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精密超精密加工技术精密及超精密加工对尖端技术的发展起着十分重要的作用。
当今各主要工业化国家都投入了巨大的人力物力,来发展精密及超精密加工技术,它已经成为现代制造技术的重要发展方向之一。
本节将对精密、超精密加工和细微加工的概念、基本方法、特点和应用作一般性介绍。
一、精密加工和超精密加工的界定精密和超精密加工主要是根据加工精度和表面质量两项指标来划分的。
这种划分是相对的，随着生产技术的不断发展，其划分界限也将逐渐向前推移。
1．一般加工一般加工是指加工精度在10µm左右（IT5~IT7）、表面粗糙度为R a0.2µm~0.8µm的加工方法，如车、铣、刨、磨、电解加工等。
适用于汽车制造、拖拉机制造、模具制造和机床制造等。
2．精密加工精密加工是指精度在10µm~0.1µm（IT5或IT5以上）、表面粗糙度值小于R a0.1µm的加工方法，如金刚石车削、高精密磨削、研磨、珩磨、冷压加工等。
用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件，如精密丝杠、精密齿轮、精密导轨、微型精密轴承、宝石等的加工。
3．超精密加工超精密加工一般指工件尺寸公差为0.1µm~0.01µm数量级、表面粗糙度R a 为0.001µm数量级的加工方法。
如金刚石精密切削、超精密磨料加工、电子束加工、离子束加工等，用于精密组件、大规模和超大规模集成电路及计量标准组件制造等方面。
二、实现精密和超精密加工的条件精密和超精密加工技术是一项内容极为广泛的制造技术系统工程，它涉及到超微量切除技术、高稳定性和高净化的工作环境、设备系统、工具条件、工件状况、计量技术、工况检测及质量控制等。
其中的任一因素对精密和超精密加工的加工精度和表面质量，都将产生直接或间接的不同程度的影响。
1．加工环境精密加工和超精密加工必须具有超稳定的加工环境。
因为加工环境的极微小变化都可能影响加工精度。
一、单项选择题1．精密与特种加工技术能解决许多加工难题, 但目前实际应用仍有难度的是( ) A．难切削材料加工B．复杂型面加工C．光整、超精密加工D．分子、原子级加工2. 在金刚石晶体各晶面中，下列有关磨削率的论述，正确的为（）A．（111）最高，（110）最低B．（100）最高，（110）最低C．（100）最高，（111）最低D．（110）最高，（111）最低3．在超精密磨削钢件时，砂轮一般多采用（）A．超硬磨料B．普通磨料C．刚玉系磨料D．碳化物系磨料4．机床的稳定性是要求各部件（）A．尺寸精度稳定性好B．制造精度高C．经过热处理D．经过精密动平衡5．微细加工技术是一种精密加工技术，所制造零件的特征是（）A．微小尺寸B．高精度C．极低的表面粗糙度D．高表面质量6．电火花线切割加工电源应选用（）A．高频交流电源B．高频脉冲电源C．低频交流电源D．低频脉冲电源7．减小电火花加工工具电极的相对损耗，可利用如下效应，但错误的是（）A．极性效应B．吸附效应C．传热效应D．钝化效应8．有关特种加工技术特点论述错误的是（）A．主要依靠非机械能（如电、化学、光、热等能量）进行加工B．加工精度及生产率均好于普通切削加工C．工具硬度可以低于被加工材料的硬度D．能加工各种难切削材料、形状复杂的低刚度零件，且可满足各种特殊要求9．用电火花进行精加工，采用（）A．宽脉冲、正极性加工B．宽脉冲、负极性加工C．窄脉冲、正极性加工D．窄脉冲、负极性加工10．电解加工常用电解液中加工效率最高的是（）A．NaNO3B．NaClO3C．NaCl D．NaNO2W，这种方法适用于（）11．为了提高电火花加工速度，可以增加单个脉冲能量MA．精加工B．粗加工C．镜面加工D．微细加工12．在线切割编程的3B程序格式中，若加工轨迹与“-X”轴重合，则加工指令为( ）A．L1 B．L2 Ｃ．L3D．L413．电火花粗加工所用的工作液为（）A．机油B．水基工作液C．NaCl溶液D．煤油14．可作为电火花加工工具电极材料的是（）A．