精密和超精密加工复习整理资料

1.精密和超精密加工现在包括三个领域：超精密切削、精密和超精密磨削以及精密特殊加工2.超精密加工的草稿加工环境条件主要指(恒温)、(防潮)、(防尘)和(初顺)四个方面的条件。3.EDM型腔加工包括(单电极平移法)、(多电极交换法)、(分解电极法)和(简单电极数控生成法)。4.超精密加工机床的总体布局形式主要有(t形布局)、(十字型布局)、(R-布局)和(垂直结构布局)。5.超精密加工的技术支持条件主要包括(超精密加工机制和加工方法)、(超精密加工机械设备)、(超精密加工工具)、(精密测量和误差补偿)、高质量工件材料、草稿精加工环境条件等。6.激光加工设备主要包括电源、(激光)、(光学系统)、(机械系统)、控制系统、冷却系统等部分。7.精密和超精密加工机械主轴轴承的典型形式为(静压轴承)和(空气静压轴承)。8.钻石晶体的激光定向原理是使用钻石作为根据晶体结构对激光反射形成不同衍射图像的晶体方向进行的。9.EDM去除金属材料的微观物理过程可以分为四个阶段：(介质电离破坏)、(介质热分解、电极材料熔化、气化)、(侵蚀发生)和(间隙介质电离)。10.超精密加工机床的核心部件主要有(精密主轴部件)、(导轨部件)和(进给传动系统)等。11.三束加工是指电子束、离子束和激光束。12.所谓空气洁净度是指空气中的灰尘量。13.工业生产中的常见噪音主要是气动噪声、机械噪声和电磁噪声。14.纳米处理精度包括纳米大小精度、纳米大小形状精度、纳米大小表面质量。15.超精密切削时芯片肿瘤生成规则：1)低速切削时h0值相对稳定。中等速度时，值不稳定。(2)进给f很大，h0大3)在背后吃刀量ap25um时，h0变化不大；在Ap25um中，h0随着Ap值的增加而增加。超精密切削时芯片肿瘤对切削工艺的影响：芯片肿瘤高时切削力大，芯片肿瘤存在时切削力小。17.芯片肿瘤对超精密切削表面粗糙度的影响：芯片肿瘤高度大，表面粗糙度大；碎屑肿瘤表面粗糙度小。18.超精密切削极限最小切削厚度：超精密切削实际到达的最小切削厚度为1nm。19.超精密切削的刀具要求：1)极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性系数，以确保刀具的长寿命和极高的尺寸耐用性。2)切削刃钝圆可以非常尖锐地研磨，切削刃钝圆半径rn值非常小，可以实现超薄切削厚度。3)切削刃无缺陷，加工表面的复印叶片可以成为非常光滑的镜子。4)及工件的粘合性、小化学亲和性、低摩擦系数，可获得良好的加工表面完整性。20.单晶金刚石为什么被公认为不可替代的超精密加工的工具材料21.天然金刚石具有硬度很高、耐磨性和强度高、热导率好、有色金属摩擦系数低、非常锋利的切削刃等一系列优秀特性。单晶金刚石有三个主要晶面：(100)、(110)、(111)。23.钻石有三种方法：人工视觉方向、x射线方向和激光方向。单晶金刚石的正面必须选择(100)晶面。25.论金刚石工具的固定方法是用机械钳，粉末冶金法固定，使用粘结或钎焊固定。26.高难度小麦方向：习惯上高磨削速度方向为“好磨削方向”，低磨削速度方向为“难磨削方向”。27.金刚石工具适用于加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。单晶金刚石的损伤机制主要发生在(111)晶面的分解。29.单晶金刚石的磨损机制主要是机械磨损，磨损的本质是微观解释上的积累。镜子：粗糙度值非常小的非常平滑的曲面。31.