精密特种加工复习题(考试必备)(1)

1、淼哥授权，机械1203班专用。版权所有，翻版必究。精密与特种加工期末复习题1特种加工的能量转换原理。特种加工是将电能、热能、光能、声能和磁能等物理能量和化学能量或者其组合乃至与机械能组合直接施加到被加工的部位上，从而实现去除的加工方法。2、精密切削加工分类。1）精密、超精密车削；2）精密、超精密铣削； 3）精密、超精密镗削； 4）微孔加工 。3、最小切入深度意义。零件的最终工序的最小切入深度应小于等于零件加工精度（允许的加工误差）。其反映精加工能力。4、液体静压导轨、气浮导轨和空气静压导轨对比。液体静压导轨:温升低，刚性好，承载能力强，直线运动精度高，无爬行气浮导轨和空气静压导轨:直线运动精度

2、高，运动平稳，无爬行，摩擦系数几乎为零，不发热5、液体静压轴承特点及改进措施。优点：回转精度高（0.1m）、刚度高、转动平稳、无振动。缺点：1）油温随着转速的升高而升高。温度升高造成热变形，影响主轴精度。 2）静压油回油时将空气带入油源，形成微小气泡悬浮油中，不易排出，降低了液体静压轴承刚度和动特性。 采取的措施有：（1）提高静压油压力，使油中微小气泡的影响减小。（2）静压轴承用油经温度控制，基本达到恒温；同时轴承采用恒温水冷却，减小轴承的温升。6、精密和超精密机床主轴驱动方式。1）电动机通过带传动驱动；2）电动机通过柔性联轴器驱动驱动机床主轴；3）采用内装式同轴电动机驱动机床主轴 。7、精密

3、机床床身和导轨材料。应具有尺寸稳定，热膨胀系数小，振动衰减能力强，耐磨性好，加工工艺性好等特性。 1）优质耐磨铸铁 2）花岗岩 3）人造花岗岩 8、保证零件加工精度时，蜕化原则、进化原则。蜕化原则：要求机床的精度高于工件所要求的精度；进化原则：精度比工件要求低的机床上，加工出高精度的工件，利用补偿技术可以实现这个目的。9、金刚石刀具两个重要的问题1、金刚石晶体的晶面选择 2、  刃口的锋利程度10、金刚石刀具机械磨损的影响。 ?11、在精密切削中，积屑瘤、f、ap对切削力的影响。?积屑瘤：超精密切削加工积屑瘤使刃口半径加大，切削厚度加大，摩擦加剧，切削力增大，加工表面质量恶化 f:硬

4、质合金车刀精密切削，进给量小于一定值时， Fy > Fz ，这是精密切削切削力变化的特殊规律；用天然金刚石车刀进行精密切削： Fz>Fyap: 硬质合金车刀，切削深度小于一定值 ， Fy > Fz; 用天然金刚石车刀进行精密切削： Fz>Fy12、超硬磨料的概念、适宜加工材料。金刚石磨粒不适宜加工材料。概念：在当前是指金刚石、立方氮化硼及以它们为主要成分的复合材料。金刚石天然金刚石、人造金刚石（光学镜片加工用金刚石砂轮、电子超薄玻璃加工用金刚石砂轮、汽车玻璃加工用金刚石砂轮 ：汽车侧窗玻璃、前后挡风玻璃。） 立方氮化硼2000度以上与铁类形成碳化物，适宜加工钢铁。高温与

5、水反应，应干磨。13、超精密机床主轴部件应用最广泛的轴承形式。 液体静压轴承、空气静压轴承14、砂带磨削开式、闭式比较、砂带磨削特点。闭式砂带磨削：效率高，精度低，发热大。可用于粗磨，半精磨，精磨加工开式砂带磨削：成卷砂带、效率低、精度高，多用于精密和超精密磨削中特点：1）弹性磨削 、2）冷态磨削 、 3）高效磨削 、 4）制作简单，价格低廉，使用方便、5）工艺性好，应用广 可用于内外表面及成形表面加工。15、实现精密加工中的关键技术。1）精密加工机床； 2）金刚石刀具； 3）精密切削原理4）稳定的加工环境： 5）误差补偿 6）精密测量技术16、精密磨削加工分类。固结磨料（砂轮砂带磨削、油石研

6、磨、精密珩磨、精密超精加工等）游离磨料（如精密研磨、精密抛光）17、电火花加工过程的四个阶段。 P561）极间介质的电离、击穿，形成放电通道； 2）能量的转换与分布；3）电蚀产物的抛出； 4）极间介质的消电离。18、提高电蚀量的主要途径。P59提高脉冲频率，增加单个脉冲能量或增加平均放电电流（对矩形脉冲即为峰值电流）和脉冲宽度；减小脉间（脉间不能过短）并提高有关的工艺参数。19、型腔模电火花加工主要方法。P76单电极平动法 多电极更换法 分解电极加工法20、电火花加工极性效应原理、应用。（详见ppt第三章33页）在电火花加工时，相同材料(如用钢电极加工钢)两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电极

