精密加工与特种加工
9精密加工与特种加工简介
9.1.2 精密加工和超精密加工的特点
1. 加工方法 目前精密和超精密加工方法根据加工机理可分为四大类： 切削加工：精密切削、微量切削和超精密切削等； 磨削加工：精密磨削、微量磨削和超精密磨削等； 特种加工：电火花加工、电解加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等； 复合加工：将几种加工方法复合在一起，如机械化学研磨、超声磨削、电解抛光 等。 在精密和超精密加工中特种加工和复合加工方法应用得越来越多。 2. 加工原则 一般加工时，机床的精度总是高于这被加工零件的精度，这一规律被称为“蜕化” 原则。而对于精密加工和超精密加工时，有时可利用低于工件精度的设备、工具， 通过工艺手段和特殊的工艺装备，加工出精度高于“母机”的工作母机或工件。 这种方法称为进化加工。 3. 加工设备 加工设备的几何精度向亚微米级靠近。关键元件，如主轴、导轨、丝杆等广泛采 用液体静压或空气静压元件。 定位机构中采用电致伸缩、磁致伸缩等微位移结构。 设备广泛采用计算机控制、适应控制、在线检测与误差补偿等技术。
2. 电火花加工的工艺特点 (1) 电火花可加工任何硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料，在一定条件下，还 可加工半导体材料和非导电材料。 (2) 加工时无切削力，有利于小孔、薄壁、空槽以及各种复杂截面的型孔、曲线 孔和型腔等零件的加工，也适于精密细微加工。 (3) 当脉冲宽度不大时，对整个工件而言，几乎不受热影响，可提高加工质量， 适于加工热敏感性强的材料。 (4) 脉冲参数可任意调节，能在同一台机床上连续进行粗、半精、精加工。精加 工时精度为0.005mm,表面粗糙度Ra值为1.6~0.8μm，尺寸精度；精微加工时精度可 达0.002mm~0.001mm，表面粗糙度Ra值为0.05~0.01μm。 (5) 直接使用电能加工，易于实现自动化。
精密加工与特种加工简答题及答案
三、简答题（30分，每题6分）1、特种加工与传统切削加工方法在加工原理上的主要区别有哪些？（6分）答：1）特种加工是用机械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以达到图样上全部技术要求。
（2分）2）特种加工打破传统的硬刀具加工软材料的规律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度。
（2分）3）特种加工过程中，工具与工件不受切削力的作用。
（2分）2、特种加工的本质特点是什么？（6分）答：1）特种加工所使用的工具硬度可以低于被加工材料的硬度；（2分）2）特种加工不依靠机械能，而是主要用其他能量（如电、化学、光、声、热等）去除材料（2分）3）特种加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。
（2分）3、电火花加工必须解决的问题有哪些？（6分）答：1、由于在电火花加工的不同阶段，金属蚀除的速度不同，因此必须具有工具电极的自动进给和调节装置，使工具和工件之间保持合适的放电间隙；（2分）2、火花放电必须是瞬时的、单极性、脉冲放电；（2分）3、火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。
（2分）4、什么是电火花加工的机理？火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段？（6分）答：电火花加工的机理是指电火花加工的物理本质，即火花放电时，电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的这一微观物理过程。
