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精密加工与特种加工

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9精密加工与特种加工简介

9精密加工与特种加工简介

9.1.2 精密加工和超精密加工的特点


1. 加工方法 目前精密和超精密加工方法根据加工机理可分为四大类： 切削加工：精密切削、微量切削和超精密切削等； 磨削加工：精密磨削、微量磨削和超精密磨削等； 特种加工：电火花加工、电解加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等； 复合加工：将几种加工方法复合在一起，如机械化学研磨、超声磨削、电解抛光 等。 在精密和超精密加工中特种加工和复合加工方法应用得越来越多。 2. 加工原则 一般加工时，机床的精度总是高于这被加工零件的精度，这一规律被称为“蜕化” 原则。而对于精密加工和超精密加工时，有时可利用低于工件精度的设备、工具， 通过工艺手段和特殊的工艺装备，加工出精度高于“母机”的工作母机或工件。 这种方法称为进化加工。 3. 加工设备 加工设备的几何精度向亚微米级靠近。关键元件，如主轴、导轨、丝杆等广泛采 用液体静压或空气静压元件。 定位机构中采用电致伸缩、磁致伸缩等微位移结构。 设备广泛采用计算机控制、适应控制、在线检测与误差补偿等技术。



2. 电火花加工的工艺特点 (1) 电火花可加工任何硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料，在一定条件下，还 可加工半导体材料和非导电材料。 (2) 加工时无切削力，有利于小孔、薄壁、空槽以及各种复杂截面的型孔、曲线 孔和型腔等零件的加工，也适于精密细微加工。 (3) 当脉冲宽度不大时，对整个工件而言，几乎不受热影响，可提高加工质量， 适于加工热敏感性强的材料。 (4) 脉冲参数可任意调节，能在同一台机床上连续进行粗、半精、精加工。精加 工时精度为0.005mm,表面粗糙度Ra值为1.6~0.8μm，尺寸精度；精微加工时精度可 达0.002mm~0.001mm，表面粗糙度Ra值为0.05~0.01μm。 (5) 直接使用电能加工，易于实现自动化。

精密加工和特种加工简介

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⑷加工能量易于控制、转换，可复合成新
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的工艺技术，适应加工范围广。
一、电火花加工 1.基本原理 电火花加工是基于脉冲放电蚀除原理产生的,故又称 放电加工或电蚀加工。 电火花加工原理图,由脉冲电源、自动进给调节装置、 工作液循环系统、工具电极等组成。 加工时，脉冲电源的一极接工具电极,另一极接工 件电极。两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质（常用 煤油或矿物油）中。
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工件精度和减少表面粗糙度值为目的的加工方法,如研磨、 珩磨等。
光整加工是指不切除或从工件上切除极薄材料层， 以降低表面粗糙度为目的的加工方法，如超精加工、抛 光等。
一、研磨 1.加工原理
研磨是用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极 薄表面层的精加工方法。
精密加工和特种加工简介
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超精加工可在普通车床、外圆磨床上进行，对于批 量较大的生产则宜在专用机床上进行。工作时应充分地 加润滑油，以便形成油膜和清洗极细地磨屑。
超 精 加 工 后 地 工 件 表 面 粗 糙 度 Ra 值 约 在 0.1~0.006μm之间。
四、抛光
抛光是利用机械、化学或电化学地作用，使工件获 的光亮、平整表面的加工方法
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经研磨后的工件表面,尺寸精度可达IT4～IT1级; 表面粗糙度值可减小到0.1~0.006μm。形状精度 相应提高。
亦可
2)生产效率低，加工余量小。 3) 研磨剂易飞溅，污染环境。
在现代制造业中研磨应用很广，许多精密量块、 量规、齿轮、钢球、喷油嘴、石英晶体、陶瓷元件、光 学镜头及棱镜等零件均需研磨。
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采用不同的研磨工具(如研磨心棒、研磨套、研磨平板等) 可对内圆、外圆和平面等进行研磨。

