精密與超精密加工技術(shù)學習通超星期末考試答案章節(jié)答案2024年

精密與超精密加工技術(shù)學習通超星期末考試章節(jié)答案2024年簡要描述金剛石刀具設(shè)計與制造涉及到的工藝關(guān)鍵點。

答案:極高等硬度、極高得耐磨性能、極高的彈性模量極鋒利的切削刃、切削刃鈍圓半徑rn值極小、能實現(xiàn)超薄切削切削刃無缺陷、切削時將刃形復印到加工表面上，能得到超光滑的鏡面和工件的抗粘結(jié)性好、化學親和性小、摩擦系數(shù)低、能得到極好的加工表面完整性各工藝參數(shù)對超精密切削表面質(zhì)量的影響？

答案:切削速度變化將影響切削變形,將影響加工表面的粗糙度和變質(zhì)層,但在常用的超精密切削速度范圍內(nèi)對加工表面粗糙度的影響并不顯著。為減小加工表面粗糙度值,超精密切削都采用很小的進給量。在使用有修光刃的刀具時,當f<0.02mm/r時,進給量再減小對表面粗糙度影響不大。超精密切削時用的單晶金剛石刀具,有做成直線修光刃的,也有做成圓弧刃的。刀具有直線修光刃時,可減少殘留面積,減小加工表面的粗糙度值。修光刃的長度常取0.05~0.20mm。背吃刀量減小使加工表面粗糙度值加大。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn),該實驗使用的刀具切削刃鈍圓半徑rn較大,故背吃刀量小時,切削困難,變質(zhì)層大,造成加工表面粗糙度值加大。金剛石刀具超精密切的切削速度應(yīng)如何選擇？

答案:超精密切削時速度的選擇：通常根據(jù)機床的動態(tài)特性和整個切削系統(tǒng)的動態(tài)特性選擇。一般選擇機床振動最小時的切削速度，因為在該轉(zhuǎn)速時表面粗糙度值最小、加工表面質(zhì)量最高。精密和超精密加工技術(shù)的定義是什么？

答案:精密加工：加工精度在0.1～1μm，加工表面粗糙度在Ra0.02～0.1μm之間的加工方法稱為精密加工；超精密加工：加工精度高于0.1μm，加工表面粗糙度小于Ra0.01μm的加工方法稱為超精密加工。超硬磨料磨具為什么會成為精密加工和超精密加工的主要工具之一？

答案:金剛石是自然界中硬度最高的物質(zhì)，有較高的耐磨性，它還有很高的彈性模量，可以減小加工時工件的內(nèi)應(yīng)力、內(nèi)部裂隙和其他缺陷。金剛石有較大的熱容量和良好的熱導性，線膨脹系數(shù)小，熔點高，但700攝氏度以上易與鐵族金屬產(chǎn)生化學作用而形成碳化物，造成化學磨損。故一般不適宜磨削鋼鐵材料。立方氮化硼的硬度略低于金剛石。但耐熱性比金剛石高，有良好的化學穩(wěn)定性，與碳在2000攝氏度時不起反應(yīng)，故適于磨削鋼鐵材料。由于它在高溫下易與水產(chǎn)生反映，因此一般多用于干磨。所以：1、磨具在形狀和尺寸上易于保持，耐用度高，切削精度高。2、磨料本身磨損少，可較長時間保持切削性，修正次數(shù)少，易于保持精度。3、磨削時，一般工件溫度較低，因此可以減小內(nèi)應(yīng)力、裂紋和燒傷等缺陷。簡述精密磨削的加工機理是什么？

答案:磨削機理歸納為如下幾點：1.微刃的微切削作用用較小的修整速度和修整深度精細修整砂輪，使磨粒微細破碎而產(chǎn)生微刃。2.微刃的等高切削作用分布在砂輪表層的同一深度上的微刃數(shù)量多、等高性好，使加工表面的殘留高度極小。3.微刃的滑擠、摩擦、拋光作用鋒利的微刃隨時間鈍化，等高性得到改善。磨削區(qū)的高溫使金屬軟化，鈍化微刃的滑擦和擠壓將工件表面凸峰輾平，表面粗糙度數(shù)值減小。機床都有哪些變形控制方法和恒溫控制方式？

