精密与特种加工复习整理

第一章1、特种加工：指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等源来进行加工的非传统加工方法2、与传统切削加工的不同特点：①不是主要依靠机械能，而是主要用其他的能量去除工件材料；②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情况下，根本不需要使用任何工具；③在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用工件不成受机械力，特别适合于精密加工低刚度零件。

3、常规加工工艺和特种加工工艺之间有何关系？应该如何正确处理常规加工工艺和特种加工工艺之间的关系？答：常规工艺是在切削、磨削、研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺，而且今后也始终是主流工艺。

但是随着难加工的新材料、复杂表面和有特殊要求的零件越来越多，常规传统工艺必然难以适应。

所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展，特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺，但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺。

第二章1、超微量去除技术是实现超精密加工的关键2、超精密加工的实现条件：①超精密加工的机理与工艺方法；②超精密加工工艺装备；③超精密加工工具；④超精密加工中的工件材料；⑤精密测量及误差补偿技术；⑥超精密加工工作环境、条件等。

3、超精密加工对超精密加工机床的基本要求：（1）高精度（2）高刚度（3）高稳定性（4）高自动化4、主轴部件是保证超精密机床加工精度的核心。

5、精密主轴部件分为：液体静压轴承主轴.和空气静压轴承主轴6、超精密机床的总体布局：（1）T形布局（2）十字形布局（3）R—θ布局（4）立式结构布局7、常用导轨部件：（1）液体静压导轨（2）空气静压导轨和气浮导轨8、床身及导轨的材料：优质耐磨铸铁、花岗岩、人造花岗岩等9、超精密机床的进给系统一般采用：精密滚珠丝杆副、液体静压和空气静压丝杆副10、常见微进给装置：(1)压电和电致伸缩微进给装置（2）摩擦驱动装置（3）机械结构弹性变形微量进给装置11、超精密切削对刀具的要求1)极高的硬度、耐磨性和极高的弹性模量；2)刃口能磨得极其锋利，刃口半径ρ值极小；3)刀刃无缺陷，以得到超光滑的镜面；4)与工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因数低，以得到极好的加工表面完整性。

12、金刚石晶体有三个主要晶面:（100）（110）（111）13、三个晶面的实际面网密度之比为: （100）:（110）:（111）=1:1.414:2.30814、金刚石晶体（111）晶面硬度和耐磨性最高15、解理现象：晶体受到定向的机械力作用时，可以沿平行于某个平面平整地劈开的现象。

16、金刚石晶体的不同晶面具有不同的耐磨性，且在同一晶面上的不同方向上，耐磨性也有着很大差别。

金刚石的耐磨性可用它的相对磨削率来表示。

17、金刚石晶体的激光定向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。

18、激光衍射图像呈四叶形；衍射图像叶瓣所指方向是（100）晶面的好磨方向。

19、为什么天然单晶金刚石被公认为理想的超精密切削刀具材料？答：超精密切削加工对刀具性能的要求是：1）极高的硬度和耐磨性；2）刃口能磨得极其锋利；3）刀刃无缺陷；4）与工件材料的抗粘接性好，摩擦系数低。

单晶金刚石被公认为理想的、不可代替的超精密切削刀具材料，是因为它有着一系列优异的特性，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小，能磨出极锋利的刀刃等。

第三章1、金刚石刀具主要是对铝、铜及其合金等材料进行超精密车削，而对于黑色金属、硬脆材料的精密与超精密加工，则主要是应用精密和超精密磨料加工。

2、精密和超精密磨料加工可分为：固结磨料和游离磨料两大类。

3、超硬磨料砂轮磨削突出特点：（1）磨削能力强，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸及实现加工自动化。

（2）磨削力小，磨削温度低，加工表面质量好。

（3）磨削效率高。

（4）综合成本低，虽价高但寿命长效率高。

第四章1、电火花加工的机理：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。

2、电火花腐蚀的微观过程分为四个阶段：（1）极间介质的击穿形成放电通道（2）介质热分解、电极材料融化、气化热膨胀（3）蚀除产物的抛出（4）间隙介质消电离3、极性效应：由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象。

4、产生极性效应的原因：在电火花放电过程中，正、负电极表面分别瘦到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用，在两极表面所分配到的能量不一样，因而融化、气化抛出的电蚀量也不一样。

5、生产中如何利用极性效应？答：从提高加工生产率和减少工具电极损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，故在电火花加工过程中必须充分利用。

当用交变的脉冲电流加工时，单个脉冲的极性效应便相互抵消，增加了工具的损耗。

因此，电火花加工一般都采用单向脉冲电压。

6、电火花加工中，工具电极相对损耗的含义是什么？如何降低工具电极相对损耗？答：工具电极体积相对损耗用电极损耗速度ve与工件蚀除速度vw之比的百分数表示，即θ=ve/vw×100% 。

