试述超精密切削时积屑瘤生产规律和它对切削过程和加工表面粗糙度的影响。

一.单选题1.磨削时的主运动是( )A.砂轮旋转运动 B工件旋转运动 C砂轮直线运动 D工件直线运动2.如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM,平均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量(切削深度)应为( )A.10mmB.5mmC.2.5mmD.2mm3.随着进给量增大,切削宽度会( )A.随之增大B.随之减小 C与其无关 D无规则变化4.与工件已加工表面相对的刀具表面是( )A.前面 B后面 C基面 D副后面5.基面通过切削刃上选定点并垂直于( )A.刀杆轴线 B工件轴线 C主运动方向 D进给运动方向6.切削平面通过切削刃上选定点,与基面垂直,并且( )A.与切削刃相切B与切削刃垂直C与后面相切D与前面垂直7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为 ( )A主偏角B副偏角C前角D刃倾角8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为 ( )A主偏角B副偏角C前角D刃倾角9外圆车削时,如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心,则刀具的工作前角与标注前角相比会( )A增大B减小C不变D不定10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时,其工作后角( )A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定二填空题:1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为_______________.2外圆磨削时,工件的旋转运动为_______________运动3在普通车削时,切削用量有_____________________个要素4沿_____________________方向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度.6正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面,它们是_________,___________和正交平面7主偏角是指在基面投影上主刀刃与______________的夹角8刃倾角是指主切削刃与基面之间的夹角,在___________面内测量9在外圆车削时如果刀尖低于工件旋转中心,那么其工作前角会___________________10刀具的标注角度是在假定安装条件和______________条件下确定的.三判断题:判断下面的句子正确与否,正确的在题后括号内画”√”,错误的画”×”1在外圆车削加工时,背吃刀量等于待加工表面与已知加工表面间的距离.()2主运动即主要由工件旋转产生的运动.( )3齿轮加工时的进给运动为齿轮坯的啮合转动.( )4主运动.进给运动和切削深度合称为切削量的三要素.( )5进给量越大,则切削厚度越大.( )6工件转速越高,则进给量越大( )7刀具切削部分最前面的端面称为前刀面( )8主偏角即主刀刃偏离刀具中心线的角度.( )9前角即前面与基面间的夹角,在切削平面内测量.( )10刀尖在刀刃的最高位置时,刃倾角为正.( )四名词解释:1切削运动-----2切削用量-----3切削厚度-----4基面------5前角-----五计算题某外圆车削工序,切削前工件直径为80mm,要求切削后工件直径为78 mm,一次切除余量,假定工件转速为300 r/min,刀具进给速度为60mm/min,试求切削用量三要素及切削面积.刀具材料基本训练1选择题：四个选项中只有一个是正确的，将正确选项前的字母填在题后括号内。

几个人合力找的一些答案，有些可能也不是太准确，可以结合泰杰上传的那份一起看！！！编辑：郑重超然宗毅沛军景森志勇仕炫宇健耀坚小强（精密加工装备部分）1.试论述精密制造装备在精密加工技术中的地位和作用。

精密制造装备是实现精密加工的首要基础条件。

制造技术装备的水平和质量，将直接影响生产技术水平的高低和经济效益的好坏。

（P1和P77）2.试列举您所熟知的国际上著名的精密机床研发、生产的机构或企业。

瑞士的Schaub-lin、前西德的Boley、美国Hardinge、美国Brown Sharp、美国LawrenceLivermore国家实验室、英国Cranfield Precision Engineering等（P77起）3.精密机床主轴有哪些基本要求？精密机床主轴要求达到极高的回转精度，转动平稳，无振动。

（P86)4.精密和超精密主轴的轴承主要采用何种轴承？为什么目前超精密机床主轴很少使用滚动轴承？精密和超精密主轴的轴承主要采用液体静压轴承和空气静压轴承。

很少采用滚动轴承是因为高精度的滚动轴承主轴是不易制造，要进一步提高主轴精度困难。

（P86）5.精密机床采用液体静压轴承时，为什么其推力轴承一般的两个相对的止推面做要做在轴的同一端？因为液压静压轴承工作转动时常产生较大的温升，若两个相对的止推面分别做在轴的两端，当温度升高时轴的长度增长，造成推力轴承间隙的明显变化，使轴承的刚度和承载能力显著下降。

（P86）6.试比较液体静压轴承和空气静压轴承都有哪些优缺点?○1液体静压轴承优点：较高的刚度和回转精度。

缺点：a、控制轴承油温保持恒温较难。

温度升高易造成热变形，影响主轴精度。

b、静压油回油时将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中，不易排出，因此将降低轴承的刚度和动特性。

○2空气静压轴承优点：很高的回转精度，在高速转动时温升甚小，热变形误差小。

缺点：刚度低，能承受载荷小。

（P87）7.精密机床主轴空气静压轴承有哪些常用的结构形式?圆柱径向轴承、端面止推空气静压轴承、双半球空气轴承、前部用球形，后部用圆柱径向空气轴承、立式空气轴承、大平面铣床的主轴承。

