精密加工与特种加工重要知识点整理_精密与特种加工知识点

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精密加工与特种加工重要知识点整理

第一部分

1、立方氮化硼砂轮磨削时可采用油性液。

2、最适合超声加工的材料是金刚石。

3、金刚石晶体的各向异性表现为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。

4、属于超硬磨料的是立方氮化硼。

5、具有整形和修锐两个功能的修整方法是电火花修整法。

6、超精密加工机床中采用的T型总体布局为：主轴做Z向运动，进给系统做X向运动，因而其主轴的驱动方式是电动机通过柔性连轴节驱动主轴、采用内装式电动机驱动。

7、可选作测量平台的制作材料的是铸铁。

8、多齿分度盘的齿数为1440，则其分度增量是1/4度。

9、直线度误差测量方法中，既可用于在线测量，又可用于实时控制的是导轨直线度的2点测量法。

10、具有误差均化效果的机构是多齿分度盘。

11、铜、光学玻璃不适用于电火花加工。

12、选取制造空气主轴和轴承的材料时，不能采用45号碳钢。

13、高功率密度的电子束加工是针对工件打孔。

14、离子束加工所具有的特点加工中无机械应力和损伤。

15、在电火花加工中，存在吸附效应，它主要是影响工具电极的损耗。

16、电火花线切割加工中，其工作液一般是采用水基形成工作液

17、电火花加工中的等脉冲电源，控制每个脉冲周期内用于加工的脉冲能量值相同。

18、圆度误差评定方法有四种，适合计算机实时测量处理的是最小二乘法。

19、超精密加工机床中用的主轴部件常采用的是静压空气轴承结构。20、受温升影响主轴精度最大的轴承是液体静压轴承。

21、决定金刚石晶体各向异性的因素是金刚石晶体的各个晶面的面网间距离不同，各面网上原子排列形式不同，原子密度不同。

22、金刚石晶体面网间距分布不均匀的是 111 晶面。

23、金刚石晶体的111晶面的硬度和耐磨性均为最高。

24、金刚石刀具前、后面的晶面选择时，不宜选取111晶面。

25、在刚玉类磨料中，以单晶刚玉最好。

26、电火花加工用脉冲电源中，RLC线路脉冲电源稳定性最差。MOS管式等脉冲电源、晶闸管式脉冲电源、电子管式脉冲电源稳定性最好。

27、闸流管式脉冲电源主要用于冲模类穿孔加工等精加工场合的电火花加工电源。

28、电火花加工中，为制造异形小孔电极，常采用冷拔整体电极法，这种方法适合于较大批量生产。

29、对材料为磁钢、硬质合金、耐热合金的工件的深孔加工最有效的加工工艺是电火花磨削和镗削加工。

30、高速走丝线切割机床的控制系统普遍采用逐点比较法。

31、衡量电解液加工精度高低的指标是杂散腐蚀。

32、在电解批量加工时，电解液中的金属氢氧化物的含量应控制在4%以内。

33、在进行电解加工时，工件的重复精度受工具电极进给速度的影响，一般机床的进给速度变化率应小于5%。

34、激光打孔可不在真空中进行。

35、在石材加工领域，超高压水射流切割方法具有其他工艺方法无法比拟的优势。

36、超高压水射流切割属于绿色加工范畴。

37、电火花加工中的等脉冲电源，它具有控制每个脉冲周期内用于加工的脉冲能量值相同。

38、下列超精密机床主轴部件中，受温升影响主轴精度最大的轴承是液体静压轴承。

39、在电火花成形机床中，主轴头是最关键的部件，对加工工艺指标的影响极大。

40、电解加工细长孔、窄缝以及对锗、钼、铌等金属的加工时，可采用HCL、HNO3、H2SO4电解液。

41、电解加工时，一般不直接用做金属加工，而只用于加工铜、钼和钨时作为添加剂使用的电解液是 KOH、NaOH。

42、电解加工时，采用NaCl、NaNO3、NaCLO3电解液时需加过滤净化措施。

43、加工中无机械应力和损伤是离子束加工所具有的特点。

44、在加工硬质金属材料时超声波加工效率较低。第二部分

1、精密和超精密加工目前包含超精密切削、超精密磨削和精密特种加工三个领域。

2、超精密机床导轨部件要求有极高的直线运动精度、不能有爬行、导轨耦合面不能有磨损，故此要求导轨有很高的制造精度。还要求导轨的材料具有很高的稳定性和耐磨性。

3、振动加工中，超声波在振动系统中是以纵波方式传播的。

4、电解加工精度主要包括复制精度和重复精度。

5、化学加工有化学铣加工等，它与电化学加工的最大区别是不需要外部电源作为加工条件。

