精密加工與特種加工作業(yè)8

1、精密加工與特種加工1什么是精密加工？什么是超精密加工？精密加工和超精密加工的特點(diǎn)是什么？答：精密加工是指在一定的發(fā)展時(shí)期，加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到較高程度的加工工藝。超精加工是指加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到最高程度的精密加工工藝。精密加工與超精密加工是相對(duì)而言，精密加工和超精密加工的概念是與某個(gè)時(shí)期的加工工藝水平相關(guān)聯(lián)的，隨著科技的進(jìn)步，精密加工和超精密加工所能達(dá)到的精度將逐步提高。特點(diǎn)：（1）“進(jìn)化”加工。對(duì)于精密加工和超精密加工時(shí)，有時(shí)可利

2、用低于工件精度的設(shè)備、工具，通過(guò)工藝手段和特殊的工藝裝備，加工出精度高于“母機(jī)”的工作母機(jī)或工件。（2）加工設(shè)備精度高。加工設(shè)備的幾何精度向亞微米級(jí)靠近。（3）切削的切深很小。切深可能小于工件材料的晶粒尺寸。（4）精密加工和超精密加工環(huán)境必須滿足恒溫、防振、超凈對(duì)環(huán)境提出的三個(gè)方面的要求。（5）工件材料必須具有均勻性和性能的一致性，不允許存在內(nèi)部或外部的微觀缺陷。（6）精密測(cè)量是進(jìn)行精密加工和超精密加工的必要條件。不具備與加工精度相適應(yīng)

3、的測(cè)量技術(shù)，就無(wú)法判斷被加工件的精度。2為實(shí)現(xiàn)精密與超精密加工，精密機(jī)床應(yīng)該考慮哪些因素？答：（1）關(guān)鍵元件，如主軸、導(dǎo)軌、絲桿等廣泛采用液體靜壓或空氣靜壓元件。定位機(jī)構(gòu)中采用電致伸縮、磁致伸縮等微位移結(jié)構(gòu)。設(shè)備廣泛采用計(jì)算機(jī)控制、適應(yīng)控制、在線檢測(cè)與誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)。（2）精密加工和超精密加工環(huán)境必須滿足恒溫、防振、超凈對(duì)環(huán)境提出的三個(gè)方面的要求。（3）精密加工和超精密加工機(jī)床中廣泛采用精密光柵、激光干涉儀、電磁比較儀、圓度儀等精密測(cè)量

4、元件。3簡(jiǎn)述金剛石精密切削的機(jī)理。金剛石精密切削有哪些應(yīng)用？答：金剛石超精密切削屬微量切削，切削層非常薄，常在01μm以下，切削常在晶粒內(nèi)進(jìn)行，要求切削力大于原子、分子間的結(jié)合力，剪切應(yīng)力高達(dá)13000MPa。由于切削力大，應(yīng)力大，刀尖處會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，使一般刀具難以承受。金剛石超精密切削速度很高，工件變形小，表層高溫不會(huì)波及工件內(nèi)層，因而可獲得高的加工精度。目前金剛石超精密切削主要用于切削銅、鋁及其合金。如高密度硬磁盤的鋁合金片基，

5、表面粗糙度Ra可達(dá)0003μm，平面度可達(dá)02μm。切削鐵金屬時(shí)，由于碳元素的親和作用，會(huì)使金剛石刀具產(chǎn)生“碳化磨損”，從而影響刀具表面上，并產(chǎn)生磨屑。塑性材料（如金屬材料）的研磨機(jī)理與脆性材料的研磨機(jī)理有很大不同。研磨時(shí)，磨粒的研磨作用可看作是相當(dāng)于普通切削和磨削的切削深度極小時(shí)的狀態(tài)。但是，由于是使用游離狀態(tài)的磨粒，難以形成連續(xù)的切削，可以推測(cè)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)和加壓，磨粒與工件間僅是斷續(xù)的切削動(dòng)作，這與磨屑的產(chǎn)生是一致的。拋光也和研磨一樣

6、，是將研磨劑擦抹在拋光器上對(duì)工件進(jìn)行拋光加工。但是，拋光使用的磨粒是1μm以下甚至幾納米的微細(xì)磨粒，而拋光器則需使用瀝青、石蠟、合成樹(shù)脂、聚安脂和人造革等軟質(zhì)材料制成，即使拋光硬脆材料也能加工出一點(diǎn)裂紋也沒(méi)有的鏡面。拋光的加工機(jī)理是：（1）由磨粒進(jìn)行的機(jī)械拋光可塑性地生成切屑。（2）借助磨粒和拋光器與工件流動(dòng)摩擦使工件表面的凸凹變平。（3）在加工液中進(jìn)行化學(xué)性溶析。（4)工件和磨粒之間有直接的化學(xué)反應(yīng)而有助于上述現(xiàn)象。8簡(jiǎn)述常用的幾種特

7、種加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。答：（1）電火花加工：脈沖發(fā)生器將一脈沖電能量在電極間隙瞬時(shí)釋放出，達(dá)到很高的電流密度（106～109Acm2），產(chǎn)生很高的溫度（10000~20000℃），成細(xì)小的顆粒，在電極表面形成一個(gè)小凹坑。當(dāng)一個(gè)脈沖能量放完后，電極間恢復(fù)絕緣狀態(tài)，下一個(gè)脈沖來(lái)到時(shí)又重復(fù)這個(gè)過(guò)程。將一個(gè)電極作為工具，另一個(gè)電極作為工件，可使工具電極的輪廓形狀復(fù)印在工件上。整個(gè)工件的加工表面是由無(wú)數(shù)個(gè)微小的凹坑組成，提高電流幅值、加大

8、脈沖寬度雖可提高生產(chǎn)率，但可使表面粗糙度值增大，加工精度降低。加工特點(diǎn)及應(yīng)用：加工特點(diǎn)及應(yīng)用：加工速度慢、加工速度與表面質(zhì)量矛盾十分明顯，但電火花加工不產(chǎn)生切削力引起的殘余應(yīng)力或變形，可用于各種導(dǎo)電材料型腔面和小孔、薄壁孔及曲線孔的加工，尤其適于加工模具及難加工材料。目前常用于穿孔加工、三維型腔加工和線切割加工等。(2)電解加工：是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的原理將工件加工成形，加工時(shí)，按照預(yù)定的形狀制成工具電極（），與工件電極（）

9、保持一定的間隙（0.02～0.7mm），中間通過(guò)高速流動(dòng)的電解液。工具和工件間在低電壓（5～25V）、大電流（100Acm2）的作用下，使工件（陽(yáng)極）的金屬逐漸電解，其產(chǎn)生物被及時(shí)沖走。加工過(guò)程中，間隙小的地方電流密度大，陽(yáng)極溶解速度快。當(dāng)工具電極不斷進(jìn)給，工件表面以不同的速度溶解，其形狀逐漸接近工具的形狀，直至工具的形狀復(fù)制在工件上。加工特點(diǎn)及應(yīng)用：加工特點(diǎn)及應(yīng)用：電解加工可加工各種金屬材料，一次進(jìn)給直接成形，生產(chǎn)率較高，加工表面不會(huì)