（2分）火花放电过程大致可分为如下四个阶段：1、极间介质的电离、击穿，形成放电通道；（1分）2、介质热分解、电极材料融化、气化，热膨胀；（1分）3、电极材料的抛出；（1分）4、极间介质的消电离；（1分）5、电火花加工的优缺点有哪些？（6分）答：电火花加工的优点主要体现在以下四个方面：1、特别适合任何难以进行切削加工的材料；（1分）2、可以加工特殊或形状复杂的表面和零件；（1分）3、工具与工件不接触，作用力极小；（1分）4、脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热影响小。
（1分）但存在以下缺陷：1、主要用于加工金属等导电材料；（1分）2、加工速度较慢（需进行预加工，去除大部分余量）且存在一定的电极损耗。
精密与特种加工
精密与超精密加工技术
表7-3 几种典型精密零件的加工精度
零件
激光光学零件 多面镜
加 工 精 度
形状误差 0.1μm 平面度误差 0.04μm
表面粗糙度
Ra 0.01～0.05μm Ra ＜0.02μm
磁头
磁盘 雷达导波管
平面度误差 0.04μm
波度 0.01 ～0.02μm 平面度垂直度误差 ＜ 0.1μm
精密与超精密加工技术
金刚石晶体的面网距和解理现象 ◎金刚石晶体的（111）晶面面网密度最大，耐磨性最好。
◎（100）与（110）面网的面间距分布均匀；（111）面网 的面间距一宽一窄（图） ◎ 在 距 离 大 的 （ 111 ） 面之间，只需击破一个 共价键就可以劈开，而 在 距 离 小 的 （ 111 ） 面 之间，则需击破三个共 价键才能劈开。
精密与特种加工
绪
论
一、精密与特种加工在制造业中 的地位与作用
• 精密加工 • 特种加工
二、课程性质和任务
第一章 精密切削加工
§1-1 概述
一、精密加工及其关键技术简介
• 精密加工及其重要性 • 精密加工关键技术 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、精密切削加工分类 三、精密加工与经济性
Ra ＜0.02μm
Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm
卫星仪表轴承
天体望远镜
圆柱度误差 ＜0.01μm
形状误差 ＜ 0.03μm
Ra ＜0.002μm
Ra ＜0.01μm
精密与超精密加工技术
102 加工误差（μm） 101 加工设备 车床,铣床 测量仪器 卡尺 百分尺 比较仪
精密加工和特种加工简介
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四、激光加工
工件的激光加工由激光加工机完成。 激光加工机通常由激光器、电源、光学系统 和机械系统等组成。激光器(常用的有固体激 光器和气体激光器)把电能转变为光能，产生 所需的激光束，经光学系统聚焦后，照射在 工件上进行加工。工件固定在三坐标精密工 作台上，由数控系统控制和驱动，完成加工 所需的进给运动。
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特点及应用范围
①加工硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料； ②加工半导体材料及非导电材料； ③加工各种型孔、曲线孔和微小孔； ④加工各种立体曲面型腔，如锻模、压铸模、 塑料模的模膛； ⑤用来进行切断、切割以及进行表面强化、刻 写、打印铭牌和标记等。
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二、电解加工
电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶 解的电化学原理对工件进行成形加工的一种 方法。 工件接直流电源正极，工具接负极，两极之 间保持狭小间隙(0.1mm－0.8mm)。具有一 定压力(0.5MPa－2.5MPa)的电解液从两极 间的间隙中高速15m/s－60m/s)流过。当工 具阴极向工件不断进给时，在面对阴极的工 件表面上，金属材料按阴极型面的形状不断 溶解，电解产物被高速电解液带走，于是工 具型面的形状就相应地“复印”在工件上。11
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三、超声波加工
