答案精密加工課后習(xí)題—黃

1、1-1試述精密和超精密加工技術(shù)對(duì)發(fā)展國(guó)防和尖端技術(shù)的重要意義。精密和超精密加工是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)取得成功的關(guān)鍵技術(shù)。許多現(xiàn)代技術(shù)產(chǎn)品需要高精度制造。發(fā)展尖端技術(shù)，發(fā)展國(guó)防工業(yè)，發(fā)展微電子工業(yè)等都需要精密和超精密加工制造出來的儀器設(shè)備。1-2從機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展看，過去和現(xiàn)在達(dá)到怎樣的精度可被稱為精密和超精密加工精密加工： 加工精度0.11um表面粗糙度Ra在0.020.1um超精密加工：加工精度高于0.1um表面粗糙度Ra小于0.01um1-3精密和超精密加工現(xiàn)在包括那些領(lǐng)域。1）超精密切削（各種鏡面）2）精密和超精密磨削研磨（集成電路基片和高精度磁盤）3）精密特種加工（電子束、離子束加工使美國(guó)超大規(guī)模

2、集成電路線寬達(dá)到0.1um）1-4試展望精密和超精密加工技術(shù)的發(fā)展。對(duì)精密和超精密加工技術(shù)給予足夠的重視，投入較多的人力物力進(jìn)行研究和發(fā)展，在生產(chǎn)中穩(wěn)定納米加工，擴(kuò)大應(yīng)用亞微米加工技術(shù)，并開始納米級(jí)加工的試驗(yàn)研究，則在1015年內(nèi)有希望達(dá)到美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家的水平?？上仍谀承﹩雾?xiàng)技術(shù)上取得突破，逐步使我國(guó)的精密和超精密加工技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。1-5我國(guó)的精密和超精密加工技術(shù)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比情況如何與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有不少的差距。不少精密機(jī)電產(chǎn)品尚靠進(jìn)口。有些靠老工人手藝，且報(bào)廢高。某些精密機(jī)電產(chǎn)品我國(guó)雖已能生產(chǎn)，但其中的核心關(guān)鍵部件仍需依靠進(jìn)口，我國(guó)每年需進(jìn)口大量尚不能生產(chǎn)的精密數(shù)控機(jī)床設(shè)備。1-

3、6我國(guó)要發(fā)展精密和超精密加工技術(shù)，應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展哪些方面的內(nèi)容?1）超精密切削、磨削的基本理論和工藝2）超精密設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)、精度、動(dòng)特性和熱穩(wěn)定性3）超精密加工的精度檢測(cè)、在線檢測(cè)和誤差補(bǔ)償4）超精密加工的環(huán)境條件；5）超精密加工的材料2-1金剛石刀具超精密切削有哪些應(yīng)用范圍?用于加工鋁合金、無氧銅、黃銅、非電解鎳等有色金屬和某些非金屬材料。用于加工陀螺儀、激光反射鏡、天文望遠(yuǎn)鏡的反射鏡、紅外反射鏡和紅外透鏡、雷達(dá)的波導(dǎo)管內(nèi)腔、計(jì)算機(jī)磁盤、激光打印機(jī)的多面棱鏡、復(fù)印機(jī)的硒鼓、菲尼爾透鏡2-2金剛石刀具超精密切削的切削速度如何選擇？根據(jù)所使用的超精密機(jī)床的動(dòng)特性和切削系統(tǒng)的動(dòng)特性選取，即選擇振動(dòng)最

4、小的轉(zhuǎn)速。2-3試述超精密切削時(shí)積削瘤的生成規(guī)律和它對(duì)切削過程和加工表面粗糙度的影響金剛石刀具精密切削有色金屬，不用切削液，在所有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的切削參數(shù)下都產(chǎn)生積削瘤。切削速度v較低時(shí)，積削瘤高度h0最高，當(dāng)v>314m/min時(shí)，積削瘤較小且趨于穩(wěn)定進(jìn)給量f很小時(shí)，積削瘤高度h0較大，在f=5um/r時(shí)h0值最小，f值再增大時(shí)，h0值稍有增加，背吃刀量ap<25um時(shí)，積削瘤的高度h0變化不大，但在ap大于25um時(shí)，積削瘤的高度h0將隨ap的值增加而增加。2-4試述各工藝參數(shù)對(duì)超精密切削表面質(zhì)量的影響1）速度小表面粗糙，但使用切削液的情況下，切削速度的變化對(duì)加工表面的影響不大2）進(jìn)

5、給量和修光刃，使用修光刃的刀具，f<0.02mm/r時(shí)，進(jìn)給量對(duì)表面粗糙度影響不大3）切削刃形狀，圓弧刃比直線刃更易對(duì)刀，更能得到高質(zhì)量的表面。4）背吃刀量減小時(shí)表面粗糙度加大，但在刀具切削刃鈍圓半徑rn足夠?。?.050.1um）2-5超精密切削時(shí)如何才能使加工表面成為優(yōu)質(zhì)的鏡面？1）進(jìn)給量f=2.5um/r，背吃刀量ap=2um時(shí)，不同切削速度均能得到晶面2）使用圓弧切削刃刀具，在進(jìn)給量f<5um/r時(shí)，均達(dá)到Rmax<0.05um的鏡面3）采用經(jīng)過精密研磨的單晶天然金剛石刀具。2-6超精密切削時(shí)，金剛石刀具切削刃鋒銳度對(duì)切削變形和加工表面質(zhì)量的影響如何？有明顯的影響，用

6、rn=0.6um的金剛石車刀，只能在較小的進(jìn)給量和背吃刀量的條件下（ap=12um,f<2.5um/r）可切出可切出Rmax=0.056um;更鋒銳的刀具（rn=0.3um）,可以在較寬的切削條件下切出Rmax=0.056um的表面。2-7超精密切削時(shí)極限最小切削厚度是多少？hDmin=rn1-(Fp+uFf)/sqrt(Ff2 +Fp2)(1+u2)2-8試述超精密切削用金剛石刀具的磨損和破損特點(diǎn)。屬于機(jī)械磨損，本質(zhì)是微觀解理的積累。當(dāng)作用應(yīng)力相同時(shí)，（110）面破損的機(jī)率最大，（111）面次之，（100）面產(chǎn)生破損的機(jī)率最小。2-9金剛石刀具晶面選擇對(duì)切削變形和加工表面質(zhì)量的影響如何

7、？直接影響切削變形和加工表面質(zhì)量，用100晶面做金剛石刀具的前面和后面，可使切削變形減小，并可減小后面與加工表面間的摩擦2-10工件材料的晶體方向?qū)η邢髯冃魏图庸け砻尜|(zhì)量的影響如何？單晶體材料有很高的各向異性，不同晶向的切削變形和切削力都不相同。不同晶向的加工表面粗糙度都不相同。相同晶面的切削，晶面方向發(fā)生變化，切削變形和加工表面粗糙度也不相同2-11脆性材料用超精密切削如何加工出優(yōu)質(zhì)表面？需要實(shí)現(xiàn)塑性切削，要求金剛石刀具很鋒銳并有合理的切削角度，通過改變切削力作用方向來改變切削區(qū)的變形方向，使崩碎可能性小，其次，切削厚度極小，小于某臨界值后，可實(shí)現(xiàn)塑性切削，能切出極好的優(yōu)質(zhì)表面。2-12超精

8、密切削對(duì)刀具有哪些要求？為什么單晶金剛石是被公認(rèn)為理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料？1）硬度高、耐磨性高和彈性模量高，保證壽命長(zhǎng)和耐用度高2）切削刃鈍圓及其鋒銳，及半徑rn極小，可實(shí)現(xiàn)超薄切削3）切削無缺陷4）和工件材料的抗粘結(jié)性好、化學(xué)親和性小、摩擦因數(shù)低。使加工表面完整。天然單晶金剛石有以上一系列優(yōu)異的特性2-13單晶金剛石有哪幾個(gè)重要晶面？三個(gè)100、110、1112-14試述金剛石晶體的各向異性和不同晶面研磨時(shí)的好磨難磨方向。各項(xiàng)異性：對(duì)稱軸不同，與4次對(duì)稱軸垂直的是100面，與3次對(duì)稱軸垂直的是111晶面晶面，與2次軸對(duì)稱的是110晶面。網(wǎng)面最小單元不同，100是正方形，110

