，形成放电通道。

(2) 能量的转换——介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀。

(3) 蚀除产物的抛出。

(4) 极间介质的消电离。

4．影响材料放电腐蚀的主要因素

研究影响材料放电腐蚀的因素，对于应用电火花加工方法，提高电火花加工的生产率，

降低工具电极的损耗是极为重要的。这些因素主要如下。

1) 极性效应

在电火花加工过程中，单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性

效应。如果两电极材料不同，则极性效应更加复杂。在电火花加工中极性效应越显著越好，这样，可以把电蚀量小的一极作为工具电极，以减少工具电极的损耗。

2) 电参数

电参数主要是指电压脉冲宽度t i、电流脉冲宽度t e、脉冲间隔t o、脉冲频率f、峰值电

流e ?i 、峰值电压?u 和极性等。

提高电蚀量和生产率的途径在于：提高脉冲频率，增加单个脉冲能量或者说增加平均

放电电流(对矩形脉冲即为峰值电流)和脉冲宽度；减小脉冲间隔并提高有关的工艺参数。3) 金属材料热学常数

所谓热学常数，是指熔点、沸点(汽化点)、热导率、比热容、熔化热、汽化热等。

4) 工作液

工作液的作用如下。

(1) 形成火花击穿放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态。

(2) 对放电通道产生压缩作用。

(3) 帮助电蚀产物的抛出和排除。

(4) 对工具和工件具有冷却作用。

5) 其他因素

5．影响加工精度的主要因素

影响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。6．电火花加工机床的组成

电火花加工机床主要由机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环

系统、数控系统等部分组成。

1) 脉冲电源

电火花加工用的脉冲电源的作用是把工频交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流，

以供给电极放电间隙所需要的能量来蚀除金属。常用脉冲电源有以下几种。

(1) 非独立式脉冲电源。其工作原理都是利用电容器充电储存电能，而后瞬时放出，

形成火花放电来蚀除金属。因为电容器时而充电，时而放电，一弛一张，故又称“弛张式”脉冲电源。主要有RC 线路脉冲电源、RLC 线路脉冲电源等。

(2) 独立式脉冲电源。主要有晶闸管式脉冲电源、晶体管式脉冲电源等。

2) 自动进给调节系统

是由测量环节、比较环节、放大驱动环节、执行环节和调节对象等几个主要环节组成。

对自动进给调节系统的一般要求：

(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。

7．电火花成形加工的应用

电火花成形加工是用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法，主要分为穿孔加工和

型腔加工两大类。

穿孔成形加工的应用又分为冲模(包括凸凹模)、粉末冶金模、型孔零件、小孔、深孔

等。电火花穿孔加工常用“钢打钢”的直接配合法和间接配合法。

型腔模电火花加工主要有单电极平动法、多电极更换法和分解电极加工法等。

小结

本章讲述了电火花线切割加工的基本原理、特点及其应用范围，重点对电火花线切割

加工的设备、线切割控制系统和编程技术进行了分析介绍。主要内容概述如下：

1．电火花线切割加工的特点及应用情况

1) 电火花线切割加工

电火花线切割加工(Wire Cut EDM，WCEDM)是在电火花加工基础上发展起来的一种新

的工艺形式，是用线状电极(钼丝或铜丝等)靠火花放电对工件进行切割加工，故称为电火

花线切割。

2) 电火花线切割加工的特点

(1) 电火花线切割加工与电火花成形加工的共性表现。

(2) 线切割加工相比于电火花加工的不同特点表现。

3) 电火花线切割加工的应用范围

(1) 新产品试制及零件加工。

(2) 加工特殊材料。

(3) 加工模具零件。

4) 电火花线切割技术的应用现状及发展趋势

2．电火花线切割加工原理

电火花线切割加工与电火花成形加工的基本原理一样，都是基于电极间脉冲放电时的

电火花腐蚀原理，实现零部件的加工。所不同的是，电火花线切割加工不需要制造复杂的成形电极，而是利用移动的细金属丝(钼丝或铜丝)作为工具电极，工件按照预定的轨迹运动，“切割”出所需的各种尺寸和形状。

根据电极丝的运行速度，电火花线切割加工机床通常分为两大类：一类是高速走丝电

火花线切割机床，另一类是低速走丝电火花线切割机床，其加工原理也各有特点。具体如下：

(1) 高速走丝电火花线切割加工原理。

(2) 低速走丝电火花线切割加工原理。

3．电火花线切割机床

电火花线切割加工机床主要由机床本体、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机

床附件等几部分组成。

1) 机床本体

机床本体主要由床身、坐标工作台、运丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等几部

分组成。

2) 脉冲电源

电火花线切割加工脉冲电源的原理与电火花成形加工脉冲电源是一样的，只是由于加

工条件和加工要求不同，对其又有特殊的要求。受加工表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，脉冲电源的脉冲宽度较窄(2~60 μs )，单个脉冲能量、平均电流(1~5A)一般较小，所以，线切割加工总是采用正极性加工方式。

3) 工作液循环系统

工作液的主要作用是在电火花线切割加工过程中脉冲间歇时间内及时将已蚀除下来的

电蚀产物从加工区域中排除，使电极丝与工件间的介质迅速恢复绝缘状态，保证火花放电不会变为连续的弧光放电，使线切割顺利进行下去。此外，工作液还有另外两个作用：

一方面有助于压缩放电通道，使能量更加集中，提高电蚀能力；另一方面可以冷却受热

的电极丝，防止放电产生的热量扩散到不必要的地方，有助于保证工件表面质量和提高

电蚀能力。

4．电火花线切割系统和编程技术

1) 电火花线切割控制系统

控制系统是进行电火花线切割加工的重要组成环节，是机床工作的指挥中心。控制系

统的技术水平、稳定性、可靠性、控制精度及自动化程度等直接影响工件的加工工艺指标和工人的劳动强度。

电火花线切割加工机床控制系统的主要功能包括：轨迹控制和加工控制。

2) 电火花线切割编程

数控线切割加工机床的控制系统是根据人的“命令”控制机床进行加工的。因此必须

先将要加工工件的图形用机器所能接受的“语言”编好“命令”，以便输入控制系统，这种“命令”就是线切割加工程序。这项工作称为数控线切割编程，简称编程。数控线切割编程方法分为手工编程和微机自动编程。手工编程能使操作者比较清楚地了解编程所需要进行的各种计算和编程过程，但计算工作比较繁杂。近年来由于微机的快速发展，线切割加工的编程越来越多地普遍采用微机自动编程。本章主要介绍了以下三种编程方法：

