[精品]精细超精细加工温习材料.docx

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1、精品精细超精细加工温习材料.doc精细和超精细加工课程第一次作业评分标准作业题：1.什么是精细加工和超精细加工技术？研究它有何重要意义？6分2.精细加工和超精细加工包括哪些内容？4分1.什么是精细加工和超精细加工技术？3分答：精细加工：是指在一定吋期，加工精度和外表质量到达较高程度的精细加工技术加工工艺。1分详细地讲，是指加工精度在1?0.1pm,粗糙度在RaO.lpm下面一般Ra0.02?0.1pm的加工方法。0.5?1分超精细加工：是指在一定吋期，加工精度和外表质量到达最高程度的精细加工技术加工工艺。1分详细地讲，是指加丄精度在0.1?0.01Jim,粗糙度小于RaO.OlgmRaO.Ol

2、?RaO.OOlpm的加工方法。0.5-1分研究它有何重要意义？3分答：机械工业是国民经济发展的基础，为其他行业提供技术装备；而技术装备的水安然平静质量影响各行业生产技术的水平。1分国家要振兴机械装备制造业，先进制造技术是振兴机械装备制造业的重要组成部分。1分精细和超精细加工技术又是先进制造技术中最具冇本质性的重要组成部分，是先进制造技术的基础和关键。1分如按“精细和超精细加工技术的地位和作用回答，可以给3分：国家制造业水平的重要标志之一1分先进制造技术的基础和关键1分现代的精细工程是当代制造技术的前沿，也是明天制造技术的基础1分2.精细加工和超精细加工包括哪些内容？4分答：切削、磨削加工：精

3、细切削和磨削、超精细切削与磨削。2分精细和超精细特种加工：它是指一些利用热、声、光、电、磁、原了、化学等能源的物理的，化学的非传统加工方法。1分特种加工包括a.电物理加工，b.电化学加工，c.物理加工，d.化淫加工，e.复合加工。1分精细和超精细加工课程第二次作业评分标准作业题：1.金刚右刀具超精细切削的切削速度应怎样选择？4分2.超精细切削时极限最小切削厚度是多少？2分3.单晶金刚石有哪几个主要晶面？晶面选择对切削变形和加工外表质量的 “Dmin小-一J(F?+F2)(1+“2)2分影响怎样？4分1.金刚石刀具超精细切削的切削速度应怎样选择？4分答：根据所使用的超精细机床和切削系统的动特性选

4、取，即选择振动最小的转速切削速度。2分由于在该速度时，外表粗糙度最小，加工质量最高。1分小批量加工可选低切削速度低主轴转速；大批量加工选高切削速度高主轴转速以提高生产率。1分2.超精细切削时极限最小切削厚度是多少？2分答：极限最小切削厚度3.单晶金刚石有哪儿个主要晶面？晶面选择对切削变形和加工外表质量的影响怎样？4分答:单晶金刚石有三个主要晶面,即:100,110,11101分对切削变形的影响：品而不同的刀具，切削变形不同，100品而的车刀切削变形小。1分对加工外表质量的影响：共2分一样切削条件，锋锐度基木一样，不同晶面的加工外表粗糙度相差不多。1分100晶面车刀切出的外表层残余应力小于110

5、晶面车刀切出的外表层残余应力。1分注：若答100晶面的车刀加工外表质量高1分1?精细磨削能获得高精度和低外表粗糙度的主要原因何在？10分主要靠砂轮的精细修整2分，使磨粒具冇微刃性2分和等高性2分，磨削后，被加工外表留下大量极微细的磨削痕迹，残留面积高度极小2分，加上无火花磨削阶段的作用2分，进而获得高精度，低粗糙度外表。1?精细磨削能获得高精度和低外表粗糙度的主要原因何在？10分1.微刃的微切削作用修整时濟粒微细破碎产生微刃，构成多个微磨粒，相当于濟粒变细，变尖。2.微刃的等高切削作用磨粒微刃是经过精细修整构成的，因而，分布在砂轮外表层同一高度上的微刃数量多，等高性好，使残留面积高度极小。3.