超声波加工是利用超声频(16KHz－25KHz) 振动的工具端面冲击工作液中的悬浮磨料， 由磨粒对工件表面撞击抛磨来实现对工件 加工的一种方法。
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特点及应用范围
在加工难切削材料时，常将超声振动与其它 加工方法配合进行复合加工，如超声车削、 超声磨削、超声电解加工、超声线切割等。 这些复合加工方法把两种甚至多种加工方法 结合在一起，能起到取长补短的作用，使加 工效率、加工精度及工件的表面质量显著提 高。
精密加工和特种加工简介
电火花线切割加工 电火花线切割加工是用线状电极（钼丝或铜
丝）靠火花放电对工件进行切割，故称为电 火花线切割，有时简称线切割。其应用广泛， 占电加工机床旳60%以上。
二、电解加工
1、加工旳基本原理
电解加工（电化学加工）是利用金属 在电解液中产生阳极溶解旳电化学反应原 理，对金属材料进行成形加工旳一种措施。
不产生宏观应力和变形 加工材料范围很广 电子束能量密度高，生产率很高 加工过程能够自动化 污染少，加工表面不氧化 需要一整套专用设备和真空系统，价格较贵，
应用有一定旳不足
➢电子束加工旳应用
按其功率密度和能量注入时间旳不同，可用于打 孔、切割、蚀刻、焊接、热处理和光刻加工等
➢高速打孔
最小直径可达0.003 mm左右 电子束还能加工小深孔（深径比>10:1） 可加工玻璃、陶瓷、宝石等脆性材料
3、电解加工旳特点及应用
（1）能以简朴旳进给运动一次加工出形状复杂旳型 面或型腔，如锻模、叶片等。
（2）可加工高硬度、高强度和高韧性等难切削旳金 属材料。
（3）加工中无机械切削力或切削热，适合于易变形 或薄壁零件旳加工。
（4）加工后零件表面无剩余应力和毛刺。
（5）工具阴极不损耗。
（6）因为影响电解加工旳原因较多难于实现高精度 旳稳定加工。
焦点上到达很高旳能量密度，靠光热效应来加 工多种材料旳。
激光加工旳特点： 功率密度高达108~1010W/cm2，几乎可加工任何材
料 激光光斑可聚焦到微米级，输出功率可调整，可
用于精密微细加工 所用工具为激光束，是非接触加工，所经没有明
显旳机械力，没有工具损耗；加工速度快，热影 响区小 打孔和切割旳激光深度受限
《精密与特种加工》课程的教学感受
《精密与特种加工》课程的教学感受《精密与特种加工》是一门涉及现代制造业的重要课程，它涵盖了精密加工与特种加工领域的知识和技术，是培养高素质技术人才的重要课程之一。
在学习教学这门课程的过程中，我感受到了许多的乐趣和收获，下面我将分享一下我对《精密与特种加工》课程的教学感受。
学习《精密与特种加工》课程让我对现代制造技术有了更深入的了解。
在这门课程中，我们学习了精密加工和特种加工的基本原理和方法，深入了解了现代制造技术的工艺流程和关键技术。
通过学习这门课程，我对数控加工、激光加工、电火花加工、超精密加工等领域有了更深入的认识，了解了这些先进技术在现代制造业中的重要作用，这为我将来从事相关领域的工作打下了坚实的基础。
学习《精密与特种加工》课程让我学会了运用现代科技手段进行探索和研究。
在这门课程中，我们不仅学习了知识，还学习了如何利用数控加工设备、激光切割设备、CAD/CAM软件等现代科技手段进行实践操作和实验研究。
通过实践操作和实验研究，我不仅提高了自己的动手能力和操作技能，还培养了自己的创新意识和解决问题的能力。
这对我将来从事相关领域的工作和研究具有非常重要的意义。
学习《精密与特种加工》课程还让我认识到了团队合作的重要性。
在这门课程中，我们通常需要分组进行实验操作和实践研究，在团队中与同学们合作交流，共同解决实际问题。
通过团队合作，我学会了倾听他人的意见，学会了与他人进行有效的沟通和协作，学会了分工合作和共同进步。
在团队合作中，我们通常能够取长补短，各显其长，达到事半功倍的效果，这对我将来的职业发展和团队建设具有非常重要的意义。
学习《精密与特种加工》课程还激发了我对现代制造技术的热情和兴趣。