(1) 3B 程序编程方法。

(2) ISO 代码的手工编程方法。

(3) 自动编程。

5．电火花线切割的应用

电火花线切割加工已经广泛地应用于国防、民用生产和科研工作中，用于加工各种难

加工材料、复杂表面和有特殊要求的零件、刀具和模具等。

1) 影响线切割工艺指标的因素

(1) 线切割加工的主要工艺指标。

评价电火花线切割加工工艺效果的好坏，一般都用切割速度、电极丝损耗量、加工精

度和表面粗糙度等来衡量。

(2) 电参数的影响。

(3) 非电参数的影响。

2) 线切割加工工艺及其应用

(1) 直壁二维型面的线切割加工。

(2) 等锥角三维曲面切割加工。

(3) 变锥度、上下异型面切割加工。

(4) 三维直纹曲面的线切割加工。

小结

1．电化学加工种类

(1) 利用电化学阳极溶解的原理去除工件材料。这一类加工属于减材加工，主要包括

电解加工和电解抛光两类。

(2) 利用电化学阴极沉积的原理进行镀覆加工。这一类加工属于增材加工，主要包括

电铸、电镀和电刷镀三类。

(3) 利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学复合加工。主要包括三类：电解

磨削，电解研磨，电解珩磨；电解电火花复合加工；电化学阳极机械加工。

2．电化学加工基本原理

(1) 在阴、阳极表面发生得失电子的化学反应称为电化学反应。

(2) 利用电化学反应作用加工金属的方法就是电化学加工。

(3) 金属插入含该金属离子的水溶液中，就形成电极电位。

(4) 标准电极电位、平衡电极电位。平衡电极电位计算可以用能斯特方程式。

(5) 有电流通过电极时，电极上会发生极化。极化分为浓差极化、电化学极化和电阻

极化三种类型。

(6) 金属的阳极极化有钝化和活化两种状态。

3．电解加工

(1) 电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一

种特种加工方法。

①电解加工具有其特点和局限性。

②电解加工过程中必须具备特定工艺条件。

③电解加工中会发生电极反应。

④电解加工中，阳极金属溶解量与通过的电量符合法拉第定律。

通常的大多数电解加工条件下，电流效率η小于或接近于100%；对于少量特殊情况，也可能η> 100%。

在电解加工过程中，当电解液和工件材料选定后，加工速度与电流密度成正比，即

v a =ηωi。

(2) 加工间隙可分为底面间隙、侧面间隙和法向间隙三种。

①底面平衡间隙R

b

c

U

v

ηωκ

Δ= 。

②法向平衡间隙b

n cos

Δ

Δ

θ

=

③侧面间隙Δs = 2

b 0 2Δh+x 或Δs = b

b

Δ2b 1

Δ

+

(3) 电解加工过程中，电解液起重要作用。对电解液有基本要求，要有针对性地根据

被加工材料的特性及主要加工要求选择电解液的类型、组分及浓度。

(4) 常用的电解液为中性电解液中的NaCl、NaNO3 及NaClO3 三种。

(5) 电解液流动形式包括正向流动、反向流动和侧向流动三种。

(6) 电解加工设备要满足其基本要求。

(7) 电解加工机床有多种类型，它主要由床身、工作箱、主轴头、进给系统和导电系

统组成。

(8) 电解加工电源有直流电源和脉冲电源两种。根据整流方式的不同，直流电源又可

分为直流发电机组、硅整流电源、可控硅整流电源三类。

(9) 电解液系统主要由泵、电解液槽、过滤器、管道、阀、流量计、热交换器等组成。

(10) 电解加工控制系统包括参数控制、循环控制、保护和连锁三个组成部分。

(11) 电解加工被广泛应用于模具型腔、叶片型面、型孔及小孔、枪炮管膛线、整体叶轮、数控展成及微精加工，倒棱和去毛刺等。

4．电铸及电刷镀加工

(1) 电铸及电刷镀加工是利用电化学阴极沉积的原理进行的镀覆加工(增材加工)。

(2) 电铸制造的工艺过程包括原模制作、表面处理、电铸、衬背及脱模、铸件检测等。

(3) 电铸加工可用于制造激光视盘、电铸薄膜、电铸网状元件及微型电铸件等。

(4) 电刷镀加工工艺过程包括表面预加工，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，镀后清洗及防锈处理等。

(5) 电刷镀加工可用于复失效的零部件表面，恢复尺寸和几何形状，设施超差品补救；

填补零件表面上的划伤、凹坑、点蚀等缺陷；在大型、复杂、单件小批量工件的表面局部刷镀金属防护层，改善表面性能等。

小结

1. 激光原理与特点

(1) 激光的产生：光的自发辐射、光的受激吸收、光的受激辐射。

(2) 激光的产生原理：粒子数反转、谐振腔、激光振荡、激光放大。

(3) 激光的特性：方向性、单色性、相干性、高亮度。

2. 激光器简单介绍

(1) 激光加工常用激光器。

(2) 激光加工机的组成。

3. 激光切割和打孔技术

(1) 激光切割：激光切割的基本原理与分类、影响激光切割质量的主要因素。

(2) 激光打孔：激光打孔的原理和方式、激光打孔的特点及应用。

4. 激光焊接技术

(1) 激光焊接的原理及特点。

(2) 激光焊接的形式与质量。

5. 激光表面技术

激光表面技术主要有激光相变硬化、激光重熔、激光合金化、激光熔覆。

6. 激光铣削技术与应用、激光快速成形技术。

小结

1．电子束加工

(1) 原理：电子束加工是利用电子的热效应进行的。在真空条件下，电子枪发射出高

速运动的电子汇集成很小的电子束，束流冲击工件表面，电子的动能瞬间大部分转变为热能，在轰击处形成局部高温，在极短的时间内，被冲击材料迅速升温，使材料局部快速汽

化、蒸发而实现加工目的。

(2) 特点：电子束能够极其微细地聚焦，因此束斑极小，是一种极微细加工；功率密

度能达到107~109W/cm2，功率密度很高，是一种非接触式加工；可以通过磁场或电场对电子束的强度、位臵、聚焦等进行直接控制，可控性好，可加工出斜孔、弯孔及特殊表面，便于实现自动化生产，生产率很高；在真空中进行，污染少，加工表面不氧化；价格较贵，生产应用有一定局限性。

(3) 设备组成：主要由电子枪、真空系统、控制系统和电源等部分组成。

(4) 应用：打孔，焊接，热处理，刻蚀。

2. 离子束加工

(1) 原理：在真空条件下，将氩、氪、氙等惰性气体，通过离子源产生离子束并经加

速、集束、聚焦后，以其动能轰击工件表面的加工部位，实现去除材料的加工。

(2) 特点：易于精确控制，加工精度高；加工应力小、变形小；加工所产生的污染少。

(3) 设备组成：主要由离子源系统、真空系统、控制系统、电源系统。

(4) 应用：离子刻蚀，离子镀覆，离子注入。

小结

1．超声波加工

(1) 加工原理：利用超声波发生器产生16 000Hz 以上的超声电振荡，利用振荡头带动

工具振荡，利用工具端面作超声频振荡，再将这种超声频振荡，通过磨料悬浮液传递到一定形状的工具头上，加工脆硬材料的一种成形方法。

(2) 特点：适合于加工各种不导电的硬脆材料；加工精度较高；易于加工出各种与工

具形状相一致的复杂形状内表面和成形表面。

(3) 设备组成：一般由超声波发生器、超声振动系统、磨料工作液及循环系统和机床

本体四部分组成。

(4) 应用：各工业部门脆硬材料的圆孔、型孔、型腔、套料、微细孔、弯曲孔、刻槽、

落料、复杂沟槽等成形加工；切割半导体、氧化铁、石英等，精度高、生产率高、经济性好；焊接塑料、纤维、集成电路等。

2．超高压水射流加工

(1) 加工原理：利用高速水流对工件的冲击作用来去除材料的。水射流高速冲击工件

材料，当冲击力超过材料的动态断裂强度，材料就被切割下来。

(2) 特点：切割质量较好，材料利用率高，成本低；切割过程稳定；温度较低，无热

变形、烟尘、渣土等，可切割易燃材料及制品；加工材料范围广，既可用来加工非金属材料，也可以加工金属材料；可自动加工复杂的形状；环境污染小。

(3) 设备组成：主要有增压系统、切割系统、控制系统、过滤设备和机床床身。

(4) 应用：加工材料已达到80 多种，广泛应用到许多工业部门。

小结

本章重点阐述了等离子弧加热辅助车削、激光辅助车削、机械超声振动复合加工、机

械化学抛光、化学机械抛光、超声电火花复合加工、超声电解复合加工、超声电解复合抛光、超声电火花复合抛光、电解磨削复合加工、电解珩磨复合加工、电解研磨复合加工等的基本原理、特点、设备和在加工方面的实际应用，并对其主要的工艺因素进行系统的分析，揭示其基本规律，以利于学生掌握和运用。具体总结如下。