紫铜B．石英C．金刚石D．玻璃15．有关电解磨削错误的论述是（）A．采用钝化性的电解液B．设备经济性好C．生产率高于机械磨削D．加工精度好于电解加工16．要在硬质合金上加工出φ0.05mm的盲孔，可采用的加工方法是（）A．电火花加工B．机械钻孔加工C．线切割加工D．水射流加工17．以下加工方法中,属于去除材料加工的是( )A.化学镀B.离子注入C.电铸D. 电抛光18. 有关超声加工的特点，错误的是（）A．特别适合于硬脆材料 B．生产率较高C．超声机床结构简单 D．加工应力及变形小19．加工透明光亮的玻璃制品，可以采用的工艺是（）A．激光B．电解C．电火花D．电子束20．加工弯孔、曲面，可以采用的工艺是（）A．激光B．电子束C．等离子体D．超声加工２1．有关金刚石刀具特性，错误的是（）A．极高的硬度B．极高的耐磨性C．易于重磨D．可超微量切削2２．属于固接磨料的磨削方法是（）A．精密砂轮磨削B．精密抛光C．精密研磨D．化学抛光２3．与弹性变形微量进给装置相比，采用压电和电致伸缩传感器微量进给装置可以（）A．提高微进给精度B．实现自动微量进给C．提高进给稳定性D．实现高的重复精度２4．超精密切削时用的单晶金刚石刀具，其修光刃做成圆弧刃的目的是（）A．易于对刀B．刀具制造简单C．减少表面粗糙度D．增强刀具强度２5．下列四个选项中，硬度最高的磨料是（）A．白刚玉B．棕刚玉C．金刚石微粉D．碳化硅２6．有关特种加工错误的论述是：（）A．特种加工可提高材料可加工性B．特种加工能缩短新产品的试制周期C．特种加工可改变零件典型加工路线D．特种加工能取代普通切削加工２7．要在金刚石上加工出φ0.05mm的小孔，可采用的加工方法是（）A．电火花加工B．激光加工C．线切割加工D．电解加工２8．电火花粗加工所用的工作液为（）A．机油B．水基工作液C．煤油D．NaCl水溶液２9．以下加工方法中,属于复合加工的是( )A.离子镀B.镜面加工C.微细加工D. 电解磨削３0．减小电火花加工工具电极的相对损耗，可以采取的措施为（）A．增加工件导热系数B．增加脉宽C．采用正极性加工D．增加脉冲间隔W，这种方法适用于（）３1．为了提高电火花加工速度，可以增加单个脉冲能量MA．精加工B．粗加工C．镜面加工D．微细加工３2．在线切割编程的3B程序格式中，若加工轨迹与“-X”轴重合，则加工指令为( ）A．L1 B．L2 Ｃ．L3D．L4３3．电火线切割加工所用的工作液为（）A．机油B．乳化液C．NaCl溶液D．煤油３4．可作为电火花加工工具电极材料的是（）A．紫铜B．石英C．金刚石D．玻璃３5．有关电解磨削错误的论述是（）A．采用钝化性的电解液B．设备经济性好C．生产率高于机械磨削D．加工精度好于电解加工３6．要在硬质合金上加工出φ0.05mm的盲小孔，可采用的加工方法是（）A．电火花加工B．机械钻孔加工C．线切割加工D．水射流加工３7．以下材料比较适合超声加工的是（）A．紫铜B．低碳钢C．陶瓷D．合金钢３8. 有关超声加工的特点，错误的是（）A．特别适合于硬脆材料B．生产率较高C．超声机床结构简单D．加工应力及变形小３9．加工金刚石表面小孔，可以采用的工艺是（）A．激光B．电解C．电火花D．线切割加工４0．加工弯孔、曲面，可以采用的工艺是（）A．激光B．电子束C．等离子体D．超声加工４1．金刚石晶体的各向异性表现为（）A．金刚石晶体的各个晶面的硬度不一样，110晶面的硬度最高B．金刚石晶体的各个晶面的耐磨性不一致，110晶面的磨削率最低，最不容易磨损C．金刚石晶体的各个晶面的面网密度不一样，110晶面的面网密度最小D．金刚石晶体的各个晶面的耐磨性不同，同一个晶面上不同方向上的耐磨性不一样４2．下述有关超精密切削对刀具的要求正确的是（）A．无需修整B．刃口半径大C．与工件材料抗粘接性好D．刀具为整体结构４3．超精密加工机床中采用的T型总体布局为：主轴作Z向运动，进给系统作X向运动，因而其主轴的驱动方式是（）A．B与C两种方式都可B．电动机通过柔性联轴器驱动主轴C．采用内装式同轴电动机驱动D．电动机通过带传动驱动４4．