精细和超精细加工技术温习题_1.docx

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1、精细和超精细加工技术温习题精细和超精细加工技术第一章1.从机械制造技术发展看，过去和如今到达如何的精度可被称为精细和超精细加工。答：通常将加工精度在0.1-lm，加工外表粗糙度在Ra0.02-0.1m之间的加工方法称为精细加工。而将加工精度高于0.1m，加工外表粗糙度小于Ra0.01m的加工方法称为超精细加工。2、当代机械工业之所以要至于提高加工精度，其主要原因在于：提高制造精度后可提高产品的性能和质量，提高其稳定性和可靠性；促进产品的小型化；加强零件的互换性，提高装配生产率，并促进自动化装配。3.精细和超精细加工如今包括哪些领域。答：精细和超精细加工目前包含三个领域：1)超精细切削，如超精细

2、金刚石刀具切削，可加工各种镜面。它成功地解决了高精度陀螺仪，激光反射镜和某些大型反射镜的加工。2)精细和超精细磨削研磨。例如解决了大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁盘等的加工。3)精细特种加工。如电子束，离子束加工。使美国超大规模集成电道路宽到达0.1m。4、金刚石刀具的超精细切削加工技术，主要应用于两个方面：单件的大型超精细零件的切削加工和大量生产的中小型零件的超精细切削加工技术。5、金刚石刀具有两个比拟重要的问题：一是晶面的选择，二是切削刃钝圆半径r。6、超稳定环境条件主要是指恒温、防振、超净和恒湿。相应发展起恒温技术、防振技术、净化技术。7、我目要发展精细和超精细加工技术，应重点发展哪

3、些方面的内容。答：根据我国的当前实际情况，参考国外的发展趋势，我国应开展超精细加工技术基础的研究，其主要内容包括下面几个方面：1)超精细切削磨削的基本理论和工艺；2)超精细设备的精度，动特性和热稳定性；3)超精细加工精度检测及在线检测和误差补偿；4)超精细加工的环境条件；5)超精细加工的材料。第二章8、金刚石刀具超精细切削的切削速度应怎样选择?答：超精细切削实际选择的切削速度，经常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，即选择振动最小的转速，由于在该转速时外表粗糙度最小，加工质量最高，获得高质量的加工外表是超精细切削的首要问题。使用质量好，十分是动特性好，振动小的超精细机床能够

4、使用高的切削速度，能够提高加工的效率。9、超精细切削能到达的最小切削厚度与那些因素有关答：实际切削到达的的最小切削厚度和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有直接有关。还有被切材料的物理力学性能有关。10、超精细切削对刀具有哪些要求？为什么单晶金刚石是被公以为理想的、不能代替的超精细切削的刀具材料？答：为实现超精细切削。刀具应具有如下性能。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)刃口能磨得极其锋锐，刃口半径值极小，能实现超薄切削厚度。3)刀刃无缺陷，切削时刃形将复印在加工外表上，能得到超光滑的镜面。4)和工件材

5、料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦系数低，能得到极好的加工外表完好性。天然单晶金刚石有着一系列优异的特件。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低，能磨出极锋锐的刀刃等。因而固然它的价格昂贵，仍被一致公以为理想的、不能代替的超精细切削刀具材料。11、SPDT:金刚石刀具切削和超精细切削等同起来叫做。12、试述超精细切削用金刚石刀具的磨损和破损特点。答：金刚石刀具的磨损，主要是机械磨损，其磨损本质是微观解理的积累。金刚石晶体的破损，主要产生于111晶面的解理。13、衡量金刚石刀具质量的好坏：首先是看其能否加工出高质量的超光滑外表Ra=0.00050.02m，其次是看它能否有较

6、长的切削时间保持锋锐，切出极高质量的加工外表。13、金刚石晶体有哪些定向方法?答：如今采用的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。14、设计超精细切削用金刚石刀具最主要的问题有三个：优选切削部分的几何形状，前后面选择最佳晶面，确定刀具构造和金刚石在刀具上的固定方法。15、金刚石刀具粗研磨的主要任务是去除余量。15、试述金刚石刀具的金刚石固定方法。答：机械夹固；粉末冶金法固定；粘结或钎焊固定。16、试述单晶金刚石刀具的研磨加工方法。答：一颗单晶金刚石毛坯，要做成精细金刚石刀具。首先要经过晶体定向，确定制成刀具的前面、后面的空间位置，确定需要磨去的部分。金刚石要再经过仔

7、细检查，观察切削部分的金刚石内部有没有裂纹、杂质或其他缺陷。金刚石开场粗磨，一般采用高速旋转的铸铁盘加金刚石微粉进行粗研磨，基本成形后，最后进行精研。17、金刚石粗研效率与下列因素有关：研磨方向、研磨速度和压力、使用的金刚石微粉的粒度等。18、金刚石刀具精研与那些因素有关：磨料粒度、研磨盘质量、研磨方向、精抛。第三章19、精细和超精细磨料加工是利用细粒度的磨粒和微粉对黑色金属、硬脆材料等进行加工等得到高加工精度和小外表粗糙度值。20、精细和超精细磨料加工可分为固结磨料和游离磨料两大类加工方式，21、涂覆磨具:基底、粘接膜、粘接剂底胶、粘接剂覆胶、磨粒。22、精细磨削所用磨床应知足下面要求：高几