强化磨料加工：将磨料颗粒或粉末粘合到结合剂上，形成一定的形状和强度，然后用烧结、粘合、涂层等方法形成砂轮、砂带、油带等磨料。适用于精密和超精密砂轮磨削、精密和超精密砂带磨削、油石磨削、精密磨削等32.自由磨料加工：加工时，磨料颗粒或细粉处于自由状态，而不是固结状态，适用于磁性研磨、弹性发射加工、液体动力抛光等。33.复合加工：组合两种特殊加工方法，或将一种或两种特殊加工方法与现有机械加工方法相结合，形成互补加工技术，如电解EDM、电解EDM等。34.超精密磨削：加工精度达到或超过0.1um，表面粗糙度小于Ra0.025um，正向纳米方向发展，是亚微米级的加工方法。35.涂层模具制造方法：重力下落法、涂层法和静态电砂种植法。36.镜面研磨：表面材质达到Ra0.02到0.01um，表面光泽指示镜面等研磨方法。艾莉d:电解在线修复38.砂带磨削方式整体可分为封闭和开放两类。39.砂带磨削的特征：1)弹性磨削(弹性、延展性、减振、跑步和抛光)。2)冷研磨(冷却时间长，芯片不容易堵塞)。3)高效磨削(效率是铣削的10倍，磨削的5倍)。4)便宜研磨，制作简单，价格低廉，使用方便。5)可用于万能磨削、广泛应用、内外表面和成型表面处理。空气轴承的优点和缺点41.优点：1)旋转精度高，速度快，最高可达100，000r/min。2)由于完全空气润滑，旋转平稳，几乎没有震动。3)不发热，高速时温度上升小，变形小。(4)摩擦阻力小，寿命长，因为几乎没有摩擦。5)没有使用石油，没有密封或泄漏问题。6)可靠性高，维护方便。42.缺点：刚度低，承载能力不高于液体静压轴承，主要用于中小型超精密加工机械。超精密主轴的驱动方式及其优缺点：1)电机通过皮带传动机床主轴优点：未经授权的速度调节，尽可能将主轴与振动隔离缺点：不适用于使用t型整体布局的超精密机床46.2)电机通过柔性联轴器驱动机床主轴47.优点：无级变速方便，超精密机床主轴的旋转精度提高48.缺点：主轴零件的轴长，导致整个机床的大小增大49.3)使用内置同轴电动机驱动机床主轴50.优点：提高主轴旋转精度，缩短主轴箱的轴长，主轴箱成为独立机构，移动方便，结构紧凑，重量轻，惯性小，动态特性好等。缺点：马达热，主轴容易发生热变形超精密车床的总体布局是什么？各自的优缺点是什么？1)十字滑板表布局2)T型布局3) r-q布局4)偏心圆形拐角布局5)垂直结构布局53.简述精密和超精密机床使用的床和导向材料，说明各自的优缺点1)高质量耐磨铸铁54.优点：初期应用多，公平性好，减振，热膨胀低55.2)花岗岩56.优点：尺寸稳定，热膨胀低，硬度低，减振，不生锈，缺点：工艺差，连接不方便，吸水57.缺点：吸湿性后变形，影响准确度58.3)人工花岗岩59.优点：铸造成型，吸湿性低，对振动的衰退能力强60.精细加工对精细进给装置的性能要求：1)必须分离精细进给和粗糙进给，以提高精细位移精度、分辨率和稳定性。2)运动部分为了高重复精度，摩擦力低，必须稳定。3)最终传动部件的刚度高。4)微进给装置的内部连接稳定，使用整体结构或刚性连接。工艺性好，容易制造。6)具有良好的动态特性，频率响应高。7)微进给装置可以实现自动控制。61.离线测试的意义和特性：定义：加工工件后，将其从工件机床中移除，然后在工件机床旁边或检查室中检查特点：检测条件优越，不受加工条件约束，准确度较高62.内部检查的含义和特性：定义：加工工件后，在不从工件机床中移除工件的情况下检查它特性：避免脱机检查时定位基准引起的错误，从而使测试结果更接近实际处理情况63.