1. 复合切削加工

它主要以改善切屑形成过程为目标，常用的有以下两种：

(1) 加热切削通过对工件局部瞬时加热，改变其物理力学性能和表层的个相组织以降

低工件在切削区材料的强度，提高其塑性使切削加工性能改善。它是对铸造高锰钢、无磁钢和不锈钢等难切材料进行高效切削的一种方法。常用的有等离子弧加热辅助车削和激光辅助车削。

①等离子弧加热辅助车削：是用等离子弧发生器产生的等离子弧实现对工件加热。将

该发生器安装于切削刀具前的合适位臵，并始终与刀具同步运动，在适当电参数及切削用量等条件配合下，不断使待切削材料层预先加热至高温，达到易切削的目的。

②激光辅助车削：是应用激光将金属工件局部加热，以改善其车削加工性，它是加热

车削的一种新的形式。

(2) 机械超声振动复合加工：是指将超声振动附加在机械加工上，使得振动切削具有

切削力大大减小，切削温度明显降低，刀具寿命可以提高，加工精度和表面质量可以提高等特点，特别是在难加工材料(如耐热钢、不锈钢等硬韧性材料)加工中，收到了异乎寻常的效果。

2. 化学机械复合加工

它是指化学加工和机械加工的复合。所谓化学加工是利用酸、碱和盐等化学溶液对金

属或某些非金属工件表面产生化学反应，腐蚀溶解而改变工件尺寸和形状的加工方法。化学机械复合加工是一种超精密的精整加工方法，是可有效地加工陶瓷、单晶蓝宝石和半导体晶片，它可防止通常机械加工用硬磨料引起的表面脆性裂纹和凹痕，避免磨粒的耕犁引起的隆起以及擦滑引起的划痕，可获得光滑无缺陷的表面。化学机械复合加工中常用的有下列两种。

(1) 机械化学抛光(CMP)：是利用比工件材料软的磨料(如对Si3N4 陶瓷用Cr2O3，对Si

晶片用SiO2)，磨粒与工件表面生成固相反应层或磨粒的固相反应及加工液的腐蚀作用层，并由磨粒机械作用去除。

(2) 化学机械抛光：是由溶液的腐蚀作用形成化学反应薄层，然后由磨粒的机械摩擦

作用去除。

3. 超声电火花(电解)复合加工

(1) 超声电火花复合加工：精微加工小孔或窄缝的电火花时，在工具电极上引入超声

振动，由于产生超声空化作用，则可导致一种叫微冲流的紊流产生。这种微冲流有利于电蚀产物的排除，因此，超声电火花复合加工将使加工区的间隙状况得到改善，加工平稳，有效放电脉冲比例增加，从而达到提高生产率的目的。

(2) 超声电解复合加工：在电解加工中引入超声振动，使工件表面形成的钝化膜在超

声振动的作用下遭到破坏，使电解加工能顺利进行，促进生产率和质量均获得显著提高。

(3) 超声电解复合抛光：是超声波加工和电解加工复合而成的一种复合加工方法。它

可以获得优于靠单一电解或单一超声波抛光的抛光效率和表面质量。

(4) 超声电火花复合抛光：是超声波加工和电火花加工复合而成的一种复合加工方法。加工中超声波抛磨和放电交错而连续进行，不仅提高了抛光速度，而且提高了工件表面材

料去除的均匀性。

4. 电化学机械复合加工

电化学机械加工包括电解磨削、电解珩磨、电解研磨等加工工艺，它们的材料去除机

理基本相似。

(1) 电解磨削复合加工：是电解作用和刮除薄膜的磨削作用交替进行的一种复合加工，

其中电解腐蚀起主要作用(约占90%)，而砂轮只起刮除阳极膜和整平加工表面的作用，它

比电解加工得到的加工精度要高，表面粗糙度值小。

(2) 电解珩磨复合加工：在普通珩磨机上增设直流电源和电解液循环系统，使接电源

正极的工件表面产生阳极溶解，同时，生成的阳极钝化膜则被珩磨条不断刮除，以提高加工面的表面质量。

(3) 电解研磨复合加工：在普通研磨机上增设电解电源、电解液系统和弧形“中介阴极”，加工时工件旋转并接电源的正极，中介阳极接电源的负极，在喷注电解液的作用下使工件表面产生阳极溶解。同时，生成的阳极钝化膜则被加压并作往复振动的研磨条不断刮除，加工到最后阶段切断电解电源，再行机械研磨几秒后停机，以提高加工的表面质量。

小结

1. 功率超声光整加工

(1) 功率超声珩磨装臵的组成、结构、性能及优点。珩磨力小、珩磨温度低、油石不

易堵塞、加工质量好、效率高，零件滑动面耐磨性高。

(2) 功率超声研磨是在研磨工具或工件上施加功率超声振动以改善研磨效果的一种新

工艺。与普通机械研磨相比，具有效率高、表面粗糙度低的优点。

(3) 功率超声抛光的振动系统结构与研磨类似。功率超声抛光工具有两类：一类是具

有磨削作用的磨具；另一类是没有磨削作用的工具。

(4) 功率超声压光是在传统压光工艺基础上，给工具沿工件表面法线方向上施加功率

超声振动，在一定压力下工具与工件表面振动接触，从而对工件表面进行机械冷作硬化，大大提高了加工表面的硬度和耐磨性，降低表面粗糙度。

2. 化学加工

(1) 化学加工(CHM)是利用酸、碱、盐等化学溶液对金属产生化学反应，使金属腐蚀溶解，改变工件尺寸和形状(以至表面性能)的一种加工方法。化学加工的应用形式很多，但属于成形加工的主要有化学铣切(化学蚀刻)和光化学腐蚀加工法。属于表面加工的有化学抛光和化学镀膜等。

(2) 化学铣切，实质上是较大面积和较深尺寸的化学蚀刻，先把工件非加工表面用耐

腐蚀性涂层保护起来，需要加工的表面露出来，浸入到化学溶液中进行腐蚀，使金属按特定的部位溶解去除，达到加工目的。

(3) 光化学腐蚀加工简称光化学加工(OCM)是光学照相制版和光刻(化学腐蚀)相结合

的一种精密微细加工技术。可以加工出非常精细的文字图案，目前已在工艺美术、机制工业和电子工业中获得应用。

(4) 化学抛光(CP)的目的是改善工件表面粗糙度或使表面平滑化和光泽化。

(5) 化学镀膜的目的是在金属或非金属表面镀上一层金属，起装饰、防腐蚀或导电等

作用。

3. 水射流及磨料流加工技术

(1) 水射流加工是以一束从小口径孔中射出的高速水射流作用在材料上，通过将水射

流的动能变成去除材料的机械能，对材料进行清洗、剥层、切割的加工技术。水射流是喷嘴流出形成的不同形状的高速水流束，它的流速取决于喷嘴出口直径及面前后的压力差。加工机理是由射流液滴与材料的相互作用过程以及材料的失效机理所决定的。

(2) 磨料流加工是水射流加工的一种形式。磨料射流是在水射流中混入磨料颗粒即成

为磨料射流。磨料射流的引入大大提高了液体射流的作用效果，使得射流在较低压力下即可进行除锈、切割等作业；或者在同等压力下大大提高作业效率。因此，一般情况下水射__流的工业切割均采用磨料射流介质。

4. 等离子体加工

(1) 等离子体加工又称等离子电弧加工(PAM)，是利用电弧放电使气体电离成过热的等

离子气体流束，靠局部熔化及汽化来去除材料的。等离子体被称为物质存在的第四种状态，物质存在的通常三种状态是气、液、固三态。等离子体是高温电离的气体，它由气体原子或分子在高温下获得能量电离之后，离解成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子所组成，整体的正负离子数目和正负电荷数值仍相等，因此称为等离子体。

