精细加工和超精细加工技术期末温习资料.docx

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1、精细加工和超精细加工技术期末温习资料考试温习题库一、填空题本大题共10小题，每题2分，共20分请在每题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1、精细和超精细加工目前包含的三个领域：超精细切削、精细和超精细磨削研磨和精细特种加工。2、金刚石晶体的激光定向原理是利用金刚石在不同的结晶方向上因晶体构造不同而对激光放射构成不同的衍射图像进行的。3、金刚石刀具在超精细切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件的外表质量和尺寸精度。4、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细与超精细加工，而对于黑色金属、硬脆材料的精细与超精细加工，则主要应用精细和超精细磨料加工。5、金刚石刀具在超精细切削时所产

2、生的积屑瘤，将影响加工零件的外表质量和尺寸精度。6、金刚石有人工目测定向、X射线定向和激光定向三种方法。7、由于金刚石的脆性，在保证获得较小的加工外表粗糙度前提下，为增加切削刃的强度，应采用较大的刀具楔角，故刀具的前角和后角都获得较小。8、金刚石刀具合适加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。9、单晶金刚石有100、110、111三个主要晶面。10、研磨金刚石晶体时，110晶面摩擦因数最大，100晶面次之，111晶面最小。11、在高磨削率方向上，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。12、单晶金刚石的破损机理主要产生于

3、111晶面的解理。13、单晶金刚石的磨损机理主要属机械磨损，其磨损的本质是微观解理的积累。14、超硬磨料在当前是指金刚石和立方氮化硼以及它们为主要成分的复合材料。15、用普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨进行修整的磨削法是目前最为广泛采用的修整方法。16、精细和超精细磨料加工分为固结磨料加工和游离磨料加工两大类。17、精细和超精细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。18、超精细切削实际能到达的最小切削厚度与金刚石刀具的锋锐度、使用的超精细机床的性能状态、切削时的环境条件等都直接有关。19、床身和导轨的材料主要有优质耐磨铸铁、花岗岩、人造花岗岩三种。20、超精细切削时积屑瘤

4、对切削经过的影响：积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力小。21、超精细切削时积屑瘤对加工外表粗糙度的影响：积屑瘤高度大时外表粗糙度大；积屑瘤小时外表粗糙度小。22、砂带磨削的方式从总体上能够分为闭式和开式两大类。23、微小尺寸加工和一般尺寸加工的不同点是精度的表示方法、微观机理、加工特征。24、三束加工是指电子束、离子束和激光束。25、电子束加工是在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高、速度极高的电子对工件进行加工的方法。26、恒温条件主要以两个指标进行衡量，恒温基数和恒温精度。27、立体氮化硼砂轮磨削时采用油性液为磨削液，一般不用水溶性液。28、光刻加工技术主要是针对集成电路制作中得到高精度微

5、细线条所构成的高密度微细复杂图形。二、单项选择题本大题共10小题，每题1分，共10分在每题列出的四个备选项中只要一个最符合题目要求，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多项选择或未选均无分。1、金刚石晶体的各向异性表现为da、各个晶面的硬度不同，110晶面的硬度最高；b、各个晶面的耐磨性不同，110晶面的磨削率最低，最不易磨损；c、各个晶面的面网密度不同，110晶面的面网密度最小；d、各个晶面的耐磨性不同，同一晶面不同方向上的耐磨性也不同。2、金刚石晶体在高磨削率方向上，磨削率最低即最不容易磨的晶面是：da、100晶面；b、110晶面；c、101晶面；d、111晶面3、下列四个选项中，属于超硬

6、磨料的选项是ca、白刚玉；b、棕刚玉；c、立方氮化硼；d、碳化硼4、晶体的解理现象是指晶体遭到定向的机械力作用时，能够沿平行于某个平面平整地d的现象。a、切开；b、分开；c、磨开；d、劈开5、精细和超精细磨料加工可分为固结磨料和d磨料两大类加工方式。a、砂带；b、砂布；c、涂覆；d、游离6、精细磨削是指加工精度为bm、外表粗糙度Ra0.2-0.025m的磨削方法。a、2-0.2；b、1-0.1；c、0.1-0.01；d、0.5-0.057、超精细磨削是指加工精度到达或高于为bm、外表粗糙度小于Ra0.025m的来微米级的加工方法。a、1；b、0.1；c、0.01；d、0.0018、超精细加工机