精密加工和特种加工简介

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四、激光加工
工件的激光加工由激光加工机完成。 激光加工机通常由激光器、电源、光学系统 和机械系统等组成。激光器(常用的有固体激 光器和气体激光器)把电能转变为光能，产生 所需的激光束，经光学系统聚焦后，照射在 工件上进行加工。工件固定在三坐标精密工 作台上，由数控系统控制和驱动，完成加工 所需的进给运动。
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特点及应用范围
①加工硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料； ②加工半导体材料及非导电材料； ③加工各种型孔、曲线孔和微小孔； ④加工各种立体曲面型腔，如锻模、压铸模、 塑料模的模膛； ⑤用来进行切断、切割以及进行表面强化、刻 写、打印铭牌和标记等。
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二、电解加工
电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶 解的电化学原理对工件进行成形加工的一种 方法。 工件接直流电源正极，工具接负极，两极之 间保持狭小间隙(0.1mm－0.8mm)。具有一 定压力(0.5MPa－2.5MPa)的电解液从两极 间的间隙中高速15m/s－60m/s)流过。当工 具阴极向工件不断进给时，在面对阴极的工 件表面上，金属材料按阴极型面的形状不断 溶解，电解产物被高速电解液带走，于是工 具型面的形状就相应地“复印”在工件上。11
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三、超声波加工

超声波加工是利用超声频(16KHz－25KHz) 振动的工具端面冲击工作液中的悬浮磨料， 由磨粒对工件表面撞击抛磨来实现对工件 加工的一种方法。
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特点及应用范围

在加工难切削材料时，常将超声振动与其它 加工方法配合进行复合加工，如超声车削、 超声磨削、超声电解加工、超声线切割等。 这些复合加工方法把两种甚至多种加工方法 结合在一起，能起到取长补短的作用，使加 工效率、加工精度及工件的表面质量显著提 高。

精密加工和特种加工简介

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（3）当脉冲宽度不大时，对整个工件而言热 影响小，能够提升加工质量，适于加工热 敏性强旳材料。
电火花线切割加工 电火花线切割加工是用线状电极（钼丝或铜
丝）靠火花放电对工件进行切割，故称为电 火花线切割，有时简称线切割。其应用广泛， 占电加工机床旳60%以上。
二、电解加工
1、加工旳基本原理
电解加工（电化学加工）是利用金属 在电解液中产生阳极溶解旳电化学反应原 理，对金属材料进行成形加工旳一种措施。
不产生宏观应力和变形 加工材料范围很广 电子束能量密度高，生产率很高 加工过程能够自动化 污染少，加工表面不氧化 需要一整套专用设备和真空系统，价格较贵，
应用有一定旳不足
➢电子束加工旳应用
按其功率密度和能量注入时间旳不同，可用于打 孔、切割、蚀刻、焊接、热处理和光刻加工等
➢高速打孔
最小直径可达0.003 mm左右 电子束还能加工小深孔（深径比>10:1） 可加工玻璃、陶瓷、宝石等脆性材料
3、电解加工旳特点及应用
（1）能以简朴旳进给运动一次加工出形状复杂旳型 面或型腔，如锻模、叶片等。
（2）可加工高硬度、高强度和高韧性等难切削旳金 属材料。
（3）加工中无机械切削力或切削热，适合于易变形 或薄壁零件旳加工。
（4）加工后零件表面无剩余应力和毛刺。
（5）工具阴极不损耗。
（6）因为影响电解加工旳原因较多难于实现高精度 旳稳定加工。
焦点上到达很高旳能量密度，靠光热效应来加 工多种材料旳。
激光加工旳特点： 功率密度高达108~1010W/cm2，几乎可加工任何材
料 激光光斑可聚焦到微米级，输出功率可调整，可
用于精密微细加工 所用工具为激光束，是非接触加工，所经没有明
显旳机械力，没有工具损耗；加工速度快，热影 响区小 打孔和切割旳激光深度受限