9、為矩形，111為三角形，網(wǎng)面密度100：110：111為1：1.414：2.308網(wǎng)面距不同：100與110為均勻分布，分別為D/4=0.089mm，sqrt(2)D/4=0.126mm,111為寬窄交替寬為sqrt(3)D/4=0.154mm，窄為sqrt(3)D/12=0.1051mm解理現(xiàn)象：111面的面網(wǎng)寬面距比100和110都大，最易解理。好磨難磨方向可用圖表示：100磨削率：111磨削率：110磨削率=5.8：1：12.82-15金剛石晶體有哪些定向方法？1）人工目測(cè)定向2）X射線定向3)激光定向2-16試述金剛石晶體的激光定向原理和方法。利用金剛石在不同晶面方向上,晶體結(jié)構(gòu)不同,

10、對(duì)激光反射形成的衍射圖像不同而進(jìn)行。2-17如何根據(jù)金剛石微觀破損強(qiáng)度來選擇金剛石刀具的晶面？在外力作用下，110面最易破損，111面次之，100面最不易破損，因此金剛石刀具的前面和后面應(yīng)選擇最不易破損的100面。2-18比較直線修光刃和圓弧修光刃金剛石刀具的優(yōu)缺點(diǎn)。直線修光刃制造容易，可減少殘留面積，減小加工表面粗糙度，長(zhǎng)度通常取0.050.20mm。缺點(diǎn)是加長(zhǎng)修光刃的長(zhǎng)度對(duì)表面加工質(zhì)量效果不大，對(duì)刀不易圓弧刃容易對(duì)刀，半徑可取R=25mm。可加工高質(zhì)量的超光滑表面，缺點(diǎn)是刀具制造復(fù)雜2-19試述金剛石刀具的前面應(yīng)選哪個(gè)晶面選用100面，111面硬度高，而微觀破損強(qiáng)度并不高，研磨加工困難。選

11、用100面的原因：1）100面耐磨性高于110面，刀具使用壽命長(zhǎng)2）100面微觀破損強(qiáng)度高于110面，產(chǎn)生崩刃的機(jī)會(huì)小3）100面與有色金屬之間的摩擦因數(shù)低于110晶面，使切削變形小，使加工表面的變形和殘留應(yīng)力小。有利于提高表面質(zhì)量。2-20試述金剛石刀具的金剛石固定方法。1）機(jī)械加固2）用粉末冶金法固定3）使用粘結(jié)或釬焊固定2-21試述單晶金剛石刀具的研磨加工方法有粗研和精研粗研后的金剛石不能有大劃痕、刀具切削刃不能有崩刃或其他缺陷，粗研與研磨方向、研磨速度和壓力、使用的金剛石微粉的粒度等有關(guān)。精研加工是制造精密金剛石刀具的關(guān)鍵工序，與磨料粒度、研磨盤質(zhì)量、研磨方向、精拋這些因素有關(guān)。2-2

12、2單晶金剛石刀具質(zhì)量的好壞如何評(píng)定1）能否加工出高質(zhì)量的超光滑表面（Ra=0.0050.02um）2）能否有較長(zhǎng)的切削時(shí)間保持切削刃鋒銳（一般要求切削長(zhǎng)度數(shù)百千米），切出極高質(zhì)量的加工表面。3-1何謂固結(jié)磨料加工?何謂游離磨料加工？它們各有何特點(diǎn)？適用于什么場(chǎng)合？固結(jié)磨料加工，使用固結(jié)磨具和涂覆磨具進(jìn)行加工。將磨?；蛭⒎叟c結(jié)合劑粘合在一起，形成一定的形狀并具有一定強(qiáng)度，再采用燒結(jié)、粘接、涂覆等方法形成砂輪、砂條、油石、砂帶等磨具。固結(jié)磨具用于精密砂輪磨削、油石研磨、精密研磨、精密超精加工，涂覆磨具用于精密砂帶磨削、砂帶研磨。游離磨料加工，加工時(shí)磨?；蛭⒎鄄皇枪探Y(jié)在一起，而是成游離狀態(tài)，用于研磨

13、和拋光。3-2試述超硬磨料磨具（金剛石砂輪、立方氮化硼砂輪）的特點(diǎn)。超硬磨料磨具為什么會(huì)成為精密加工和超精密加工的主要工具之一？1）磨具在形狀和尺寸上易于保持，使用壽命高，磨削精度高。2）磨料本身磨損少，可較長(zhǎng)時(shí)間保持切削性，修整次數(shù)少，易于保持精度。3）磨削時(shí)，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。精密加工和超精密加工要求能加工出質(zhì)量高的表面。金剛石和立方氮化硼硬度高、耐磨性好。3-3在表示普通磨料磨具和超硬磨料磨具的技術(shù)性能時(shí)，有哪些技術(shù)性能的表示方法相同？有哪些技術(shù)性能的表示方法不同？為什么？相同：磨料的主要物理性能、磨料粒度、磨具強(qiáng)度，不同：組織和濃度、硬度普通磨具中

14、磨料的含量用組織，反映磨料、結(jié)合劑、氣孔三者之間體積的比例關(guān)系。超硬磨具中磨料含量用濃度，表示每1cm3體積中所含超硬磨料重量。普通磨具的硬度是指磨粒在外力作用下，自表面脫落的難易程度。超硬磨具沒有硬度項(xiàng)3-4為什么在超硬磨料磨具的結(jié)構(gòu)中一般由磨料層、過渡層和基體三個(gè)部分組成？過渡層起什么作用？普通磨料磨具的結(jié)構(gòu)為什么與超硬磨料磨具的結(jié)構(gòu)不同？由于金剛石、立方氮化硼的價(jià)格高、具有很好的耐磨性能，用它們制造的固結(jié)磨具與普通磨料固結(jié)磨具不同，除超硬磨料層外，還有過渡層和基體。過渡層用于連接基體和超硬磨料層，由結(jié)合劑構(gòu)成，有時(shí)也可省去。3-5涂覆磨具在制造技術(shù)上的質(zhì)量關(guān)鍵是哪些？粘接劑、涂覆方法3-

15、6試述近年來涂覆磨具在精密和超精密加工中所占的地位。涂覆磨具是將磨料用粘接劑均勻地涂覆在紙、布或其他符合材料基底上的磨具。應(yīng)用比較廣泛，產(chǎn)品有干磨砂布、耐水砂紙、剛紙磨片、環(huán)狀砂帶、卷狀砂帶。3-7試述涂覆磨具制造中三種涂覆方法的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合1）重力落砂法，用于砂布、砂紙2）涂覆法，用于小量生產(chǎn)紙質(zhì)材料基底的砂帶3）靜電植砂法，廣泛采用。3-8試從系統(tǒng)工程的角度分析精密磨削的技術(shù)關(guān)鍵精密磨削是指加工精度為10.1um、表面粗糙度達(dá)到Ra0.20.025um的磨削方法，又稱為小粗糙度磨削，多用于機(jī)床主軸、軸承、液壓導(dǎo)軌、量規(guī)等的精密加工。3-9試分析砂輪修整對(duì)精密磨削質(zhì)量的影響。砂輪修整是精密

16、磨削的關(guān)鍵之一，通過砂輪修整，可以提高磨料的使用壽命，形成等高性很好的微刃。使砂輪表面更平整，從而提高精密磨削質(zhì)量。3-10精密磨削能獲得高精度和小表面粗糙度表面的主要原因何在？精密磨削的磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，被加工表面留下大量極微細(xì)的磨削痕跡，殘留高度極小，加上無火花磨削階段的作用，獲得高精度和小表面粗糙度表面。3-11試分析超硬磨料砂輪的各種修整方法的機(jī)理、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍1）車削法 用單粒天然金剛石筆、聚晶金剛石筆、修整片等車削金剛石砂輪達(dá)到修整目的。2）磨削法 用普通磨料砂輪或砂塊與超硬磨料砂輪對(duì)磨進(jìn)行修整。修整陶瓷、金屬結(jié)合劑金剛石砂輪等各種超硬磨料砂輪3）滾壓擠壓法 用碳化