(2) 等离子体具有极高能量密度的三种效应：机械压缩效应、热收缩效应、磁收缩效应。

(3) 等离子体加工中材料去除速度和加工精度、设备和工具的确定。

5. 挤压珩磨

(1) 挤压珩磨是利用一种含磨料的半流动状态的黏弹性磨料介质、在一定压力下强迫

在被加工表面上流过，由磨料颗粒的刮削作用去除工件表面微观不平材料的工艺方法。(2) 挤压珩磨的原理、特点、适用范围、磨料介质等。

6. 光刻技术

(1) 光刻也称照相平版印刷，它源于微电子的集成电路制造，是在微机械制造领域应

用较早并仍被广泛采用且不断发展的一类微细加工方法。其原理与印刷技术中的照相制版相似，在硅等基体材料上涂覆光致抗蚀剂(或称为光刻胶)，然后利用极限分辨率极高的能

量束来通过掩模对光致抗蚀剂层进行曝光(或称光刻)。经显影后，在抗蚀剂层上获得了与

掩模图形相同的极微细的几何图形，再利用刻蚀等方法，在工件材料上制造出微型结构。

(2) 光刻加工基本流程如下：

(3) 光刻加工中的关键技术：主要包括掩模制作、曝光技术、刻蚀技术等。

7. 磁性磨料加工

(1) 磁性磨料研磨加工(MAM)是将磁性研磨材料放入磁场中，磨料在磁场力的作用下

将沿磁力线方向有序地排列形成磁力刷，这种磁力刷具有很好的抛磨抛光性能，同时还

具有很好的可塑性。当切削阻力大于磁场的作用力时，磨料会产生滚动或滑动，不会对

工件产生严重的划伤。

(2) 磁性磨料研磨加工的分类：按磨粒的状态分为干性研磨和湿性研磨两种。

(3) 影响加工质量的因素：磁场强度的影响、加工间隙的影响和磁极形状的影响。

精密和超精密加工的应用和发展趋势

精密和超精密加工的应用和发展趋势 [摘要]本文以精密和超精密加工为研究对象，对世界上精密和超精密加工的应用和发展趋，势进行了分析和阐释，结合我国目前发展状况，提出今后努力方向和发展目标。 【关键词】精密和超精密加工；精度；发展趋势 精密和超精密制造技术是当前各个工业国家发展的核心技术之一，各技术先进国家在高技术领域(如国防工业、集成电路、信息技术产业等)之所以一直领先，与这些国家高度重视和发展精密、超精密制造技术有极其重要的关系。超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本。这些国家的超精密加工技术不仅总体成套水平高，而且商品化的程度也非常高。 美国是开展超精密加工技术研究最早的国家，也是迄今处于世界领先地位的国家。早在20世纪50年代末，由于航天等尖端技术发展的需要，美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术，称为“SPDT技术”（Single Point Diamond Turning）或“微英寸技术”（1微英寸＝0.025μm），并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床。用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面非球面大型零件等等。如美国LLL实验室和Y－12工厂在美国能源部支持下，于1983年7月研制成功大型超精密金刚石车床DTM－3型，该机床可加工最大零件￠2100mm、重量4500kg的激光核聚变用的各种金属反射镜、红外装置用零件、大型天体望远镜（包括X光天体望远镜）等。该机床的加工精度可达到形状误差为28nm（半径），圆度和平面度为12.5nm，加工表面粗糙度为Ra4.2nm。 在超精密加工技术领域，英国克兰菲尔德技术学院所属的克兰菲尔德精密工程研究所（简称CUPE）享有较高声誉，它是当今世界上精密工程的研究中心之一，是英国超精密加工技术水平的独特代表。如CUPE生产的Nanocentre（纳米加工中心）既可进行超精密车削，又带有磨头，也可进行超精密磨削，加工工件的形状精度可达0.1μm，表面粗糙度Ra<10nm。 日本对超精密加工技术的研究相对于美、英来说起步较晚，但是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。日本的研究重点不同于美国，是以民品应用为主要对象。所以日本在用于声、光、图象、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面，是更加先进和具有优势的，甚至超过了美国。 我国的精密、超精密加工技术在20世纪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超精密机床和部件。北京机床研究所是国内进行超

精密与特种加工技术课后答案

《精密与特种加工技术》课后答案 第一章 1.精密与特种加工技术在机械制造领域的作用与地位如何 答：目前，精密和特种加工技术已经成为机械制造领域不可缺少的重要手段，在难切削材料、复杂型面、精细零件、低刚度零件、模具加工、快速原形制造以及大规模集成电路等领域发挥着越来越重要的作用，尤其在国防工业、尖端技术、微电子工业方面作用尤为明显。由于精密与特种加工技术的特点以及逐渐被广泛应用，已引起了机械制造领域内的许多变革，已经成为先进制造技术的重要组成部分，是在国际竞争中取得成功的关键技术。精密与特种加工技术水平是一个国家制造工业水平的重要标志之一。 2.精密与特种加工技术的逐渐广泛应用引起的机械制造领域的那些变革 答：⑴提高了材料的可加工性。 ⑵改变了零件的典型工艺路线。 ⑶大大缩短新产品试制周期。 ⑷对产品零件的结构设计产生很大的影响。 ⑸对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响。 3.特种加工工艺与常规加工工艺之间有何关系应该改如何正确处理特种加工与常规加工之 间的关系 答：常规工艺是在切削、磨削、研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺，而且今后也始终是主流工艺。但是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，常规传统工艺必然难以适应。所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展，特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺，但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺。 4.特种加工对材料的可加工性以及产品的结构工艺性有何影响举例说明. 答：工件材料的可加工性不再与其硬度，强度，韧性，脆性，等有直接的关系，对于电火花，线切割等加工技术而言，淬火钢比未淬火钢更容易加工。 对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响，以往普遍认为方孔，小孔，弯孔，窄缝等是工艺性差的典型，但对于电火花穿孔加工，电火花线切割加工来说，加工方孔和加工圆孔的难以程度是一样的，相反现在有时为了避免淬火产生开裂，变形等缺陷，故意把钻孔开槽，等工艺安排在淬火处理之后，使工艺路线安排更为灵活。 第二章 1.简述超精密加工的方法，难点和实现条件 答：超微量去除技术是实现超精密加工的关键，其难度比常规的大尺寸去除加工技术大的多，因为：工具和工件表面微观的弹性变形和塑性变形是随即的。精度难以控制，工艺系统的刚度和热变形对加工精度有很大的影响，去除层越薄，被加工便面所受的切应力越大，材料就

精密和超精密加工论文

精密和超精密加工论文 一、精密和超精密加工的概念与范畴 通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为1~0.1?;m，表面粗糙度为Ra0.1~0.01?;m的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。 a.砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。 b.精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。 c.珩磨,用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1?;m，最好可到Ra0.025?;m，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。 d.精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025?;m加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，

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 1.试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义。 答：超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要的地位。国防方面，例如：对于导弹来说，具有决定意义的是导弹的命中精度，而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的。制造惯性仪表，需要有超精密加工技术和相应的设备。 尖端技术方面，大规模集成电路的发展，促进了微细工程的发展，并且密切依赖于微细工程的发展。因为集成电路的发展要求电路中各种元件微型化，使有限的微小面积上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂和完备的电路。因此，提高超精密加工水平以减小电路微细图案的最小线条宽度就成了提高集成电路集成度的技术关键。 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。 5.我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何。 答：我国当前某些精密产品尚靠进口，有些精密产品靠老工人于艺，因而废品率极高，例如现在生产的某种高精度惯性仪表，从十几台甚至几十台中才能挑选出一台合格品。磁盘生产质量尚未完全过关，激光打印机的多面棱镜尚不能生产。1996年我国进口精密机床价值达32亿多美元(主要是精密机床和数控机床)。相当于同年我国机床的总产值，某些大型精密机械和仪器国外还对我们禁运。这些都说明我国必须大力发展精密和高精密加工技术。 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。

