精密加工和超精密加工技术期末复习资料

精密与特种加工技术期末复习总结（5篇材料）第一篇：精密与特种加工技术期末复习总结单选（10分）判断（10分）填空（25分）概念（15分5个）分析解答（24分4个）线切割（16分）精密加工机床目前的研究方向？答提高机床主轴的回转精度，工作台的直线运动精度以及刀具的微量进给精度。

2 精密加工机床工作台的直线运动精度由（导轨）决定的。

3 精密加工机床（必须使用微量进给装置）提高刀具的进给精度。

4 在超精密切屑中，金刚石刀具哪些比较重要的问题需要解决？答：一是金刚石晶体的晶面选择，这对刀具的使用性能有重要的影响；二是金刚石刀具刃口的锋利性，即刀具刃口的圆弧半径。

5 扫描隧道显微镜的分辨率为（0.01nm），它的功用如何？在扫描隧道显微镜下可移动原子，实现精密工程的最终目标—原子级精密加工 6 金刚石刀具和立方氮化硼刀具的用途如何？答：应用天然金刚石车刀对铝、铜和其他软金属以及合金进行切削加工，立方氮化硼等新型超硬刀具材料，他们主要用于黑色金属的精密加工。

7 超精切削加工时，积屑瘤高度对切削力的影响如何？答积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力也小，这和普通切削黑丝规律相反。

8 金刚石晶体的理解概念？答：解理。

当垂直于金刚石（111）晶体面的拉力超过某特定值时，两相邻的（111）面分离，产生解理劈开。

金刚石晶体的那个晶面适合作刀具的前后刀面？答：为了增加切削刃的微观强度，减小破碎概率，应选用强度最高的（100）晶面作为金刚石刀具的前后刀面。

天然单晶金刚石刀具用于精密切削，其破损和磨损不能继续使用的标志是？答：加工表面粗糙度超过规定值。

超精密加工机床的主轴部件通常采用哪些类型的轴承？这些轴承各有哪些特点？答：液体静压轴承主轴和空气静压轴承主轴液体静压轴承主轴优点：回转精度可达0.1um，且转动平稳，无振动，因此某些超精密机床主轴使用这种轴承。

缺点：液体静压轴承的油温升高，在不同转速时温度升高值不相同，因此要控制恒温较难，温升造成的热变形会影响主轴回转度。

精密及超精密加工技术复习思考题1.简述研磨抛光的机制。

答：研磨和抛光是加工硬脆非金属材料的主要方法之一。

研磨的过程是通过介于工件和研具之间的磨料及切削液，在工件和研具间产生机械摩擦或机械化学作用去除余量，使工件达到所需要的加工精度和表面质量。

硬脆材料的研磨与金属的研磨不同，它是通过磨料在外力的作用下，使工件表面产生微小龟裂，并逐渐扩张和崩碎，从母体材料上脱离而进行加工的。

但是随着加工去除单位的减小，加工机理也不同。

开始粗粒度磨料研磨时，主要是脆性破坏。

改用细微磨料(W5以下)时，研磨则是以塑性破坏为主。

一般用硬质研具的加工方法称为研磨，用软质材料作研具的称为抛光。

2.陶瓷、玻璃、硅晶片等硬脆性材料和金属等延展性材料的研磨抛光加工机制有何不用？答：陶瓷和玻璃用超精密研磨与抛光，它的机理是以磨料的机械作用为主去除材料。

硅晶片用液中研磨与抛光，它是浸在含有磨料的工作液中进行的，以磨料的机械作用为主，加上液体的冷却与分散磨料的作用，被加工工件是浮动的，在液中运动进行。

研磨液是过滤水或蒸馏水。

研磨工具采用合成树脂或锡等软质材料。

金属等延展性材料严密抛光时不产生裂纹，但是切削不连续，采用的研磨磨具不同。

3.在实际研磨抛光中，通常认为技术人员的经验非常重要，为什么？答：一般来说手动抛光机之技术，多半都有是依照操作人员个人的操作经验与习惯而养成的抛光动作，往往都是因人而异，所以在手动抛光机的操作技术上，无法清楚的归纳具体的操场作技术，所以说通常认为技术人员的经验非常重要。