也可用长度相对损耗θL来表示。

降低工具电极相对损耗的途径：①正确选择电极的极性短脉宽精加工时，选正极性加工，将工件接正极；用长脉宽粗加工时，选负极性加工，将工件接负极。

②正确选择电极的材料选择熔点高、沸点高的材料，选择导热性好的材料。

常用石墨和纯铜作电极材料。

③正确选择脉宽、峰值电流等电参数。

④利用加工过程中的涂覆效应来补偿和减小电极损耗，炭黑膜通常只在正极上形成，工具应接正极损耗小。

7、影响加工精度的主要因素：放电间隙的大小及其一致性、工具电极的损耗及其稳定性和“二次放电”。

8、表面变质层：熔化凝固层、热影响层、显微裂纹9、工作液的作用：（1）压缩放电通道，提高放电的能量密度，提高蚀除效果。

（2）加速极间介质的冷却和消电离过程，防止电弧放出。

（3）加剧放电时的流体动力过程，以利于蚀除金属的抛出。

（4）通过工作液的流动，加速了蚀除金属的排出，以保持放电工作稳定。

（5）改变工件表面层的理化性质。

（6）减少工具电极损耗，加强电极覆盖效应。

10、凹模尺寸精度主要靠工具电极和脉冲参数来保证L2=L1+2SL11、保证配合间隙的方法：直接配合法、修配冲头法、修配电极法等。

常用直接配合法。

12、如果凹凸模配合间隙不在电火花加工间隙范围内，则作为电极的部分必须在此基础上增大或缩小。

13、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。

14、电极材料的选择：较为广泛使用的是纯铜和石墨。

15、电规准的选择：粗加工要求高生产率和低电极损耗，这时应优先考虑采用较宽的脉冲宽度，然后选择合适的脉冲峰值电流，并应注意加工面积和加工电流之间的配合关系。

中规准与粗规准之间并没有明显的界限，应按具体加工对象划分。

一般选用脉冲宽度ti为20～40us、电流峰值i^e为10～25A进行中加工。

精加工时，电极损耗率较大，一般为10%~20%，单边加工余量不超过0.1~0.2mm，表面粗糙度应优于Ra1.6μm,一般都选用窄脉宽、小峰值电流进行加工。

第五章1、线切割加工采用正极性加工方式。

2、线切割机床按电极丝的运动速度，可分为高速走丝电火花线切割机床和低速走丝电火花线切割机床两大类。

3、3B五指令格式P107第六章1、电解加工原理：利用阳极金属的溶解作用去除材料。

2、电铸、电镀加工原理：利用阴极金属的沉积作用进行镀覆加工。

3、电解加工过程中工具电极（阴极）基本不损耗。

4、电极电位是反应材料得失电子能力的一种状态。

电极电位越负，越易失去电子被氧化；电极电位越正，越易得到电子被还原。

5、极化现象：当有电流通过时，电极的平横状态被打破，使得阳极电位向正方向增大（代数值增大），阴极电位向负方向增大（代数值减小）。

6、阳极钝化现象：由于电极反应，会在阳极金属表面上形成一层致密而又非常薄的粘膜，这层粘膜由氧化物、氢氯化物或盐组成，也称为钝化膜，从而使金属表面失去了原有的活泼性，导致金属的溶解过程减慢。

7、电解液作用：（1）、作为导电介质传递电流（2）、使工件能进行电化学反应，阳极溶解（3）、把电解产物和热量带走，排屑和冷却8、电解液要求：（1）电导率要高，流动性要好，可以保证用较低的加工电压获得较大的加工电流，能在较低的压力下得到较高的流速，减少发热。

（2）电介质在溶解液中的电离度和溶解度要大。

（3）阳极的电解产物应是不溶性的化合物，这样便于处理，不会在阴极表面沉积。

（4）性能稳定，操作使用安全，对设备产生的腐蚀作用较轻，不易燃，不爆炸，对环境污染和人体危害要小。

（5）价格低廉，适应性广，使用寿命长。

9、电解液可分为：酸性溶液、中性溶液、碱性溶液10、混气电解加工是将一定压力的气体和电解液在特制的气液混合器中混合后，送入加工区进行电解加工的方法，所以也叫做充气电解加工。

11、电解加工机床的基本要求：机床刚性、进给速度的平稳性、防腐绝缘性、安全措施。

12、电解加工工艺的应用：型孔加工、型腔加工、型面加工、去毛刺和倒圆、电解抛光13、在电化学机械复合加工中，主要是靠电化学的作用来去除金属，机械作用只是为了更好地加速这一过程，所以在各种各样的电化学机械复合加工方式中，电化学的作用是相同的，只是机械作用所用的工具及加工方式不同。

14、砂轮的作用：工具把工件表面的阳极薄膜刮除，使工件表面露出新的金属并被继续电解，这样，电解作用和机械刮膜作用交替进行，使工件被继续加工，达到一定的尺寸精度和表面粗糙度。

15、和电解加工相反，利用电解液中的金属正离子在外加电场的作用下沉积到阴极的过程对工件进行加工的方法称为阴极沉积加工，属于电镀工艺的范畴。

常见的有电镀、电铸、涂镀（刷镀）、复合镀及光电成形等。

第七章1、激光受激辐射的特点：所辐射出来的光子在方向、频率、相位、偏振状态与原来刺激它的光子完全相同，这就是受激辐射光，简称激光。

2、激光加工的基本设备：激光器、电源、光学系统、冷却系统、机械系统、控制系统及安全系统等。

3、激光基模：光斑内能量的分布4、激光与普通光相比有何特点？为什么激光可直接用于材料的蚀除加工，而普通光则不能？第八章1、超声波加工是利用工具端面作超声频振动冲击磨料悬浮液，通过磨料的撞击抛磨及超声空化作用对工件进行成形加工。

2、超声波加工的特点：（1）特别适合加工各种硬脆材料，尤其是不导电非金属材料，（2）加工精度高，表面质量好。

（3）工件在加工过程中受力较小，对于加工薄壁、窄缝等低刚度工件非常有利。

（4）加工机床结构比较简单，操作维修方便。

（5）生产率比电火花、电解加工等低。

3、超声波换能器的功能是将高频电能转变为高频率的机械振动（超声波）。

实现此转换有压电效应与磁致伸缩效应两种方法。

4、常用变幅杆有圆锥形、指数曲线形、阶梯形5、变幅杆之所以能扩大振幅，是由于通过它每一截面的振动能量是不变的（略去传波损耗），截面小的地方能量密度大，而能量密度正比于振幅的平方。