精密与特种加工

精密与超精密加工 1 什么是精密与超精密加工？ 目前在工业发达国家中， 一般工厂能稳定掌握的加工精度是 1 微米。 与此相应， 通常将加工 精度 在 0.1~1微米、加工表面粗糙度 Ra 在 0.02~0.1 微米之间的加工方法称为精密加工；而 将加工精度 高于 0.1微米、加工表面粗糙度 Ra 小于 0.01 微米的加工方法称为超精密加工。 2 积屑瘤对切削力的影响规律；能够画出积屑瘤的模型；会解释积屑瘤产生规律的原因 规律： 积屑 瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力也小，和普通切削钢时的规律正好相反。普 通切削切钢时， 积 屑瘤可增加刀具的前角， 故积屑瘤增大可使切削力下降， 但是超精密切削 时积屑瘤增大反而使切削 力增大； 模型如图； 产生原因： 1）积屑瘤前端 R 大约 2～3μm ，实际切削力由积屑瘤刃口半径 R 起作用，切削 力明 显增加 。 2）积屑瘤与切削层和已加工表面间的摩擦力增大，切削力增大。 3）实际 切削厚度超过名义值，切削厚度增加 ，切削力增加。 3 会画金刚石晶体三个面的原子分布图、面网距、面网密度的计算。 4 理解掌握我国采用哪个晶面作为前后刀面；为什么？ 应考虑因素：刀具耐磨性好；刀刃微观强度 高，不易产生微观崩刃；刀具和被加工材料间摩 擦系数低，使切削变形小，加工表面质量高；制造研 磨容易。 110 晶面 面积= D 2 面积= 2D 2 原子数 4x1/4+1=2 原子数 4x1/4+2x1/2+2=4 原子数 3x1/6+3x1/2=2 面网密度 2/D 2 面网密度 4/ 2D 2 面网密度 2/( 3D 2 /2) 4/ 3D 2

精密加工与特种加工校考复习题

一、单项选择题 1、超精密加工的精度是指加工精度达到（D） A、1μm B、0.1μm C、0.01μm D、0.001μm 2、下列天然金刚石最贵重的种类是（A） A、透明金刚石 B、半透明金刚石 C、不透明金刚石 D、褐色金刚石 3、精密和超精密加工的精度是依靠（C）来保证的。 A、高精度机床 B、先进加工方法 C、检测精度 D、高硬度刀具 4、具有良好的冷却作用和清洗作用的磨削液是（B） A、离子型磨削液 B、水溶性磨削液 C、磨削油 D、挤压乳化液 5、电解加工是利用金属在电解液中产生（B）的原理去除材料的制造技术。 A、阳极氧化 B、阳极溶解 C、阴极还原 D、阴极溶解 6、在电解加工过程中，直接影响加工精度稳定性的因素是（B）。 A、电解机床精度 B、电解液浓度和温度变化 C、电解液溶解度 D、电流稳定性 7、离子束加工技术利用注入效应加工的是（D）。 A、离子束刻蚀 B、溅射镀膜 C、离子镀 D、离子注入 8、电子束加工的另一种是利用电子束流的（C）。 A、腐蚀效应 B、热效应 C、非热效应 D、气化效应 9、以下利用力效应的激光表面处理技术是（A）。 A、激光冲击 B、激光淬火 C、激光非晶化 D、激光快速刻花 10、广泛应用与非金属硬脆陶瓷材料加工的方法是（C）。 A、金属切割 B、电火花加工 C、超声加工 D、激光加工 二、填空题 1、精密加工是指加工精度和表面质量达到极高极高精度的加工工艺，通常包括精密切削加工和精密磨削加工。 2、金属切削过程，就本质而言，是材料在刀具的作用下，产生断裂、摩擦挤压和 滑动变形的过程 3、金刚石的刀具磨损有裂纹、碎裂、解理三种原因。 4、磨粒的四种切削形态是摩擦、塑性变形、飞边和切削。 5、磨屑形成的三个过程是滑擦阶段；刻滑（耕犁）阶段；切削阶段。 6、电火花加工工作液净化过滤方法有自然沉淀法、介质过滤法、高压静电 过滤法、离心过滤法四种方法。 7、在离子束加工中，离子束投射到材料表面产生的两种效应是溅射效应 和注入效应。 8、激光加工的四大特性是高亮度、高方向性、高单色性 和高相于性。 9、在磁化加工过程中按磁化时的电源可分为直流磁化、交流磁化、 脉冲磁化三种情况。 三、简答题 1、简述现代机械工业致力于提高零件加工精度的主要原因。 答：1）提高零件的加工精度，可提高产品的性能和质量，提高产品的稳定性和可靠性； 2）提高零件的加工精度可促进产品的小型化； 3）提高零件的加工精度可增强零件的互换性，提高装配生产率，促进自动化装配应用，

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0.1卩m,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。在真空条件下, 将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。离子带正电荷,其质量比电子大数千、数万倍,所以离子束比电子束具有更大的撞击动 能，它是靠微观的机械撞击能量来加工的。 2）撞击和溅射效应具有一定动能的离子斜射到工件材料表面时，可将表面的原子撞击出来，如果工件直接作为离子轰击靶材，工件表面就会受到离子刻蚀 3）注入效应离子能量足够大并且垂直工件表面撞击时，离子就会钻进工件表面

精密和超精密加工现状与发展趋势

精密和超精密加工现状与发展趋势 一、精密和超精密加工的概念与范畴 通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为1~0.1μ;m，表面粗糙度为Ra0.1~0.01μ;m的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。 a. 砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。 b. 精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。 c. 珩磨,用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1μ;m，最好可到Ra0.025μ;m，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。 d. 精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025μ;m加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。 e. 抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工，主要用来降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或机械抛光、超声波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。手工或机械抛光加工后工件表面粗糙度Ra≤0.05μ;m，可用于平面、柱面、曲面及模具型腔的抛光加工。超声波抛光加工精度0.01~0.02μ;m，表面粗糙度Ra0.1μ;m。化学抛光加工的表面粗糙度一般为Ra≤0.2μ;m。电化学抛光可提高到Ra0.1~0.08μm。 超精密加工就是在超精密机床设备上，利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动，对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程。当前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。 超精密加工包括微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等加工技术。微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术；超微细加工技术是指制造超微小尺寸零件的加工技术，它们是针对集成电路的制造要求而提出的，由于尺寸微小，其精度是用切除尺寸的绝对

精密与特种加工

精密与超精密加工 1什么是精密与超精密加工？ 目前在工业发达国家中，一般工厂能稳定掌握的加工精度是1微米。与此相应，通常将加工精度在0.1~1微米、加工表面粗糙度Ra 在0.02~0.1微米之间的加工方法称为精密加工；而将加工精度高于0.1微米、加工表面粗糙度Ra 小于0.01微米的加工方法称为超精密加工。 2积屑瘤对切削力的影响规律；能够画出积屑瘤的模型；会解释积屑瘤产生规律的原因 规律：积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力也小，和普通切削钢时的规律正好相反。普通切削切钢时，积屑瘤可增加刀具的前角，故积屑瘤增大可使切削力下降，但是超精密切削时积屑瘤增大反而使切削力增大； 模型如图； 产生原因：1）积屑瘤前端R 大约2～3μm ，实际切削力由积屑瘤刃口半径R 起作用，切削力明显增加 。 2）积屑瘤与切削层和已加工表面间的摩擦力增大，切削力增大。3）实际切削厚度超过名义值，切削厚度增加 ，切削力增加。 3会画金刚石晶体三个面的原子分布图、面网距、面网密度的计算。 100晶面 110晶面 111晶面 面积= 面积= 面积= 原子数4x1/4+1=2 原子数 4x1/4+2x1/2+2=4 原子数3x1/6+3x1/2=2 面网密度 面网密度 面网密度 面网距 面网距 面网距 22D 2D 2 /32D 2/2D 22/4D 2 23/4)2/3/(2D D