7、比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。工件接脉冲电源正极（工具接脉冲电源负极）的加工称为正极性加工，反之，称为负极性加工。应用：最大限度地提高工件的蚀除量，降低工具电极的损耗。21、电火花加工的覆盖效应（吸附效应）。吸附效应对工具电极的影响。一个电极的电蚀产物转移到另一个电极表面上，形成一定厚度的覆盖层，叫做覆盖效应。（只有在油类介质中，适合负极性加工）22、RC线路脉冲电源工作原理，工作原理图，优缺点及改进措施。 （简答题1）是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向加工间隙提供放电能量蚀除金属。脉冲电源的性能直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、工具电极损耗

8、等工艺指标。优点：结构简单、工作可靠、成本低，在小功率时可获得很窄的脉宽用于小功率的精微加工或简式电火花加工。缺点：1、大部分电能经限流电阻转化为热能损失，电能利用率只有3040；2、电容器充电时间较长，生产率低；3、电压的击穿受到间隙值、工作液绝缘性等影响，工艺参数不稳定；4、放电回路存在寄生电感的影响有反向脉冲，工具电极损耗大；5、脉冲频率、脉冲能量等参数干扰，难于使用长脉冲，无法实现电极损耗低、生产率高的加工。23/24、电火花加工中加工精度的影响因素。加工精度：放电间隙 加工斜度 工具电极的损耗25、电火花成形加工工作液选择（粗加工、精加工）。粗加工时，要求速度快，放电能量大，放电间隙

9、大，故常选用机油等粘度大的工作液；精加工时，放电间隙小，往往采用煤油等粘度小的工作液。、根据工具电极和工件相对运动方式和加工用途不同，电火花加工分类。（补充） 电火花穿孔成型加工、电火花线切割、电火花内外圆和成型磨削、电火花同步共扼回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化和刻字 前五类电火花成形和尺寸加工，改变零件形状或尺寸。后者属于表面加工，改善或改变工件表面性质。26、冲模、型腔模电火花加工主要方法。冲模加工直接法的特点。P70冲模：直接配合法 （常用） 、修配冲头法、 修配电极法 、 混合法 （ppt补充）型腔模：单电极平动法 多电极更换法 分解电极加工法直接法的优点是：(1) 可获

10、得均匀的配合间隙、模具质量高；(2) 无须另外制作电极；(3) 无须修配工作，生产率较高。缺点是：(1) 电极材料不能自由选择，工具和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀的金属屑吸附在放电间隙磁场中形成二次放电。(2) 电极和冲头连在一起，尺寸长，磨削困难。27、伺服进给系统特点、电液自动（伺服）进给调节系统。测量环节从放电间隙检测出电压信号，与给定值比较后输出控制信号，再放大、传输给电-机械转换器，使液压放大器中的喷嘴挡板成比例位移，改变喷嘴的出油量，造成液压缸上下油腔压力差变化，使主轴相应运动，调节放电间隙大小。 放电间隙短路时，活塞杆带动工具电极上升；放电间隙开路时，活塞杆下降；放电间隙最

11、佳时，活塞处于静止状态。 28、电火花成型加工机床组成、型号。 （简答题2）由机床本体、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。29、电火花线切割机床分类、走丝速度、电极丝材料，走丝特点。 按电极丝的走丝速度分成快速走丝线切割机床与慢速走丝线切割机床；快速走丝线切割机床：走丝速度为810ms、材料常用直径为0.100.30 mm的钼丝(钨丝或钨钼丝)、电极丝双向往返运行，重复使用，直至断丝为止；慢速走丝线切割机床：走丝速度低于02ms，常用黄铜丝(紫铜、钨、钼和各种合金的涂覆线)作为电极丝，铜丝直径为0.100.35 mm。电极丝单方向通过加工间隙，不重复使用，损

12、耗小。30、电化学加工原理、分类。两片金属铜(Cu)板浸在导电溶液氯化铜(CuCl2)的水溶液中，水(H2O)离解为氢氧根负离子OH和氢正离子H+，CuCl2离解为两个氯负离子2Cl和二价铜正离子Cu2+。 当两个铜片接上直流电形成导电通路时，Cu2+移向阴极，在阴极上得到电子进行还原反应，沉积出铜。在阳极表面Cu原子失掉电子而成为Cu2+正离子进入溶液。31、电解加工的基本原理，若电解加工钢制零件，电解液为NaCL水溶液，写出反应方程式。 （简答3 NaNO3已考）基本原理在工件(阳极)与工具(阴极)间接上直流电源，工具阴极与工件阳极间保持较小的加工间隙(0.10.8 mm)，通过高速流动的