超硬磨料砂轮目前主要指（）A．墨碳化硅砂轮和绿碳化硅砂轮B．白刚玉砂轮C．棕刚玉砂轮D．金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮４5．精密研磨主要用于（）A．减小表面粗糙度B．提高尺寸精度C．减小形状误差D．改善表面性能４6．下列加工方法中，材料平均去除率最高的方法是（）A. 电火花加工B．超声加工C．电解加工D．电子束加工４7．用电火花进行精加工，采用（）A．宽脉冲、正极性加工B．宽脉冲、负极性加工C．窄脉冲、正极性加工D．窄脉冲、负极性加工４8．可提高电解加工电流密度i的措施是( )∆A．加工电压U↑B．加工间隙↑C．电阻率ρ↑ D. 进给速度v↓４9．以下材料最易于电解加工的是（）A．聚晶金刚石B．硬质合金C．碳钢D．铸铁５0．在电火花加工中，脉冲宽度增加将引起电极相对损耗（）A．增加B．先小后大C．不变D．减小５1．有关电火花线切割加工的论述错误的是（）A．单脉冲能量W M↑，则Ra↑t↑，则加工速度v↑，Ra↑B．脉宽iC．电极丝愈细，则相对损耗愈小D．开路电压U↑，加工间隙Δ↑５2．电火花线切割加工电源一般选用（）A．高频交流电源B．高频脉冲电源C．低频交流电源D．低频脉冲电源５3．下列加工工艺中，利用金属离子阴极沉积方法来进行成形加工的方法是（）A．离子束加工B．电解加工C．等离子体加工D．电刷镀５4．以下材料最适合超声加工的是（）A．铸铁B．高碳钢C．中碳钢D．石英、玻璃５5．有关提高电解加工精度的途径错误的是（）NaNO等钝化性电解液A．采用小间隙加工B．采用3C．增加电解液浓度D．提高进给速度v56．电解磨削与机械磨削相比较，错误的的观点是（）A．可提高加工表面质量B．砂轮磨损量小C．生产率较高D．可取代后者57．加工条件确定后，电解加工蚀除速度与电极间隙之间的比例关系是（）A．指数B．双曲线C．直线D．对数曲线58．为了获得较大的振幅，设计制造变幅杆时，应使其长度等于（）A．λ2/3 B．2/λC．4/λD．3/λ59．影响超声加工零件表面质量最显著的因素是（）A．变幅杆结构B．系统共振频率C．工具进给压力D．磨料粒度60．在下列特种加工方法中，比较易于自动控制的是（）A．超声加工B．电解磨削C．电解加工D．电火花加工61．精密与超精密机床主轴的轴承常采用的形式是（）A．空气动压轴承B．液体静压轴承C．滚动柱子轴承D．滚动向心球轴承62．以下加工方法中,属于特种加工的是( )A. 精密抛光B. 精密研磨C. 超精密车削D. 离子刻蚀63．以下加工方法中,属于复合加工的是( )A.离子镀B. 电解磨削C.微细加工D. 镜面加工64．精密抛光主要用于（）A．减小粗糙度B．改善表面性能C．减小形状误差D．提高尺寸精度65．电火花成形精加工一般所用的工作液为（）A．机油B．电解质溶液C．煤油D．蒸馏水66．用电火花进行零件粗加工，须采用（）A．宽脉冲、正极性加工B．宽脉冲、负极性加工C．窄脉冲、正极性加工D．窄脉冲、负极性加工67．降低电火花加工工具电极的损耗要充分利用几个效应，但下述的（）除外。
金刚石刀具在数控机床中的应用随着科技的不断进步和发展，数控机床在工业领域中扮演着重要的角色。
数控机床的出现大大提高了生产效率和加工质量，而金刚石刀具作为一种高性能的切削工具，在数控机床中的应用也越来越广泛。
本文将探讨金刚石刀具在数控机床中的应用，并分析其优势和挑战。
一. 金刚石刀具的基本特性金刚石刀具由金刚石颗粒和金属粉末经压制、烧结等工艺制成，具有极高的硬度、耐磨性和热稳定性。
这些特性使得金刚石刀具在切削加工中具备以下优势：1. 高硬度：金刚石刀具的硬度仅次于金刚石，可用于切削超硬材料如陶瓷和高硬度合金等。
2. 耐磨性：金刚石刀具具有出色的耐磨性，可在切削过程中保持较长的使用寿命。
3. 热稳定性：金刚石刀具具有良好的热稳定性，可承受高温切削环境下的工作，不易变形。
二. 金刚石刀具在数控机床中的应用领域1. 切削加工金刚石刀具广泛应用于数控机床的切削加工领域，包括车削、铣削、钻削、磨削等。