17、硅、剛玉、硬質(zhì)合金或鋼鐵等制成的修整輪，與超硬磨料砂輪在一定壓力下進(jìn)行自由對(duì)滾，使結(jié)合劑破裂形成容削空間，并使超硬磨粒表面崩碎形成微刃。多用于修銳4）噴射法 氣壓噴砂法：將碳化硅、剛玉磨粒從高速噴嘴噴射到傳動(dòng)的砂輪表面上，去除部分結(jié)合劑，使超硬磨粒突出。液壓噴砂法，用高壓泵打出流量為20L/min、壓力為150Pa的冷卻液，進(jìn)入噴嘴的漩渦室時(shí)，形成低壓，從邊孔中吸入碳化硅或剛玉等磨粒及空氣，與冷卻液形成混合液，并以高速噴嘴噴射到轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪上。5）電加工法 電解修銳法 利用電化學(xué)腐蝕作用蝕除金屬結(jié)合劑 多用于金屬結(jié)合劑砂輪的修銳 電火花修整法 其原理是電火花放電加工，適用于各種金屬結(jié)合劑砂輪，若

18、在結(jié)合劑中加入石墨粉，也可用于樹脂、陶瓷結(jié)合劑砂輪6）超聲波振動(dòng)修整法 用受激振動(dòng)的簧片或超聲波振動(dòng)頭驅(qū)動(dòng)的幅板作為修整器，并在砂輪和修整器間放入混油磨料，通過游離磨料撞擊砂輪的結(jié)合劑使超硬磨粒突出結(jié)合劑。主要用于修銳3-12試分析普通磨料砂輪和超硬磨料砂輪在修整機(jī)理上的不同。修整是整形和修銳的總稱。普通砂輪的整機(jī)和修銳一般是合為一步進(jìn)行的，而超硬磨料砂輪的整形和修銳一般是分為先后兩步進(jìn)行，有時(shí)，整形和修銳采用不同的方法。3-13在超硬磨料砂輪磨削時(shí)如何選用磨削液？由于超硬磨料砂輪組織緊密、氣孔少、磨削過程中易被堵塞，故要求磨削液有良好的潤(rùn)滑性、冷卻性、清洗性和滲透性。金剛石砂輪磨削時(shí)常用油性

19、液和水溶性液為磨削液，視具體情況而定，如磨削硬質(zhì)合金時(shí)普通采用煤油，但不宜使用乳化液；樹脂結(jié)合劑砂輪不宜食用蘇打水。立方氮化硼砂輪磨削時(shí)采用油性液為磨削液，一般不用水溶性液，因?yàn)樵诟邷叵铝⒎降鹉チ：退畷?huì)起化學(xué)反應(yīng)，稱水解作用，會(huì)加劇砂輪磨損。可加極壓添加劑以減弱水解作用。3-14超精密磨削的含義是什么？鏡面磨削的含義是什么？加工精度達(dá)到或高于0.1um，表面粗糙度小于Ra0.025um，是一種亞微米級(jí)的加工方法。鏡面磨削一般是指加工表面粗糙度達(dá)到Ra0.020.01um,表面光澤如鏡的磨削方法。3-15試從系統(tǒng)工程的角度來分析超精密磨削能達(dá)到高質(zhì)量的原因。影響超精密磨削的因素很多，各因素之

20、間又相互關(guān)連，所以超精密磨削是一個(gè)系統(tǒng)工程，超精密磨削需要一個(gè)高穩(wěn)定性的工藝系統(tǒng)，對(duì)力、熱、振動(dòng)、材料組織、工作環(huán)境的溫度和凈化等都有很高的要求，并有較強(qiáng)的抗擊來自系統(tǒng)內(nèi)外的各種干擾能力，有了高穩(wěn)定性，才能保證加工質(zhì)量的要求。所以超精密磨削是一個(gè)高精度、高穩(wěn)定性的系統(tǒng)。3-16試分析超硬微粉砂輪超精密磨削的特點(diǎn)。1）磨料粒度細(xì)，可同時(shí)獲得極小的表面粗糙度和很高的幾何尺寸和形狀精度2）加工效率高3）需要進(jìn)行在線修整4）需要有微進(jìn)給裝置的超精密磨床上進(jìn)行，設(shè)備價(jià)格高3-17試比較精密砂輪磨削和精密砂帶磨削的機(jī)理、特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合精密砂輪磨削的機(jī)理：1)微刃的微切削作用形成小粗糙度表面2）微刃的等高切

21、削作用使加工表面殘留高度極小。3）微刃的滑擠、摩擦、拋光作用減小表面粗糙度特點(diǎn)是殘留高度小，表面精度高。應(yīng)用于機(jī)床主軸、軸承、液壓滑閥、滾動(dòng)導(dǎo)軌、量規(guī)等的精密加工精密砂帶磨削時(shí)彈性變形區(qū)的面積大，使磨粒承受的載荷大大減小，載荷值均勻，有減震作用。砂帶的粒度均勻、等高性好、磨粒尖刃向上，有方向性，且切削刃間隔長(zhǎng)，切削不易堵塞，有較好的切削性砂帶磨削特點(diǎn)：1）彈性磨削2）冷態(tài)磨削3）磨削效率高4）砂帶制作比砂輪簡(jiǎn)單方便。砂帶可加工外圓、內(nèi)圓、平面和成形表面。磨削頭架可安裝在臥式車床、立式車床、龍門刨床等機(jī)床上進(jìn)行加工，很強(qiáng)的適應(yīng)性。不僅可以加工各種金屬材料，而且可加工木材、塑料、石材、水泥制品、橡

22、膠等非金屬材料以及單晶硅、陶瓷和寶石等硬脆材料。3-18比較閉式砂帶磨削和開式砂帶磨削的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合閉式砂帶磨削特點(diǎn)是效率高、噪聲大、易發(fā)熱?？捎糜诖?、半精和精加工開式砂帶磨削特點(diǎn)是磨削質(zhì)量高，磨削效果好，但效果不如閉式砂帶磨削，多用于精密和超精密磨削。3-19論述接觸輪外緣截面形狀及其結(jié)構(gòu)對(duì)砂帶磨削的影響接觸輪外圓截面形狀有平滑形用于細(xì)粒度砂帶精磨、精密和超精密磨及研拋，填充形用于粗磨，齒形又有鋸齒形用于粗磨和精磨，鋸齒形用于粗磨3-20分析接觸輪外緣材料的種類及其硬度對(duì)砂帶磨削的影響。接觸輪外緣材料種類很多，有鋼、橡膠、膠木、帆布、充氣橡膠等，硬度從硬到軟，在砂帶磨削的用途由重負(fù)荷磨削到

23、輕負(fù)荷磨削，到精密拋光3-21如何處理砂帶磨削時(shí)的冷潤(rùn)與除塵問題？濕磨要選擇磨削液，磨削液選擇要考慮加工表面粗糙度和被加工材料，考慮砂帶粘結(jié)劑的種類，考慮基底材料，干磨要選用干磨劑除塵處理：設(shè)吸塵和集塵裝置?？捎梅忾]罩或吸塵管等結(jié)構(gòu)將磨削液、切削、磨粒等匯集于集塵箱，通過過濾回收，磨削液再用。4-1 試述精密和超精密機(jī)床的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況第二次世界大戰(zhàn)前后精密機(jī)床的發(fā)展已逐漸完善成熟，主軸回轉(zhuǎn)精度在1um以下，主軸振擺在0.40.5um，直線度可達(dá)<1um/100mm。20世紀(jì)50年代末期，美國(guó)首先發(fā)展了金剛石刀具超精密切削技術(shù)20世紀(jì)80年代，超精密切削技術(shù)已應(yīng)用到民用產(chǎn)品?，F(xiàn)在，美國(guó)的