机械制造1_第6章 精密加工和特种加工

机械制造1_第6章 精密加工和特种加工

6.2 特种加工方法
1.电火花加工 (1)加工原理。
图6-6 电火花加工原理示意图 a)电火花加工机床结构示意图 b)原理示意图 1—床身 2—立柱 3—工作台 4—工件电极 5—工具电极 6—进给结构及间隙调节器
7—工作液 8—脉冲电源 9—工作液箱
6.2 特种加工方法
图6-7 电火花加工时工件表面形成过程
6.2 特种加工方法
6.2.1 特种加工的概念 特种加工主要是利用电能、光能、声能、热能和化学能
来去除金属和非金属材料的非传统性加工方法。 (1)力学加工。 (2)电物理加工。 (3)电化学加工。 (4)激光加工。 (5)化学加工。 (6)复合加工。 6.2.2 特种加工的特点及应用范围
6.2 特种加工方法
6.1 精密和超精密加工
图6-1 盒式超精密立式车床
6.1 精密和超精密加工
6.与测量技术配套 精密测量是精密加工和超精密加工的 必要条件，有时要采用在线检测、在位检测以及在线补偿 等技术，以保证加工精度要求。 6.1.3 精密与超精密加工方法
根据加工方法的机理和特点，精密和超精密加工方法可 以分为刀具切削加工、磨料加工、特种加工和复合加工4 类。
6.1 精密和超精密加工
(3)超净。 3.切削性能 精密加工和超精密加工必须能均匀地去除不 大于工件加工精度要求的极薄的金属层，这是精密加工和 超精密加工的重要特点之一。 4.加工设备 精密加工和超精密加工的实施必须依靠高精 密加工设备。 (1)机床主轴应具有极高的回转精度及很高的刚性和热稳定 性。 (2)机床的进给系统应能提供超精确的匀速直线运动，保证 在超低速条件下进给均匀，不发生爬行。
图6-2
6.1 精密和超精密加工
(1)金刚石刀具精密切削机理。 (2)影响金刚石刀具精密切削的因素。 1)金刚石刀具材料的材质、几何角度设计、晶面选择、刃 磨质量及对刀。 2)金刚石刀具精密切削机床的精度、刚度、稳定性、抗振 性和数控功能。 3)被加工材料的均匀性和微观缺陷。 4)工件的定位和夹紧。 5)工作环境。

精密加工及特种加工

精密加工及特种加工

特种加工
电火花线切割加工的特点： 1.加工导电材料，也可加工半导体材料 2.工具与工件不接触，作用力极小 3.脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热影响小 4.无需成型的工具电极 5.电极丝较细，切缝较窄 6.不能加工盲孔零件或阶梯形成型表面
特种加工 超声加工
超声加工
机械撞击+抛磨+空化作用
特种加工
IT6~IT4, Ra值0.2~0.05 μm
精密加工
二、珩磨
精密加工
二、珩磨
油石用粘结剂与油石座 固结在一起，油石两端 用弹簧圈箍住。
向下调整螺母，
通过调整锥和顶销， 使油石胀开，
调整珩磨头的工作尺寸、 油石对孔壁的工作压力
精密加工
二、珩磨 珩磨的特点及应用
珩磨加工
1.珩磨效率高 2.可提高尺寸精度、形状精度，不能提高位置精度 3.可提高零件的耐磨性 4.珩磨头结构较复杂
1—工 具 电 极 ； 2—工 件 ； 3—脉 冲 电 源 ； 4—伺 服 进 给 系 统
电火花加工示意图
电火花加工的常用术语
电火花加工中常用的主要名词术语和符号如下：
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2．放电间隙
放电间隙是放电时工具电极和
工件间的距离，它的大小一般在 0.01～0.5 mm之间，粗加工时 间隙较大，精加工时则较小。
精密加工
三、超级光磨 用装有细磨粒、低硬度油石的磨头，在一定压力下 对工件表面进行光整加工的方法 Ra值0.1~0.001 μm
精密加工
三、超级光磨
当油石最初与比较粗糙的 工件表面接触时，不能形 成完整的油膜；
随着工件表面被逐渐磨平， 细微切屑等嵌入油石空隙， 形成完整的润滑油膜，切 削作用逐渐减弱，经过光 整抛光阶段，最后自动停 止切削作用,这种现象是超 精加工特有的。