通过学习这门课程，我逐渐意识到了现代工业制造的重要性和复杂性，也逐渐认识到了自己在这个领域中的兴趣和天赋。
我决定将来从事相关领域的工作和研究，为现代制造技术的发展和进步贡献自己的力量。
《精密与特种加工》是一门涉及现代制造技术的重要课程，通过学习这门课程，我收获了许多的乐趣和收获，对现代制造技术有了更深入的了解，学会了运用现代科技手段进行探索和研究，认识到了团队合作的重要性，激发了我对现代制造技术的热情和兴趣。
精密与特种加工课程总结
精密与特种加工课程总结本学期我们学习了精密与特种加工, 刚拿到书时我就翻过一遍, 书中的有关计算方面的内容不多, 大致是理论方面。
一开始, 我没有把它看得很复杂, 我认为这不过是一门了解就行的课程。
然而认真预习知识以后, 许多专业名词我看得并不太懂, 才发现精密加工是一门很深奥的知识, 作为学机械专业的我们都需要认真地学习。
精密加工与特种加工技术是为了解决各种难加工材料。
特殊复杂型面.超精密.光整或需要特殊要求零件加工的加工问题, 是现代制造技术的前沿。
经过对精密加工与特种加工课程的学习, 我精密加工与特种加工的机械加工方面有了一定的认识, 特别是电火花加工方面有了较深刻的认识。
以下是我从这个课程及课程实习对精密加工与特种加工的认识。
精密切削磨削加工技术、电火花加工技术、电化学加工技术、电子束与离子束加工技术、几方面介绍了发展现状, 同时提出了相应领域的技术发展方向。
（一）激光加工是一种亮度高、方向性好、单色性好的相干光。
由于激光发散角小和单色性好, 理论上可通过一系列装置把激光聚焦成直径与光的波长相近的极小光斑, 加上亮度高, 其焦点处的功率密度可达107~1011w／cm2, 温度高达万度左右, 在此高温下, 任何坚硬的或难加工的材料都将瞬时急剧熔化和气化, 并产生强烈的冲击波, 使熔化的物质爆炸式地喷射出去, 这就是激光加工的工作原理。
（二）电子束加工是在真空条件下, 利用聚焦后能量密度极高的电子束, 以极高的速度冲击到工件表面极小面积上, 在极短的时间（几分之一微秒）内, 其能量的大部分转变为热能, 使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温, 从而引起材料局部熔化和气化, 被真空系统抽走。
控制电子束能量密度的大小和能量注入, 就可以达到不同的加工目的。
离子束加工的原理是在真空条件下, 将离子源产生的离子束经过加速聚焦, 使之撞击到工件表面, 靠微观的机械撞击能量来加工的。
（三）化学加工是利用酸、碱、盐等化学溶液对金属产生化学反应, 使金属腐蚀溶解, 改变工件尺寸和形状(以至表面性能)的一种加工方法。
学习精密与特种加工技术心得体会5篇
学习精密与特种加工技术心得体会5篇a;特种加工是对传统机械加工方法的有力补充和延伸。
在已有的特种加工工艺不断完善和定型的同时，新的特种加工技术也不断涌现出来，正在形成面向快速制造的特种加工技术新体系。
下面就是带来的学习精密与特种加工技术心得体会，希望能帮助大家!学习精密与特种加工技术心得体会1这是我第一次到车间里去实习,没有什么准备,只是看了一下零件的加工。
第一个车间是零件加工的车间,伴随着车间中空中吊车的游走声,穿过那挂着破碎门帘的陈旧大门。
且不说车间的一切有点老调和乏味。
但我却能感觉到那些拥有热火朝天的干劲的工人师傅们俭朴的本质和如火的热情。
在这里,技术工人告诉我箱体加工工艺路线的安排车床主轴箱要求加工的表面很多。
在这些加工表面中,平面加工精度比孔的加工精度容易保证,于是,箱体中主轴孔的加工精度、孔系加工精度就成为工艺关键问题。
这里的工人还告诉我在工艺路线的安排中应注意三个问题:1)工件的时效处理箱体结构复杂壁厚不均匀,铸造内应力较大。
由于内应力会引起变形,因此铸造后应安排人工时效处理以消除内应力减少变形。
一般精度要求的箱体,可利用粗、精加工工序之间的自然停放和运输时间,得到自然时效的效果。
但自然时效需要的时间较长,否则会影响箱体精度的稳定性。
对于特别精密的箱体,在粗加工和精加工工序间还应安排一次人工时效,迅速充分地消除内应力,提高精度的稳定性。
