精密与特种加工技术复习题集.doc

精密与特种加工复习题集 第一章 概论 1．精密与特种加工的特点 精密与特种加工是一门多学科的综合高级技术包括微细加工、光整加工和精整加工等，与特种加工关系密切。特种加工是指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工的非传统加工方法，它们与传统切削加工的不同特点主要有：　　主要不是依靠机械能，而是主要用其他的能量(如电能、热能、光能、声能以及化学能等)去除工件材料；　　刀具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情况下，例如在激光加工、电子束加工、离子束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具；　　在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用，工件不承受机械力，特别适合于精密加工低刚度零件。 2．特种加工对材料的可加工性及产品的结构工艺性有何影响，试举例说明 提高了材料的可加工性 例子1：现在已经广泛采用的金刚石、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼等难加工材料制造的刀具、工具、拉丝模等，可以采用电火花、电解、激光等多种方法加工。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衡量标准产生重要影响 例子1：以往普遍认为方孔、小孔、弯孔、窄缝等是工艺性差的典型。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易程度是一样的。喷油嘴小孔、喷丝头小异性孔、涡轮叶片上大量的小冷却深孔、窄缝、静压轴承和静压导轨的内油囊型腔等，采用电火花加工技术以后都变难为易了。 补充材料 3．微细加工与一般加工在精度表示方法、加工机理特点的有哪些不同（微细加工技术及特点微细加工与常规尺寸加工的机理特点区别主要体现在1 )加工精度的表示方法不同一般尺度加工精度常用相对精度表示微细加工精度用尺寸的绝对值来表示并引入了加工单位的概念2 )加工机理存在很大的差异由于在微细加工中加工单位的极小化而产生了微动力学微流体力学微热力学等方面的微观机理常规的加工方法及理论已不适用3 )加工特征明显不同一般常规加工都是以尺寸形状位置精度为特征而微细加工多以分离或结合原子分子为特征空气静压轴承 2.什么是金刚石解理现象 指晶体受到定向的机械力作用时，可以沿平行于某个平面平整地劈开的现象。 补充(填空题)：在绝大多数情况下，得到的是与（111）网面平行的很平的劈开面。 3.为什么单晶金刚石是理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料（金刚石晶体的性能） 金刚石具有很高的硬度、较高的导热系数、与有色金属间的摩擦因数低、开始氧化的温度较高等特性，这些都有利于超精密加工的进行。而且单晶金刚石可以研磨达到极锋利的刃口，没有其他材料可以磨到这么锋锐并且能长期切削而磨损很小。因此金刚石是理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料。 补充（填空）：金刚石是已知材料中硬度最高的。 4.精密加工微量进给装置的性能 在精密加工中，微位移机构可以实现精确、稳定、可靠和快速微位移，具有以下设计要求： 精微进给和粗进给分开，提高了微位移的精度、分辨力和稳定性。 运动部分具有低摩擦和高稳定度，可实现很高的重复精度。 末级传动元件具有很高的刚度，即夹持金刚石刀具处是高刚度的。 内部连接采用整体结构或刚性连接，连接可靠。 工艺性好，容易制造 具有好的动特性，即具有高的频响。 能实现微进给的自动控制。 5.微进给装置的类型 常见的微进给装置有压电和电致伸缩进给装置、摩擦驱动装置、机械结构弹性变形微量进给装置。 6.什么是金刚石的面网密度 晶体内部分布有原子的面叫做晶面，也称面网，面网的单位面积上的原子数称为面网密度。金刚石的面网密度决定了其硬度和耐磨性。 7.什么是金刚石晶体定向，定向方法有哪几种 金刚石晶体的定向就是确定（100）、（110）和（111）晶面的位置。金刚石晶体定向方法有：人工目测定向；X射线晶体定向；激光晶体定向。 补充（选择）：激光定向法定向精度较高，且对人体无害。 8.如何评价金刚石刀具的质量 一是能否加工出高质量的超光滑表面（Ra0.005~0.02μm）,二是能否有较长的切削时间保持刀刃锋锐。 9.【110】晶面作为金刚石刀具前刀面的原理 前面和后面选择是金刚石刀具设计的一个重要问题。目前国内制造金刚石刀具，一般前面和后面都采用（110）晶面或者和（110）晶面相近的面。这主要是从金刚石的这两个晶面易于研磨加工角度考虑的，而未考虑对金刚石刀具的使用性能和刀具耐用度的影响。选用（111）晶面作为前面或后面者极少，其主要原因在于（111）晶面硬度太高，而微观破损强度并不高，研磨加工困难，很难研磨加工出精密金刚石刀具所要求的锋锐的刃口。 10.超精密切削时积屑瘤对切削力、表面粗糙度的影响 1）积屑瘤对切削力的影响 超精密切削时切削力的变化规律和普通切削是有区别的，积屑