精密與超精密加工技術(shù)學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(jì)與制造涉及到的工藝關(guān)鍵點(diǎn)。

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(shí)現(xiàn)超薄切削切削刃無缺陷、切削時(shí)將刃形復(fù)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(xué)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(jìn)給量。在使用有修光刃的刀具時(shí),當(dāng)f<0.02mm/r時(shí),進(jìn)給量再減小對表面粗糙度影響不大。超精密切削時(shí)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(shí),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(shí)驗(yàn)使用的刀具切削刃鈍圓半徑rn較大,故背吃刀量小時(shí),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(shí)速度的選擇：通常根據(jù)機(jī)床的動態(tài)特性和整個(gè)切削系統(tǒng)的動態(tài)特性選擇。一般選擇機(jī)床振動最小時(shí)的切削速度，因?yàn)樵谠撧D(zhuǎn)速時(shí)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(shí)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(dǎo)性，線膨脹系數(shù)小，熔點(diǎn)高，但700攝氏度以上易與鐵族金屬產(chǎn)生化學(xué)作用而形成碳化物，造成化學(xué)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(xué)穩(wěn)定性，與碳在2000攝氏度時(shí)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(shí)間保持切削性，修正次數(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。簡述精密磨削的加工機(jī)理是什么？

答案:磨削機(jī)理歸納為如下幾點(diǎn)：1.微刃的微切削作用用較小的修整速度和修整深度精細(xì)修整砂輪，使磨粒微細(xì)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(shí)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(jī)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(jī)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(jī)床熱變形的措施：1）盡量減少機(jī)床中的熱源；2）采用熱膨脹系數(shù)小的材料制造機(jī)床部件；3）結(jié)構(gòu)合理化使在同樣的溫度變化條件下，機(jī)床的熱變形最?。?）使機(jī)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(jī)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(jī)床的國內(nèi)外發(fā)展概況？

答案:精密機(jī)床是實(shí)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(jī)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(jī)床OAGM2500。3）日本：現(xiàn)在在中小型超精密機(jī)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(jī)床進(jìn)一步發(fā)展的規(guī)劃：1.美國POMA計(jì)劃要求的精度20世紀(jì)90年代制訂了一個(gè)形狀精度0.1μm,加工直徑為800mm的大型球面光學(xué)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(jī)床”規(guī)劃：按日本的提法,研制“超超精密機(jī)床”；表4-2是日本提出的該規(guī)劃的各項(xiàng)指標(biāo)；以納米級精度作為目標(biāo)的。3.中國精密機(jī)床和超精密機(jī)床的發(fā)展情況：20世紀(jì)60年代起開始發(fā)展精密機(jī)床,有相當(dāng)規(guī)模,精度質(zhì)量上達(dá)到一定的水平。例如昆明機(jī)床廠、寧江機(jī)床廠和漢川機(jī)床廠能生產(chǎn)多種坐標(biāo)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(biāo)鏜床的定位精度達(dá)到±(2~5)μm。寧江機(jī)床廠還生產(chǎn)連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨床,定位精度±2μm。重慶機(jī)床廠生產(chǎn)高精度滾齒機(jī),武漢重型機(jī)床廠生產(chǎn)大型高精度滾齒機(jī)。重慶機(jī)床廠、武漢機(jī)床廠、上海機(jī)床廠等均研制成功高精度蝸輪母機(jī),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(diǎn)？

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(qiáng)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(jìn)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(jī)理和特點(diǎn)？

答案:機(jī)理：1）拋光是以磨粒的微小塑性切削生成切屑為主體而進(jìn)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(xué)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(xué)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(shí)現(xiàn)不同的拋光效果。特點(diǎn)：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(jī)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(xué)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(jī)理和特點(diǎn)？

答案:機(jī)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(shí)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(dá)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(diǎn)：1.微量切削

由于工件與研具之間有眾多磨粒分布，單個(gè)磨粒所受載荷很小，控制適當(dāng)?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(jī)，有滑動、滾動，可實(shí)現(xiàn)多方向切削,并且全體磨粒的切削機(jī)會和切削刃破碎率均等,可實(shí)現(xiàn)自動修銳。3.按進(jìn)化原理成形

當(dāng)研具與工件接觸時(shí)，在非強(qiáng)制性研磨壓力作用下，能自動地選擇局部凸出處進(jìn)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(yùn)動的機(jī)床運(yùn)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(yùn)動軌跡的形態(tài)等因素決定。試述誤差補(bǔ)償?shù)母拍罴捌涓鞣N形式。

答案:誤差補(bǔ)償?shù)母拍睿杭丛跈C(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。形式：誤差修正（校正）：指對測量、計(jì)算、預(yù)測所得的誤差進(jìn)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(xiàng)誤差；誤差抵消：指兩個(gè)或更多個(gè)誤差的相互抵消；誤差補(bǔ)償：對一尺寸、形狀、位置差值的補(bǔ)足。試述在線檢測的特點(diǎn)及類型。

答案:特點(diǎn)：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(shí)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(yùn)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(bǔ)償2）間接檢測系統(tǒng)：檢測產(chǎn)生加工誤差的誤差源，并補(bǔ)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(kuò)展新測量儀器都有很強(qiáng)的軟件功能,使一些復(fù)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(jì)算機(jī)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(shí)給出該曲面各處的表面粗糙度值,明顯擴(kuò)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(biāo)測量機(jī)有精密數(shù)控系統(tǒng),可以自動完成復(fù)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(dǎo)致什么樣的事故？

答案:導(dǎo)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?？?/p>