由于金刚石刀具的高硬度和耐磨性，可用于加工硬度较高的材料，如钛合金、高速钢等。
同时，金刚石刀具还能够提供更高的加工精度和表面质量。
2. 精密加工在数控机床的精密加工中，金刚石刀具的应用更能体现出其独特的优势。
例如，在汽车零部件的精密加工过程中，采用金刚石刀具可以实现更高的加工精度和更好的表面质量。
3. 工具磨损监测由于金刚石刀具的耐磨性较高，因此可以通过监测金刚石刀具的磨损情况，准确地评估刀具的使用寿命。
这对机床的保养和刀具的及时更换具有重要意义，可降低生产成本，并提高生产效率。
三. 金刚石刀具在数控机床中的挑战虽然金刚石刀具在数控机床中有广泛的应用前景，但面临着一些挑战和限制：1. 成本高昂：金刚石刀具的制造成本较高，所以其售价也相对较高，这给广泛应用带来了一定的限制。
2. 技术要求高：金刚石刀具的加工工艺复杂，需要高精度和高温高压的条件，所以其生产过程要求较高的技术水平。
3. 刀具表面质量难以保证：由于金刚石刀具的硬度很高，常规的抛光或修整技术难以完成对其表面的加工，从而可能会影响到加工表面质量。
精密和超精密加工技术复习思考题答案第一章1。
试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义。
答:超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要的地位。
国防方面，例如：对于导弹来说,具有决定意义的是导弹的命中精度，而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的.制造惯性仪表,需要有超精密加工技术和相应的设备。
尖端技术方面，大规模集成电路的发展，促进了微细工程的发展，并且密切依赖于微细工程的发展。
因为集成电路的发展要求电路中各种元件微型化，使有限的微小面积上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂和完备的电路。
因此，提高超精密加工水平以减小电路微细图案的最小线条宽度就成了提高集成电路集成度的技术关键。
2。
从机械制造技术发展看，过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工。
答：通常将加工精度在0。
1-lμm，加工表面粗糙度在Ra 0.02-0。
1μm之间的加工方法称为精密加工。
而将加工精度高于0。
1μm，加工表面粗糙度小于Ra 0.01μm的加工方法称为超精密加工。
3。
精密和超精密加工现在包括哪些领域.答：精密和超精密加工目前包含三个领域：1)超精密切削，如超精密金刚石刀具切削，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)精密和超精密磨削研磨。
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)精密特种加工。
如电子束，离子束加工.使美国超大规模集成电路线宽达到0。
1μm。
4.试展望精密和超精密加工技术的发展。
答：精密和超精密加工的发展分为两大方面：一是高密度高能量的粒子束加工的研究和开发；另一方面是以三维曲面加工为主的高性能的超精密机械加工技术以及作为配套的三维超精密检测技术和加工环境的控制技术.5.我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何。
答：我国当前某些精密产品尚靠进口，有些精密产品靠老工人于艺,因而废品率极高,例如现在生产的某种高精度惯性仪表，从十几台甚至几十台中才能挑选出一台合格品。
名词解释气浮导轨P24：运动导轨的底平面和两侧导轨面通有压缩空气，使运动部件浮起的这种导轨形式称为气浮导轨。
非接触抛光P47：非接触抛光是一种研磨抛光新技术，是指在抛光中工件与抛光盘互不接触，依靠抛光剂冲击工件表面，以获得加工表面完美结晶性和精确形状的抛光方法。