8、何精度、低速进给运动的稳定性、减少振动。23、超硬磨料砂轮目前主要指金刚石砂轮和立方氮化硼CBN砂轮。24、超硬磨料砂轮磨削的共同特点是：答：1.可用来加工各种高硬度、高脆性金属材料和非金属材料。2.磨削能力强，耐磨性好，寿命高，易于控制加工尺寸及实现加工自动化。3.磨削力小，磨削温度低，加工外表质量好，无烧伤、裂纹和组织变化。4.磨削效率高5.加工成本低。25、修整通常包括整形和修锐两个经过，修整是整形和修锐的总称。整形是使砂轮到达一定精度要求的几何形状；修锐是去除磨粒间的结合剂，使磨粒突出结合剂一定高度，构成足够的切削刃和容屑空间。26、超精细磨削的含义是什么？镜面磨削的含义是什么？答：超

9、精细磨削是最高加工精度、最低外表粗糙度的砂轮磨削方法。一般是指加工精度到达或者高于0.1m，加工外表粗糙度小于Ra0.025m，是一种亚微米级的加工方法。镜面磨削一般是指加工外表粗糙度到达Ra0.02-0.01m，外表光泽如镜的磨削方法。第四章27、液体静压轴承有较高的刚度和回转精度，但有下列缺点不易解决：1.液体静压轴承的油温升高。2.静压油回油时将空气带人油源。解决的措施：1.提高静压油的压力到6-8MPa，使油中微小气泡的影响减小，提高了静压轴承的刚度和动特性。2.静压轴承用油经温度控制，基本到达恒温，减少轴承的温升。3.轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。28、精细加工对微量进给装置的性

10、能要求是什么？答：1)精微进给和粗进给应分开、以提高微位移的精度、分辨力和稳定性。2)运动部分必须是低摩擦和高稳定度的，以便实现很高的重复精度。3末级传动元件必须有很高的刚度，即夹金刚石刀具处必须是高刚度的。4)微量进给机构内部连接必须是可靠连接，尽量采用整体构造或刚性连接，否则这微量进给机构很难实现很高的重复精度。5)工艺件好，容易制造。6微量近给机构应又有好的动特性，即具有高的频响。7)微量进给机构应能实现微进给的自功控制。第五章28、试述精细加工中测量技术的新发展。答：精细加工中测量技术的新发展主要包括：1.极高精度测量方法和测量仪器的发展近年研制成功测量长度时能到达A级的双频激光测量系

11、统和x射线事涉仪等；测量外表微观形貌达0.1nm级的扫描隧道显微镜和原了力显微镜等，测量角度到达0.01的精细测角仪等。2.精细在线自动测量技术的发展新的三坐标测量机都有精细数控系统，能够自动完成复杂零件的全部测量已是FMS中常用的测量装备。在大最大批生产中使用着多种专用的自动仪量，不仅提高丁测量效率、而且保证了测量精度。3.测量数据的自动收集处理技术的发展如今微电了技术、计算机拉技术已广泛应用在精细测量中，测量结果已普遍采用数字显示。很多测量仪器已配备数据处理软件、使一些复杂的测量结果，数据处理后能够很直观的显示在计算机屏幕上，并打印出来。29、我国的量块标准分为00、0、1、2、3和校准级

12、K等6种精度等级。30、测量平台的材料一般是铸铁制造和花岗岩制造。31、使用圆光栅和圆感应同步器的精细测量转动台的角精度。32、圆度误差的评定方法：最小外接圆法、最大内接圆法、最小包涵区域圆法、最小二乘方圆法。33、双频激光干预测量系统受环境干扰的影响比单频激光测量系统要小很多，是测量精度大为提高，第六章34、保证零件加工精度的途径有两条：一条是靠所有的机床来保证，即机床的精度要高于工件所要求的精度这是所谓的“蜕化原则，也称“母性原则。另一条思路是；即在精度比工件要求较低的机床上，利用误差补偿技术，提高加工精度，使加工精度比机床原有精度高，这是“进化原则也称“创造性原则。35、精度检测可分为：

13、离线检测、在位检测、在线检测。试阐述其含义，并分析其特点。答：离线检测：工件加工完毕后，从机床上取下，在机床旁或在检测室中进行检测，就是离线检测特点：离线检测只能检测加工后的结果，不定能反映加工时的实际情况，也不能连续检测加工经过的变化，但检测条件较好，不受加工条件的限制，可充分利用各种测量仪器。因而，测量的精度比拟高。在位检测：工件加工完毕后，在机床上不卸下工件的情况下进行检测，称之为在位检测。特点：在位检测也只能检测加工后的结果，也不一定能反映加工时的实际情况同时也不能连续检测加工经过的变化，但可免除离线检测时由于定位基准所带来的误差，如加工时所用的定位基准与检测时所用的定位基准不重合，工

