精密与特种加工复习题集
第一章 概论
1．精密与特种加工的特点
精密与特种加工是一门多学科的综合高级技术。精密加工的范畴包括微细加工、光整加工和精整加工等，与特种加工关系密切。特种加工是指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工的非传统加工方法，它们与传统切削加工的不同特点主要有： ①主要不是依靠机械能，而是主要用其他的能量(如电能、热能、光能、声能以及化学能等
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去
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件
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②刀具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情况下，例如在激光加工、电子束加工、离子束加工等加工过程中，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，工件不承受机械力，特别适合于精密加工低刚度零件。 练习：
2．特种加工对材料的可加工性及产品的结构工艺性有何影响，试举例说明 （1） 提高了材料的可加工性
例子1：现在已经广泛采用的金刚石、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼等难加工材料制造的刀具、工具、拉丝模等，可以采用电火花、电解、激光等多种方法加工。工件材料的可加工性不再与其硬度、强度、韧性、脆性等有直接的关系。对于电火花、线切割等加工技术而言，淬火钢比未淬火钢更容易加工。
（2） 对传统的结构工艺性衡量标准产生重要影响
例子1：以往普遍认为方孔、小孔、弯孔、窄缝等是工艺性差的典型。对于电火花穿孔加工、
电火花线切割加工来说，加工方孔和加工圆孔的难易程度是一样的。喷油嘴小孔、喷丝头小异性孔、涡轮叶片上大量的小冷却深孔、窄缝、静压轴承和静压导轨的内油囊型腔等，采用电火花加工技术以后都变难为易了。 补充材料
3．微细加工与一般加工在精度表示方法、加工机理特点的有哪些不同（微细加工技术及特点）
微细加工技术是指能够制造微小尺寸零件的加工技术的总称。在微机械研究领域中，它是微米级、亚微米级乃至纳米级微细加工的通称。微细加工与常规尺寸加工的机理特点区别主要体现在：
1 )加工精度的表示方法不同。一般尺度加工精度常用相对精度表示，微细加工精度用尺寸的绝对值来表示，并引入了加工单位的概念。
2 )加工机理存在很大的差异。由于在微细加工中加工单位的极小化而产生了微动力学，微流体力学，微热力学等方面的微观机理，常规的加工方法及理论已不适用。
3 )加工特征明显不同。一般常规加工都是以尺寸、形状、位置精度为特征，而微细加工多以分离或结合原子、分子为特征。 本章其他知识点
1）精密与特种加工的方法及分类
从加工成形的原理和特点分：去除加工、结合加工、变形加工
从加工方法的机理分：1传统加工（1切削加工与2磨料加工）、2非传统加工（3特种加工）、3复合加工（4复合加工）。（括号外的为三个空的填空、括号里的为四个空的填空） 2）复合加工：举例电解电火花加工、电解电火花磨削
3）特种加工能解决的主要加工问题：难加工材料的加工问题、复杂零件的加工问题、低刚度零件的加工问题
第二章 金刚石刀具精密切削加工
1.比较液体静压轴承、空气静压轴承的特点
液体静压轴承具有回转精度高、刚度较高、转动平稳、无振动的特点，被广泛应于超精密机床。但其油温随转速升高而升高，造成热变形，影响主轴精度，此外在静压油回油时，将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中，不易排出，因而降低了液体静压轴承的刚度和动特性。 空气静压轴承具有很高的回转精度，在高速转动时温升甚小，基本达到恒温状态，因此造成的热变形误差很小。但与液体静压轴承相比，空气轴承刚度低，承受载荷小。超精密机床多采用空气静压轴承。
2.什么是金刚石解理现象
指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。 补充(填空题)：在绝大多数情况下，得到的是与（111）网面平行的很平的劈开面。 3.为什么单晶金刚石是理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料（金刚石晶体的性能） 金刚石具有很高的硬度、较高的导热系数、与有色金属间的摩擦因数低、开始氧化的温度较高等特性，这些都有利于超精密加工的进行。而且单晶金刚石可以研磨达到极锋利的刃口，没有其他材料可以磨到这么锋锐并且能长期切削而磨损很小。因此金刚石是理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料。
补充（填空）：金刚石是已知材料中硬度最高的。 4.精密加工微量进给装置的性能
在精密加工中，微位移机构可以实现精确、稳定、可靠和快速微位移，具有以下设计要求： 1）精微进给和粗进给分开，提高了微位移的精度、分辨力和稳定性。 2）运动部分具有低摩擦和高稳定度，可实现很高的重复精度。 3）末级传动元件具有很高的刚度，即夹持金刚石刀具处是高刚度的。 4）内部连接采用整体结构或刚性连接，连接可靠。 5）工艺性好，容易制造
6）具有好的动特性，即具有高的频响。 7）能实现微进给的自动控制。 5.微进给装置的类型
常见的微进给装置有压电和电致伸缩进给装置、摩擦驱动装置、机械结构弹性变形微量进给装置。
6.什么是金刚石的面网密度
晶体内部分布有原子的面叫做晶面，也称面网，面网的单位面积上的原子数称为面网密度。金刚石的面网密度决定了其硬度和耐磨性。 7.什么是金刚石晶体定向，定向方法有哪几种
金刚石晶体的定向就是确定（100）、（110）和（111）晶面的位置。金刚石晶体定向方法有：人工目测定向；X射线晶体定向；激光晶体定向。 补充（选择）：激光定向法定向精度较高，且对人体无害。
8.如何评价金刚石刀具的质量
一是能否加工出高质量的超光滑表面（Ra0.005~0.02μm）,二是能否有较长的切削时间保持刀刃锋锐。
9.【110】晶面作为金刚石刀具前刀面的原理
前面和后面选择是金刚石刀具设计的一个重要问题。目前国内制造金刚石刀具，一般前面和后面都采用（110）晶面或者和（110）晶面相近的面。这主要是从金刚石的这两个晶面易于研磨加工角度考虑的，而未考虑对金刚石刀具的使用性能和刀具耐用度的影响。选用（111）晶面作为前面或后面者极少，其主要原因在于（111）晶面硬度太高，而微观破损强度并不高，研磨加工困难，很难研磨加工出精密金刚石刀具所要求的锋锐的刃口。 10.超精密切削时积屑瘤对切削力、表面粗糙度的影响 1）积屑瘤对切削力的影响
超精密切削时切削力的变化规律和普通切削是有区别的，积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力也小，和普通切削的规律正好相反。 2）积屑瘤对加工表面粗糙度的影响
积屑瘤和已加工表面剧烈摩擦，使表面粗糙度加大。积屑瘤高度大，表面粗糙度大；积屑瘤小时加工表面粗糙度亦小。 填空：
11.精密丝杠（滚珠丝杠副）怎么解决回程间隙的问题
精密滚珠丝杠副是精密与超精密机床常用作进给系统的驱动元件。滚珠在丝杠和螺母的螺纹槽内滚动，因此摩擦力很小。通过对滚珠丝杠副进行适当的预紧，可消除正传和反转的回程间隙，提高其精度。 12.什么是误差补偿
误差补偿是提高加工精度的一个很重要的技术措施，在机械加工中，采用修正、抵消和均化等
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