6、微刃的滑挤、摩擦、抛光作用微刃刚开场切削，比拟锋利，切削作用强。随着切削时间的增加而逐步钝化，但等高性得到改善。这时，切削作用减弱，滑挤、摩擦、抛光作用加强。10影响超精细磨削的因素很多，各因素之间又互相关联，是一个系统工程。2分画2?从系统工程的角度来分析超精细磨削能到达高质量的原因。出具体框图4分1?超精细磨床是超精细磨削的关键加工精度主要取决于机床2分2?砂轮及其修整砂轮精细修整，微刃性和等高性2分3?工作环境振动、温度等影响2分4?检测及误差补偿3.为什么超精细机床大部分都采用空气静压轴承，它有哪些优点？10分空气静压轴承优点：有很高的回转精度，运转平稳；3分在高速转动时温升甚小，因而

7、造成的热变形误差很小；3分主要问题是刚度低，只能承受较小的载荷。2分超精细切削时切削力甚小，空气轴承能知足要求，故在超精细机床中得到广泛的应用。2分4?简述精细超精细机床所用床身和导轨材料，并讲明各自的优缺点。10分1优质耐磨铸铁优点是工艺性好。应选用耐磨性好，热膨胀系数低，对振动衰减能力强，并经时效消除内应力的优质合金铸铁。3分2.花岗岩花岗岩比铸铁长期尺寸稳定性好，热膨胀系数低，对振动的衰减能力强，硬度高、耐磨且不会生锈等。花岗岩加工较困难，有吸湿性，吸湿后导致微量变形，降低机床精度。降低吸湿性方法：涂料。4分3.人造花岗岩出花岗岩碎粒用树脂粘结而成，可铸造成形，吸湿性也低，对振动的衰减能

8、力更强。3分5.精细超精细机床的减振、隔振措施各冇哪些？10分减振：5分超精细加工要求机床工作吋极其平稳，因而必须尽量减少机床内部的振动。1分1.各运动部件都经过精细动平衡，消除或减少机床内部的振源2.提高机床构造的抗振性当前位置：文档视界精品精细超精细加工温习材料.doc精品精细超精细加工温习材料.doc每点1分5.精细超精细机床的减振、隔振措施各冇哪些？10分隔振：5分隔离振源，使用隔振沟、隔振墙和空气隔振垫，以减少外界振动的影响。1分1.超精细机床安装应尽量远离振源1分机床附近的振源，如空压机、泵等应尽量移走。无法移走时，应采用单独地基，加隔振材料等措施，使对加工的影响尽量减小。2.超精

9、细机床采用单独地基，隔振沟、隔振墙等2分地基应冇足够的深度，地基周围用隔振沟，沟中使用吸振材料。另外，尽量安装在有隔振墙的单独房间内。3?使用空气隔振垫空气弹簧1分如今超精细机床和精细测量平台底下都用能口动找水平的空气隔振垫，一般能够隔离2Hz以上的外界振动。金刚石刀具的特点硬度极高：HV800-1000,切削刃锋利；A耐热性差：不宜超过800C；强度低：自脆性大，对振动敏感，只能微量切削；与铁有强的化学亲和力：不宜加工黑色金属，适宜有色金属、非金属；超精细切削使用天然单晶金刚石刀具:切削刃可磨得极锋利，硬度极高是硬度最高的物质，耐磨性好，热传导系数高，摩擦系数低。切削速度对金刚石刀具的磨损影

10、响甚微?超精细切削的切削速度选取原则X根据所使用的超精细机床和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速切削速度。由于在该速度时，表而粗糙度最小，加工质量最高。金刚石刀具的耐用度，通常以其切削途径的长度计算。刀具破损或磨损而不能继续使用的标志为加工外表粗糙度超过规定值。结论：积屑瘤高时，切削力大，积屑瘤小时，切削力小，与普通切削规律相反。原因：鼻形积屑瘤前端的圆弧半径R2?3屮n比刀具刃口钝大得多，导致切削力大。2积屑瘤与切屑间的摩擦系数和摩擦力较金刚石与切屑的摩擦系数及摩擦力大。3积屑瘤产生的切削厚度大于原切削厚度，使切削力增大。结论：积屑瘤高度大，外表粗糙度大；积屑瘤小时，加工外表粗糙度亦

11、小?超精细切削，使用切削液，减小切削中的摩擦，可减小积屑瘤，减小Rzo结论：在机床、刀具、环境条件都符合条件时，从极低到很高的切削速度，都能够得到粗糙度极小RavO.OWm的加工外表。超精细切削的金刚石刀具通常做成结论：刀刃锋锐度对加工外表粗糙度有明显影响。P增大，Rmax增大。直线修光刃或圆弧修光刃ap小Ra反而大金刚石刀具的晶面选择直接影响切削变形和加工外表质量。金刚石晶体和铝合金、紫铜间的摩擦系数在0.06-0.13Z间，而且随金刚石晶面不同和摩擦方向不同而变化。结论：晶面不同的刀具，切削变形不同，100晶面的车刀切削变形小。100晶面车刀v110晶面车刀，十分是切向残余应力。结论：刀具