04精密加工和特种加工


抛光特点：
①方法简便、经济，不用特殊设备；
②容易对曲面进行加工；
③只能提高粗糙度，不能改变零件的尺寸精度、形状精度或位置精度；
④劳动条件差。
抛光应用： 抛光主要用于零件表面的装饰加工，或者利用抛光方法去除前道工序的加工
痕迹，提高零件的疲劳强度。
抛光零件表面的形状可以是平面、外圆、孔、以及各种成形表面等。 五、各种精密加工方法的比较：
用装有细磨粒、低硬度的油石磨头，在一定压力下 对工件表面进行光整加工的方法称为超级光磨 。
• 加工时工件旋转，油石以恒力轻压于工件表面， 在作轴向进给的同时作轴向微小振动，从而达到 对工件微观不平的表面进行光磨的效果。
超级光磨的特点 ： ①加工余量极少，一般为3 ~ 10μm； ②生产率较高，一般加工时间只需30~60秒； ③表面质量好，Ra<0.012μm； ④设备简单，操作方便。 但是，超级光磨只能提高表面质量，不能提高尺寸精度和形位精度。
第二节 特种加工
特种加工是相对于传统的切削加工而言，传统的切削加工是用刀具靠机械 能去除工件表面的多余材料。当工件材料的强度、硬度、脆性、韧性过高， 或零件的结构过于复杂，或尺寸太小，或零件的刚度较差时，传统的切削加 工方法就难于实现。特种加工就是为解决这些难题而发展起来的一种新的加 工方法.
特种加工是直接利用电能、光能、声能、热能、化学能或多种能量复合形 式进行加工的方法。常用的特种加工有电火花加工、电解加工、超声波加工、 激光加工、电子束加工和离子束加工等。
精度为3～O．3 μm，粗糙度为O．3～O·03μm的叫精密加工；
精度为0．3～0．03 μm，粗糙度为0．03～0．005 μm的叫超精密加工，或亚微米 加工；
精度为0．03 μm（30纳米），粗糙度优于0．005 μm以上的则称为纳米（nm）加工。

精密加工与特种加工

目录1 精密与特种加工的产生背景 (2)2 精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响 (3)3 精密与特种加工的方法及分类 (5)3.1 加工成形的原理 (5)3.2 加工方法机理 (7)3.3 精密与特种加工技术的地位和作用 (10)4 精密加工与特种加工的一些具体方面 (12)4.1 金刚石刀具精密切削加工 (12)4.2 电火花加工 (13)4.3 电化学加工 (14)4.4 激光加工 (15)4.5 超声波加工 (15)4.6 电子束和离于束加工 (15)4.6.1 电子束加工 (15)4.6.2 离子束加工 (16)4.7 超高压水射流切割 (16)4.8 其他精密与特种加工技术 (17)精密与特种加工技术1精密与特种加工的产生背景制造技术的发展已经有几千年的历史，从石器时代、铜器时代、铁器时代到现代的高分子塑料时代；从手工制作、机器制作到现代的智能控制自动化制作：同时，从一般精度加工、精密加工到现代的超精密加工及纳米加工，代表了当前先进制造技术发展的重要方向。

由于现代科学技术的迅猛发展，机械工业、电子工业、航空航天工业、化学工业等，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展，以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠地工作。

为了适应这些要求，各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现。

其结构和形状越来越复杂，材料的性能越来越强韧，对精度要求越来越高，对加工表面粗糙度和完整性要求越来越严格，使机械制造面临着一系列严峻的任务：1)解决各种难切削材料的加工问题。

如硬质合金、钛台金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。

2)解决各种特殊复杂型面的加上问题。

如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模等的立体成型表面，各种冲模、冷拔模等特殊断面的型孔，饱管内膛线、喷油嘴，喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。

精密加工和特种加工简介


二. 相关知识
（一）精密加工 1、概述

精密加工中，精度高于0.1μm ，表面粗糙度Ra 值小于0.1μm的加工方法称为超精密加工。 常用的超精密加工方法有镜面车削、虹面车削, 超精密磨削、镜面磨削等。


