精密与超精密加工技术学习通超星期末考试答案章节答案2024年

精密与超精密加工技术学习通超星期末考试章节答案2024年简要描述金刚石刀具设计与制造涉及到的工艺关键点。

答案:极高等硬度、极高得耐磨性能、极高的弹性模量极锋利的切削刃、切削刃钝圆半径rn值极小、能实现超薄切削切削刃无缺陷、切削时将刃形复印到加工表面上，能得到超光滑的镜面和工件的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦系数低、能得到极好的加工表面完整性各工艺参数对超精密切削表面质量的影响？

答案:切削速度变化将影响切削变形,将影响加工表面的粗糙度和变质层,但在常用的超精密切削速度范围内对加工表面粗糙度的影响并不显著。为减小加工表面粗糙度值,超精密切削都采用很小的进给量。在使用有修光刃的刀具时,当f<0.02mm/r时,进给量再减小对表面粗糙度影响不大。超精密切削时用的单晶金刚石刀具,有做成直线修光刃的,也有做成圆弧刃的。刀具有直线修光刃时,可减少残留面积,减小加工表面的粗糙度值。修光刃的长度常取0.05~0.20mm。背吃刀量减小使加工表面粗糙度值加大。经分析后发现,该实验使用的刀具切削刃钝圆半径rn较大,故背吃刀量小时,切削困难,变质层大,造成加工表面粗糙度值加大。金刚石刀具超精密切的切削速度应如何选择？

答案:超精密切削时速度的选择：通常根据机床的动态特性和整个切削系统的动态特性选择。一般选择机床振动最小时的切削速度，因为在该转速时表面粗糙度值最小、加工表面质量最高。精密和超精密加工技术的定义是什么？

答案: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；超精密加工：加工精度高于0.1µm，加工表面粗糙度小于Ra0.01µm的加工方法称为超精密加工。超硬磨料磨具为什么会成为精密加工和超精密加工的主要工具之一？

答案:金刚石是自然界中硬度最高的物质，有较高的耐磨性，它还有很高的弹性模量，可以减小加工时工件的内应力、内部裂隙和其他缺陷。金刚石有较大的热容量和良好的热导性，线膨胀系数小，熔点高，但700摄氏度以上易与铁族金属产生化学作用而形成碳化物，造成化学磨损。故一般不适宜磨削钢铁材料。立方氮化硼的硬度略低于金刚石。但耐热性比金刚石高，有良好的化学稳定性，与碳在2000摄氏度时不起反应，故适于磨削钢铁材料。由于它在高温下易与水产生反映，因此一般多用于干磨。所以：1、磨具在形状和尺寸上易于保持，耐用度高，切削精度高。2、磨料本身磨损少，可较长时间保持切削性，修正次数少，易于保持精度。3、磨削时，一般工件温度较低，因此可以减小内应力、裂纹和烧伤等缺陷。简述精密磨削的加工机理是什么？

答案:磨削机理归纳为如下几点：1.微刃的微切削作用用较小的修整速度和修整深度精细修整砂轮，使磨粒微细破碎而产生微刃。2.微刃的等高切削作用分布在砂轮表层的同一深度上的微刃数量多、等高性好，使加工表面的残留高度极小。3.微刃的滑挤、摩擦、抛光作用锋利的微刃随时间钝化，等高性得到改善。磨削区的高温使金属软化，钝化微刃的滑擦和挤压将工件表面凸峰辗平，表面粗糙度数值减小。机床都有哪些变形控制方法和恒温控制方式？

答案:控制变形方法：1）各部件的尺寸稳定性好采用尺寸稳定性好的材料制造机床部件；各部件经过消除应力；2）结构刚度高，变形小结构刚度高、变形量极小，基本不影响加工精度；各接触面和联接面的接触良好，接触刚度高，变形极小。减小机床热变形的措施：1）尽量减少机床中的热源；2）采用热膨胀系数小的材料制造机床部件；3）结构合理化使在同样的温度变化条件下，机床的热变形最小；4）使机床长期处在热平衡状态，使热变形量成为恒定；5）使用大量恒温液体浇淋，形成机床附近局部地区小环境的精密恒温。恒温控制方式：恒温室、恒温水和恒温油。试述精密和超精密机床的国内外发展概况？

答案:精密机床是实现精密加工的首要基础条件。1）美国：50年代首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术，并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床；1983～1984研制成功大型超精密金刚石车床DTM－3型和LODTM大型超精密车床。2）英国：1991年研制成功大型超精密机床OAGM2500。3）日本：现在在中小型超精密机床生产上已经具有一定的优势，甚至超过了美国。4）中国：JCS－027超精密车床、JCS－031超精密铣床、JCS－035超精密车床等。

超精密机床进一步发展的规划：1.美国POMA计划要求的精度20世纪90年代制订了一个形状精度0.1μm,加工直径为800mm的大型球面光学零件的超精加工规划,即举世闻名的POMA规划(PointOneMicrometerAccuracy)。2.日本提出的“超超精密机床”规划：按日本的提法,研制“超超精密机床”；表4-2是日本提出的该规划的各项指标；以纳米级精度作为目标的。3.中国精密机床和超精密机床的发展情况：20世纪60年代起开始发展精密机床,有相当规模,精度质量上达到一定的水平。例如昆明机床厂、宁江机床厂和汉川机床厂能生产多种坐标镗床,有立式的并且有卧式的,都已装有精密数控系统,坐标镗床的定位精度达到±(2~5)μm。宁江机床厂还生产连续轨迹数控坐标磨床,定位精度±2μm。重庆机床厂生产高精度滚齿机,武汉重型机床厂生产大型高精度滚齿机。重庆机床厂、武汉机床厂、上海机床厂等均研制成功高精度蜗轮母机,使加工的蜗轮精度明显提高。等等何谓固结磨料加工？何谓游离磨料加工？它们各有何特点？