答案:控制變形方法：1）各部件的尺寸穩(wěn)定性好采用尺寸穩(wěn)定性好的材料制造機床部件；各部件經(jīng)過消除應(yīng)力；2）結(jié)構(gòu)剛度高，變形小結(jié)構(gòu)剛度高、變形量極小，基本不影響加工精度；各接觸面和聯(lián)接面的接觸良好，接觸剛度高，變形極小。減小機床熱變形的措施：1）盡量減少機床中的熱源；2）采用熱膨脹系數(shù)小的材料制造機床部件；3）結(jié)構(gòu)合理化使在同樣的溫度變化條件下，機床的熱變形最小；4）使機床長期處在熱平衡狀態(tài)，使熱變形量成為恒定；5）使用大量恒溫液體澆淋，形成機床附近局部地區(qū)小環(huán)境的精密恒溫。恒溫控制方式：恒溫室、恒溫水和恒溫油。試述精密和超精密機床的國內(nèi)外發(fā)展概況？

答案:精密機床是實現(xiàn)精密加工的首要基礎(chǔ)條件。1）美國：50年代首先發(fā)展了金剛石刀具的超精密切削技術(shù)，并發(fā)展了相應(yīng)的空氣軸承主軸的超精密機床；1983～1984研制成功大型超精密金剛石車床DTM－3型和LODTM大型超精密車床。2）英國：1991年研制成功大型超精密機床OAGM2500。3）日本：現(xiàn)在在中小型超精密機床生產(chǎn)上已經(jīng)具有一定的優(yōu)勢，甚至超過了美國。4）中國：JCS－027超精密車床、JCS－031超精密銑床、JCS－035超精密車床等。

超精密機床進一步發(fā)展的規(guī)劃：1.美國POMA計劃要求的精度20世紀90年代制訂了一個形狀精度0.1μm,加工直徑為800mm的大型球面光學零件的超精加工規(guī)劃,即舉世聞名的POMA規(guī)劃(PointOneMicrometerAccuracy)。2.日本提出的“超超精密機床”規(guī)劃：按日本的提法,研制“超超精密機床”；表4-2是日本提出的該規(guī)劃的各項指標；以納米級精度作為目標的。3.中國精密機床和超精密機床的發(fā)展情況：20世紀60年代起開始發(fā)展精密機床,有相當規(guī)模,精度質(zhì)量上達到一定的水平。例如昆明機床廠、寧江機床廠和漢川機床廠能生產(chǎn)多種坐標鏜床,有立式的并且有臥式的,都已裝有精密數(shù)控系統(tǒng),坐標鏜床的定位精度達到±(2~5)μm。寧江機床廠還生產(chǎn)連續(xù)軌跡數(shù)控坐標磨床,定位精度±2μm。重慶機床廠生產(chǎn)高精度滾齒機,武漢重型機床廠生產(chǎn)大型高精度滾齒機。重慶機床廠、武漢機床廠、上海機床廠等均研制成功高精度蝸輪母機,使加工的蝸輪精度明顯提高。等等何謂固結(jié)磨料加工？何謂游離磨料加工？它們各有何特點？

答案:固結(jié)磨料加工：將磨料或微粉與結(jié)合劑粘合在一起，形成一定的形狀并具有一定強度，再采用燒結(jié)、粘接、涂敷等方法形成砂輪、砂條、油石、砂帶等磨具進行加工。游離磨料加工：磨料或微粉不是固結(jié)在一起，而是成游離狀態(tài)。傳統(tǒng)方法：研磨和拋光新方法：磁性研磨、彈性發(fā)射加工、液體動力拋光、液中研拋、磁流體拋光、擠壓研拋、噴射加工等。試述拋光加工的機理和特點？

答案:機理：1）拋光是以磨粒的微小塑性切削生成切屑為主體而進行的。在材料切除過程中會由于局部高溫、高壓而使工件與磨粒、加工液及拋光盤之間存在著直接的化學作用,并在工件表面產(chǎn)生反應(yīng)生成物。由于這些作用的重疊,以及拋光液、磨粒及拋光盤的力學作用,使工件表面的生成物不斷被除去而使表面平滑化。2）采用工件、磨粒、拋光盤和加工液等的不同組合,可實現(xiàn)不同的拋光效果。特點：為保證加工質(zhì)量,在拋光加工中,應(yīng)采用使表面粗糙度值小和加工變質(zhì)層小的切屑生成條件。完全除去材料一層原子的加工是極困難的。機械加工必然殘留有加工變質(zhì)層,并且隨著工件材料性質(zhì)及加工條件的不同,加工變質(zhì)層的深度也不同。目前,拋光加工中材料的去除單位已在納米甚至是亞納米級,在這種加工尺度內(nèi),加工周圍氣氛的化學作用就成為拋光加工不可忽視的一部分。試述研磨加工的機理和特點？

答案:機理：利用硬度比被加工材料更高的微米級磨粒，在硬質(zhì)研磨盤作用下產(chǎn)生微切削和滾扎作用，實現(xiàn)被加工表面的微量材料去除，使工件的形狀、尺寸精度達到要求值，并降低表面粗糙度、減小加工變質(zhì)層的加工方法。特點：1.微量切削