（1）机床设备条件
精密加工必须在精密机床上进行。机床应具有 高的运动精度、刚度和转速，以及小的进给量。
用硬质合金精密车刀进行精密车削时，一般采用高 的切削速度：车铝合金材料vcmax＝350m/min，车青铜等 铜合金材料vcmax＝400m/min；车镁合金材料vcmax ＝ 1000m/min。切削速度越高，获得的表面粗糙度值越小，
但刀具磨损及振动也随之加剧，所以应根据实际情况来
合理选择。一般取进给量ƒ＝0.02～0.04 mm/r；背吃刀 量一般取aP ＝0· 2～0.3 mm。
（二） 特种加工 1.概述
（1）特种加工 特种加工是指除常规切削加工以 外的新的加工方法，这种加工方法利用电、磁、 声、光、化学等能量或其各种组合作用在工件的 被加工部位上，实现对材料的去除、变形、改变 性能和镀覆，从而达到加工目的。
（2）特种加工特点
1）不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（如 电、热、光、化学、声等）去除金属材料，这些能量的瞬 时能量密度很高，所以可加工任何高硬度的材料。 2）工具硬度可以低于被加工材料的硬度。 3）加工过程中，因工具与工件基本不接触，加工时 不存在显著的机械切削力。 4）加工机理不同于一般金属切削原理，不产生宏观切
超精加工的磨具为油石，选用细粒度， 以较低的压力和切削速度对工件表面进行 加工，加工时有三种运动，即工件的低速 回转、磨具的轴向进给运动和油石的高速 往复振动。油石振动的频率为10~25 Hz， 振幅为1～5mm，油石对工件表面的压力 Pa＝15×104 Pa。

精密加工与特种加工

一、名词解释1、杂散腐蚀：电解加工时，由于系统中杂散电流的存在而对零件产生的腐蚀。

杂散腐蚀是衡量电解液加工精度高低的指标。

2、空气静压轴承：是利用气体作为润滑剂的滑动轴承。

具有很高的回转精度，但刚度较低，只能承载较小的载荷。

3、激光束模式：激光束的断面能量分布称为模式，用TEM表示，是指横截面上的电磁能分布。

4、多电极更换法：采用多个电极依次更换加工同一个型腔，每个电极加工时必须把上一标准的放电痕迹去掉。

5、解理面：矿物晶体在外力作用下严格沿着一定结晶方向破裂，所裂出的光滑平面称为解理面。

6、电化学当量：在一个电极反应中，相当于1摩尔电子参与反应的发应物的质量。

7、浓度超电压：电解加工时，为减轻浓度极化现象保持一定电化学电流和加工速度而外加的一个电压。

8、精密研磨：属于游离磨粒切削加工，是在刚性研具上注入磨料，在一定压力下，通过研具与工件的相对运动，借助磨粒的微切削作用，除去微量的工件材料，以达到高级几何精度和优良表面粗糙度的加工方法。

9、分解电极法：根据型腔的具体问题将型腔形状分解成几个部分，分别制作不同的电极工具，再分别进行型腔的电火花加工。

是单电极平动加工法和多电极更换加工法的综合应用。

10、面网密度：面网上单位面积内结点的数目。

11、极性效应：在电火花加工过程中，两电极的电蚀量不同的现象。

12、电极电位：任何一种金属插入含该金属离子的水溶液中，在金属或溶液界面上形成的电位差。

二、计算电解加工三、简答1、研磨与抛光的差异。

答：（1）基本原理不同：研磨是通过介于工件与研具之间的磨料或研磨液的流动产生机械摩擦或化学作用去除微量加工余量。

抛光是指采用无纺布等软质材料，具有一定研磨性质地获得光滑表面的加工方法。

（2）磨具不同：研磨用磨具包括铸铁盘、沥青盘、锡盘等硬质材料（刚性材料）；抛光采用无纺布、平绒布等软质材料（柔性材料）。

（3）作用不同：抛光只能提高工件表面的光亮度，不改变零件表面的粗糙度；研磨不但可以减小零件的粗糙度，还能在一定程度上提高零件的尺寸和形状精度。

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第一阶段测试卷考试科目:《精密加工与特种加工》第一章至第三章（总分100分）时间：90分钟__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、填空题（每空1分，共10分）1、超精密加工对机床的基本要求是：、高刚度、、高自动化。