14、件上定位基准的制造误差所造成的定位基准位移等。因而，与离线检测相比，其检测结果更接近实际加工情况。在线检测：即工件在加工经过中同时进行检测。特点：1)能够连续检测加工经过中的变化，了解在加工经过中误差分布和发展；2)检测结果能反映实际加工情况；3在线检测由于是在加工经过中进行，会遭到加工经过中的一些条件限制，在线检测的难度一般较大；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。非接触测量不会毁坏已加工外表；5在线检测一般是自动运行，构成在线检测系统，包括误差信号的收集、处理和输出。36、试述微位移系统的作用及其组成。答：微位移系统一般由微位移机构、检测装置和控制系统所组成，其目的是要实

15、现小行程一般小于毫米级、高灵敏度和高精度(般为亚微米、纳米级)的位移。微位移机构是实现微位移的执行机构、其核心部分是微位移器件。37、压电效应：电介质遭到机械应力作用时，会产生电极化外表产生电荷，电极化的大小电荷密度与施加的机械应力成正比，电极化的方向随应力的方向而改变，这种现象称为正压电效应，简称压电效应。压电效应和电致伸缩效应统称为机电耦合效应。第七章38、研磨加工通常是指利用硬度比加工材料更高的微米级磨粒，在硬质研磨盘作用下产生的微切削和滚轧作用实现被加工外表的微量材料去除，使工件的形状、尺寸精度到达要求值，并降低外表粗糙度、减小加工变质层的加工方法。38、被加工材料的去除是依靠磨粒的滚

16、轧作用或微切削作用。39、金属材料的研磨，其特点之一是没有裂纹。39、研磨加工的主要特点：微量切削、按进化原理成形、多刃多向切削。40、精细研磨与抛光加工的主要工艺因素包括加工设备、研具、磨粒、加工液、工艺参数和加工环境等。40、抛光加工通常是指利用微细磨粒的机械作用和化学作用，在软质抛光工具或化学加工液、电/磁场等辅助作用下，为获得光滑或超光滑外表，减小或完全消除加工变质层，进而获得高外表质量的加工方法。第八章41、当代制造技术的发展有两大趋势，一是向着自动化、柔性化、集成化、智能化等方向发展。二是寻求制造技术极小尺度、极大尺度和极端功能的极限发展。42、微细加工技术是指制造微小尺寸零件的生

17、产加工技术。精度是用其加工误差与加工尺寸的比值来表示，在微细加工时，由于加工尺寸很小，精度就必须用尺寸的绝对值来表示。43、三束：电子束、离子束、激光束44、激光除了具有普通光的反射、折射、绕射和干预等共性外，尚有一些特有的特性：1.强度高、亮度大。2.单色性好，波长谱线宽度狭窄；3.相干性好，相干长度长；4.方向性好，发散角可达0.1mrad，光束直径可聚到0.01mm。45、激光外表改性技术是利用激光对材料外表进行处理可改变其物理构造、化学成分和金相组织，进而改善材料外表的物理、力学、化学性质，如硬度、耐磨性、耐疲惫性、耐腐蚀性等，称之为激光外表改性技术。46、集成电路的主要工艺有外延生长

18、、氧化、光刻、选择扩散和真空镀膜等。47、所谓恒温条件主要两个指标来进行衡量：恒温基数、恒温精度。48、外部支撑环境主要包括空气环境、热环境、振动环境、声环境和电场、电磁环境等。49、空气过滤器是空气净化的关键设备，过滤器的性能指标主要有效率、阻力、容尘量、风速和虑速等。49、过滤效率是较为重要的指标，他是指在额定风量情况下，过滤器捕获的尘埃量与过滤器前进入过滤的尘埃量的百分比。由此可得过滤器效率=Vc1-Vc2/Vc1*100%50、工业生产中常见的噪声主要有空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声。51、噪声的控制对噪声进行控制，应首先从噪声源入手，尽量减少噪声源或者降低噪声辐射，包括尽可能选用低

19、速低噪声的加工设备和辅助设施；严格控制送风管道等空调系统中的气流速度；使用高质量、高性能的电子元件；52、纳米技术平常指纳米级0.1-100nm的材料、设计、制造、测量、控制盒产品的技术。纳米技术主要包括：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。53、纳米级测量技术包括：纳米级精度的尺寸和位移的测量、纳米级外表形貌的测量。测量方法有扫描隧道显微镜STM、原子显微镜AFM、磁力显微镜MFM、激光力显微镜LFM、热敏显微镜TSM、光子扫描隧道显微镜PSTM、扫描近场声显微镜、扫描离子导电显微镜等。54、纳米级加工精度包括：纳米级尺寸精度、纳米级几何形状精度、纳米级外表质量。55、微型机电系统MEMS是将微型机械，信息输入的传感器、控制器，微型机械机构等都微型化并集成在一起的微型系统。