24、DTM-3和LODTM大型機(jī)床是公認(rèn)水平最高的、達(dá)到當(dāng)前技術(shù)最前沿的大型超精密機(jī)床。我國(guó)雖已取得不小的成績(jī)，但與國(guó)外相比仍有不少差距。4-2 試述我國(guó)發(fā)展超精密機(jī)床概況20世紀(jì)60年代開始發(fā)展精密機(jī)床。1987年北京密云機(jī)床研究所研制成功加工球面的JSC-027型超精密車床。最大加工直徑400mm。1998年北京機(jī)床研究所制成的加工直徑800mm的NAM-800型CNC超精密金剛石車床和SQUARE-200型超精密銑床，主軸回轉(zhuǎn)精度達(dá)0.05um.?，F(xiàn)在在研究加工直徑為1m以上的立式超精密機(jī)床。4-3 以美國(guó)為例，說明精密機(jī)床的發(fā)展過程1962年，美國(guó)聯(lián)合碳化物公司研制成功半球車床，是最早期的

25、使用金剛石刀具實(shí)現(xiàn)超精密鏡面切削的車床1968年，發(fā)展了Moore車床，主軸回轉(zhuǎn)精度0.05um70年代，Pneumo公司生產(chǎn)了MSG-325型超精密車床，機(jī)床空氣主軸的徑向圓跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)均<=0.05um1983年，LLL研制成功大型超精密金剛石車床DTM-3,可加工最大零件直徑為2100mm1984年，大型光學(xué)金剛石車床LODTM，研制成功2000年，生產(chǎn)了五軸聯(lián)動(dòng)500FG超精密機(jī)床?；剞D(zhuǎn)誤差小于等于0.025um4-4 能代表超精密機(jī)床最高水平的是那幾臺(tái)超精密機(jī)床1號(hào)機(jī)床、Moore車床、Ex-Cell-O公司的2m鏡面立式車床、美國(guó)PneumoMSG-325超精密車床、DTM

26、-3大型超精密車床、LODTM大型光學(xué)金剛石車床、Cranfield公司的OAGM2500大型超精密機(jī)床、Moore公司的500FG超精密機(jī)床、TOYOTA公司的AHN 10型高效專用車削、磨削超精密車床。4-5 試述美國(guó)LLL實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的DTM-3大型精密車床的主要技術(shù)性能1）檢測(cè)系統(tǒng) 長(zhǎng)距離測(cè)定用分辨率為2.5nm的He-Ne激光干涉儀，短距離測(cè)定用分辨率為0.625nm的差動(dòng)式電容微測(cè)儀。2）主軸和導(dǎo)軌 主軸采用油靜壓徑向軸承，空氣靜壓推力軸承，主軸剛度>500N/um，x向采用平面液體潤(rùn)滑導(dǎo)軌，z向采用平面空氣靜壓導(dǎo)軌3）導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)與控制 x軸、z軸的驅(qū)動(dòng)有DC電動(dòng)機(jī)與靜

27、壓軸承的50mm的摩擦驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，頻帶寬10Hz，最大送進(jìn)量2.5mm/s.并有PZT（PbZrO-PbT）陶瓷壓電元件驅(qū)動(dòng)刀具的微位移機(jī)構(gòu)（范圍：2.5um）進(jìn)行誤差修正。4）恒溫控制及底座 在6m2空間內(nèi)流體溫度控制可達(dá)（20±0.0006），空氣溫度控制可達(dá)（20±0.005）.機(jī)床底座為價(jià)5萬美元的6.4m×4.6m×1.5m的花崗巖，膨脹系數(shù)低，對(duì)振動(dòng)的衰減能力比鋼高15倍4-6 試述美國(guó)LLL實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的LODTM大型光學(xué)金剛石車床的主要技術(shù)性能采用面積較大的推力軸承、7路高分辨率雙頻激光測(cè)量系統(tǒng)、使用He-Ne 雙頻激光測(cè)量器、使用4路激光

28、檢測(cè)橫梁上溜板的運(yùn)動(dòng)、使用3路激光檢測(cè)刀架上下運(yùn)動(dòng)位置、使用在線測(cè)量和誤差補(bǔ)償以提高加工精度、發(fā)熱部件用恒溫水冷卻，水溫控制在（20±0.0005）、大地基，地基周圍有防振溝、用4個(gè)大空氣彈簧支撐起來，有兩個(gè)空氣彈簧氣室是連通的。4-7試述美國(guó)Cranfield公司生產(chǎn)的OAGM2500大型超精密機(jī)床的必要性三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控、x和y向?qū)к壊捎靡后w靜壓、z向的磨軸頭和測(cè)量頭采用空氣軸承。床身采用型鋼焊接結(jié)構(gòu)。中間用人造花崗巖、精密數(shù)控驅(qū)動(dòng)、采用分辨率為2.5nm的ZYGO AXIOM雙頻激光測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)位置。4-8 舉例說明發(fā)展高效專用多功能超精密機(jī)床的必要性精密機(jī)床是實(shí)現(xiàn)精密加工的首

29、要基礎(chǔ)條件，發(fā)展高效專用多功能的超精密機(jī)床能促進(jìn)國(guó)家的微電子和家電工業(yè)的發(fā)展。日本研究超精密切削技術(shù)和研制超精密機(jī)床雖然起步較晚，但由于得到有關(guān)方面的重視和協(xié)同努力，發(fā)展很快，多功能和高效專用超精密機(jī)床在日本發(fā)展較好，促進(jìn)了日本微電子和家電工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。4-9 為什么超精密機(jī)床大部分都采用空氣軸承，它有哪些優(yōu)缺點(diǎn)由于超精密切削時(shí)切削力甚小，空氣軸承能滿足要求，故在超精密機(jī)床中得到廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：回轉(zhuǎn)精密高、高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)溫升小熱變形誤差小缺點(diǎn)：剛度低、承受載荷小。4-10 空氣主軸軸承有哪些常用的機(jī)構(gòu)形式？它有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？1、圓柱徑向軸承和端面止推空氣靜壓軸承。優(yōu)點(diǎn)：能自動(dòng)調(diào)整定

30、心。采用多孔石墨的軸襯代替輸入空氣的小孔節(jié)流，效果好、使用多孔石墨在沒有空氣狀態(tài)下軸如少量旋轉(zhuǎn)，不會(huì)和軸套咬住使主軸損壞，缺點(diǎn)是這種多孔石墨要求組織均勻、各處透氣率相同，制造技術(shù)難度大。2、雙半球空氣軸承主軸。優(yōu)點(diǎn)：氣浮面是球面有自動(dòng)調(diào)心作用，當(dāng)軸承尺寸較大時(shí)，可以有較高的剛度和較大的承載能力。3、前部用球形，后部用圓柱徑向空氣軸承的主軸。優(yōu)點(diǎn)：一端是球形，起到徑向和軸向推力軸承的作用，并有自動(dòng)調(diào)心作用。缺點(diǎn)：剛度和承載能力不高4、立式空氣軸承。優(yōu)點(diǎn)：下止推面大于上止推面，以平衡主軸的重量，使上下止推面的空氣間隙相等，處于最佳狀態(tài)。徑向軸承制成圓弧面，可起到自動(dòng)調(diào)心、提高精度的作用。4-11

31、超精密主軸有哪些驅(qū)動(dòng)方式？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？1、電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床主軸。優(yōu)點(diǎn)：無極調(diào)速、減少振動(dòng)。缺點(diǎn)：超精密機(jī)床多數(shù)采用T形總布局，這種方式，十分不便。2、電動(dòng)機(jī)通過柔性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)機(jī)床主軸。優(yōu)點(diǎn)：主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊、無級(jí)調(diào)速、消除振動(dòng)和回轉(zhuǎn)誤差。缺點(diǎn)：主軸軸向長(zhǎng)度較大，使整個(gè)機(jī)床的尺寸加大。3、采用內(nèi)裝式同軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)床主軸。優(yōu)點(diǎn)：消除電刷磨損對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響，回轉(zhuǎn)精度高，主軸軸箱的軸向長(zhǎng)度縮短，主軸箱成為一個(gè)獨(dú)立的、很方便移動(dòng)的部件。缺點(diǎn)：主軸部件熱變形，需要通恒溫油（或水）冷卻。4-12 超精密車床有哪幾種總體布局？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？1、十字形滑板工作臺(tái)布局。優(yōu)點(diǎn)：主軸箱位置固定