4.解释研磨、抛光、EEM和CMP的加工原理。

答：研磨加工原理：利用工件与研具相对运动，通过研磨剂作用而获得高质量、高精度的加工。

抛光加工原理：抛光是在较软质或有弹性变形特性只研磨布上，而只以塑性变形去除微小量的材料表面，使镜面加工变形少。

EEM加工原理：它的加工原理是高速旋转的树脂球对工件产生一定的压力和气流，并在它们之间加上含有磨料的工作液，使树脂球冲击或擦过工件表面进行加工。

精密和超精密加工技术考试资料当刃口半径为某值时，切下的最小切削厚度min和Fy|Fx的比值和刀具材料的摩擦系数。

按加工精度划分一般加工、精密加工、超精密加工（细微加工、超细微加工、光整加工、精整加工）三个阶段机密制造的主要研究领域精密切削、精密磨削和研磨、特种精密加工、细微加工。

金刚石车刀地固定方法机械加固，用粉末冶金法固定，使用粘结或钎焊固定金刚石。

一次性使用不重磨的精密金刚石刀具，将金刚石钎焊在硬质合金片上。

普通磨具中磨料的含量用组织表示，超硬磨具中磨料的含量用浓度表示。

超硬磨具中磨料的含量用浓度表示。

成形磨削、沟槽磨削、宽接触面平面磨削选用高质量浓度；半精磨精磨选用细粒度，中质量浓度；高精度、低表面粗糙度值的精密磨削和超精密磨削选用细粒度，低质量浓度。

常见的制造涂覆磨具的方法有重力落砂法涂敷法、静电植砂法砂轮的修整用量有修整导程、修整深度、修整次数、光修次数磨削用量砂轮速度、工件速度、工件纵向进给量、横向进给量（吃刀量）、横向进给次数、光磨（无火花磨削）常见的砂带修整方法有滚压法对磨法预磨法砂带磨削的除尘液体摩擦轴承根据润滑模的形成原理不同分为液体动压润滑轴承液体静压润滑轴承主轴的驱动方式电动机通过带传动驱动、电动机通过柔性联轴器驱动、采用内装式同轴电动机驱动超精密机床的总体布局1)主轴箱位置固定，刀架装在十字形滑板上2）T形布局3）R－θ布局4）立式结构布局床身和导轨的材料优质耐磨铸铁、花岗岩、人造花岗岩按两导轨面间的摩擦性质分类空气或液体静压导轨、流体动压导轨。

按中间滚动体的不同而分为：滚珠导轨、滚柱导轨、滚针导轨及滚动轴承导轨等。

滑动导轨分两大类——凸形和凹形数控机床的伺服系统按其功能可分为：进给伺服系统和主轴伺服系统。

进给伺服系统通常由伺服驱动装置、伺服电机、机械传动机构及执行部件组成。

常见的微量进给装置的应用有实现微量进给；实现超薄切削；在线误差补偿；用于切削加工非轴对称特殊型面固结磨料：将磨料或微粉与结合剂粘合在一起，形成一定的形状并具有一定强度，再采烧结、粘接、涂敷等方法形成砂轮、砂条、油石、砂带等磨具。

1、八面体的单晶金刚石的晶体结构包括晶轴、晶面、面网密度和面网距。

晶面：通过原子中心的平面，即晶体中各种方位上的原子面。

晶轴：与晶面垂直的轴面网密度（致密度） :面网单位面积上的原子数面网距：晶体面网之间的距离用解理现象解释晶体的好磨难磨方向：解理现象是某些晶体特有的现象，晶体受到定向的机械力作用时，沿平行于某个平面平整的劈开的现象。

解理发生的原因主要是因为111）面的宽的面间距是金刚石晶体中所有晶面间距中的最大的一个，并且其中的连接共价键数最少，只需击破一个价键就可使其劈开。

金刚石的解理现象即沿解理面（111）平整的劈开两半，且金刚石的破碎和磨损都和解理现象直接有关。

金刚石的耐磨性可用相对磨削率来表示，对于金刚石研磨时，各晶面均有“好磨”和“难磨”方向。

高磨削率方向称为“好磨方向”，低磨削率方向称为“难磨方向”。

2、高速切削应用场合，由哪些特点决定的？应用场合：1）航空航天：由于有大量薄壁、细筋的大型轻合金整体构件加工，高速切削，随切削速度提高，切削力可减少30%以上，可以减少工件变形。

铝合金整体结构件的高速切削，不再铆接，省去了装配工作；薄壁件加工等。

2）模具业：高速切削可加工硬度HRC45～65的淬硬钢铁件，如高速切削加工淬硬后的模具可减少甚至取代放电加工和磨削加工，满足加工质量的要求，加快产品开发周期，大大降低制造成本。