2)安排加工工艺的顺序时应先面后孔由于平面面积较大定位稳定可靠,有利与简化夹具结构检少安装变形。
从加工难度来看,平面比孔加工容易。
先加工批平面,把铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷切除,在加工分布在平面上的孔时,对便于孔的加工和保证孔的加工精度都是有利的。
因此,一般均应先加工平面。
3)粗、精加工阶段要分开箱体均为铸件,加工余量较大,而在粗加工中切除的金属较多,因而夹紧力、切削力都较大,切削热也较多。
加之粗加工后,工件内应力重新分布也会引起工件变形,因此,对加工精度影响较大。
精密加工与特种加工
目录1 精密与特种加工的产生背景 (2)2 精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响 (3)3 精密与特种加工的方法及分类 (5)3.1 加工成形的原理 (5)3.2 加工方法机理 (7)3.3 精密与特种加工技术的地位和作用 (10)4 精密加工与特种加工的一些具体方面 (12)4.1 金刚石刀具精密切削加工 (12)4.2 电火花加工 (13)4.3 电化学加工 (14)4.4 激光加工 (15)4.5 超声波加工 (15)4.6 电子束和离于束加工 (15)4.6.1 电子束加工 (15)4.6.2 离子束加工 (16)4.7 超高压水射流切割 (16)4.8 其他精密与特种加工技术 (17)精密与特种加工技术1精密与特种加工的产生背景制造技术的发展已经有几千年的历史，从石器时代、铜器时代、铁器时代到现代的高分子塑料时代；从手工制作、机器制作到现代的智能控制自动化制作：同时，从一般精度加工、精密加工到现代的超精密加工及纳米加工，代表了当前先进制造技术发展的重要方向。
由于现代科学技术的迅猛发展，机械工业、电子工业、航空航天工业、化学工业等，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展，以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠地工作。
为了适应这些要求，各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现。
其结构和形状越来越复杂，材料的性能越来越强韧，对精度要求越来越高，对加工表面粗糙度和完整性要求越来越严格，使机械制造面临着一系列严峻的任务：1)解决各种难切削材料的加工问题。
如硬质合金、钛台金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。
2)解决各种特殊复杂型面的加上问题。
如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模等的立体成型表面，各种冲模、冷拔模等特殊断面的型孔，饱管内膛线、喷油嘴，喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。
精密加工与特种加工
一、名词解释1、杂散腐蚀：电解加工时，由于系统中杂散电流的存在而对零件产生的腐蚀。
杂散腐蚀是衡量电解液加工精度高低的指标。
2、空气静压轴承：是利用气体作为润滑剂的滑动轴承。
具有很高的回转精度，但刚度较低，只能承载较小的载荷。
3、激光束模式：激光束的断面能量分布称为模式，用TEM表示，是指横截面上的电磁能分布。
4、多电极更换法：采用多个电极依次更换加工同一个型腔，每个电极加工时必须把上一标准的放电痕迹去掉。
5、解理面：矿物晶体在外力作用下严格沿着一定结晶方向破裂，所裂出的光滑平面称为解理面。
6、电化学当量：在一个电极反应中，相当于1摩尔电子参与反应的发应物的质量。
7、浓度超电压：电解加工时，为减轻浓度极化现象保持一定电化学电流和加工速度而外加的一个电压。
8、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，除去微量的工件材料，以达到高级几何精度和优良表面粗糙度的加工方法。