4理解掌握我国采用哪个晶面作为前后刀面；为什么？ 应考虑因素：刀具耐磨性好；刀刃微观强度高，不易产生微观崩刃；刀具和被加工材料间摩擦系数低，使切削变形小，加工表面质量高；制造研磨容易。 选用（100）晶面的原因： （111）不适合作前后面。推荐采用（100）晶面作金刚石刀具的前后面，理由如下： 1)（100）晶面的耐磨性高于（110）晶面； 2 )（100）晶面的微观破损强度高于（110）晶面，（100）晶面受载荷时的破损机率比（110）晶面低很多； 3 ) （100）晶面和有色金属之间的摩擦系数要低于（110）晶面的摩擦系数。 5理解晶体的解理现象；金刚石哪个晶面容易产生解理现象，为什么？ 解理现象：是某些晶体特有的现象，晶体受到定向的机械力作用时，沿平行于某个平面平整的劈开的现象； 原因：（111）面的宽的面间距（0.154nm）是金刚石晶体中所有晶面间距中的最大的一个，并且其中的连接共价键数最少，只需击破一个价键就可使其劈开，故劈开比较容易。金刚石内部的解理劈开，在绝大多数情况下是与（111）面网平行，在两个相邻的加强（111）面网之间。在解理劈开时，可以得到很平的劈开平面。 6精密磨削加工机理；精密磨削砂轮如何选择？ 精密磨削主要是靠砂轮的精细修整，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，残留高度极小，加上无火花磨削阶段的作用，获得高精度和小表面粗糙度表面，因此精密磨削机理可以归纳为以下几点：a微刃的微切削作用；b微刃的等高切削作用；c微刃的滑挤、摩擦、抛光作用。 精密磨削使所用砂轮的选择以易产生和保持微刃及其等高性为原则。包括砂轮的粒度选择，砂轮结合剂的选择。 7超精密磨削加工机理（会画图解释单颗粒的磨削过程） (1)超微量切除精密和超精密磨削是一种极薄切削，切屑厚度极小，磨削深度可能小于晶粒的大小，磨削就在晶粒内进行，因此磨削力一定要超过晶体内部非常大的原子、分子结合力，从而磨粒上所承受的切应力就急速地增加并变得非常大，可能接近被磨削材料的剪切强度的极限。同时，磨粒切削刃处受到高温和高压作用，要求磨粒材料有很高的高温强度和高温硬度。对于普通磨，在这种高温、高压和高剪切力的作用下，磨粒将会很快磨损或崩裂，以随机方式不断形成新切削刃，虽然使连续磨损成为可能，但得不到高精度、低表面粗糙度值的磨削质量。因此，在超精密磨削时般多采用人造金刚石、立方氮化硼等超硬磨料砂轮。 (2)单颗粒磨削加工过程砂轮中的磨粒分布是随机的，磨削时磨粒与工件的接触也是无规律的，为研究方便起见，对单颗粒的磨削加工过程进行分析。 1）磨粒是一颗具有弹性支承（结合剂）的和大负前角切削刃的弹性体。 2）磨粒切削刃的切入深度是从零开始逐渐增加，到达最大值再逐渐减少，最后到零。 3）磨粒磨削时在工件中，开始是弹性区，继而塑性区、切削区、塑性区，最后是弹性区。4）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。 磨削加工是无数磨粒的连续磨削。加工的实质是工件被磨削的表层，在无数磨粒瞬间的挤压，摩擦作用下产生变形，而后转为磨屑，并形成光洁表面的过程。

精密加工与特种加工

第一阶段测试卷 考试科目:《精密加工与特种加工》第一章至第三章（总分100分） 时间：90分钟 __________学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一、填空题（每空1分，共10分） 1、超精密加工对机床的基本要求是：、高刚度、、高自动化。 2、微量切削加工中，由于材料晶粒的机械性能不同产生的的影响，使得材料纯度越高加工质量越好。 3、精密切削时被挤压的材料在刀具移过之后，工件加工表面形成隆起，称之为。 4、精密加工对环境条件的要求主要有、、空气洁净。 5、超硬磨料砂轮的修整包括和两个过程。 6、金刚石晶体主要的晶面指数有（100）晶面、、。 二、判断题（正确的打√，错误的打×，每小题1分，共10分） 1、金刚石刀具尖刃安装方便，磨损后需要立即重磨。（） 2、超硬磨料砂轮可以磨削陶瓷但不能磨削铁类黑色金属。（） 3、金刚石刀具常用来加工陶瓷、玻璃等硬脆材料。（） 4、金刚石刀具方向选择不当，在切削力作用下，刀具可能产生解理劈开。（） 5、金刚石刀具切削加工进给量对表面质量的影响很大程度上取决于刀具的几何形状。（） 6、一般常用金刚石刀具加工硬质合金、铸铁等材料。（） 7、金刚石刀具精密切削时，为获得高质量表面，一定要采用高的加工速度。（） 8、多面镜可以用金刚石刀具进行车削。（） 9、微量切削时，由于晶界段差的影响，晶粒越细工件表面质量越好。（） 10、切削深度的分辨率是指切削厚度的稳定性。（） 三、单项选择题（从以下选项中选出1个正确答案，每小题1分，共15分） 1、下列哪种方法不是金刚石晶体的定向方法。 A、人工目测 B、激光定向 C、X射线定向 D、离心法

精密与超精密加工试题和答案

1.精密和超精密加工的精度范围分别为多少？超精密加工包括哪些领域？ 答：精密与超精密加工的精度随着科学技术的发展不断提高，以目前的加工能力而言，精密加工的精度范围是0.1~1μm，加工表面精度Ra在0.02~0.1μm之间。超精密加工的精度高于0.1μm，加工表面精度Ra小于0.01μm。 超精密加工领域： 1）超精密切削， 2）超精密磨削， 3）超精密研磨和抛光。 2.超精密切削对刀具有什么要求？天然单晶金刚石、人造单晶金刚石、人造聚 晶金刚石和立方氮化硼刀具是否适用于超精密切削？ 答：超精密切削对刀具的要求： 1) 刀具刃口锋锐度ρ 刀具刃口能磨得极其锋锐，刃口圆弧半径ρ极小，能实现超薄切削厚度，减小切削表面弹性恢复和表面变质层。ρ与切削刃的加工方位有关，普通刀具5~30μm，金刚石刀具<10nm；从物理学的观点，刃口半径ρ有一极限。 2) 切削刃的粗糙度。 切削时切削刃的粗糙度将决定加工表面的粗糙度。普通刀刃的粗糙度Ry0.3~5 μm，金刚石刀具刀刃的粗糙度Ry0.1~0.2 μm，特殊情况Ry1nm，很难。 3) 极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量，保证长的刀具寿命。 4) 刀刃无缺陷，足够的强度，耐崩刃性能。 5) 化学亲和性小、与工件材料的抗粘结性好、摩擦系数低，能得到极好的加工表面完整性。 单晶金刚石硬度极高。自然界最硬的材料，比硬质合金的硬度高5~6倍。摩擦系数低。除黑色金属外，与其它物质的亲和力小。能磨出极锋锐的刀刃。最小刃口半径1~5nm。耐磨性好。比硬质合金高50~100倍。导热性能好，热膨胀系数小，刀具热变形小。因此，天然单晶金刚石被一致公认为理想的、不能代替的超精密切削刀具。人造单晶金刚石已经开始用于超精密切削，但是价格仍然很昂贵。金刚石刀具不适宜切黑色金属，很脆，要避免振动而且价格昂贵，刃磨困难。 人造聚晶金刚石无法磨出极锋锐的切削刃，切削刃钝圆半径ρ很难达到<1μm，它只能用于有色金属和非金属的精切，很难达到超精密镜面切削。立方氮化硼现在用于加工黑色金属，但还达不到精密镜面切削。 3.超精密磨削主要用于加工哪些材料？为什么超精密磨削一般多采用超硬磨 料砂轮？ 答：超精密磨削主要用于加工难加工材料，如各种高硬度、高脆性金属材料，其中有硬质合金、陶瓷、玻璃、半导体材料及石材等。 这主要是由超硬磨料砂轮的特点决定的 超精密磨削是一种极薄切削，切屑厚度极小，磨削深度可能小于晶粒的大小，磨削就在晶粒内进行，因此磨削力一定要超过晶体内部非常大的原子、分子结合力，从而磨粒上所承受的剪切应力就急速地增加，可能接近被磨材料的剪切强度极限。磨粒切削刃处受到高温和高压作用，要求磨粒材料有很高的高温强度和高温硬度。普通磨料，在高温高压和高剪切应力的作用下，磨粒将会很快磨损或崩裂，以随机方式不断形成新切削刃，虽然使连续磨损成为可能，但得不到高精度低表面粗糙度的磨削质量。因此，在超精密磨削时，一般采用人造