精密研磨P44：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，去除微量的工件材料，以达到高级几何精度和优良表面粗糙度的加工方法。
电解磨削P156：是电解作用与机械磨削相结合的一种特种加工方法，具有较好的加工精度和表面粗糙度，比机械磨削具有较高的生产率。
超声波加工P192：超声波加工是利用工具端面做超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。
固结磨料加工P38：就是利用固结磨具（砂轮、油石）或涂覆磨具（砂带）对黑色金属、硬脆材料的精密加工方法。
微细加工：微细加工技术是指制造微小尺寸零件的生产技术。
从广义角度来说，微细加工包含了各种传统精密加工方法和与传统精密加工方法完全不同的新方法，从狭义的角度来说，微细加工主要是指半导体集成电路制造技术。
电火花加工极性效应P58：仅由于正负极性接法不同而正极和负极材料电蚀量不一样的现象叫极性效应。
激光焊接P186：焊接过程属传导焊接，即激光辐照加热工件表面，产生的热量通过热传导向内部传递。
在工件上形成一定深度的熔池，冷却凝固以后就将工件焊接完成。
离子镀膜P213：是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或者反应物沉积在基片上成膜。
、表面光泽如镜的磨削镜面磨削P41：镜面磨削是指加工表面粗糙度达到R a0.02～0.01m方法。
空气静压轴承P19：在转轴和轴承瓦之间，通入压缩空气，将轴承和转轴分开，以压缩空气承受径向载荷的一种轴承形式。
等脉冲电源P72：是指每个脉冲在介质击穿后所释放的单个脉冲能量相等。
金属加工工艺中的先进切削技术研究在当代制造业领域，金属加工工艺一直扮演着重要的角色。
随着科学技术的不断发展和创新，先进切削技术正成为金属加工工艺中的关键环节。
本文将对金属加工工艺中的先进切削技术进行研究和探讨。
1. 先进切削技术的定义与意义先进切削技术是指结合现代工程学、材料科学、机械力学等相关学科的知识与理论，在金属加工工艺中应用创新技术，追求高效、精密和经济的切削加工方式。
其意义在于提高金属加工的效率、加工质量和降低成本，从而推动整个制造业的发展。
2. 先进切削技术的发展趋势（1）超硬刀具技术：超硬刀具具有高硬度、高热稳定性和耐磨性等特点，能在高速切削中保持较长的切削时间和良好的切削性能。
（2）高速切削技术：高速切削技术能够提高金属切削的效率，缩短加工时间，减少加工成本，并减小加工过程中的振动和热变形。
（3）微细切削技术：随着精度要求的提高，对微细切削技术的需求也日益增长。
微细切削技术能够实现微细加工，获得更高的精度和表面质量。
（4）复合切削技术：复合切削技术将多种切削工艺结合起来，综合利用各种切削方式的优势，以提高加工效率和加工质量。
3. 先进切削技术的应用案例（1）高速铣削技术在航空制造中的应用：高速铣削技术能够加工各种难加工材料，高效完成复杂的造型零件加工任务，提高航空制造中的加工效率。
（2）微铣削技术在精密电子制造中的应用：微铣削技术能够获得非常小的加工尺寸和高精度的加工表面，满足精密电子产品对加工精度和表面质量的要求。
（3）刀路优化技术在汽车制造中的应用：刀路优化技术能够通过优化刀具轨迹和加工参数，提高汽车零部件的切削效率，减少加工时间和成本。
（4）超硬刀具技术在模具制造中的应用：超硬刀具能够实现高速、高效的精细加工，提高模具制造的效率和加工质量。
4. 先进切削技术的挑战虽然先进切削技术带来了诸多优势，但也面临一些挑战。
首先，先进切削技术的引入需要大量的技术投入和设备更新，因此成本较高。
超硬材料的制备及其应用前景现代制造业对材料的要求越来越高，不能满足要求的材料将被淘汰。
超硬材料的出现和发展似乎给制造业注入了新的活力。
本文将介绍超硬材料的制备及其应用前景。
一、超硬材料的概念超硬材料，指硬度大于或等于钻石的材料。
绝大多数的超硬材料都是碳化物、氮化物和氧化物等化合物。
超硬材料具有硬度高、耐磨、耐腐蚀和高温稳定等优点，成为当今高科技制造领域的关键材料之一。