由于工件與研具之間有眾多磨粒分布，單個磨粒所受載荷很小，控制適當?shù)募庸ぽd荷范圍，可得到小于1μm的切削深度。2.多刃多向切削

磨粒形狀不一致，分布隨機，有滑動、滾動，可實現(xiàn)多方向切削,并且全體磨粒的切削機會和切削刃破碎率均等,可實現(xiàn)自動修銳。3.按進化原理成形

當研具與工件接觸時，在非強制性研磨壓力作用下，能自動地選擇局部凸出處進行加工，故僅切除兩者凸出處的材料。

超精密研磨的加工精度與構(gòu)成相對運動的機床運動精度幾乎無關(guān)。加工精度主要由工件與研具間的接觸性質(zhì)和壓力特性，以及相對運動軌跡的形態(tài)等因素決定。試述誤差補償?shù)母拍罴捌涓鞣N形式。

答案:誤差補償?shù)母拍睿杭丛跈C械加工中出現(xiàn)的誤差采用修正、抵消、均化、“鈍化”等措施使誤差減小或消除。形式：誤差修正（校正）：指對測量、計算、預測所得的誤差進行修正（校正)；誤差分離：指從綜合測量所得的誤差中分離出所需的單項誤差；誤差抵消：指兩個或更多個誤差的相互抵消；誤差補償：對一尺寸、形狀、位置差值的補足。試述在線檢測的特點及類型。

答案:特點：1）能夠連續(xù)檢測加工過程中的變化，了解在加工過程中誤差分布和發(fā)展；2）檢測結(jié)果能反映實際加工情況；3）在線檢測的難度較大；4）在線檢測大都用非接觸傳感器，對傳感器的性能要求較高；5）一般是自動運行，形成在線檢測系統(tǒng)。類型：1）直接檢測系統(tǒng)：直接檢測工件的加工誤差，并補償2）間接檢測系統(tǒng)：檢測產(chǎn)生加工誤差的誤差源，并補償試述精密加工中測量技術(shù)的新發(fā)展？

答案:1.極高精度測量方法和測量儀器的發(fā)展

多種高精度和新原理的測量方法和儀器：長度測量：0.1nm級的雙頻激光測量系統(tǒng)和X射線干涉儀等；表面微觀形貌測量：0.1nm級的掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡等；角度測量：0.01″的精密測角儀等。2.軟件功能的完善和測量功能的擴展新測量儀器都有很強的軟件功能,使一些復雜的測量結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可以很直觀地顯示在計算機屏幕上,并打印出來。表面平面度：測量數(shù)據(jù)處理后,可以得出平面度的三維曲線圖和數(shù)據(jù)結(jié)果。自由曲面：數(shù)據(jù)處理后不僅可直觀地給出該曲面的宏觀形狀輪廓,也可同時給出該曲面各處的表面粗糙度值,明顯擴大了儀器的測量功能。3.精密在線自動測量技術(shù)的發(fā)展在批量和大量生產(chǎn)中使用多種在線專用的自動量儀：自動監(jiān)控加工尺寸反饋控制加工尺寸提高了測量精度和效率保證加工精度。新的三坐標測量機有精密數(shù)控系統(tǒng),可以自動完成復雜零件的全部測量,已是FMS中常用的測量裝備,并能反饋控制零件加工尺寸試簡述靜電可能導致什么樣的事故？

答案:導致事故：1、靜電放電使人受到電擊而產(chǎn)生不由自主的動作造成失誤，甚至造成觸電，碰傷，摔傷等二次傷害。2、靜電放電使元器件擊穿，尤其是那些對靜電放電十分靈敏的器件，損壞率極高。3、靜電放電產(chǎn)生的光可使膠片不正常感光；靜電放電產(chǎn)生的熱可使易燃物起火和爆炸；靜電放電產(chǎn)生的電磁波可使儀器出現(xiàn)干擾，設(shè)備出現(xiàn)誤動作。4、靜電本身產(chǎn)生的力可使塵埃微粒吸附于表面而造成制品污染，粉塵堵塞等生產(chǎn)事故。減少靜電聚集：人體發(fā)生靜電電擊的帶電電位為3000伏左右。噪聲有什么影響？噪聲源都有什么？如克控制噪聲？

答案:噪聲及其影響

使人煩惱和對工作有防礙的聲音，是各種聲音雜亂無章的組合而成的。

70dB以下噪聲對工作效率影響較小。

65dB以下噪聲能保證一般通話。空