2、微量切削加工中，由于材料晶粒的机械性能不同产生的的影响，使得材料纯度越高加工质量越好。

3、精密切削时被挤压的材料在刀具移过之后，工件加工表面形成隆起，称之为。

4、精密加工对环境条件的要求主要有、、空气洁净。

5、超硬磨料砂轮的修整包括和两个过程。

6、金刚石晶体主要的晶面指数有（100）晶面、、。

二、判断题（正确的打√，错误的打×，每小题1分，共10分）1、金刚石刀具尖刃安装方便，磨损后需要立即重磨。

（）2、超硬磨料砂轮可以磨削陶瓷但不能磨削铁类黑色金属。

（）3、金刚石刀具常用来加工陶瓷、玻璃等硬脆材料。

（）4、金刚石刀具方向选择不当，在切削力作用下，刀具可能产生解理劈开。

（）5、金刚石刀具切削加工进给量对表面质量的影响很大程度上取决于刀具的几何形状。

（）6、一般常用金刚石刀具加工硬质合金、铸铁等材料。

（）7、金刚石刀具精密切削时，为获得高质量表面，一定要采用高的加工速度。

（）8、多面镜可以用金刚石刀具进行车削。

（）9、微量切削时，由于晶界段差的影响，晶粒越细工件表面质量越好。

（）10、切削深度的分辨率是指切削厚度的稳定性。

（）三、单项选择题（从以下选项中选出1个正确答案，每小题1分，共15分）1、下列哪种方法不是金刚石晶体的定向方法。

A、人工目测B、激光定向C、X射线定向D、离心法2、下列四个选项中，属于超硬磨料的是。

A、白刚玉B、棕刚玉C、立方氮化硼D、碳化硼3、下列哪个选项不是精密超精密机床上采用的导轨的结构形式。

A、空气静压导轨B、液体静压导轨C、气浮导轨D、滑动导轨4、下列精度不属于当前精密加工精度范围的是。

A、1-0.1umB、0.01mmC、Ra0.01umD、Rmax0.2um5、由于金刚石刀具材料很高，所以对机床动态精度及抗振性要求高。

A、硬度B、韧性C、脆性D、强度6、金刚石刀具切削时多采用冷却润滑液，下列哪项不是其主要作用。

A、抑制积屑瘤B、降低温度C、减小摩擦D、生成钝化膜7、下列选项中，不是精密机床上采用的主轴结构形式。

A、空气静压主轴B、莫氏主轴C、液体静压主轴D、磁浮主轴8、微量切削中，下列不是提高加工表面质量，降低晶界段差的措施。

A、选择纯度较高材料B、细化晶粒C、选择杂质少的材料D、选择高硬度材料9、下列选项材料中，常用作精密机床上采用的床身导轨材料。

A、花岗岩B、金刚石C、45钢D、高分子材料10、研磨加工中，通常选用作研磨盘的材料是。

A、皮革B、铝C、金刚石D、陶瓷11、金刚石刀具切削中，下列哪个选项不能作为冷却润滑液。

A、豆油+机油+煤油B、矿物油C、煤油+橄榄油D、NaCl溶液12、下列不是金刚石刀具的磨损形式。

A、扩散磨损B、机械磨损C、破损D、碳化磨损13、金刚石晶体不同晶面不同方向上的硬度不同，（111）晶面上有个磨削率峰值。

A、一个B、两个C、三个D、四个14、精密机床上常采用的主轴的驱动方式是。

A、摩擦驱动B、滚珠丝杠驱动C、液压缸驱动D、内装式同轴电动机驱动15、精切切削加工中，最小切入深度与因素关系最为密切。

A、刀具刃口半径B、刀尖半径C、刀具后角D、刀具前角四、简答题（每小题7分，共49分）1、简述精密磨削的磨削机理。

2、精密加工带来了哪些好处？3、超硬磨料砂轮的修整方法有哪些？4、精密机床主轴轴承的材料有什么要求？有哪些常用材料？5、超精密加工的主要相关技术有哪些？6、下图为超精密机床上弹性变形式微量进给机构，简述它的工作原理。