二、超硬材料的制备超硬材料的制备过程复杂、技术含量高。
主要有以下几种制备方法。
1.高压高温合成法高压高温合成法是制备超硬材料的一种主要方法。
该方法需要使用特殊的高温高压设备，在高温高压下将碳、氮、硼等化学元素与相应的金属元素反应制备出超硬材料。
这种方法制备的超硬材料质量更稳定。
2.金属有机化学气相沉积法金属有机化学气相沉积法是一种利用化学气相沉积技术制备超硬材料的方法。
该方法在中性气体中引入金属有机气体，金属有机气体经过加热分解反应，产生金属原子并与其他元素反应制备出超硬材料。
利用该方法可以得到均匀的厚度和质量均一的薄膜。
3.微波等离子体化学气相沉积法微波等离子体化学气相沉积法是一种应用高频电磁场将气相反应物激发成为等离子体状态，之后与基板上的化学反应制备超硬材料的方法。
这种方法可以制备出很薄且质量非常稳定的材料。
三、超硬材料的应用前景超硬材料在机械加工、磨削、细加工和表面涂层等领域具有广泛的应用前景。
以下将介绍其具体应用。
1.切削加工领域超硬材料可以被制成锯片、刨刀、车刀和铣刀等切削工具。
其中，钻石工具的硬度是钢材的150倍，可以加工各种难加工工件，如高温合金、陶瓷、金属和晶体等。
2.磨削加工领域超硬材料可以被制成切磨、压铸刃和超声波工具等磨削工具。
利用超硬材料制备的磨削工具可以加工硬度高、耐腐蚀的精密零部件，如航空部件、汽车发动机和精密轴承等。
3.涂层材料领域超硬材料还可以制备成一种非常有用的涂层材料。
这种涂层常见于模具、切削刀具、油钻等制造领域。
1、精密和超精密加工代表了加工精度发展的不同阶段，通常，按加工精度划分，可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段2、什么叫精密加工？加工精度在0.1～1µm，加工表面粗糙度在Ra0.02～0.1µm之间的加工方法称为精密加工。
3、什么叫超精密加工？加工精度高于0.1µm，加工表面粗糙度小于Ra0.01µm之间的加工方法称为超精密加工。
4、以下哪些是精密和超精密加工的分类？A.去除加工B.结合加工；C.变形加工；D.切削加工；E.磨粒加工F.特种加工；G.复合加工；5、影响精密与超精密加工的因素有哪些？加工机理、被加工材料、加工设备及其基础元部件、加工工具、检测与误差补偿、工作环境等。
6、我国今后发展精密与超精密加工技术的重点研究内容包括什么？（1）超精密加工的加工机理；（2）超精密加工设备制造技术；（3）超精密加工刀具、磨具及刃磨技术；（4）精密测量技术及误差补偿技术；（5）超精密加工工作环境条件。
7、举例说明超精密切削的应用范围有哪些？陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、录像机的磁头、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜等由有色金属和非金属材料制成的零件。
8、超精密切削速度是如何选择的？超精密切削实际速度的选择根据所使用的超精密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。
9、金刚石刀具的尺寸寿命甚高，高速切削时刀具磨损亦甚慢，因此刀具是否磨损以加工表面质量是否下降超差为依据，切削速度并不受刀具寿命的制约。
10、单晶金刚石刀具破损或磨损不能继续使用的标志是？加工表面粗糙度超过规定值。
11、简述超精密切削时切削参数对积屑瘤生成的影响？见书本P13-14。
12、简述超精密切削时积屑瘤对切削力和加工表面粗糙度的影响？见书本P14-15。
13、分别用1-2句话总结切削速度、进给量、修光刃、切削刃、背吃刀量变化对加工表面质量的影响？在常用超精密切削速度范围内，切削速度对加工表面粗糙度基本无影响；带有修光刃的刀具，当f<0.02mm/r时，进给量再减小对表面粗糙度影响不大；修光刃的长度过长，对加工表面粗糙度影响不大。
精密与超精密加工小论文《超硬刀具在精密与超精密加工中的应用》
前言