6、评定电火花加工表面完整性的主要参数是：表面粗糙度、表面变质层和表面力学性能。

7、在超精密切削中，衡量金刚石刀具质量的标准，一是能否加工出高质量的超光滑表面，二是能否有较长的切削时间保持刀刃锋锐。

8、金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件表面质量/尺寸精度。

9、电火花加工中的工作液作用是冷却和冲掉加工产物。

10、电解加工的表面质量包含两个方面的含义：一是表面粗糙度；二是表面层的物理化学性能。

11、光电成形的工艺过程由掩膜制备和电镀两部分组成。

12、金刚石砂轮磨削时常用以轻质矿物油为主体的油性液和水溶性液为磨削液。

13、砂轮磨具的强度是指磨具在高速旋转时抵抗离心力的作用而破碎的能力。

14、超精密机床的主轴系统驱动模式有通过内装式同轴电动机驱动、其优点是体积小。

15、电致伸缩微进给机构的工作机理是利用压电材料的逆压电效应和电致伸缩效应工作的。

16、电火花穿孔成形加工是利用火花放电腐蚀金属原理，用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法。

18、在精密磨削中，如工件材料为硬质合金，则在选择砂轮时，需选用超硬磨料砂轮。

19、精密和超精密加工对静电环境的要求非常严格，这是因为所产生和集聚的大量静电，有可能导致一些事故，如静电放电、控制电路器件损坏、人受到电击而误操作。

20、型腔模电火花加工主要有单电极平动法、多电极更换法、分解电极加工法和指状电极的扫描加工四种方法。

21、混气电解加工的特点是与一般电解加工相比，加工精度和稳定性得以提高。

22、等离子体具有极高的能量密度，原因由三个方面：机械压缩效应、热收缩效应和磁收缩效应。

23、在超精密机床中，应用激光干涉仪测量位移时，需加空气参数补偿，这是因为空气中的温度、气压等参数变化会引起空气折射率变化，引起测量误差。

24、STM扫描隧道显微镜的工作原理是基于量子力学的隧道效应。

25、化学加工有化学铣加工等，它与电化学加工的最大区别是不需要外部电源作为加工条件。

26、影响砂轮性能的因素主要是砂轮的磨料、砂轮的粒度和砂轮的黏合剂。

27、砂轮的修整用量有修整导程、修整深度、修整次数和光修次数。

第三部分

1、在线检测：工件在加工过程中实时进行检测，这种检测方法能实时反映加工过程的状态。

2、光电成形：是利用照相和光致抗蚀作用，首先在金属基板上按图形形成电气绝缘膜，然后在基板的暴露部分镀上图形，再剥离金属基板而制成精细成品。

3、固定磨料加工：是电解研磨的一种，是将磨料粘在无纺布上之后，再将无纺布包在工具阴极上，无纺布的厚度即为加工间隙。

4、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。

5、金刚石晶体的面网密度：面网的单位面积上的原子数。

6、电子束焊接：是利用电子束作为热源的一种焊接工艺。

7、电解研磨：是在机械研磨的基础上附加电解作用而形成的一种复合加工方法。

8、磨料喷射加工：是利用磨料与压缩气体混合后经过喷嘴形成的高速束流，通过对工件的高速冲击和抛磨作用来去除工件上多余的材料，达到加工的目的。

9、电解珩磨：就是把电解加工引入到常规的珩磨加工中去，既利用了电解加工的高效率，也保持了珩磨的精度。

10、离子束刻蚀：是通过能量为0.5～5keV的离子轰击工件，将工件材料原子从工件表面去除的工艺过程，是一个撞击溅射过程。

第四部分

1、丝杠螺母直线运动机构在换向运动时，运动精度受到回程间隙的影响，精密滚珠丝杠机构采用了何种方法解决此问题？ 答：滚珠丝杠副要求正转和反转没有回程间隙，否则精密数控系统控制将得不到要求的运动精度，这要求与滚珠丝杠和配合的螺母有一定的预载过盈。

由于丝杠的螺距会有一定的制造误差，故螺母载丝杠不同位置处的过盈量将有变化，预载力太小则有可能载丝杠的某一位置出现间隙；如预载力太大，则丝杠的某个位置可能转动不了；所以，为了方便滚珠丝杠的调整预载量，精密级和高精密级丝杠的螺母常做成两段组合，改变中间垫片厚度值可以方便地调整它地预载力。

2、采用电火花加工型腔模具时，在电极设计中，需考虑设计排气孔和冲油孔，为什么？

答：这是因为型腔模具加工属盲孔加工，电蚀产物排除比较困难，电火花加工时产生的大量气体要排出，故需设置气孔，同时设置冲油孔可采用工作液强迫循环方法来改善盲孔加工条件。