精密和超精密加工

1、精密和超精密加工的三大领域：超精密切削、精密和超精密磨削研磨、精密特种加工。 2、金刚石刀具进行超精密切削时，适合加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属 和某些非金属材料。 3、最硬的刀具是天然单晶金刚石刀具。金刚石刀具的的寿命用切削路程的长度计算。 4、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直接相关。 5、影响超精密切削极限最小切削厚度最大的参数是切削刃钝圆半径r n。 6、金刚石晶体有3个主要晶面，即（100）、（110）、（111），（100）晶面的摩擦因数曲线有 4个波峰和波谷，（110）晶面有2个波峰和波谷，（111）晶面有3个波峰和波谷。 以摩擦因数低的波谷比较，（100）晶面的摩擦因数最低，（111）晶面次之，（110）晶面最高。 比较同一晶面的摩擦因数值变化，（100）晶面的摩擦因数差别最大，（110）次之，（111）晶面最小。 7、实际金刚石晶体的（111）晶面的硬度和耐磨性最高。 推荐金刚石刀具的前面应选（100）晶面。 8、（110）晶面的磨削率最高，最容易磨；（100）晶面的磨削率次之，（111）晶面磨削率最 低，最不容易磨。 9、金刚石的3个主要晶面磨削（研磨）方向不同时，磨削率相差很大。现在习惯上把高磨 削率方向称为“好磨方向”，把低磨削率方向称为“难磨方向”。 10、金刚石磨损本质是微观解离的积累；破损主要产生于（111）晶面的解离。 11、金刚石晶体定向方法：人工目测定向、X射线晶体定向、激光晶体定向。其中激光晶体 定向最常用。 12、金刚石的固定方法有：机械夹固、用粉末冶金法固定、使用粘结或钎焊固定。 13、精密磨削机理包括：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。 14、超硬磨料砂轮修整的方法有：车削法、磨削法、滚压挤轧法、喷射法、电加工法、超 声波振动修整法。电解在线修锐法（ELID—electrolytic in—process dressing），原理是利用电化学腐蚀作用蚀出金属结合剂。. 15、砂带磨削的方式包括闭式砂带磨削和开式砂带磨削，又称为“弹性”磨削、“冷态”磨 削、“高效”磨削、“廉价”磨削、“万能”磨削。 16、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机床主轴、电动机通过柔 性联轴器驱动机床主轴、采用内装式同轴电动机驱动机床主轴。 17、今年生产的中小超精密机床多采用T形机床总体布局。 18、保证零件加工精度的途径： ○1靠所用的机床来保证，即机床的精度要高于工件所要求的精度，这是“蜕化”原则，也称之为“母性”原则。 ○2在精度比工件要求较低的机床上，利用误差补偿技术，提高加工精度，使加工精度比机床原有精度高，这是“进化”原则，也称之为“创造性”原则。 19、提高现有设备加工精度的途径：误差的隔离和消除和误差的补偿。 20、加工精度的检测分为：离线检测、在位检测和在线检测。 21、误差补偿的形式或方法包括：误差的修正、校正、抵消、均匀化、钝化、分离等。 22、误差补偿系统的组成：误差信号的检测、误差信号的处理、误差信号的建模、补偿控 制和补偿执行机构。

精密和超精密加工现状与发展趋势

精密和超精密加工现状与发展趋势 核心提示：当前精密和超精密加工精度从微米到亚微米，乃至纳米，在汽车、家电、IT电子信息高技术领域和军用、民用工业有广泛应用。同时，精密和超精密加工技术的发展也促进了机械、模具、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术及金属加工工业的发展。 一、精密和超精密加工的概念与范畴 通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为1~0.1μm，表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。 a. 砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。 b. 精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。 c. 珩磨,用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1μm，最好可到Ra0.025μm，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。 d. 精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度 Ra≤0.025μm加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。 e. 抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工，主要用来降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或机械抛光、超声波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。手工或机械抛光加工后工件表面粗糙度Ra≤0.05μm，可用于平面、柱面、曲面及模具型腔的抛光加工。超声波抛光加工精度0.01~0.02μm，表面粗糙度Ra0.1μm。化学抛光加工的表面粗糙度一般为Ra≤0.2μm。电化学抛光可提高到Ra0.1~0. 08μm。

02213《精密加工与特种加工》统考资料

单选15分，填空10分，判断改错20分，简答35分（7题，每题5分，编程20分）《精密加工与特种加工》02213自考试题 20181230 一、单项选择题 1.计算机数控简称为【A 】 https://www.sodocs.net/doc/606323850.html,C B.CPU C.RAM D.NC 2.柔性制造系统简称【 B 】 A.FMC B.FMS C.CAD D.CAM 3.P74数控机床的机械结构部件包括：主传动系统、基础支承件、辅助装置和【 A 】 A.进给机构 B.液压系统 C.冷却系统 D.夹具系统 4.P74数控机床机械结构中，支撑机床的各主要部件，并保持各主要部件位置相对正确的部分为【 C 】 A.主传动系统 B.进给传动系统 C.基础支承件 D.辅助装置 5.P74数控机床机械结构中，将驱动装置的运动及动力传给执行件，以实现主切削运动的部分，称为【 A 】 A.主传动系统 B.进给传动系统 C.基础支承件 D.辅助装置 6.P176使用数控机床加工零件的一种工艺方法，称作【 B 】 A.车削加工工艺 B.数控加工工艺 C.焊接加工工艺 D.铸造加工工艺 7.P37步进电动机的角位移与脉冲关系成【 B 】 A.反比 B.正比 C.指数 D.等比 8.P37步进电动机的转数与脉冲频率关系成【B】 A.反比 B.正比 C.指数 D.等比 9.P38步进电动机的步距角的大小与电动机通电方式的系数关系成【 A 】 A.反比 B.正比 C.指数 D.等比 10.数控系统和机床的配合主要表现在【 B 】 A.2方面 B.3方面 C.4方面 D.5方面 11.P40步进电动机驱动电源的种类有【 D 】 A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 12.P36数控机床按执行机构的伺服系统类型分为【 B 】 A.2类 B.3类（步进、直流、交流） C.4类 D.5类