精密和超精密加工已经成为在国际竞争中取得成功的关键技术，许多现代技术产品需要高精度制造，如发展尖端技术，发展国防工业，发展微电子工业等都需要精密和超精密加工制造出来的仪器设备。
目前，在工业发达国家中，一般工厂能稳定掌握的加工精度是1 um，与此相应，通常将加工精度在0.1~1 um，加工表面粗糙度在Ra 0.02~0.1 um 之间的加工方法称为精密加工，而将加工精度高于0.1 um，加工表面粗糙度小于Ra 0.01 um的加工方法称为超精密加工。
超精密切削属于金属切削的一种，自然服从金属切削的普遍规律，但它也有不少特殊规律，这是由于金刚石刀具特殊的物理化学性能和切削层极薄造成的。
超精密切削加工是一项内容广泛的新技术，它的加工精度和表面质量是由所使用的超精密机床设备、金刚石刀具、切削加工工艺、计量和误差补偿技术、操作者的技术水平、环境支持条件等多种因素综合影响的结果。
1目前研究现状及应用领域
常用符号含义：PCD—高温高压合成的聚晶金刚石；CVD金刚石和PCVD金刚石—化学气相沉积(低压)聚晶金刚石(以涂层形式的薄膜和自由的可钎焊的无衬底厚膜)；CBN—立方氮化硼；PCBN—聚晶立方氮化硼；CVDCBN—化学气相沉积立方氮化硼。
超硬材料是指金刚石和立方氮化硼，它们的硬度比其它刀具材料高出好几倍。
金刚石是自然界中最硬的物质，CBN的硬度仅次于金刚石，近年来，超硬刀具材料发展迅速。
金刚石刀具材料分为5类：天然金刚石(Natural Diamond)。
人造聚晶金刚石(PCD)，以石墨为原料，经高温高压制成。
人造聚晶金刚石复合片(PCD/CC)，以硬质合金为基底，表面有0.5 mm厚的聚晶金刚石，制造方法与PCD相同。
金刚石薄膜涂层刀具(CD)，用CVD 工艺，在刀具表面涂覆一层厚约10~25 um的薄膜。
金刚石厚膜刀具(TFD)，亦采用CVD 工艺，在另一基体上涂0.2 mm以上的厚膜，再将厚膜切割成一定的大小，然后焊在硬质合金刀片上使用。
PCD刀具具有非常高的耐用度(比硬质合金刀具寿命高几十倍以上)，稳定的尺寸加工精度(可加工几千~几万件)，以及良好的工件表面粗糙度。
主要加工对象是有色金属、非金属材料及含有Al2O3的木工材料，如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷，各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃、木材等，还能对上述材料作超精密加工，但忌加工钢铁及其它铁族金属。
国产主要品种有：PCD木工锯片及修边刀，PCD 转位式刀片，PCD活塞系列刀具，PCD轮毂刀具，PCD整流子刀具，PCD表壳、首饰刀具，各种PCD焊接式车刀、镗刀。
PCD、PCBN和人工合成单晶金刚石均是在高温和高压下合成的，而CVD金刚石是在低压下制备的。
碳基气体和氢气的混合物在高温和低于大气压的压力下分解形成金刚石沉积在基体上。
沉积出的是交互生长极好的金刚石，形貌呈柱状结构非常致密，随着生长条件不同，CVD金刚石也呈现出不同的晶粒尺寸和结构，CVD金刚石不需金属催化剂，因此它的热稳定性接近天然金刚石。
根据不同的应用需要选择不同的CVD沉积工艺可以合成出晶粒尺寸和表面形貌差别很大的金刚石。
由于对刀具性能的要求是多种
多样的，所以可能要多种不同晶粒尺寸的CVD才能满足各种应用的需要。
实际上CVD 金刚石刀具有两种形式，第一种是在适当基体上沉积厚度小于30 um的薄层(薄膜)，例如ISO刀片和麻花钻头的刃口是两种典型的薄涂层。
第二种是沉积厚度达1 mm的无衬底金刚石层(厚膜)，如果需要它可以钎焊在基体上。
金刚石刀具有：车刀、铣刀、镗刀等品种，80%以上用于汽车和摩托车行业，其它则用于家用电器，普通机械等领域。
金刚石刀具在汽车和摩托车行业中主要用于加工发动机活塞的裙部、销孔、汽缸体、变速箱、化油器等。
由于这些部件材料含硅量较高(10%以上)，并且大多采用流水线方式大批量生产，对刀具的使用寿命要求较高，硬质合金刀具难以胜任，而金刚石刀具耐用度是硬质合金刀具的10~50倍，可保证零部件尺寸稳定性，并可大大提高切削速度、加工效率和工件的表面质量。