浅谈积屑瘤的形成过程、影响及预防措施摘要：在生产实习过程中，积屑瘤是一种很常见的现象。

积屑瘤的产生需要一定的条件。

产生积屑瘤对加工过程有积极的影响和消极的影响。

在生产时间过程中一般采取一定措施进行预防。

本文对上述问题进行了浅析。

关键字：积屑瘤；形成过程；影响；预防措施在切削钢、铝合金及铜或其他塑性材料是，当切削速度不太高而又能形成连续切削的情况下，常常在前刀面靠近刀尖处粘结着一块或几块“焊锡”一样的剖面有时呈三角状的金属，而且在刀具上粘结的非常牢固。

改小块金属比工件硬度高，在比较稳定的情况下，可代替刀刃进行切削。

这小金属块称为积屑瘤。

当积屑瘤不稳定时，在切削过程产生振动。

而且对加工质量、刀具耐用度、切削力、切削温度以及切屑的卷曲与折断都有着不同程度的影响。

由此可见，对积屑瘤进行一定的研究以及对积屑瘤有正确的认识对于学习和知道生产有着巨大的现实意义。

下面本文对与积屑瘤相关的问题进行简要浅析。

一、积屑瘤的形成过程在切削塑形金属的过程中，由于塑性变形，切屑与前刀面之间的压力很大，切屑沿前刀面流出，对前刀面形成强烈的挤压摩擦，再加上很高的温度，使前刀面上的氧化膜和润滑膜被破坏，前刀面变得很干净。

切屑上露出的崭新的金属原子与刀具原子接触紧密。

随着切削的进行，温度进一步升高，当达到合适温度，压力有较高时，产生“冷焊”现象。

此时，切屑与前刀面之间的摩擦就不是一般的摩擦，而是切屑和刀具的粘结层与其上的金属的“内摩擦”。

底层金属由于摩擦变形，发生加工硬化，被阻滞在底层，从而使粘结程度变大。

此时的加工硬化也正是积屑瘤硬度高于工件材料的主要原因。

随着切削逐渐进行，粘结层不断长大，知道温度和压力不足以继续粘结为为止。

从而形成了典型的积屑瘤。

然而，在切削过程中，积屑瘤是否稳定存在呢？不同的学者有不同的看法，有的学者认为积屑瘤是完全高频生灭的，频率可达每秒几十次，几百次，甚至上千次。

有的学者认为是头部高频生灭，即积屑瘤根部相对稳定，但头部高频生灭。

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.磁盘生产质量尚未完全过关,激光打印机的多面棱镜尚不能生产.1996年我国进口精密机床价值达32亿多美元（主要是精密机床和数控机床).相当于同年我国机床的总产值，某些大型精密机械和仪器国外还对我们禁运。

精密与特种加工试题库及参考答案一、名词解释：1．极性效应在电火花加工中，把由于正负极性接法不同而蚀除速度不同的现象叫极性效应。

2．线性电解液如NaCl电解液，其电流效率为接近100%的常数，加工速度v L和与电流密度i的曲线为通过原点的直线（v L=ηωi），生产率高，但存在杂散腐蚀，加工精度差。

3．平衡间隙（电解加工中）当电解加工一定时间后，工件的溶解速度vL和阴极的进给速度v相等，加工过程达到动态平衡，此时的加工间隙为平衡间隙Δb 。

4．快速成形技术是一种基于离散堆积成形原理的新型成形技术，材料在计算机控制下逐渐累加成形，零件是逐渐生长出来的，属于“增材法”。

5．激光束模式激光束经聚焦后光斑内光强的分布形式。

二、判断题：01．实验研究发现，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。

（√）02．电解加工时由于电流的通过，电极的平衡状态被打破，使得阳极电位向正方向增大（代数值增大）。

（√）03．电解磨削时主要靠砂轮的磨削作用来去除金属，电化学作用是为了加速磨削过程。

（×）04．与电火花加工、电解加工相比，超声波加工的加工精度高，加工表面质量好，但加工金属材料时效率低。

（√）05．从提高生产率和减小工具损耗角度来看，极性效应越显著越好，所以，电火花加工一般都采用单向脉冲电源。

（√）06．电火花线切割加工中，电源可以选用直流脉冲电源或交流电源。

（×）07．阳极钝化现象的存在，会使电解加工中阳极溶解速度下降甚至停顿，所以它是有害的现象，在生产中应尽量避免它。

（×）08．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。

（√）09．电火花线切割加工中，电源可以选用直流脉冲电源或交流电源。

（×）10．电火花加工是非接触性加工（工具和工件不接触），所以加工后的工件表面无残余应力。

（×）11．电化学反应时，金属的电极电位越负，越易失去电子变成正离子溶解到溶液中去。

考试复习题库一、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。

错填、不填均无分。

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、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）上因晶体结构不同而对激光放射形成不同的（衍射图像）进行的。