答案:固结磨料加工：将磨料或微粉与结合剂粘合在一起，形成一定的形状并具有一定强度，再采用烧结、粘接、涂敷等方法形成砂轮、砂条、油石、砂带等磨具进行加工。游离磨料加工：磨料或微粉不是固结在一起，而是成游离状态。传统方法：研磨和抛光新方法：磁性研磨、弹性发射加工、液体动力抛光、液中研抛、磁流体抛光、挤压研抛、喷射加工等。试述抛光加工的机理和特点？

答案:机理：1）抛光是以磨粒的微小塑性切削生成切屑为主体而进行的。在材料切除过程中会由于局部高温、高压而使工件与磨粒、加工液及抛光盘之间存在着直接的化学作用,并在工件表面产生反应生成物。由于这些作用的重叠,以及抛光液、磨粒及抛光盘的力学作用,使工件表面的生成物不断被除去而使表面平滑化。2）采用工件、磨粒、抛光盘和加工液等的不同组合,可实现不同的抛光效果。特点：为保证加工质量,在抛光加工中,应采用使表面粗糙度值小和加工变质层小的切屑生成条件。完全除去材料一层原子的加工是极困难的。机械加工必然残留有加工变质层,并且随着工件材料性质及加工条件的不同,加工变质层的深度也不同。目前,抛光加工中材料的去除单位已在纳米甚至是亚纳米级,在这种加工尺度内,加工周围气氛的化学作用就成为抛光加工不可忽视的一部分。试述研磨加工的机理和特点？

答案:机理：利用硬度比被加工材料更高的微米级磨粒，在硬质研磨盘作用下产生微切削和滚扎作用，实现被加工表面的微量材料去除，使工件的形状、尺寸精度达到要求值，并降低表面粗糙度、减小加工变质层的加工方法。特点：1.微量切削

由于工件与研具之间有众多磨粒分布，单个磨粒所受载荷很小，控制适当的加工载荷范围，可得到小于1µm的切削深度。2.多刃多向切削

磨粒形状不一致，分布随机，有滑动、滚动，可实现多方向切削,并且全体磨粒的切削机会和切削刃破碎率均等,可实现自动修锐。3.按进化原理成形

当研具与工件接触时，在非强制性研磨压力作用下，能自动地选择局部凸出处进行加工，故仅切除两者凸出处的材料。

超精密研磨的加工精度与构成相对运动的机床运动精度几乎无关。加工精度主要由工件与研具间的接触性质和压力特性，以及相对运动轨迹的形态等因素决定。试述误差补偿的概念及其各种形式。

答案:误差补偿的概念：即在机械加工中出现的误差采用修正、抵消、均化、“钝化”等措施使误差减小或消除。形式：误差修正（校正）：指对测量、计算、预测所得的误差进行修正（校正)；误差分离：指从综合测量所得的误差中分离出所需的单项误差；误差抵消：指两个或更多个误差的相互抵消；误差补偿：对一尺寸、形状、位置差值的补足。试述在线检测的特点及类型。

答案:特点：1）能够连续检测加工过程中的变化，了解在加工过程中误差分布和发展；2）检测结果能反映实际加工情况；3）在线检测的难度较大；4）在线检测大都用非接触传感器，对传感器的性能要求较高；5）一般是自动运行，形成在线检测系统。类型：1）直接检测系统：直接检测工件的加工误差，并补偿2）间接检测系统：检测产生加工误差的误差源，并补偿试述精密加工中测量技术的新发展？

答案:1.极高精度测量方法和测量仪器的发展

多种高精度和新原理的测量方法和仪器：长度测量：0.1nm级的双频激光测量系统和X射线干涉仪等；表面微观形貌测量：0.1nm级的扫描隧道显微镜和原子力显微镜等；角度测量：0.01″的精密测角仪等。2.软件功能的完善和测量功能的扩展新测量仪器都有很强的软件功能,使一些复杂的测量结果经数据处理后可以很直观地显示在计算机屏幕上,并打印出来。表面平面度：测量数据处理后,可以得出平面度的三维曲线图和数据结果。自由曲面：数据处理后不仅可直观地给出该曲面的宏观形状轮廓,也可同时给出该曲面各处的表面粗糙度值,明显扩大了仪器的测量功能。3.精密在线自动测量技术的发展在批量和大量生产中使用多种在线专用的自动量仪：自动监控加工尺寸反馈控制加工尺寸提高了测量精度和效率保证加工精度。新的三坐标测量机有精密数控系统,可以自动完成复杂零件的全部测量,已是FMS中常用的测量装备,并能反馈控制零件加工尺寸试简述静电可能导致什么样的事故？

答案:导致事故：1、静电放电使人受到电击而产生不由自主的动作造成失误，甚至造成触电，碰伤，摔伤等二次伤害。2、静电放电使元器件击穿，尤其是那些对静电放电十分灵敏的器件，损坏率极高。3、静电放电产生的光可使胶片不正常感光；静电放电产生的热可使易燃物起火和爆炸；静电放电产生的电磁波可使仪器出现干扰，设备出现误动作。4、静电本身产生的力可使尘埃微粒吸附于表面而造成制品污染，粉尘堵塞等生产事故。减少静电聚集：人体发生静电电击的带电电位为3000伏左右。噪声有什么影响？噪声源都有什么？如克控制噪声？

答案:噪声及其影响

使人烦恼和对工作有防碍的声音，是各种声音杂乱无章的组合而成的。

70dB以下噪声对工作效率影响较小。

65dB以下噪声能保证一般通话。空