7、床中微量进给装置最常用的形式是ca、机械传动式；b、热变形式；c、电致伸缩式；d、磁致伸缩式9、超精细加工机床中主轴部件构造应用最广泛的是：da、密排滚柱轴承构造；b、滑动轴承构造；c、液体静压轴承构造；d、空气静压轴承构造。10、超精细加工机床中采用的T形总体布局为：主轴作Z向运动，进给系统作X向运动，因此主轴的驱动方式是：da、电动机通过带传动驱动；b、电动机通过柔性联轴器驱动；c、采用内装式同轴电动机驱动；d、b和c两种方式都有11、精细和超精细加工的质量不仅与振动干扰的c有关，而且与振动干扰的频率有关。a、位移；b、速度；c、振幅；d、加速度12、下列四个选项中，哪个是离子束加工所具有

8、的特点aa、加工中无机械应力和损伤；b、工件外表层不产生热量，但有氧化现象；c、通过离子撞击工件外表将机械能转化成热能，使工件外表熔化而去除工件材料；d、需要将工件接正电位相对于离子源。13、纳米级加工的物理本质就是要切断C间的结合，实现原子或分子的去除。a、晶粒；b、晶面；c、原子；d、分子14、抛光在磨料与研具材料的选择上与研磨不同，抛光通常使用的是am下面的微细磨粒。a、1；b、0.1；c、0.01；d、0.00115、微细加工主要指bmm下面的微细尺寸零件，加工精度为0.01-0.001mm的加工。a、10；b、1；c、0.1；d、0.0116、超微细加工主要指am下面的微细尺寸零件，

9、加工精度为0.1-0.01m的加工。a、1；b、0.1；c、0.01；d、0.00117、空气干净度是按空气中每立方米含直径大于am的尘粒数来分等级。a、2.5；b、1.5；c、1.0；d、0.518、干净室噪声的判定指标，一般在动态时不cdB(A)。a、60；b、65；c、70；d、7519、纳米技术是指纳米级bnm的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术。a、0.01-10；b、0.1-100；c、1-1000；d、10-10000三、多项选择题本大题共10小题，每题2分，共20分在每题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多项选择、少选或未选

10、均无分。1、实现超精细加工的技术支撑条件主要包括：abcde、高质量的工件材料、超稳定的加工环境条件等。a、超精细加工机理与工艺方法b、超精细加工机床设备c、超精细加工工具d测量补偿e、误差补偿2、精细研磨、抛光时主要工艺因素有工艺设备、研具、磨粒、加工液、ab。a、加工参数b、加工环境c、加工温度d、加工时间e、加工质量3、激光加工设备主要包括电源、abcd、冷却系统等部分。a、激光器b、光学系统c、机械系统d、控制系统e、加温系统4、超精细加工中超稳定的加工环境条件主要指abcd方面的条件。a、恒温b、恒湿c、防振d、超净e、噪声5、精细与超精细加工按加工方法能够分为abcd等大类。a、切

11、削加工b、磨削加工c、研磨加工d、抛光加工e、复合加工6、干净室是指将室内空气中abcde的分布形式及其形状等控制在一定范围内的房间。a、尘埃微粒b、温度c、压力d、流速e气流7、超精细机床主轴的驱动方式主要有abc。a、电动机通过带传动驱动b、电动机通过柔性联轴器驱动c、采用内装式同轴电动机驱动d、采用外装式同轴电动机驱动e、电动机通过刚性联轴器驱动8、超精细加工机床的总体布局形式主要有下面几种：abcd等。a、T形布局b、十字形布局c、R-布局d、立式构造布局e、横式构造布局9、实现超精细切削加工对刀具性能的要求是：abcde。a、极高的硬度和耐磨性b、刃口及其锋利c、刀刃无缺陷d、与工件