3、金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件的（表面质量）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）材料的精密与超精密加工，而对于（黑色金属、硬脆）材料的精密与超精密加工，则主要应用精密和超精密磨料加工。

5、金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件的（表面质量）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表面粗糙度前提下，为增加切削刃的强度，应采用（较大）的刀具楔角β，故刀具的前角和后角都取得（较小）。

8、金刚石刀具适合加工（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（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、精密和超精密磨料加工分为（固结磨料）加工和（游离磨料）加工两大类。

超精密加工技术广东工业大学机电工程学院魏昕一、概述¾超精密加工技术的内涵¾超精密加工技术的地位与作用¾超精密加工技术所涉及的技术领域¾超精密加工技术的现状与发展趋势一、概述1. 超精密加工技术的内涵精密加工技术：加工精度1—0.1μm，表面粗糙度Ra <0.1 μm的加工技术；超精密加工技术：加工精度<0.1μm，表面粗糙度Ra <0.02μm的加工技术；纳米加工技术：加工精度达0.001μm(1nm)，表面粗糙度Ra <0.005 μm的加工技术。

随着加工技术的不断发展，超精密加工的技术一、概述2、超精密加工技术的地位与作用（1）超精密加工技术是实现现代制造业发展目标（提高机电产品的性能、质量和发展高新技术）的重要手段。

例如，集成电路的集成度。

（2）超精密加工技术已成为国际竞争中取得成功的关键技术。

所能达到的精度水平代表了一个国家的制造业能力和水平。

（3）精密工程、微细工程和纳米技术是现代制造技术的前沿。

/序超精密机械精度要求1导弹、飞机的惯性导航系统中的气浮陀及其马达轴承尺寸精度、圆度、圆柱度要求达到亚微米级2人造卫星仪表轴承表面粗糙度达到1纳米，圆度、圆柱度达纳米级3激光陀螺反光镜表面粗糙度达纳米，平面度达0.05微米4精确制导仪表零件精度达纳米级，若其陀螺转子轴线偏离0.5纳米,就会引起100米左右射程误差5计算机硬盘驱动器、光盘、复印机的精密零件精度达100纳米6微电子芯片刻线机刻线宽度在50纳米以下7基因操作机械移动距离在纳米级，移动精度在0.1纳米(原子尺度)现代超精密机械对精度的要求超精密加工是尖端技术产品发展不可缺少的关键加工手段关系到现代飞机、潜艇、导弹性能和命中率的惯性陀螺框架；激光核聚变用的反射镜；大规模集成电路的各种基片；计算机磁盘基底及复印机磁鼓；各种高精度的光学元器件；各种硬盘及记忆体的衬底等。

×一、概述3、超精密加工技术所涉及的技术领域（1）加工技术即加工方法与加工机理。

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。

第二章3.试述超精密切削时积屑瘤的生成规律和它对切削进程和加工表面粗糙度的影响。

答：当切削速度较低时，积屑瘤高度最高，当切削速度大于v＝314m/min时，积屑瘤趋于稳定，高度转变不大。

这说明在低速切削时，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，在高速不稳定。

特别是切黄铜和紫铜，积屑瘤不稳定且比较小。

刀具的微观缺点也将直接影响积屑瘤的高度，完整刃的积屑瘤高度比有微小崩刃的刀刃积屑瘤高度小。

进给量很小时，积屑瘤的高度较大。

背吃刀量小于25μm 时，积屑瘤的高度转变不大，但在大于25μm后，积屑瘤高度将随背吃刀量的增加而增加。

积屑瘤对切削力的影响为：当积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力也小。

积屑瘤对加工表面粗糙度的影响为：当积屑瘤高度大时，表面粗糙度大，积屑瘤小时加工表面粗糙度亦小。

12.超精密切削对刀具有哪些要求？为何单晶金刚石是被公以为理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料？答：为实现超精密切削。

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)刃口能磨得极为锋锐，刃口半径值极小，能实现超薄切削厚度。

3)刀刃无缺点，切削时刃形将复印在加工表面上，能取得超滑腻的镜面。

4)和工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦系数低，能取得极好的加工表面完整性。

天然单晶金刚石有着一系列优良的特件。

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。

因此虽然它的价钱昂贵，仍被一致公以为理想的、不能代替的超精密切削刀具材料。

17.如何按照金刚石微观破损强度来选择金刚石刀具的晶面?答：看成用应力相同时，(110)面破损的机率最大，（111)面次之，（100)面产生破损的机率最小。

即在外力作用下，(110)面最易破损，(111)面次之，(100)面最不易破损。

这在设计金刚石刀具，选择前面和后面的晶面时，必需首先给予考虑。