1-变形杆2-刀架3-实际进给量的测量传感器图弹性变形微量进给装置原理图7、精密导轨部件有哪几种结构形式？说明各自优缺点。

五、论述题（每小题8分，共16分）1、金刚石刀具有何特点？2、超精密机床对进给驱动系统有何要求？参考答案：一、填空题（每空1分，共10分）1、高精度、高稳定性2、晶界段差3、堆积4、恒温、防振5、整形、修锐6、（110）晶面、（111）晶面二、判断题（正确的打√，错误的打×，每小题1分，共10分）1、√2、×3、×4、√5、√6、×7、×8、√9、√ 10、√三、单项选择题（从以下选项中选出1个正确答案，每小题1分，共15分）1、D2、C3、D4、B5、C6、D7、B8、D9、A 10、B11、D 12、A 13、C 14、D 15、A四、简答题（每小题7分，共49分）1、①微刃的微切削作用：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，微刃的微切削作用形成了低粗糙度表面；②微刃的等高切削作用：微刃是砂轮精细修整形成的，因此分布在砂轮表面的同一深度上的微刃数很多，等高性好，从而使加工表面的残留高度极小；③微刃的滑挤、摩擦、抛光作用：砂轮修整得到的微刃开始比较锐利，切削作用强，随着磨削时间的增加而逐渐钝化，同时，等高性得到改善，这时，切削作用减弱，滑挤、摩擦、抛光作用增强，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碾平，降低了表面粗糙度值。

2、①提高产品性能、质量、稳定性、可靠性；②促进产品小型化；③增强零件互换性，装配效率提高，有助于自动化生产。

3、超硬磨料砂轮的修整方法有车削法、磨削法、滚压挤轧法、喷射法（气压喷射法和液压喷射法）、电加工法（电解修整法和电火花修整法）、超声波振动修整法。

4、应考虑以下主要因素材料要求：①耐磨损；②不易生锈腐蚀；③热膨胀系数小；④材料的稳定性好。

空气主轴和轴承的材料主要有：①经表面氮化和低温稳定处理的38CrMoAl氮化钢；②不锈钢；③多孔石墨和轴承钢。

另外还有铟钢、花岗岩、微晶玻璃和陶瓷等。

5、超精密加工的主要相关技术：精密加工机床；金刚石刀具；精密切削机理；稳定的加工环境；误差补偿技术；精密测量技术。

6、当通过加力机构对T型变形杆1加力时，它将产生弹性变形，由于弹性杆1的上端固定，所以它只能向下伸长，从而使刀架2上的弹性杆变形，又由于它的右端固定，所以只能向左边伸长，从而推动刀架2朝前实现微量进给。

通过调整施加力的大小来调整微位移量。

3为实际进给量的测量传感器。

7、主要有：滚动导轨、液体静压导轨、空气静压导轨与气浮导轨。

①滚动导轨：摩擦阻力小，移动比较灵敏，低速时运动平稳、无爬行，工作精度与滚动体的几何精度和尺寸一致性有关，但进一步提高其精度比较困难。

②液体静压导轨特点：刚度高，承载能力大，直线运动精度高，运动平稳，无爬行现象等。

③空气静压导轨与气浮导轨特点：高的直线运动精度和运动平稳性，摩擦力极小，热变形小，几乎不会磨损寿命高；但刚度比液体静压导轨低，承载较小。

五、论述题（每小题8分，共16分）1、金刚石刀具特点：硬度高，刚度大；金刚石刀具与其他物质亲和力小，摩擦系数小（除黑色金属外）；刃口可以刃磨的很锋利，且耐磨性高；导热性好，刀具热变形小，且适于高速切削等；刀刃无缺陷，能得到光滑镜面加工表面。