9、分解电极法：根据型腔的具体问题将型腔形状分解成几个部分，分别制作不同的电极工具，再分别进行型腔的电火花加工。
是单电极平动加工法和多电极更换加工法的综合应用。
10、面网密度：面网上单位面积内结点的数目。
11、极性效应：在电火花加工过程中，两电极的电蚀量不同的现象。
12、电极电位：任何一种金属插入含该金属离子的水溶液中，在金属或溶液界面上形成的电位差。
二、计算电解加工三、简答1、研磨与抛光的差异。
答：（1）基本原理不同：研磨是通过介于工件与研具之间的磨料或研磨液的流动产生机械摩擦或化学作用去除微量加工余量。
抛光是指采用无纺布等软质材料，具有一定研磨性质地获得光滑表面的加工方法。
（2）磨具不同：研磨用磨具包括铸铁盘、沥青盘、锡盘等硬质材料（刚性材料）；抛光采用无纺布、平绒布等软质材料（柔性材料）。
（3）作用不同：抛光只能提高工件表面的光亮度，不改变零件表面的粗糙度；研磨不但可以减小零件的粗糙度，还能在一定程度上提高零件的尺寸和形状精度。
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精密加工与特种加工
1.判断题(分)
1. 研磨用的研具采用钢、硬质合金等材料制成。
( )
2. 珩磨能提高孔的形状精度、孔和其他表面间的位置精度。
( )
3. 抛光是指利用机械、化学或电化学作用，使工件获得表面光亮、平整的加工方法。
该方法主要用于零件表面的修饰加工及电镀前的预加工。
( )
4. 特种加工是指直接利用电、声、光、热等物理能、化学能或与机械能组合的形式去除工件上多余材料的加工方法。
( )
5. 电火花线切割生产率很高，广泛用于加工硬质合金和淬火钢制成的冲模、样板、外形复杂且精密细小的零件及零件上的窄缝等。
( )
6. 超声波加工是利用超声频振动的工具，使磨料撞击和抛磨工件，进行成形的一种加工方法。
因此，要求磨料、工具材料的硬度比加工材料高。
( )
7. 激光加工可加工各种形状和尺寸的工件，与机器人、自动检测和计算机数字控制技术相结合，实现高效自动化打孔、切割、焊接和热处理等。
( )
8. 电解磨削广泛用于刀具、量具、冲压模、拉丝模、轧辊等内外圆表面、平面和成形面的加工。
( )
9. 常用的精密加工方法有研磨、珩磨和抛光等。
( )
10. 研磨是指用研具和研磨剂从工件表面研去一层金属的加工方法。
( ) 11. 抛光可降低加工表面的粗糙度值，提高其光亮度。
但不能改善加工表面的尺寸精度和位置精度。
( )
12. 常用的特种加工有电火花加工、电解加工、电解磨削、超声波加工和电子束加工。
( ) 13. 能较好地进行模具型腔加工的方法是电火花型腔加工。
( )
14. 电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学腐蚀将工件加工成形，又称电化学加工。
( )
15. 精密加工是指在精加工后，从工件上切除很薄的材料层，以提高工件精度
和减小表面粗糙度值的加工方法。
( )
16. 纳微米加工可以达到?=0.1,0.01µm，Ra=0.03,0.005µm。
( )
17. 电火花加工能对任何材料加工，不受材料强度和硬度的限制。
( ) 18. 电
火花加工广泛用于冲模的凹模、拉丝模、圆形小孔、窄缝、小而深的孔加工等。
( ) 2.单选题(本大题共6小题，总计6分)
1. 精密加工达到的加工精度和表面粗糙度Ra值低限是( )。
A、?=1.0,0.1µm，Ra=0.1,0.03µm
B、?=0.1,0.01µm，Ra=0.03,0.005µm
C、?<0.01µm，Ra<0.005µm
2. 研磨的加工精度为( )。
A、IT7,IT4
B、IT6,IT3
3. 电解磨削是将电解腐蚀与( )方法相结合的一种复合加工方法。
A、化学腐蚀
B、机械磨削
4. 激光加工最小孔径达( )mm。
A、Φ0.01
B、Φ0.001
C、Φ0.0001
5. 抛光工件表面粗糙度Ra值可达( )µm。
A、1.6,0.8
B、0.5,0.2
C、0.1,0.012
6. 研磨余量一般为( )mm。
A、0.005,0.02
B、0.02,0.15。