精密和超精密加工基础试题

《精密超精密加工技术》期末试题 1～6题为必答题（每题10分）。 1.精密和超精密加工的精度范围分别为多少？超精密加工包括哪些领 域？ 答：精密加工的精度范围为1μm~0.1μm、表面粗糙度为0.1μm~0.025μm；超精密加工的精度范围为高于0.1μm、表面粗糙度小于0.025μm。 超精密加工领域包括： （1）超精密切削加工。如采用金刚石刀具进行超精密切削，可进行各种镜面、反射镜、透镜等大型器件的精密加工。它成功地解决了激光核聚变系统和天体望远镜中地大型抛物面加工。 （2）超精密磨削和研磨抛光加工。如高密度硬磁盘地涂覆表面加工和大规模集成电路基片的加工，以及高等级的量块加工等。 （3）精密特种加工。如在大规模集成电路芯片上，采用电子束、离子束的刻蚀方法制造图形，目前可以实现0.1μm线宽。 2.超精密切削对刀具有什么要求？天然单晶金刚石、人造单晶金刚石、人 造聚晶金刚石和立方氮化硼刀具是否适用于超精密切削？ 答：超精密切削对刀具性能的要求：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尺寸耐用度。2）切削刃钝圆半径要极小，这样才能实现超薄切削厚度。3）切削刃无缺陷，因为切削时刃形将复印在加工表面上，切削刃无缺陷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、摩擦因数低，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性，如硬度强度耐磨性极高导热性好，与有色金属摩擦因数低，刀具钝圆半径极小等。虽然价格昂贵，仍被公认为理想不能替代的超精密切削刀具材料。 人造单晶金刚石现在已能工业生产，并已开始用于超精密切削，但它的价格仍很昂贵。 人造聚晶金刚石无法磨出极锋锐的切削刃，钝圆半径很难小于1微米，因此它只能用于有色金属和非金属的精切，很难达到超精密镜面切削。

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一、名词解释： 1．极性效应 在电火花加工中，把由于正负极性接法不同而蚀除 速度不同的现象叫极性效应。 2．线性电解液 如 NaCl 电解液，其电流效率为接近100% 的常数，加工速度v L和与电流密度i 的曲线为通过原点的直线 （v L =ηωi），生产率高，但存在杂散腐蚀，加工精 度差。 3．平衡间隙（电解加工中） 当电解加工一定时间后，工件的溶解速度vL 和阴极的进给速度v相等，加工过程达到动态平衡，此时的加工间隙为平衡间隙 b 。 4 ．快速成形技术 是一种基于离散堆积成形原理的新型成形技术，材料在计算机控制下逐渐累加成形，零件是逐渐生长出来的， 属于“增材法”。 5．激光束模式 激光束经聚焦后光斑内光强的分布形式。 二、判断题： 1．实验研究发现，金刚石刀具的磨损和破损主要是由 于 111晶面的微观解理所造成的。（√） 2．电解加工时由于电流的通过，电极的平衡状态被 打破，使得阳极电位向正方向增大（代数值增 大）。（√） 3．电解磨削时主要靠砂轮的磨削作用来去除金属，电化学作用是为了加速磨削过程。（×） 4．与电火花加工、电解加工相比，超声波加工的 加工精度高，加工表面质量好，但加工金属材 料时效率低。（√） 5．从提高生产率和减小工具损耗角度来看，极性 效应越显着越好，所以，电火花加工一般都采 用单向脉冲电源。（√） 6．电火花线切割加工中，电源可以选用直流脉冲 电源或交流电源。（×） 7．阳极钝化现象的存在，会使电解加工中阳极溶 解速度下降甚至停顿，所以它是有害的现象， 在生产中应尽量避免它。（×） 8．电子束加工是利用电能使电子加速转换成动能 撞击工件，又转换成热能来蚀除金属的。（√） 9．电火花线切割加工中，电源可以选用直流脉冲 电源或交流电源。（×） 10．电火花加工是非接触性加工（工具和工件不接 触），所以加工后的工件表面无残余应力。（×） 11．电化学反应时，金属的电极电位越负，越易失去电 子变成正离子溶解到溶液中去。（√） 12．电解加工是利用金属在电解液中阴极溶解作用去除 材料的，电镀是利用阳极沉积作用进行镀覆 加工的。（×） 13．氯化钠电解液在使用中，氯化钠成分不会损耗， 不必经常添加补充。（√） 14．由于离子的质量远大于电子，故离子束加工的 生产率比电子束高，但表面粗糙度稍差。（×） 15．阶梯形变幅杆振幅放大倍数最高，但受负载阻 力时振幅衰减严重，且容易产生应力集中。（√） 16．在超精密磨削时，如工件材料为硬质合金，则 需选用超硬磨料砂轮。（√） 17．法拉第电解定律认为电解加工时电极上溶解或析 出物质的量与通过的电量成正比，它也适用于 电镀。（√） 18．电致伸缩微量进给装置的三大关键技术是电致伸 缩传感器、微量进给装置的机械结构及其驱动 电源。（√） 19．电解加工时，串连在回路中的降压限流电阻使电 能变成热能而降低电解加工的电流效率。（×） 20．等脉冲电源是指每个脉冲在介质击穿后所释放的 单个脉冲能量相等。对于矩形波等脉冲电源，每个脉冲 放电持续时间相同。（√） 21．电解加工是利用金属在电解液中阴极溶解作用去 除材料的，电镀是利用阳极沉积作用进行镀覆 加工的。（×） 三、填空题 01．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。除要求导轨有很高的制造精度外，还 要求导轨的材料具有（很高的稳定性）、（耐磨性）和（抗 振性）。 02．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）。 03．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。 04．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。 05．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车削加工，而对于（黑色 金属、硬脆）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。 6.超声波加工主要是利用（磨料在超声振动作用 下的机械撞击和抛磨）作用来去除材料的，同时产生的 液压冲击和空化现象也加速了蚀除效果，故适于加工 （硬脆）材料。 07．实现超精密加工的关键是（超微量去除技术）， 对刀具性能的要求是：（极高的硬度和耐磨性）、（刃口 极其锋利）、刀刃无缺陷、与工件材料的抗粘接性好， 摩擦系数低。 08 ．电火花加工型腔工具电极常用的材料有：（纯 铜）、（石墨）、（铜钨合金）等。 09．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）。 10．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。 11．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。 12．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。 13．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。 14．常用的超声变幅杆有（圆锥形）、（指数形）及 （阶梯形）三种形式。 15．金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤， 将影响加工零件的（表面质量）和（尺寸精度）。 16．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。 17．精密与特种加工按加工方法可以分为（切削加 工）、（磨料加工）、（特种加工）和（复合加工）四大类。 18．电火花型腔加工的工艺方法有：（单电极加平动 法）、（多电极更换法）、（分解电极法）、（简单电极 数控创成法）等。 四、选择题： 1．在电火花加工中存在吸附效应，它主要影响：（ d ） a、工件的可加工性； b 、生产率； c、加工表面的变质层结构； d、 工具电极的损耗 2．用电火花加工冲模时，若火花间隙能保证配合间隙 的要求，应选用的工艺方法是：（ a ） a．直接配合法； b 、修配冲头法；c、修配电极法； d、阶梯电极法 3．超精密加工机床中主轴部件结构应用最广泛的是： （ d ） a密排滚柱轴承结构；b、滑动轴承结 构；c、液体静压轴承结构； d、空气静压轴承结构。 4．下列四个选项中，哪个是离子束加工所具有的特点 （ a ） a、加工中无机械应力和损伤； b、通过离子撞击工件表面将机械能转化成热能，使工 件表面熔化而去除工件材料；