3）汽车工业：采用高速数控机床和高速加工中心组成高速柔性生产线，实现多品种、中小批量的高效生产，高速切削使加工时间减少，切削效率提高3～5倍。

加工成本可降低20％-40％。

4）仪器仪表：精密光学零件加工。

转速的提高，使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，加工中鳞刺、积屑瘤、加工硬化、残余应力等也受到抑制。

因此，高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度，加工表面质量可提高1～2等级。

有利于减少加工零件的内应力和热变形，也提高了加工精度。

这题有个简单的答案由于高速切削加工具有高生产效率，减少切削力，提高加工精度和表面质量，降低生产成本并且可加工高硬材料等许多优点，已在汽车和摩托车制造业、模具业、轴承业、航空航天业、机床业、工程机械、石墨电极等行业中广泛应用。

1.精密加工研究包括哪些主要内容？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，精密测量技术二.实现精密与超精密加工应具备哪些条件？试结合金刚石刀具精密切削简述切削用量对加工质量的影响及主要控制技术？①精密加工机床-精密机床主轴轴承要求具有很高的回转精度，转动平稳，无振动，其关键在于主轴轴承②金刚石刀具-金刚石刀具的刀口半径只能达到0.1-0.3/um。

当刃口半径小于0.01um时，必须解决测量上的难题。

金刚石晶体的晶面选择。

金刚石刀具刃口的锋利性③精密切削机理-掌握其变化规律④稳定的加工环境-包括恒温防振和空气净化⑤误差补偿-通过消除或抵消误差本身的影响，达到提高加工精度的目的⑥精密测量技术-精密加工要求测量精度比加工精度高一个数量级3.试述常用几种主轴轴承的特点，并说明为什么目前大部分精密和超精密机床采用空气轴承？①液体静压轴承-特点：转动平稳无振动，达到较高的刚度空气轴承-特点：刚度低，承受载荷小②空气轴承造成的热变形小，刚度低，只能承受较小的载荷，超精密切削时切削力小，空气轴承能满足要求4.试述在线检测和误差补偿技术在精密加工中的作用精密和超精密加工的精度是依靠检测精度来保证的，而为了消除误差进一步提高加工精度，必须使用误差补偿技术5.常用微量进给装置有哪些种类与作用？①机械传动或液压传动式②弹性变形式③热变形式④流体膜变形式⑤磁致伸缩式⑥电致伸缩式作用：为了实现精密与超精密加工6.金刚石刀具破损形式①裂纹：结构缺陷可产生裂纹，另外当切屑经过刀具表面时，金刚石收到循环应力的作用也可产生裂纹②碎裂：由于金刚石材料较脆，在切削过程中收到冲击和振动都会使金刚石刀刃产生细微的解理形成碎裂③解理：金刚石晶面方面选择不当，切削力容易引起金刚石的解理，刀具寿命下降7.金刚石刀具磨损形式①机械磨损②破损③碳化磨损8.微量进给机构的作用及类型①电致伸缩微量进给装置，作用：用于误差在线补偿②机械结构弹性变形微量进给装置，作用：用于手动操作③压电或电致伸缩微量进给装置，作用：用于实现自动微量进给9.导轨类型①滚动导轨②液体静压导轨③气浮导轨和空气静压导轨10.为什么精密切削加工会产生碾压作用？在刃口圆弧处，不同的切削深度，刀具的实际前角是变化的，实际前角为较大的负前角，在刀具刃口圆弧处将产生很大的挤压摩擦作用，被加工表面将产生残余压应力1.精密磨削加工按磨料加工大致分为哪几类？试述其特点及适用场合①磨料加工，固结磨料加工：磨削，砂轮磨削，砂带磨削研磨等游离磨料加工：抛光，研磨：干式研磨，湿式研磨，磁式研磨。