32、，刀架在十字形滑板（或溜板）工作臺(tái)上。缺點(diǎn)：激光干涉測(cè)量系統(tǒng)的激光光路需要封閉結(jié)構(gòu)，增加了工作臺(tái)體積。2、T形布局。優(yōu)點(diǎn)：z向和x向運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，誤差不累加，測(cè)量系統(tǒng)的安裝簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高。3、R-布局。優(yōu)點(diǎn)：可加工平面和各種凹凸非球曲面。缺點(diǎn)：高精度的圓弧導(dǎo)軌制造不易，加工調(diào)整用極坐標(biāo)不是直角坐標(biāo)，用的不多。4、偏心圓轉(zhuǎn)角布局。優(yōu)點(diǎn)：加工球面和平面時(shí)，完全不需要導(dǎo)軌的直線運(yùn)動(dòng)，故加工精度和表面質(zhì)量高，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。5、立式結(jié)構(gòu)布局。優(yōu)點(diǎn)：加工工件直徑較大并且重量較重。4-13 簡(jiǎn)述精密和超精密機(jī)床使用的床身和導(dǎo)軌材料，并說明各自的優(yōu)缺點(diǎn)1、優(yōu)質(zhì)耐磨鑄鐵。優(yōu)點(diǎn)：工藝性好，耐磨性好、熱膨脹系

33、數(shù)低、對(duì)振動(dòng)衰減能力、經(jīng)時(shí)效消除內(nèi)應(yīng)力。缺點(diǎn)：容易生銹2、花崗巖。優(yōu)點(diǎn)：長(zhǎng)期尺寸穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)低、對(duì)振動(dòng)衰減能力強(qiáng)、硬度高、耐磨、不會(huì)生銹。缺點(diǎn)：交給你小孔和螺紋比較困難。主要缺點(diǎn)是吸濕性，產(chǎn)生微量變形，影響精度。3、人造花崗巖。優(yōu)點(diǎn)：可鑄造成形、吸濕性低、對(duì)振動(dòng)的衰減能力加強(qiáng)。4-14 簡(jiǎn)述精密和超精密機(jī)床的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式，并說明各自的優(yōu)缺點(diǎn)1、滾動(dòng)導(dǎo)軌。優(yōu)點(diǎn)：直線運(yùn)動(dòng)精度高，達(dá)到微米級(jí)，磨擦因數(shù)極低，僅0.0020.0032、液體靜壓導(dǎo)軌。優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)軌剛度高，能承受大的載重，直線運(yùn)動(dòng)精度高并且平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象。缺點(diǎn)：左右不對(duì)稱，因此甚難做到極高精度。3、氣浮導(dǎo)軌。優(yōu)點(diǎn)：直線運(yùn)動(dòng)精度高，導(dǎo)

34、軌無爬行現(xiàn)象，無摩擦。缺點(diǎn)：剛度低于空氣靜壓導(dǎo)軌，受壓縮空氣壓力波動(dòng)影響大。4、空氣靜壓導(dǎo)軌。優(yōu)點(diǎn)：比氣浮導(dǎo)軌剛度和運(yùn)動(dòng)精度高，摩擦力小，不易發(fā)熱，沒有溫升。缺點(diǎn)：需要靜壓空氣節(jié)流方式用的多孔石墨制造不易。4-15 試述滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)滾珠在絲杠和螺母的螺紋槽內(nèi)滾動(dòng)，因此摩擦力小。滾珠在螺母內(nèi)有再循環(huán)通道，行程長(zhǎng)度不受滾珠限制。優(yōu)點(diǎn)：絲杠的螺紋槽精度高。有在線檢測(cè)系統(tǒng)作為進(jìn)給量的檢測(cè)和反饋。缺點(diǎn)：進(jìn)給全行程中絲杠和螺母配合的松緊度有變化，影響進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。4-16 試述超精密機(jī)床中使用的摩擦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理、結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)和導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)體相聯(lián)的驅(qū)動(dòng)桿夾在兩個(gè)摩擦輪之間。上摩擦輪是用彈

35、簧壓板壓在驅(qū)動(dòng)桿上，當(dāng)彈簧壓板壓力足夠時(shí)，摩擦輪和驅(qū)動(dòng)桿之間將無滑動(dòng)。兩個(gè)摩擦輪均有靜壓軸承支承，可以無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)。下摩擦輪和直流電動(dòng)機(jī)相連，帶動(dòng)下摩擦輪旋轉(zhuǎn)，靠摩擦力帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿，帶動(dòng)導(dǎo)軌做非常平穩(wěn)的直線運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：直線運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，直線精度高。缺點(diǎn)：要求下摩擦輪直徑小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)困難4-17 精密加工對(duì)微量進(jìn)給裝置的性能要求是什么？1）精微進(jìn)給和粗進(jìn)給分開，提高微位移的精度、分辨率和穩(wěn)定性2）運(yùn)動(dòng)部分必須是低摩擦和高穩(wěn)定度的。3）末級(jí)傳動(dòng)元件及夾金剛石刀具處剛度要求高4）微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)內(nèi)部聯(lián)接必須是可靠聯(lián)接。5）工藝性好，容易制造6）微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)應(yīng)具有好的動(dòng)特性，高頻響7）微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給的自

36、動(dòng)控制4-18 試述壓電和電致伸縮傳感器的結(jié)構(gòu)和主要性能結(jié)構(gòu)：平時(shí)電致伸縮陶瓷片兩片一對(duì)，中間通正電，兩側(cè)通負(fù)電，將很多對(duì)陶瓷片疊在一起，正極聯(lián)在一起。主要性能：電容3uF，自振頻率100Hz，最大伸長(zhǎng)量12um，承受最大壓力750N，滯后2%，蠕變2%，使用溫度040，線膨脹系數(shù)10-6/，彈性模量16×106，最大拉伸力350N，響應(yīng)時(shí)間<100us4-19 介紹幾種典型的壓電式或電致伸縮式微進(jìn)給裝置的原理、結(jié)構(gòu)和性能1、日本岡崎佑一研究的微量進(jìn)給裝置壓電傳感器后側(cè)為固定支承，刀架體上有4個(gè)圓孔和臺(tái)體外側(cè)面形成薄壁并行元件，在圓孔間用三條縫開通，使前面裝車刀部分和臺(tái)體間能做

37、前后彈性變形位移。當(dāng)壓電傳感器在電壓作用下伸長(zhǎng)時(shí)，將推動(dòng)前面裝刀具部分向前移動(dòng)實(shí)現(xiàn)微位移。2、美國(guó)FTS微量進(jìn)給裝置壓電伸縮傳感器后端支承在固定的裝置本體上。刀具裝在前部為錐形后部為套筒形的位移部件上，這位移部件有前后各一薄膜（彈性變形元件）支承在固定的本體上。當(dāng)壓電伸縮傳感器在電壓作用下向前伸長(zhǎng)時(shí)，推動(dòng)前面帶刀具的位移部件向前移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)微位移。3、英國(guó)Cranfield公司微量進(jìn)給裝置壓電伸縮傳感器后端支承在裝置的本體上，用螺釘可以進(jìn)行預(yù)載加力。位移部分由兩個(gè)薄膜（彈性變形元件）支承在本體的外圓筒中。當(dāng)電致伸縮傳感器在電壓作用下伸長(zhǎng)時(shí)，推動(dòng)帶刀具的位移部分向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。4、新結(jié)構(gòu)微