但是金刚石刀具在切削过程应适当冷却；不适宜切削黑色金属，易炭化；金刚石刀具很脆，对机床的动态精度及抗振性要求高；金刚石刀具价格昂贵，刃磨困难。

2、精密超精密机床对进给驱动系统要求是：精微进给和粗进给分开；运动部分必须是低摩擦和高稳定度的；末级传动元件必须有很高的刚度；内部连接可靠，尽量采用材料整体结构或刚性连接；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。

第二阶段测试卷考试科目:《精密加工与特种加工》第四章至第五章（总分100分）时间：90分钟__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、填空题（每空1分，共10分）1、电火花成形机床包括主机、、三大部分。

2、影响电火花加工表面粗糙度的主要因素有、。

3、电火花加工中影响材料去除量的因素主要有、电参数、和工作液。

4、电火花穿孔加工冲模时保证间隙的方法有直接配合法、、。

5、电火花加工为了减小工具损耗可以合理利用极性效应、、和选择合适的工具电极材料。

二、判断题（正确的打√，错误的打×，每小题1分，共10分）1、电火花加工可以在抽真空中进行。

（）2、电火花加工是非接触加工，所以加工后的工件表面无残余应力。

（）3、电火花线切割工具电极常用的材料有黄铜丝和钼丝。

4、电火花加工的放电间隙必须保持恒定值。

（）5、电火花加工也可以进行金属表面强化。

（）6、电火花加工中，生产率与脉冲频率成正比，所以脉冲频率越高越好。

（）7、电火花穿孔加工为了减小工具损耗对加工精度的影响，可采用工具贯穿工件来补偿。

（）8、电火花机床的自动进给系统跟普通机床的自动进给系统原理上是一样的。

（）9、电火花工作液循环采用强迫冲油容易实现但影响加工精度。

（）10、电火花线切割常采用宽脉冲大电流进行加工。

（）三、单项选择题（从以下选项中选出1个正确答案，每小题1分，共15分）1、电火花线切割加工时，不能选用的工作液为。

A、乳化液B、去离子水C、NaCl溶液D、纯水2、电火花加工中，不能独立形成和发生脉冲的电源是。

A、晶体管脉冲电源B、闸流管脉冲电源C、多回路脉冲电源D、RC脉冲电源3、不能使用电火花穿孔成型加工的材料是。

A、陶瓷B、淬火钢C、硬质合金D、铜4、下列哪个选项不是电火花工作液的作用。

A 压缩放电通道B 加速电极冷却C 加速电蚀产物排除D 导电作用5、下列选项中，不是电火花加工间隙排屑常采用的措施。

A 自然扩散B 强迫冲油C 工具定时抬起 D化合沉淀6、下列选项不属于线切割加工应用范围的是。

A、三维曲面加工B、切断C、焊接D、异形孔加工7、电火花加工中存在吸附效应，它主要影响。

A、工件的可加工性B、表面粗糙度C、加工表面的变质层结构D、工具的损耗8、电火花加工精密复杂型腔时多采用作为工具电极材料。

A、铜B、钢C、石墨D、铸铁9、电火花加工中，工件采用正极性加工还是负极性加工，主要取决于。

A、脉冲宽度B、脉冲间隔C、工具材料D、工件材料10、不能使用电火花线切割加工的材料是。

A、铝B、金刚石C、硬质合金D、45钢11、电火花线切割加工，工具电极常用的材料有。

A 、石墨钨 B、钨钼 C、石墨纯铜 D、铜 45钢12、对电火花穿孔成型加工中自动进给调节系统的基本要求，下列哪项不是。

A、能实现微位移B、灵敏度高C、稳定性好D、速度范围调节广13、下列不能用于电火花加工的是。

A、打标记B、表面刻字C、加工麻花钻头D、真空管内焊接14、线切割加工单位时间电极丝中心线在工件上切过的面积总和称为。