13、电解液。（1）电解液电解反应： NaClNa+ Cl- H2oH+ OH- （2）阳极反应：Fe-2eFe+2 Fe+2 +OH-Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2o+O24Fe(OH)3（3）阴极反应 H+ + 2e H2 33、电解液系统的作用，常用电解液的种类。作用：1、作为导电介质传递电流，在电场的作用下进行化学反应，使阳极溶解顺利进行。 2、加工间隙内产生的电解产物和热量带走，起到更新和冷却的作用。 电解液分为中性盐溶液、酸性盐溶液和碱性盐溶液三大类。中性盐溶液的腐蚀性较小，使用较为安全，应用最广。常用的电解液有NaCl、NaNO3、NaClO3 三种。34、电解磨削原理、

14、特点。导电砂轮1与阴极相联，工件2（硬质合金车刀）接阳极，一定的压力下与导电砂轮接触，加工区域中送入电解液3，在电解和机械磨削的双重作用下，车刀的后刀面被磨光。特点：1）加工范围广、加工效率高 2）加工精度和表面质量高 3）砂轮的磨损量小 4）对机床、工具腐蚀相对较小 35、电镀、电铸、电刷镀的比较。 36、激光加工的原理、激光加工孔直径与照射次数关系（缺）特性：具有光的共性(光的反射、折射、绕射以及干涉)。 激光发射以受激辐射为主，激光特性： 强度高，亮度大 波长频率确定，单色性好 相干性好，相干长度长 方向性好，几乎是一束平行光 加工原理：激光聚焦到 (微米甚至亚微米)小斑点上，功率密度1

15、071011W/cm2，温度达10000以上。材料瞬时熔化和汽化，爆炸性地高速喷射出来，产生方向性很强的冲击。加工特点：（1）加工精度高，质量好。光斑聚焦到微米级，输出功率可调，用以精密微细加工； （2）加工效率高，打一个孔需0.001s ；（3）节约能源，无污染；（4）用激光束加工，无损耗。（5）是热加工，影响因素多，重复精度不易保证（6）由于光反射作用，表面光洁或透明材料须预先色化或打毛处理才能加工。（7）靠聚焦点去除材料，打孔和切割深度受限，一般不超过10mm，用于薄件加工。37、离子束加工的原理、特点（真空），离子加工应用何种效应。加工原理：与电子束加工原理类似。在真空条件下，将离子源

16、产生的离子束经过加速、聚焦后投射到工件表面实现加工。特点：(1) 是目前特种加工中最精密、最微细的加工。离子刻蚀达纳米级精度，离子镀膜达亚微米级精度，离子注入深度和浓度可精确控制。 (2) 在高真空中进行，污染少，适宜于易氧化的金属、合金和半导体材料加工。 (3) 离子轰击材料表面的原子加工，是微观作用，应力和变形极小，适宜低刚件零件加工。撞击效应、溅射效应和注入效应。分为四类：离子束刻蚀、溅射镀膜、离子镀和离子注入。前三种都是利用离子的溅射效应，最后一种是基于注入效应。3 8、电子束加工的原理、特点（真空）。加工原理：利用高速电子冲击动能加工工件。在真空条件下，具有很高速度和能量的电子束聚焦

17、到被加工材料上，电子动能转变为热能，使材料局部瞬时熔融、汽化蒸发去除。特点：1）细微聚焦：最细聚焦直径0.1µm，是一种精细工艺； 2）能量密度高：蒸发去除材料，非接触加工无机械力；适合各种材料脆性、韧性、导体、非导体加工； 3）生产率高：2.5mm厚钢板加工直径0.4mm孔，每秒50个； 4）控制容易：磁场/电场控制可对聚焦、强度、位置实现自动化控制； 5）真空中加工工件，环境无污染，加工不被氧化，适于纯度要求高的半导体加工； 6）真空系统及本体设备复杂，成本高。 39、离子束加工、电子束加工比较。相同：都是真空的条件下，将能量聚焦到工件的面实现加工。不同：1）离子带正电荷，质量比

18、电子大数千倍至数万倍，在电场中加速较慢，但一旦加至较高速度，比电子束具有更大的撞击动能。2）离子束加工将微观机械撞击能量转化为动能。40、超声加工原理（2个作用）、材料适用范围。加工原理：利用振动频率超过16000Hz的工具头，通过悬浮液磨料对工件进行成型加工。作用： 应用：（l）成形加工- 硬脆材料成形加工。 （2）切割加工 （3）焊接加工 （4）超声清洗41、各种特种加工方法应用。精密切削：（暂缺）磁性研磨：可研磨轴类零件内外圆表面，对钛合金的研磨效果较好。也可用来去毛刺；金饰业打磨洗净工作；表面抛光处理；去除氧化薄膜工作；烧结痕迹处理。 抛光：用于零件表面的装饰加工，或者消除前工序的加工痕迹，提高疲劳强度，不提高加工精度。电火花加工：电火花小孔磨削、电火花镗磨、电火花铲磨硬质合金小模数齿轮滚刀、电火花共轭回转加工、聚晶金刚石等高阻抗材料电火花加工、金属电火花表面强化和刻字电火花线切割：加工模具 （各种形状的冲模，可切割凸模、凸模固定板、凹模及卸料板）；加工电火花成型加工用的电极 （