38、量進(jìn)給裝置微量進(jìn)給裝置本體、彈性變形元件、位移進(jìn)給部分是由整體材料制成，是一整體結(jié)構(gòu)。電致伸縮傳感器后端有調(diào)節(jié)螺釘，可以很方便地調(diào)整預(yù)載力。電致伸縮傳感器在電壓作用下伸長(zhǎng)時(shí)，推動(dòng)前面的刀具的位移部分前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、使用方便、微位移穩(wěn)定可靠。4-20 介紹一種兩坐標(biāo)部件位移的激光在線檢測(cè)系統(tǒng)美國(guó)Pneumo公司MSG-325超精密機(jī)床的激光檢測(cè)系統(tǒng)。主軸箱裝做Z向運(yùn)動(dòng)，刀架做X向運(yùn)動(dòng)。雙頻激光發(fā)生器發(fā)出的激光經(jīng)分光鏡分成兩路，分別測(cè)Z向和X向的位移。測(cè)量系統(tǒng)分辨率為0.01um。測(cè)量系統(tǒng)除移動(dòng)的測(cè)量反射鏡是安裝在移動(dòng)部件隨主軸箱和刀架移動(dòng)外，其余整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是固定安裝

39、在花崗巖床身上。測(cè)量精度達(dá)0.1um4-21 介紹一種三坐標(biāo)部件位移的激光在線檢測(cè)系統(tǒng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)多數(shù)裝有雙頻激光在線位移測(cè)量系統(tǒng)（少數(shù)使用光柵尺），測(cè)量分辨率為0.01um，測(cè)量精度在0.1um，激光器出來的激光經(jīng)分光鏡分成三路激光，分別測(cè)x、y、z三個(gè)方向的移動(dòng)位移。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)裝上了激光位移在線測(cè)量系統(tǒng)后，不僅提高了測(cè)量精度，而且可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量的自動(dòng)化4-22 提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性和減少機(jī)床內(nèi)部振動(dòng)有哪些辦法？1、各運(yùn)動(dòng)部件都應(yīng)經(jīng)過精密動(dòng)平衡，消滅或減少機(jī)床內(nèi)部的振源2、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性3、在機(jī)床結(jié)構(gòu)的易振動(dòng)部分，人為的加入阻尼，減小振動(dòng)4、使用振動(dòng)衰減能力強(qiáng)的材料制造機(jī)床的結(jié)構(gòu)件4-

40、23 精密和超精密機(jī)床的隔振防振措施有哪些？1、超精密機(jī)床應(yīng)盡量遠(yuǎn)離振源2、超精密機(jī)床采用單獨(dú)地基、隔振溝、隔振墻等3、使用空氣隔振墊（亦稱空氣彈簧）4-24 試述溫度變化對(duì)精密機(jī)床和精密加工誤差的影響精密加工中機(jī)床熱變形和工件溫升引起的加工誤差占縱誤差的40%70%。磨削直徑是100的零件，溫升10將產(chǎn)生11um的誤差。精密加工鋁合金零件100mm長(zhǎng)時(shí)，溫度變化1，將產(chǎn)生2.25um的誤差。若要求確保0.1um的加工精度，環(huán)境溫度就需要控制在±0.05范圍內(nèi)。要提高機(jī)床的加工精度，必須嚴(yán)格控制溫度變化。4-25 減少機(jī)床熱變形的措施有哪些？1、盡量減少機(jī)床中的熱源2、采用熱膨脹系數(shù)

41、小的材料制造機(jī)床部件3、結(jié)構(gòu)合理化4、使機(jī)床長(zhǎng)期處在熱平衡狀態(tài)5、使用大量的恒溫液體澆淋4-26 美國(guó)LLL實(shí)驗(yàn)室對(duì)大型超精密車床如何進(jìn)行恒溫控制？達(dá)到什么水平？使用兩級(jí)水冷式熱交換器，用測(cè)熱傳感器測(cè)量進(jìn)入的空氣的溫度，反饋控制熱交換器的水流量，空氣溫度可控制在±0.005的變化范圍內(nèi)。機(jī)床的重要部件的溫度是直接用恒溫水流來控制的。主軸的徑向和推力軸承都是帶夾層的，可以通過恒溫水流。進(jìn)入機(jī)床的恒溫水，流量為6.3L/s。通過熱交換器，改變冰冷水的流量?？梢允购銣厮臏囟茸兓刂圃冢?0±0.005）內(nèi)。5-1 試述精密加工中測(cè)量技術(shù)的新發(fā)展1、極高精度測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器的發(fā)

42、展2、精密在線自動(dòng)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展3、測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集處理技術(shù)的發(fā)展。5-2 試述精密測(cè)量需要的環(huán)境條件1、恒溫條件2、隔振條件3、氣壓、自重、運(yùn)動(dòng)加速度和其他環(huán)境條件。5-3 怎樣選擇量具和量?jī)x的材料？1、根據(jù)材料線膨脹系數(shù)選擇2、根據(jù)材料的穩(wěn)定性和耐磨性選擇5-4 我國(guó)采用的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)是什么？現(xiàn)在國(guó)際上用的長(zhǎng)度基準(zhǔn)是什么？我國(guó)用米制，國(guó)際長(zhǎng)用米制，規(guī)定1m=光在真空中在（1/299792458）s內(nèi)行走的長(zhǎng)度。5-5 如何正確使用量塊以達(dá)到較高的測(cè)量精度？需要將各級(jí)精度的量塊檢定出其長(zhǎng)度的實(shí)際值，使用時(shí)取檢定所得兩塊實(shí)際長(zhǎng)度，將檢定量塊長(zhǎng)度實(shí)際值的測(cè)量極限誤差作為誤差處理。需要將幾塊兩塊拼合

43、成要求的尺寸。每?jī)闪繅K間的拼合面有油膜，將使長(zhǎng)度增加6nm左右。為提高量塊測(cè)量精度，應(yīng)使用最少量塊數(shù)拼合出要求的尺寸。5-6 精加工工廠如何選用自己的長(zhǎng)度基準(zhǔn)？可以使用經(jīng)國(guó)家檢定的自己的長(zhǎng)度基準(zhǔn)。5-7 鑄鐵和花崗巖測(cè)量平臺(tái)比較，各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？鑄鐵，優(yōu)點(diǎn)：耐磨性好，短期穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)：易受潮會(huì)生銹，碰撞時(shí)表面會(huì)出毛刺。花崗巖，優(yōu)點(diǎn)：耐磨性好，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，受潮不生銹，碰撞時(shí)出現(xiàn)小坑但沒有毛刺，缺點(diǎn)：受潮會(huì)變形。5-8 簡(jiǎn)述直線度和直線運(yùn)動(dòng)精度的檢測(cè)原理和方法直線度檢測(cè)：檢測(cè)長(zhǎng)度短時(shí)，可用刀口形直尺檢測(cè)，根據(jù)光隙大小測(cè)知表面的直線度。檢測(cè)長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，可采用分段檢測(cè)其水平傾角，經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到表面

44、的直線度。直線運(yùn)動(dòng)精度檢測(cè)：在溜板（運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌）上安放高精度平尺，用測(cè)微儀檢測(cè)其直線運(yùn)動(dòng)的直線度誤差。在直線運(yùn)動(dòng)的精度很高時(shí)，用上述方法先檢測(cè)一次，然后將平尺在原位反轉(zhuǎn)（如原來測(cè)量面向左，翻轉(zhuǎn)后測(cè)量面向后）再測(cè)一次，兩次測(cè)量結(jié)果同位置相加，則平尺本身的誤差正負(fù)相消，余下的誤差即為直線運(yùn)動(dòng)的直線誤差。5-9 簡(jiǎn)述平面度的檢測(cè)原理和方法小面積高精度的平面度常用光學(xué)平晶觀察其干涉條紋形狀而測(cè)出其平面度誤差大面積時(shí)，可將被測(cè)表面劃定不同方向的直線若干條，檢測(cè)其直線度，綜合后即得到該表面的平面度誤差。5-10 簡(jiǎn)述零件垂直度的檢測(cè)方法零件中垂直度的檢測(cè)，經(jīng)常在測(cè)量平臺(tái)上用直角尺檢測(cè)。L形、T形、圓柱形5-