3、简述电铸加工的工艺过程？

答：原模表面处理—>电铸至规定厚度—>衬背处理—>脱模—>清洗干燥—>成品。

4、简述涂镀加工的工艺过程？

答：表面预加工—>除油、除锈—>电净处理—>活化处理—>镀底层—>镀尺寸镀层和夹心镀层—>镀工作层—>镀后清洗。

5、喷气发动机套上的冷却孔，飞机机翼的吸附屏的孔，孔数达数百万个，直径Φ0.2~0.003mm,一般常采用什么方法进行高速打孔？ 答：电子束高速打孔。

6、喷气发动机、汽轮机中整体叶轮的叶片，一般采用什么方法加工？ 答：电解加工。

7、在测量精密轴系地回转误差时，需采用误差分离技术，为什么？

答：这是因为在测量精密轴系时，测量信号中含有标准钢球地制造误差和安装误差成分，该成分值已和精密轴系的回转误差为同一数量级，因而需采用误差分离技术将其分离，才能保证数据的正确性。

8、混气电解加工时，气体混入电解液的作用是什么？

答：（1）改变了电解液的电阻特性，增加了电解液的电阻率，减少了杂散腐蚀，提高了电解液的非线性质量，因而提高了加工精度。

（2）改变了电解液的流动特性，降低了电解液的密度和粘度，使流速增大，流场趋于均匀。

9、为了消除振动干扰的影响，保证精密和超精密加工对振动环境的要求，我们可采取哪些具体的技术方法（写出两个技术方法）？

答：对内部的振源采取相应的消振技术措施，如运动件的动平衡调整、设备的位置布局调整等。对外部的振源采取相应的隔振技术措施，在设备与安装地面间设置空气弹簧隔振、橡胶隔振器等。

10、影响电解抛光质量的因素有哪些？

答：（1）电解液的成分、浓度对抛光质量有决定性的影响；（2）阳极电位和阳极电流密度；（3）电解液温度和搅拌；（4）金属的原始条件。除此之外，电解抛光的持续时间、阴极材料、阴极形状、极间间距等因素都对抛光质量有一定的影响。

11、试述离子束加工的原理和特点。

答：原理：是利用离子束对材料进行成形或表面改性的加工方法。在真空条件下，将由离子源产生的离子经过电场加速，获得具有一定速度的离子投射到材料表面，产生溅射效应和注入效应。

特点：1）加工精度高，易精确控制；2）污染少；3）加工应力、变形极小。

12、超声加工系统中变幅杆的作用是什么？

答：变幅杆的作用是能扩大振幅，因而还称为振幅扩大棒。

13、喷气发动机套上的冷却孔，飞机机翼的吸附屏的孔，孔数达数百万个，直径Φ0.2~0.003mm,一般常采用什么方法进行高速打孔？ 答：电子束高速打孔。

14、典型的超精密机床有哪些？

答：（1）美国的大型光学金刚石车床—LODTM；（2）德国的FG-001超精密机床；（3）英国的OAGM2500大型超精密机床；（4）日本的AHNIO型高效专用车削、磨削超精密机床。

15、简述电化学机械复合加工的特点。

答：作为复合加工方式，电化学机械加工兼具备了电化学加工和机械加工的某些特点：（1）加工范围广，生产效率高；（2）加工精度和表面质量优良；（3）机械磨具磨损小；（4）控制条件好；（5）成本低。

16、什么频率范围内的波称为超声波？超声加工系统中，超声振动系统主要有哪几部分组成？超声频电振荡是如何转换为机械振动的？

答：频率超过16000Hz的声波称为超声波。

超声振动系统主要包括超声换能器、变幅杆及工具三部分。

超声波发生器产生1.6万Hz以上的高频交流电源，输送给超声换能器，产生超声波振动，并借助变幅杆将振幅放大到0.05～0.1mm左右，使变幅杆下端的工具产生强烈的振动。

17、冲模是生产上应用较多的一种模具，形状复杂，尺寸精度要求高，常采用什么方法加工？ 答：先经过电火花、电解及激光加工（粗加工）后，再用超声波研磨抛光，以减小表面粗糙度值，提高表面质量。

18、简述精密磨削机理。

答：（1）微刃的微切削作用；（2）微刃的等高切削作用；（3）微刃的滑挤、摩擦、抛光作用。

19、影响电解研磨加工速度及表面质量的因素有哪些？

答：（1）电解液；（2）加工电压和电流密度的影响；（3）无纺布厚度、粘结的磨粒尺寸及含磨粒量；（4）工具阳极的转速及工作液送进速度；（5）工具阴极与工件之间的压力。