《精密与超精密加工技术》知识点总结1.加工的定义：改变原材料、毛坯或半成品的形状、尺寸及表面状态，使之符合规定要求的各种工作的统称。

规定要求：加工精度和表面质量。

2.加工精度：是指零件在加工以后的几何参数（尺寸、形状、位置）与图纸规定的理想零件的几何参数相符合的程度。

符合程度越高，加工精度则越高。

3.表面质量：指已加工表面粗糙度、残余应力及加工硬化。

4.精密加工定义：是指在一定时期，加工精度和表面质量达到较高程度的加工技术（工艺）。

5.超精密加工：是指在一定时期，加工精度和表面质量达到最高程度的加工技术（工艺）。

6.加工的划分普通加工（一般加工）、精密加工和超精密加工。

普通加工：加工精度在1μm 以上（粗加工IT13～IT9、半精加工IT8～IT7、精加工IT6～IT5），粗糙度Ra0.1-0.8μm。

加工方法：车、铣、刨、磨等。

适用于:普通机械（汽车、拖拉机、机床）制造等。

精密加工：加工精度在1～0.1μm ，粗糙度Ra0.1μm 以下（一般Ra0.1～0.01μm ）的加工方法。

加工方法：车削、磨削、研磨及特种加工。

适用于：精密机床、精密测量仪器等中的关键零件的制造。

超精密加工：加工精度在0.1～0.01μm ，粗糙度小于Ra0.01μm（Ra0.01～Ra0.001μm）的加工方法。

加工方法：金刚石刀具超精密切削、超精密磨削、超精密特种加工。

适用于：精密元件的制造、计量标准元件、集成电路等的制造。

7.精密加工影响因素8.切削、磨削加工：精密切削和磨削、超精密切削与磨削。

9.特种加工：是指一些利用热、声、光、电、磁、原子、化学等能源的物理的，化学的非传统加工方法。

10.精密加工和超精密加工的发展趋势：向高精度方向发展、向大型化，微型化方向发展、向加工检测一体化发展、研究新型超精密加工方法的机理、新材料的研究。

11.精密加工和超精密加工的特点：形成了系统工程它是一门多学科的综合高级技术；它与特种加工关系密切传统加工方法与非传统加工方法相结合；加工检测一体化在线检测并进行实时控制、误差补偿；与自动化技术联系密切依靠自动化技术来保证；与产品需求联系紧密加工质量要求高、技术难度大、投资大、必须与具体产品需求相结合。

P15 1~51.评价加工精度的指标。

加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度。

尺寸精度:指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。

形状精度:指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。

位置精度:指加工后零件有关表面之间的实际位置精度差别。

相互关系:通常在设计机器零件及规定零件加工精度时，应注意将形状误差控制在位置公差内，位置误差又应小于尺寸公差。

即精密零件或零件重要表面，其形状精度要求应高于位置精度要求，位置精度要求应高于尺寸精度要求。

2.举例说明提高零部件精度的实际意义。

（找不到）3.切削加工和激光加工的单位工件去除能耗哪个更大？为什么？激光加工能耗10^6J/mm，而切削加工能耗为1~10J/mm，故激光加工能耗更多因为激光加工需要将光能转化为热能使零件表面金属气化从而加工零件而切削加工则将零件表面金属挤压出来，能耗较少。

4.超精密加工设备的性能特征有哪些？（找不到）5.SSS (super smooth surface )控制模块和OMR－FF（Optimum Machine response－Feed Forward)控制模块的作用和特点。

SSS (super smooth surface )控制在较大领域进行形状识别，以实现最优速度控制。

SSS控制模块不仅能在任何陡峭或拐角处加工出光滑面，而且可以将加工时间缩短约50%。

在数控加工设备上开发出OMR-FF，可以直接从加工的机械部分补偿CNC指令误差，不仅可以加工出光滑表面，而且可以提高加工的形状精度。

P23 1~41.目前，零部件表面功能特性主要是追求表面粗糙度的改善还是表面结构形状的优化和控制？答：零部件表面功能特性主要是追求表面按结构形状的优化和控制，可以产生新的功能特性，使得工作系统具有更高的性能，更小的结构尺寸和更低的能量消耗。

2. 零部件表面的微结构空间几何形状分为规则和不规则的，解释各种特点。

精密和超精密加⼯复习整理资料1.精密和超精密加⼯⽬前包含的三个领域：超精密切削、精密和超精密磨削研磨和精密特种加⼯2.超精密加⼯中超稳定的加⼯环境条件主要指（恒温）、（恒湿）、（防振）和（超净）四个⽅⾯的条件。