45、11 試述使用圓光柵和圓感應(yīng)同步器的精密測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)的主要優(yōu)點(diǎn)和它能達(dá)到的測(cè)量精度優(yōu)點(diǎn)：測(cè)角精度高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量、測(cè)量系統(tǒng)不存在磨損問題。分辨率0.1測(cè)量精度0.30.55-12 試述精密多齒分度盤的測(cè)角原理，主要優(yōu)點(diǎn)和能達(dá)到的測(cè)角精度多齒分度盤是由兩個(gè)直徑、齒數(shù)和齒形都相同的精度很高的上、下端面齒盤組成。工作時(shí)，上下齒盤在一定的軸向力下強(qiáng)迫嚙合，所有齒產(chǎn)生變形后全部都接觸，由于圓周封閉的特點(diǎn)，產(chǎn)生齒距誤差的抵消均化作用，使偏差總和接近于零，保證端齒盤有很高分度精度。優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)定心、重復(fù)性好、無角位移空程、操作簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)。精度達(dá)0.050.1.5-13 試述精密多齒分度盤的小角度分度器

46、的測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)和測(cè)角精度采用細(xì)牙的精密千分絲桿來獲得移動(dòng)的高放大倍數(shù)(約為1400：1)。千分絲桿和下齒盤相聯(lián)，其端面固連于底座的硬質(zhì)合金小輪上，千分絲桿3轉(zhuǎn)下齒盤旋轉(zhuǎn)15。千分絲桿靠直徑100mm刻度盤的手輪轉(zhuǎn)動(dòng)，刻度盤上加游標(biāo)使讀書的分辨率達(dá)到0.15-14 試述用兩個(gè)多齒分度盤互檢標(biāo)定的原理和方法利用圓周360度封閉的原理。方法：將兩多齒分度盤疊放（兩軸線盡量重合），頂上方子準(zhǔn)直光管的反射鏡，將自準(zhǔn)直光管對(duì)準(zhǔn)調(diào)零。將多齒分度盤2轉(zhuǎn)過A角（360能等分的角），再將多齒分度1逆轉(zhuǎn)名義值相同的X角，用自準(zhǔn)直光管記下誤差值（X-A）；分度盤2轉(zhuǎn)同樣名義值的B角，分度盤1仍逆轉(zhuǎn)X角，再記下誤差值

47、；繼續(xù)檢測(cè)直到多齒分度盤2已轉(zhuǎn)完360度。5-15 圓度有哪些測(cè)量方法直徑法、圓周界限量規(guī)、在頂尖上旋轉(zhuǎn)法、V形塊法、三點(diǎn)測(cè)頭法、圓度儀法、三點(diǎn)法（或兩點(diǎn)法）在線測(cè)量。5-16 試述圓度誤差的評(píng)定方法？1）最小外接圓法。先求出包容實(shí)際輪廓曲線且半徑為最小的外接圓，然后再畫出和它同心且半徑最小的外接圓，這兩圓的半徑差即為圓度誤差2）最大內(nèi)接圓法。先求出內(nèi)切于實(shí)際輪廓且半徑為最大的內(nèi)接圓，然后再畫出和他同心且半徑最小的外接圓，兩圓的半徑差即為圓度誤差。3）最小包容區(qū)域圓法。即最小半徑法。包容實(shí)際輪廓且半徑差為最小的兩個(gè)同心圓的半徑差為圓度誤差。5-17 圓度儀有哪兩種結(jié)構(gòu)形式？各自的優(yōu)缺點(diǎn)如何？一

48、種是測(cè)量頭隨主軸（以下簡(jiǎn)稱測(cè)量軸）旋轉(zhuǎn)，被測(cè)件固定在工作臺(tái)面上不動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)：精度高，缺點(diǎn)：不易測(cè)量圓柱度、同軸度、平面度和垂直度一種是結(jié)構(gòu)形式是測(cè)量頭固定不動(dòng)，被測(cè)件隨旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行測(cè)量。優(yōu)點(diǎn)：即可測(cè)圓度，又可測(cè)圓柱度、同軸度、端面的平面度、端面和軸線的垂直度，軸線直線度等。5-18 試述主軸回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量原理和方法1、用高精度鋼球測(cè)量主軸徑向跳動(dòng)。測(cè)出的徑向跳動(dòng)包含機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差和鋼球的圓度誤差，由于鋼球圓度誤差比主軸回轉(zhuǎn)誤差小很多，可以忽略不計(jì)，故測(cè)出的徑向跳動(dòng)值，就是機(jī)床的回轉(zhuǎn)誤差。2、用三點(diǎn)誤差分離原理測(cè)精密主軸的回轉(zhuǎn)誤差。5-19 試述單頻激光測(cè)長(zhǎng)度的原理光程的變化造成干涉條

49、紋亮暗變化，被測(cè)件每移動(dòng)/2（為激光波長(zhǎng)），干涉條紋亮暗變化一周期，通過相位板獲得兩路相位差90度的干涉條紋信號(hào)的細(xì)分和辨向，再通過干涉測(cè)量器最后成為具有長(zhǎng)度單位當(dāng)量的脈沖，顯示出被測(cè)件的移動(dòng)距離。5-20 試述雙頻激光測(cè)長(zhǎng)度的原理，為何它比單頻激光測(cè)量的精度高？雙頻激光干涉測(cè)量系統(tǒng)受環(huán)境干擾的影響比單頻激光測(cè)量系統(tǒng)要小很多，使測(cè)量精度大為提高。將光源通過軸向強(qiáng)磁場(chǎng)分裂成兩個(gè)頻率的圓偏振光。得到一個(gè)頻率差。一路光經(jīng)過干涉測(cè)量器做參考信號(hào)，其余大部分激光刀偏振分光鏡，這兩路光透過反射棱鏡再經(jīng)過偏振分光鏡匯合，經(jīng)過干涉測(cè)量器再獲得拍頻信號(hào)和之前的頻率差做比較。得到具有長(zhǎng)度單位當(dāng)量的交流電信號(hào)。5-

50、21 試述激光測(cè)小角度的原理雙頻激光f1、f2通過偏振分光鏡，垂直的線振偏光全部反射，經(jīng)反射鏡到測(cè)小角度的雙反射棱鏡的上棱鏡而反射回去，頻率為f1±f1，另一路水平光f2透過偏光鏡到雙反射棱鏡的下棱鏡反射回去，頻率為f2±f2，這兩路光經(jīng)偏振分光鏡匯合，如果反射棱鏡傾斜角，f1f2，讀數(shù)將顯示2l,雙棱鏡距離D為定值，tan=l/D5-22 試述激光測(cè)量中使用空氣參數(shù)補(bǔ)償?shù)谋匾院图友a(bǔ)償后效果環(huán)境條件較差時(shí)，誤差值可能較大，故空氣參數(shù)補(bǔ)償在要求較高測(cè)量精度時(shí)時(shí)十分必要的。加空氣參數(shù)補(bǔ)償后測(cè)量精度大大提高。5-23 使用光纖傳輸?shù)募す鉁y(cè)量系統(tǒng)有哪些優(yōu)點(diǎn)？存在什么問題優(yōu)點(diǎn)：激光

51、頭可以隨意放置，沒有傳輸激光的固定封閉管路，給使用者帶了極大方便，很受歡迎問題：不能使用光纖傳輸。5-24 試述接觸式激光干涉測(cè)量表面形貌和表面粗糙度的原理激光通過分光鏡片分成兩路，一路經(jīng)固定透鏡反射，另一路經(jīng)測(cè)針臂透鏡反射，兩路激光產(chǎn)生干涉，干涉條紋的相位和移動(dòng)反射鏡的唯一成正比。金剛石測(cè)針做水平掃描，測(cè)針隨被測(cè)表面的廓形高低做垂直運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)反射鏡做相應(yīng)垂直運(yùn)動(dòng)。得到激光干涉條紋圖，再通過相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件處理，得到被測(cè)表面的形貌和粗糙度。5-25 試述非接觸式激光干涉測(cè)量表面形貌和表面粗糙度的原理經(jīng)分光鏡得到的極細(xì)激光束，一路照射到工件表面的固定參考點(diǎn)，另一路激光在被測(cè)表面做水平掃描，將隨被