12、材料的抗粘接性好e、摩擦系数低10、微位移系统应用于abc。a、微进给b、误差补偿c、精细调整d、精加工e、抛光11、超精细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abc。a、稳定性b、耐磨性c、抗振性d、可靠性e、气密性12、金刚石刀具的固定方法包括abc。a、机械夹固b、粉末冶金法固定c、粘结或钎焊固定d、镶嵌固定e、卡套固定13、精细和超精细机床如今常采用的导轨有：abcda、滚动导轨b、液体静压导轨c、气浮导轨d、空气静压导轨e、滑动导轨14、超精细磨削时有abcd。a、微切削作用b、塑性流动作用c、弹性毁坏作用d、滑擦

13、作用e、摩擦作用15、超精细加工机床的关键部件主要有：abc等。a、精细主轴部件b、导轨部件c、进给驱动系统d、滚动丝杠副e、减速箱16、超硬磨料砂轮的修整方法有：abcde、超声波振动修整法等。a、车削法b、磨削法c、滚压挤轧发d、喷射法e、电加工法四、是非判定题本大题共10小题，每题1分，共10分请在每题的括号中填上正确的标志或错误的标志，错填、不填均无分。1、在金刚石晶面的激光衍射图像中，叶瓣所指的方向是该晶面的好磨方向。2、金刚石刀具一般采用主切削刃和副切削刃相交为一点的尖锐的刀尖。X3、金刚石一般不适宜磨削钢铁材料，亦不适宜切磨黑色金属。4、单晶金刚石的前面应选用110晶面。X5、实

14、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。6、超精细切削加工时切削速度经常根据机床及加工系统的动特性来选择。7、超精细切削加工时切削速度经常根据刀具的耐用度来选择。X8、在超精细磨削时，如工件材料为硬质合金，则需选用超硬磨料砂轮。9、对于黑色金属、硬脆材料等的精细与超精细加工，目前主要应用金刚石刀具进行切削加工。X10、花岗岩具有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、耐磨并不会生锈等优点。11、超精细切削实际是根据所使用的超精细机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最大的转速。X12、高精度、小外表粗糙度值的精细磨削和超精细磨

15、削选用细粒度，低质量浓度、甚至低于25%，这主要考虑砂轮堵塞发热问题。13、涂覆磨具是将磨料用粘接剂均匀得涂覆在纸布或其他复合材料基底上的磨具，又称涂敷磨具。14、实现超精细加工的关键是微量去除技术。X15、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构造及其驱动电源。16、激光加工与离子束加工一样，都要求有抽真空装置。X17、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。18、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，但外表粗糙度稍差。X19、离子束加工时在真空条件下，将氩、氪、氙灯惰性气体通过离子源产生离子束，经加速、

16、集束、聚焦后，射到被加工外表上以实现各种加工的方法。20、空气干净度的定义是空气中含尘埃量多少的大小。X五、简答题本大题共4小题，每题5分，共20分1、超精细切削对刀具的要求是什么答：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很高的尺寸耐用度。2切削刃钝圆能磨得极其锋锐，切削刃钝圆半径rn值极小，能实现超薄切削厚度。3切削刃无缺陷，切削时刃形将复印在加工外表上，能得到超光滑的镜面。4和工件的抗粘接性好，化学亲和性小，摩擦因数低，能得到极好的加工外表完好性。2、为什么单晶金刚石被公以为理想的、不能替代的超精细切削的刀具材料。答：天然金刚石有着一系列优异的特性，如硬度极高