2超精密加工的影响因素
对于金刚石刀具需要关注两个比较重要的问题：一是晶面的选择，金刚石晶体是各向异性，用于制造刀具需要晶体定向，再就是金刚石刀具的研磨质量—刃口半径，它关系到切屑变形和最小切削厚度，刃口半径越小则最小切削厚度越小，切削厚度小过一定界限就不能正常切削。
国外研磨最好的金刚石刀具，刃口半径可以小到数纳米，而国内目前研磨的金刚石刀具，刃口半径只能达到0.1~0.3 um。
目前刀具刃口半径测量用SEM，刃口半径小于0.01um时，测量就是一个难题。
工件材料对超精密切削有重要影响，其主要原因有：表面出现不纯物，造成不规则的空穴和划伤；结晶的晶界出现阶梯；加工工件有残留变形和残留应力；对金刚石刀具的亲和性，产生粘结现象等。
为解决这些问题，可以采用高纯度合金元素(例如99.99%Al等)高真空熔解铸造，用极高速度使铸件冷却，高于再结晶温度进行长时间保温等。
在精密切削时影响工件表面粗糙度的主要因素是机床精度、刀具材料和进给量。
(1)机床精度对工件表面粗糙度影响作用很大，是决定粗糙度的主要因素，只有在高精机床上才能实现粗糙度Ra小于0.01um的超精密加工。
例如：使用美国RANK PNEUMO PRECISION公司生产的MSG-325型金刚石双轴数控车床，PCD刀具可以实现镜面加工，Ra min=0.007 um。
机床主轴的回转精度、系统的抗振、进给运动的精度、机床刚度等都通过切削深度的变动量ap和进给方向的变动量f直接影响粗糙度。
低精度机床不可能加工出低粗糙度的工件。
MSG-325型机床精度很高，加工状态机床振动幅值0.01 um、导轨直线度小于0.2 um/300 mm、控制系统分辨率0.01 um，所以才能加工出超精密的工件表面。
(2)刀具主要通过切削力、切削温度、切屑变形、刀具磨损及积屑瘤等影响表面粗糙度。
而刀具材料又是决定切削过程中刀屑间摩擦状态及各种现象的主要因素。
一般来说，刀面粗糙度应该低于工件粗糙度1~2级，但在高精度和较高精度机床上能出现相反情况，即出现加工超越性现象。
(3)切削用量中对粗糙度影响最大的是进给量。
特别是在超精密加工时切削速度和切削深度对粗糙度影响非常小。
(4)PCD刀具可用于超精密加工，条件是必须在高精度机床上选用小进给量。
PCD 与SPD(天然单晶金刚石)相比有价低1/10、无方向性、焊接性能好、韧性好、有导电性等系列优点，故在精密和超精密加工中以PCD取代SPD将是今后的发展趋势。
3精密切削时工件表面质量
精密切削刀具是否已磨损，以加工表面质量是否下降超差为依据。
积屑瘤的产生对加工表面质量影响极大，因此积屑瘤的生成规律和寻找减小积屑瘤的方法是超精密切削中必须研究的重要问题。
3.1精密切削时积屑瘤生成的影响因素
用金刚石刀具精密切削有色金属，不用切削液，通常都产生积屑瘤。
切削速度变化影响积屑瘤的高度。
当切削速度较低时，积屑瘤高度较高，切削速度大于3.4 m/min时，积屑瘤趋于稳定，高度变化不大。
说明低速切削时，切削温度比较低，较适于积屑瘤生长，且在低速时积屑瘤高度值比较稳定，在高速时不稳定。
刀刃的微观缺陷直接影响积屑瘤的高度。
3.2精密切削时积屑瘤对切削力和加工表面粗糙度的影响
超精密切削的鼻形积屑瘤代替刀刃进行切削，积屑瘤和已加工表面剧烈摩擦使表面粗糙度加大。
加工表面粗糙度直接和积屑瘤高度有关，即积屑瘤高度大、表面粗糙度大，积屑瘤小时加工表面粗糙度也小。
3.3 PCBN刀具的加工表面质量
用PCBN刀具加工不同材料都能获得较低的表面粗糙度。
PCBN刀具加工表面粗糙度远远好于硬质合金刀具，而且随着切削速度的提高，越来越接近粗糙度的理论值。
另外，由于PCBN刀具硬度高、耐磨性好，能在较长时间内获得较一致的表面粗糙度。
结束语
随着制造工艺不断改进，金刚石和立方氮化硼制品越来越多，PCD与PCBN刀具加工范围将越来越广，能够生产出更多高精度低粗糙度的优质产品，创造更多的经济效益。