3.电⽕花型腔加⼯的⼯艺⽅法有：（单电极平动法）、（多电极更换法）、（分解电极法）、简单电极数控创成法等。

4.超精密加⼯机床的总体布局形式主要有以下⼏种：（T形布局）、（⼗字形布局）、（R-θ布局）、（⽴式结构布局）等。

5.实现超精密加⼯的技术⽀撑条件主要包括：（超精密加⼯机理与⼯艺⽅法）、（超精密加⼯机床设备）、（超精密加⼯⼯具）、（精密测量和误差补偿）、⾼质量的⼯件材料、超稳定的加⼯环境条件等。

6.激光加⼯设备主要包括电源、（激光器）、（光学系统）、（机械系统）、控制系统、冷却系统等部分。

7.精密和超精密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）。

8.⾦刚⽯晶体的激光定向原理是利⽤⾦刚⽯在不同结晶⽅向上（因晶体结构不同⽽对激光反射形成不同的衍射图像）进⾏的。

9.电⽕花加⼯蚀除⾦属材料的微观物理过程可分为（介质电离击穿）、（介质热分解、电极材料熔化、⽓化）、（蚀除物抛出）和（间隙介质消电离）四个阶段。

10.超精密加⼯机床的关键部件主要有：（精密主轴部件）、（导轨部件）和（进给驱动系统）等。

11.三束加⼯是指电⼦束、离⼦束和激光束。

12.所谓空⽓洁净度是指空⽓中含尘埃量多少的程度。

13.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。

14.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、纳⽶级表⾯质量。

15.超精密切削时积屑瘤的⽣成规律：1）在低速切削时，h0值⽐较稳定；在中速时值不稳定。

2）在进给量f很⼩时，h0较⼤3）在背吃⼑量a p<25um时，h0变化不⼤；在a p>25um时，h0将随a p的值增⼤⽽增⼤。

16.超精密切削时积屑瘤对切削过程的影响：积屑瘤⾼时切削⼒⼤，积屑瘤⼩时切削⼒⼩。

精密和超精密加工课程第一次作业评分标准作业题：1.什么是精密加工和超精密加工技术？研究它有何重要意义？（6分）2.精密加工和超精密加工包括哪些内容？（4分）1.什么是精密加工和超精密加工技术？（3分）答：精密加工：是指在一定吋期，加工精度和表面质量达到较高程度的精密加工技术（加工工艺）。

（1分）具体地说，是指加工精度在1〜0.1pm,粗糙度在RaO.lpm以下（一般Ra0.02〜0.1pm）的加工方法。

（0.5・1分）超精密加工：是指在一定吋期，加工精度和表面质量达到最高程度的精密加工技术（加工工艺）。

（1分）具体地说，是指加丄精度在0.1〜0.01 Jim,粗糙度小于RaO.Olgm （RaO.Ol〜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；而技术装备的水平和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）＞精密和超精密加工技术又是先进制造技术中最具冇实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“精密和超精密加工技术的地位和作用”回答，也可给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）＞当代的精密工程是现代制造技术的前沿，也是明天制造技术的基础（1分）2.精密加工和超精密加工包括哪些内容？（4分）答：＞切削、磨削加工：精密切削和磨削、超精密切削与磨削。

（2分）＞（精密和超精密）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）精密和超精密加工课程第二次作业评分标准作业题：1.金刚右刀具超精密切削的切削速度应如何选择？（4分）2.超精密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表面质量的“Dmin小- 一J(F?+F〉2)(1 + “2)（2分）影响如何？（4分）1.金刚石刀具超精密切削的切削速度应如何选择？（4分）答：根据所使用的超精密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）。

精密和超精密加工技术复习题精密和超精密加工技术第一章1.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。

2、现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；增强零件的互换性，提高装配生产率，并促进自动化装配。

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、金刚石刀具的超精密切削加工技术，主要应用于两个方面：单件的大型超精密零件的切削加工和大量生产的中小型零件的超精密切削加工技术。

5、金刚石刀具有两个比较重要的问题：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、我目要发展精密和超精密加工技术，应重点发展哪些方面的内容。

答：根据我国的当前实际情况，参考国外的发展趋势，我国应开展超精密加工技术基础的研究，其主要内容包括以下几个方面：1)超精密切削磨削的基本理论和工艺；2)超精密设备的精度，动特性和热稳定性；3)超精密加工精度检测及在线检测和误差补偿；4)超精密加工的环境条件；5)超精密加工的材料。

第二章8、金刚石刀具超精密切削的切削速度应如何选择?答：超精密切削实际选择的切削速度，经常是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，因为在该转速时表面粗糙度最小，加工质量最高，获得高质量的加工表面是超精密切削的首要问题。