17、，耐磨性和强度高，导热性能好，和与色金属摩擦系数低，能磨出极其锋锐的切削刃等。3、超精细主轴有哪些驱动方式以及它们的优缺点：答：1电机通过带传递驱动机床主轴优点：实现无级调速，使主轴尽可能和振动隔离缺点：无法应用在采用T型总体布局的超精细机床上2电机通过柔性联轴器驱动机床主轴优点：方便实现无级调速，提高超精细机床主轴的回转精度缺点：主轴部件的轴向长度较长，使整个机床的尺寸加大3采用内装式同轴电动机驱动机床主轴优点：提高主轴回转精度、主轴箱的轴向长度缩短、主轴箱成为独立机构、移动方便，具有构造紧凑、重量轻、惯性小、动态特性好等缺点：电机发热，容易使主轴产生热变形4、砂带磨削的特点：答：1)弹性磨

18、削(弹性、柔性、减振、跑合与抛光)。2)冷态磨削(散热时间长、切屑不易堵塞)。3)高效磨削(效率为铣削的10倍，为磨削的5倍)。4)廉价磨削，制作简单，价格低廉，使用方便。5)万能磨削，应用范围广，可用于内外外表及成形外表加工。5、简述精细和超精细机床使用的床身和导轨材料，并讲明各自的优缺点答：1优质耐磨铸铁优点：早期应用较多，工艺性好，耐磨性好，可减振、热膨胀系数低。2花岗岩优点：尺寸稳定、热膨胀系数低、硬度高、可减振、不生锈；缺点：工艺性差、连接不便、吸湿后产生变形，影响精度。3人造花岗岩优点：铸造成型，吸湿性低，对振动的衰减能力强。6、简述减小机床热变形的措施答：1尽量减少机床中的热源。

19、2采用热膨胀系数小的材料制造机床部件。3构造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，使热变构成为恒定。5使用大量恒温液体浇淋，构成机床附近局部地区小环境的精细恒温。7、精细加工对微量进给装置的性能要求：答：1微量进给和粗进给应分开，以提高微位移精度、分辨率和稳定性。2运动部分应是低摩擦、高稳定，以实现高的重复精度。3末级传动元件刚度高。4微量进给装置机构内部连接可靠，尽量采用整体构造或刚性连接。5工艺性好，容易制造。6应具有好的动态特性，高的频率响应。7微量进给装置能实现自动控制。8、误差补偿的含义及各种形式：答：定义：在机械加工经过中产生的误差采取修正、

20、抵消、均化、“钝化等措施，使误差减小或消除。形式：1实时和非实时误差补偿2软件与硬件误差补偿3单项与综合误差补偿4单维与多维误差补偿9、简述研磨加工的机理和特点：答：机理：1硬脆材料的研磨经过中，被加工材料的去除是依靠磨粒的滚轧作用或微切削作用。2金属材料研磨时，磨粒的研磨作用可看作是相当于普通切削和磨削深度极小时的状态。特点：1微量进给2按进化原理成形3多刃多向切削。10、简述抛光加工的机理和特点：答：机理：1塑性生成切屑。2磨料和抛光器与工件间的流动摩擦作用，使工件外表的凸凹变平。3在加工液中进行化学性溶析。4磨料与工件间直接化学反响。特点：1工作原理与研磨类似，加工外表质量更高。2磨料更

21、细。3研具为软质材料。4即便抛光脆性材料也不产生裂纹。11、什么是电子束的热效应：答：在加工时，由于电子束的能量密度高、作用时间短，所产生的热量来不及传导扩散就将工件被冲击部分局部熔化、气化、蒸发成为雾状粒子而飞散，这就是电子束的热效应。12、什么是电子束的化学效应：答：在加工时，用功率密度相当低的电子束照射高分子材料时，即便几乎不会引起材料外表温度的上升，也会由于入射电子和高分子相碰使其分子链切断或重新聚合进而使材料的相对分子质量和化学性质产生变化，这就是电子束的化学效应。13、简述激光加工的基本原理答：激光加工是利用光能经过透镜聚焦后到达很高的能量密度，依靠光热效应下产生高温熔融，来加工各