52、測(cè)表面廓形高低而產(chǎn)生相位變化。兩路激光產(chǎn)生干涉，干涉條紋的相位將隨廓形高低而變化。對(duì)表面掃描可得到相對(duì)應(yīng)于該表面廓形的激光干涉條紋圖像。5-26 簡(jiǎn)述精密自由曲面的測(cè)量原理自由曲面的測(cè)量是使用坐標(biāo)法，用精密形貌測(cè)量?jī)x測(cè)出表面廓形上個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)尺寸，再將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為三維立體彩色圖形。5-27 簡(jiǎn)述已知設(shè)計(jì)模型的自由曲面的測(cè)量結(jié)果評(píng)定原理將得到的測(cè)量面和理論曲面經(jīng)過一定的坐標(biāo)變換，達(dá)到最佳匹配，選擇一定的評(píng)定參數(shù)，即可進(jìn)行形貌誤差評(píng)估。5-28 簡(jiǎn)述未知設(shè)計(jì)模型的自由曲面的測(cè)量結(jié)果評(píng)定原理首先重構(gòu)基準(zhǔn)曲面來實(shí)現(xiàn)測(cè)量面的誤差評(píng)定。得到重構(gòu)的基準(zhǔn)曲面后，與測(cè)量面進(jìn)行比較，得出測(cè)量面的誤差評(píng)定。5-29

53、 簡(jiǎn)述測(cè)量精密自由曲面時(shí)的粗糙度和評(píng)定原理將該表面的基準(zhǔn)自由曲面進(jìn)行分離，才能得到能做表面粗糙度評(píng)定的表面微觀廓形?？捎闷胀ù植诙仍u(píng)定方法進(jìn)行評(píng)定。6-1 從提高加工精度的角度來看，試論述誤差的隔離和消除、誤差的補(bǔ)償兩條途徑的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)1、誤差的隔離和消除，即找出加工中誤差產(chǎn)生的根源，采取相應(yīng)措施，使誤差不產(chǎn)生或少產(chǎn)生。2、誤差的補(bǔ)償，立足于用相應(yīng)的措施去“鈍化”、抵消、均化誤差，使誤差減小，是一種“后天”措施，不是“先天”措施。6-2 試闡述離線檢測(cè)、在位檢測(cè)和在線檢測(cè)的含義，并分析其特點(diǎn)1、離線檢測(cè)是工件加工完畢后，從機(jī)床上取下，在機(jī)床旁或在檢測(cè)室中進(jìn)行檢測(cè)。只能檢測(cè)加工后的結(jié)果，不一定能

54、反映加工時(shí)的實(shí)際情況，也不能連續(xù)檢測(cè)加工過程中的變化，但精度高2、在位檢測(cè)是工件加工完畢后，在機(jī)床上不卸下工件的情況下進(jìn)行檢測(cè)，稱之為在位檢測(cè)只能檢測(cè)加工后的結(jié)果，不一定能反映加工時(shí)的實(shí)際情況，也不能連續(xù)檢測(cè)加工過程中的變化，但其檢測(cè)結(jié)果更接近實(shí)際加工情況3、在先檢測(cè)是工件在加工過程中的同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)1）能夠連續(xù)檢測(cè)加工過程中的變化2）檢測(cè)結(jié)果能反映實(shí)際加工情況3）檢測(cè)難度大4）對(duì)傳感器性能要求高5）在線檢測(cè)一般是自動(dòng)運(yùn)行6-3 試論述進(jìn)行在線檢測(cè)的條件檢測(cè)傳感器的安置，切削液和切屑的狀況，傳感器的性能（靈敏度、頻響、穩(wěn)定性、抗干擾能力等）及尺寸等都會(huì)影響在線檢測(cè)的可能性和測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。6-

55、4 試述誤差補(bǔ)償?shù)母拍罴捌涓鞣N形式在機(jī)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修正、抵消、均化、“鈍化”6-5 舉例說明誤差修正、誤差校正、誤差均化、誤差“純化”、誤差分離等概念1、通過杠桿將修正尺和母絲桿的螺母聯(lián)接起來，修正尺上的修正曲線使母絲桿的螺母做附加微小轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使刀架產(chǎn)生附加微小位移來補(bǔ)償母絲桿的螺距誤差，這是修正法、或稱校正法2、多齒分度盤采用四點(diǎn)易位對(duì)角研磨法進(jìn)行終加工。研磨時(shí)上齒盤上下運(yùn)動(dòng)與下齒盤產(chǎn)生研磨運(yùn)動(dòng)，兩盤之間有研磨劑，上齒盤以正轉(zhuǎn)180度后反轉(zhuǎn)90度的順序轉(zhuǎn)位，其位置為0度-180度-90度-270度-180度-360度-270度-90

56、度-0度，八次為一循環(huán)，一次循環(huán)后，上齒盤相對(duì)下齒盤轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，再進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，直至全部齒轉(zhuǎn)完，這種研磨方式是使齒距誤差充分均化，可得到很高的分度精度，是一種誤差補(bǔ)償方式。3、車削加工時(shí)，刀具安裝在水平方向位置時(shí)，刀尖位置下降不處于誤差敏感方向，刀具安裝在垂直方向位置時(shí)，刀尖位置下降正是處于誤差敏感方向。使誤差出現(xiàn)在與誤差敏感方向相垂直的地方就會(huì)減小其影響，就是誤差“鈍化”4、在測(cè)量精密軸系徑向圓跳動(dòng)時(shí)，常在其主軸上安裝一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球，通過測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)球的徑向圓跳動(dòng)作為該軸系的徑向圓跳動(dòng)。實(shí)際上，其檢測(cè)結(jié)果包含了標(biāo)準(zhǔn)球的形狀誤差。對(duì)于精密軸系來說不容忽視，因此要將這部分誤差分離出去，通常是在測(cè)量后通

57、過數(shù)據(jù)處理來進(jìn)行。就是誤差分離。6-6 試述軟件誤差補(bǔ)償與硬件誤差補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)及其相互間的關(guān)系軟件補(bǔ)償和硬件補(bǔ)償?shù)膮^(qū)分是看補(bǔ)償信息是由軟件還是由硬件產(chǎn)生的。軟件補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)：1、動(dòng)態(tài)性能高，補(bǔ)償值隨工作狀態(tài)的變化而即時(shí)變化，具有柔性。2、要有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)3、補(bǔ)償系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、工作方便可靠。6-7 論述綜合誤差補(bǔ)償、多維誤差補(bǔ)償、預(yù)報(bào)型誤差補(bǔ)償?shù)暮x和意義多維誤差補(bǔ)償是在多坐標(biāo)上進(jìn)行的誤差補(bǔ)償，其難度和工作量都比較大，是近幾年來發(fā)展起來的誤差補(bǔ)償技術(shù)。對(duì)工件尺寸、形狀和位置誤差同時(shí)進(jìn)行綜合補(bǔ)償，其中包括對(duì)尺寸、形狀和位置一種誤差中的多項(xiàng)誤差進(jìn)行綜合補(bǔ)償，如圓度和圓柱度的同時(shí)補(bǔ)償。實(shí)現(xiàn)了多加工過程的誤差補(bǔ)償。預(yù)報(bào)型補(bǔ)償利用在線隨機(jī)建模理論、先進(jìn)的傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微位移技術(shù)等?？梢詫?duì)隨機(jī)誤差進(jìn)行建模和預(yù)報(bào)，對(duì)動(dòng)態(tài)誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。它是時(shí)間序列分析、預(yù)報(bào)與控制在制造技術(shù)中的應(yīng)用。6-8 試述誤差補(bǔ)償?shù)倪^程1、反復(fù)檢測(cè)誤差出現(xiàn)的狀況，分析其數(shù)值和方向，尋找其規(guī)律，找出影響誤差的主要