20、喷油嘴、微型轴承、仪表齿轮、手表整体机芯、印刷电路板、集成电路微电子器件等的清洗，常采用什么方法可获得好的效果？ 答：超声波清洗（在清洗溶液中引入超声波可使精微零件中的细小孔、窄缝、夹缝中的脏物加速溶解、扩散，清洗干净）

21、电解加工是利用什么原理使工件加工成形的？电铸加工是基于什么原理？ 答：电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理实现金属零件的成形加工。

电铸加工原理为：用可导电的原模做阴极，电铸材料作阳极，电铸材料的金属盐溶液作电铸液，在直流电源的作用下，溶液中金属离子在阴极上获得电子成为金属原子而沉积镀覆在阴极原模表面，阳极上的金属原子交出电子成为正金属离子进入镀液，对金属离子进行补充，以保持其浓度基本不变。阳极原模上电铸层逐渐加厚，当达到预定厚度时即可取出，设法与原模分离，即可获得与原模型面凹凸相反的电铸件。

22、纳米级加工的物理实质是什么？纳米级加工精度包括哪三方面？

答：就是要切断原子间的结合，实现原子或分子的去除。

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；纳米级表面质量。

23、电火花加工中的极性效应是什么？加工中如何利用极性效应来提高加工效率降低工具损耗？线切割加工一般采用什么极性加工？为什么？

答：在电火花加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀，这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。

从提高加工生产率和减小工具电极损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，为了充分地利用极性效应，最大限度地降低工具电极的损耗，应合理选用工具电极的材料，根据电极对材料的物理性能、加工要求选用最佳的电参数，正确地选用极性，使工件的蚀除速度最高，工具损耗尽可能小。线切割加工总是采用正极性加工方式。

为获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度值，应控制单个脉冲能量，尽量减小脉冲宽度，一般在0.5~64us，所以，线切割加工总是采用正极性加工方式。

24、请就下述的3个问题论述纳米技术的一些基本概念和知识？

1）纳米级表面物理力学性能检测的内容是什么？

2）简述MEMS系统的特点？

3）简述纳米加工技术与传统技术的差别（可就某一个方面进行论述，如纳米级加工、材料、器件等）。

答：1）纳米级测量技术包括：纳米级精度的尺寸和位移的测量，纳米级表面形貌的测量。

2）MEMS系统指的是微型机电系统，它是将微型机械，信息输入的微型传感器，电源、驱动器、控制器、模拟或数字信号处理器、输出信号接口等都微型化并集成在一起成为一个微型机电系统，它有较强的独立运行能力，并有能完成规定工作的功能。

3）答题要点：例纳米加工：重点论述纳米级加工技术是在分子、原子水平上的加工，而不是简单的加工尺寸的缩小等。

25、简述电火花加工的基本原理？电火花蚀除的主要原因是什么？火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段？ 答：电火花加工是基于正负电极间脉冲放电时的电腐蚀现象对材料进行加工的，又称为放电加工、电蚀加工、电脉冲加工等，是一种利用电、热能量进行加工的方法。

及时排除电极间的电蚀产物，以确保电极间介电性能的稳定。否则，电蚀产物将充塞在电极间形成短路，无法正常加工。

火花放电过程大致可分为：极间介质的击穿形成放电通道；介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀蚀除产物的抛出；间隙介质消电离。

26、请就下列问题回答超精密加工技术和设备的一些基本概念？

1）超精密机床的进给系统由哪几个功能单元组成？

2）超精密切削和普通切削的区别？

答：1）驱动电机、柔性连轴节、滚珠丝杠螺母机构、滚动导轨，刀架。

2）超精密切削属于微切削加工，在微切削时，切削往往是在晶粒内进行，因此，切削力一定要超过晶体内部的分子、原子结合力。其单位面积的切削阻力将急剧增大，这样就要求采用耐热性高、高温硬度高、耐磨性强、高温强度好的刀具材料，即超高硬度材料，最常用的有金刚石刀具。

27、简述激光束加工和电子束加工方法的主要特点。

答：电子束加工机理是将电能转化成电子的动能，通过高速电子对工件表面的轰击是电子动能转化成金属表面的热能将材料瞬时溶融，气化、以达到去除材料的目的。加工条件是真空、工件材料为导电金属体，与加工有关的材料性能是材料的热学常数。

激光束加工机理是将电能转化成光能，再将激光束射向工件表面由金属吸收转化成金属表面的热能将材料瞬时溶融、气化、达到去除材料的目的。加工条件是：工件材料为金属、非金属都可以，与加工有关的材料性能是材料的热学常数及材料表面对激光的吸收率。