22、种材料；激光加工时，把光束聚集在工件的外表上，由于区域小、亮度高，其焦点处的功率密度极高，温度能够到达一万多度；在此高温下，能够在霎时熔化和蒸发任何坚硬的材料，并产生很强的冲击波，使熔化物质爆炸式地喷射去除。六、分析题本大题共2小题，每题10分，共20分1、超精细加工的难点是什么？超精细切削对刀具性能有哪些要求？为什么单晶金刚石被公以为理想的超精细切削刀具材料？答：实现超精细加工的关键是超微量去除技术。超微量加工时，工具和工件外表微观的弹性变形和塑性变形是随机的，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影响；去除层越薄，被加工外表所受的切应力越大，材料就越不易被去除。超微量切削往往

23、是在晶粒内进行，相当于从材料晶格上逐个地去除原子，切削力一定要超过晶体内部的原子结合力才能产生切削作用，其单位面积上的切应力急剧增大，因而要求采用高硬度、高耐磨性的刀具材料。超精细切削对刀具性能的要求1极高的硬度和耐磨性；2刃口能磨得极其锋利3刀刃无缺陷4与工件材料的抗粘接性好，摩擦系数低。单晶金刚石被公以为理想的、不可代替的超精细切削刀具材料，是由于它有着一系列优异的特性，如硬度极高，耐磨性和强度高，导热性能好，和有色金属摩擦系数小，能磨出极锋利的刀刃等。2、超精细切削对刀具有什么要求？答：为实现超精细切削，刀具应具有如下性能：1切削刃要磨的极其锋利，刃口的圆弧半径要极小才能实现超薄切削厚度

24、，减小切削外表弹性恢复和外表变质层。2切削刃的粗糙度。切削时切削刃的粗糙度将决定加工外表的粗糙度，因而刀具切削刃要有极低的粗糙度，例如金刚石刀具刀刃的粗糙度为0.10.2m特殊情况下为1nm。3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。4切削刃要无缺陷，切削时刃形将复印在加工外表上，这样就能得到超光滑的镜面。5和工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因数低，能得到极好的加工外表完好性。3、试比拟精细砂轮磨削和精细砂带磨削的机理、特点和应用范围。答：精细砂轮磨削机理：1微刃的微切削作用使用较小的修整导程和修整深度精细修整砂轮，使磨粒微细破碎而产生微刃，一颗磨

25、粒就构成了多颗微磨粒，相当于砂轮的粒度变细，微刃的微切削作用构成了低粗糙度外表；2微刃的等高切削作用由于微刃是砂轮精细修整构成的，因而分布在砂轮表层的同一深度上的微刃数量多、等高性好，进而使加工外表的残留高度极小，微刃的等高性除与砂轮修整有关外，尚与磨床的精度、震动等因素有关；3微刃的滑挤、摩擦、抛光作用砂轮修整得到的微刃开场比拟锐利，切削作用强，随着磨削时间的增加而逐步钝化。同时，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，磨削区的高温使金属软化，钝化微刃的滑挤和挤压将工件外表凸峰碾平，降低了外表粗糙度。精细砂带磨削机理：砂带磨削时，除有砂轮磨削的滑擦、耕犁和切削作用外，由

26、于有弹性，还有磨粒的挤压使加工外表产生的塑性变形、磨粒的压力使加工外表产生的加工硬化和断裂、以及因摩擦升温而引起的加工外表热塑性流动等。因而从加工机理来看，砂带磨削兼有磨削、研磨和抛光作用，是一种复合加工。4、提高机床构造的抗震性和减少机床内部震动有哪些办法?答：1各运动部件都经过精细动平衡，消灭或减少机床内部的振源机床内的主要振源是高速转动的部件，如电机、主轴等，这些转动的部件必须经过精细动平衡，使振动减小到最低；有可能产生振动的还有电机和主抽的不同心。空气轴承的振荡，滚珠丝杠和螺母的不同心，导轨运动部件直线运动速度的变化，加工工件有偏心重量等。当发现机床有振动时，必需要找出振源，尽量消除减少振动。2提高机床构造的抗振性