在线测试的含义和特性：定义：加工过程中同时检查工件特征：1)在处理过程中，连续检测误差的变化，了解误差的分布和发展，为误差补偿创造条件。2)考试结果可以反映实际处理，费用高。仪器需要安装在机床上，但是检查条件不好。4)可能受加工工艺条件的限制。5)大部分非接触式传感器。64.错误补偿的含义和多种方法：定义：加工过程中产生的错误将采取修正、注销、均匀化、“钝化”等措施，以减少或消除错误。格式：1)实时和非实时错误补偿2)软件和硬件错误补偿3)单一和统一错误补偿4)单一维和多维错误补偿65.错误补偿系统组件和每个组件角色：1)错误信号检测：错误条目，确定错误发生的原因。2)错误信号处理：消除干扰信号，分离不需要的错误信号。3)错误信号建模：建立处理错误和补偿控制量之间的关系数学模型。4)薪酬控制：薪酬控制；对于数控系统，补偿控制量是正负脉冲数。5)补偿执行器：补偿运动、微位移机构(要求高位移精度、高分辨率、快速频率响应、高刚度)。66.误差修正过程：1)反复检测误差的发生情况，分析其数字和方向，寻找其规律，找出影响误差的主要因素，确定误差项目。2)进行错误信号处理，消除干扰信号，分离不需要的错误信号，找出工件加工错误与补偿点校正量之间的关系，建立相应的数学模型。3)选择或设计适当的错误补偿控制系统和执行机构，以便在补偿点实现补偿行为。4)验证错误补偿的效果，进行必要的调试，确保满足预期要求。67.微位移系统用于微进给、误差修正和精密调整。68.磨削机理和特性讨论：机制：1)硬脆材料的研磨过程中加工的材料的去除取决于研磨粒子的滚动或微观切削作用。(2)磨削金属材料时，磨粒的研磨效果与一般切削和研磨深度的极时间相同。特性：1)微进给2)根据进化原理形成3)多刀片多向切削69.讨论抛光加工的机理和特点。机制：1)塑胶产生晶片。2)磨料和磨料之间的流动摩擦作用使工件表面的凸凹变平。3)在加工液中化学溶解。4)磨料和工件之间的直接化学反应。特征：1)工作类似于磨削，加工表面质量更高。研磨剂更细。工具是柔软的材料。研磨脆性材料也不会产生裂纹。70.精密磨削、抛光时的主要工艺因素是工艺设备、磨料、磨料颗粒、加工液、加工参数和加工环境。71.微细加工：主要是指1mm以下的微尺寸零件，加工精度为0.010.001mm的加工，即微细度为0.1mm的亚微米单位的精细零件。72.微尺寸加工和一般尺寸加工之间的差异：1)精度表示方法2)微机构3)加工特征73.3光束加工是指电子束、离子束和激光束。74.讨论了分离、结合、变形三大类型微细加工方法的意义和常用加工方法的特点。加工机制加工方法加工分离(移除加工):从工件中移除材料片段。机械移除化学分解电解蒸发扩散和熔化溅射车削、铣削、钻孔、磨削蚀刻、化学抛光、机械化学抛光电解加工，电解抛光电子束加工、激光加工、热线加工扩散去除加工，熔体去除加工离子束溅射去除，等离子体加工合并加工(附加加工):将一层材料附加到工件表面化学(电化学)附着化学(电化学)结合附着列扩散(熔化)耦合物理耦合注入化学镀，气相电镀(电镀，电铸)氧化，氮化(阳极氧化)(真空)沉积，晶体生长，分子束外延烧结、掺杂、渗碳、(侵略、热镀锌)溅射沉积，离子沉积(离子镀)离子溅射注入加工变形加工(流动处理):使工件通过材料流变形热表面流动粘性流动通过摩擦流动热流处理(火焰、高频、热射线、激光)压铸、挤压、喷涂、浇注微离子流处理75.精密和超精密加工的外部支持环境的各方面和控制要求：外部支撑环境控制需求外部控制环境控制需求空气环境洁净度、气流速度、压力、有害气体声学环境噪音、频率、声压等热