12、晶面不同，刀具磨损快慢不同，100晶面较0晶面磨损慢。超硬材料制作的磨具特点及应用特点：磨具尺寸形状易于保持，耐用度高，磨削精度高；磨料本身磨损少；磨削温度低。精细磨削机理：主要靠砂轮的精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，被加工外表留F大量极微细的磨削痕迹，残留而积高度极小，加上无火花磨削阶段的作用，进而获得高精度，低粗糙度外表。超精细机床的质量，取决于关键部件的质量。精细主轴部件是超精细机床保证加工精度的核心；主轴要求到达极高的回转精度，转动平稳，无振动，其关键在于所用的精细轴承。空气静压轴承特点：有很高的回转精度，运转平稳；在高速转动时温升甚小，因而造成的热变形误差很小；主要问题是

13、刚度低.只能承受较小的载荷。机床主轴和轴承材料选取应考虑下列因素:1.不易磨损2.不易生锈腐蚀3.热膨胀系数要小4.材料的稳定性要好二、床身和导轨的材料1.优质耐磨铸铁优点是工艺性好。应选用耐磨性好，热膨胀系数低，对振动衰减能力强，并经时效消除内应力的优质合金铸铁。2.花岗岩花岗岩比铸铁长期尺寸稳定性好，热膨胀系数低，对振动的衰减能力强，硬度高、耐磨且不会生锈等。花岗岩加工较困难，有吸湿性，吸湿后导致微量变形，降低机床精度。降低吸湿性方法：涂料。3.人造花岗岩由花岗岩碎粒用树脂粘结而成，可铸造成形，吸湿性也低，对振动的衰减能力更强。?精细和超精细加工要求高稳定的机床构造，即各部件尺寸稳定性好、

14、刚度高、变形小，构造的抗振减振性能好。提高机床构造的抗振性和消除减少机床内的振动1.各运动部件都经过精细动平衡，消除或减少机床内部的振源2.提高机床构造的抗振性3.在机床构造的易振动部份，人为的参加阻尼，减小振动4.使用振动衰减能力强的材料制造机床的构造件隔离振源，使用隔振沟、隔振墙和空气隔振垫，以减少外界振动的影响1.超精细机床安装应尽量远离振源机床附近的振源，如空压机、泵等应尽量移走。实在无法移走时，应采用单独地基，加隔振材料等措施。使这些无法移走的振源对加工的影响尽量减小。2.超精细机床采用单独地基，隔振沟、隔振墙等为减少外界振动的干扰，地基应有足够的深度，地基周围用隔振沟，沟中使用吸振

15、材料。另外，尽量安装在冇隔振墙的单独房间内。3.使用空气隔振垫(亦称空气弹簧)如今超精细机床和精细测量平台底下都用能自动找水平的空气隔振垫，一般能够隔离2Hz以上的外界振动。恒温是精细测量的必要条件。标准测量温度是20C,当量具和量仪用于恒温的计量室时或用于测量绝对长度时，应选择热膨胀系数尽量小的材料制作，这可使环境温度变化引起的尺寸误差最小当量具和量仪在加工车间使用时,由于车间经常是温度波动大，这时选用的量具和量仪材料其热膨胀系数应尽量和被测件的热膨胀系数接近要进行误差补偿，首先要进行精度检测。,与离线检测相比，其检测结果更接近实际加工情况。支撑环境包括：空气环境、热环境、振动环境、声环境、

16、光环境、电场、电磁环境等。热环境中主要应控制的品质为温度和湿度。在恒温条件下进行加工和计量是精细和超精细加工的重要条件之一。湿度的控制条件应控制在35%-45%之间广义上，微细加工包括各种传统精细加工方法和非传统精细加工方法，包括切削加工、磨料加工、电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离子束加工、光刻加工等。狭义上，微细加工主要指半导体集成电路制造技术，包括化学气相沉积(CVD)、热氧化、光刻、离子束溅射、真空蒸镀、整体微细加工技术等。微细加工机理：3)以分离或结合原子、分子为加工对象，以三束加工为基础，采用沉积、亥IJ蚀、溅射、蒸镀等手段进行各种处理。三朿加工：电子束加工

17、(electronbeammachining)离子束加工(ionbeammachining)激光束加工(laserbeammachining)纳米技术指纳米级O.lnm-lOOnm的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术。纳米技木王要包括:纳米级精度和外表形貌的测量；纳米级表层物理、化学，力学性能的检测;纳米级精度的加工和纳米级表层的加工;纳米材料；纳米级微传感器和控制技术；微型和超微型机电系统；纳米生物学等。纳米级加工精度包含：纳米级尺寸精度，纳米级几何形状精度，纳米级外表质量。扫描隧道显微镜、原子力显微镜等能够通过显微探针操纵试件外表的单个原子,实现单个原子和分子的搬迁，去除、增添和原子排列重组，实现极限的精加工,即原子级的精细加工。