第一篇：精密与特种加工技术期末复习总结
单选（10分）判断（10分）填空（25分）
概念（15分5个）分析解答（24分4个）线切割（16分）精密加工机床目前的研究方向？
答提高机床主轴的回转精度，工作台的直线运动精度以及刀具的微量进给精度。2 精密加工机床工作台的直线运动精度由（导轨）决定的。3 精密加工机床（必须使用微量进给装置）提高刀具的进给精度。4 在超精密切屑中，金刚石刀具哪些比较重要的问题需要解决？
答：一是金刚石晶体的晶面选择，这对刀具的使用性能有重要的影响；二是金刚石刀具刃口的锋利性，即刀具刃口的圆弧半径。5 扫描隧道显微镜的分辨率为（0.01nm），它的功用如何？
在扫描隧道显微镜下可移动原子，实现精密工程的最终目标—原子级精密加工 6 金刚石刀具和立方氮化硼刀具的用途如何？
答：应用天然金刚石车刀对铝、铜和其他软金属以及合金进行切削加工，立方氮化硼等新型超硬刀具材料，他们主要用于黑色金属的精密加工。7 超精切削加工时，积屑瘤高度对切削力的影响如何？
答积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力也小，这和普通切削黑丝规律相反。8 金刚石晶体的理解概念？
答：解理。当垂直于金刚石（111）晶体面的拉力超过某特定值时，两相邻的（111）面分离，产生解理劈开。金刚石晶体的那个晶面适合作刀具的前后刀面？
答：为了增加切削刃的微观强度，减小破碎概率，应选用强度最高的（100）晶面作为金刚石刀具的前后刀面。天然单晶金刚石刀具用于精密切削，其破损和磨损不能继续使用的标志是？ 答：加工表面粗糙度超过规定值。超精密加工机床的主轴部件通常采用哪些类型的轴承？这些轴承各有哪些特点？答：液体静压轴承主轴和空气静压轴承主轴
液体静压轴承主轴优点：回转精度可达0.1um，且转动平稳，无振动，因此某些超精密机床主轴使用这种轴承。缺点：液体静压轴承的油温升高，在不同转速时温度升高值不相同，因此要控制恒温较难，温升造成的热变形会影响主轴回
转度。静压油回油时将空气带入油隙中，形成微小气泡不易排出，这将降低液体静压轴承的刚度和动特性。空气静压轴承主轴：它也具有很高的回转精度。由于空气的黏度小，主轴在高速转动时空气温升很小，因此造成的热变形误差很小。空气轴承的刚度较低，只能承受较小的载荷。超精密且学士切削力很小，空气轴承满足要求，放在超精密机床得到广泛应用。12 超精密加工机床床身和导轨的材料，可采用哪些材料？ 答:1）优质耐磨铸铁 2）花岗岩
3）人造花岗岩 超精密加工机床中的微量进给装置普遍采用的形式有哪一种？ 答：电致伸缩式 压电或电致伸缩式微量进给装置的突出特点和用途？ 答：特点：压电或电致伸缩式微量进给装置具有良好的动态特性
用途：可用于实现自动微量进给。15 什么是超硬磨料？
答：金刚石、立方氮化硼及他们为主要承认的复合材料。16 精密磨削机理主要是什么？
答：1）磨粒的微刃性
2）磨粒的等高性
3）微刃的滑擦、挤压、抛光作用 4）弹性变形的作用 17 磨削烧伤概念？
答：磨削时，由于磨削区域的瞬时高温（一般900～1500℃）到相变温度以上时，形成零件表面层金相组织发生变化（大多数表面的某些部分出现氧化变色），使金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹。精密磨削中为什么要控制机床的热变形？减少机床热变形的措施是有哪些？ 解答：温度变化对精密机床加工误差的影响，工件温升引起的加工误差占总误差的40%~70%。措施：（1）尽量减少机床中的热源（2）采用热膨胀系数小的材料制造机床部件（3）机床结构合理化（4）使机床长期处于热平衡状态，使热变形量成为恒定（5）使用大量恒温液体喷淋，形成机床附近布局地区小环境的精密恒温状态。19 精密研磨属性？
答：它属于游离磨粒切削加工 什么是非接触抛光？
答：（概念）是一种研磨抛光新技术，是指在抛光中工件与抛光盘互不接触，依靠抛光剂冲击工件表面，以获得加工表面完美结晶性和精确形状的抛光方法，其去除量仅为几个到几十个原子级。
什么是弹性发射加工？弹性发射加工是指加工时研具与工件互不接触，通过微粒子冲击工作表面，对物质的原子结合产生弹性破坏，以原子级的加工单位去除工件材料，从而获得无损伤的加工表面。21 电火花腐蚀微观过程分为那几个阶段？
答：1极间介质的电离、击穿，形成放电通道；2介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀；3蚀除产物的抛出；4极间介质的消电离。22 电火花粗槽加工时工件各应接什么电极？
答：精加工时，应选用正极性加工；粗加工时，应采用负极性加工。23 电火花加工一般采用（单向脉冲）电源。极性效应的概念，如何在生产中利用极性效应？（解答）
答：在电火花加工过程中，这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象。在电火花加工中极性效应越显著越好，这样，可以把电蚀量小的一极作为工具电极，以减少电极的损耗。电火花加工工具电极相对损耗是（产生加工误差）的主要原因之一。如何降低工具电极的相互对损耗？
答：1极性效应（正确选择极性和脉宽）2吸附效应3传热效应4材料的选择 26 电火花加工需要具备哪些条件才能进行的？
答：1.必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，必须具有电极的自动进给和调节装置。
2.两极之间行充入有一定绝缘性能的介质。3.电火花加工必须采用脉冲电源。电火花加工表面质量主要包括哪三部分？
答：（1）必须使用工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙（2）两极之间应充入有一定绝缘性能的介质（3）火花放电必须是瞬时的脉冲性放电 电火花加工成形机床中主轴电头的作用？
答：主轴头是电火花成形机床中最关键的部件，是自动调节系统中的执行机构，对加工工艺指标的影响极大。按图4.14简述电火花技工RC线路脉冲电源的工作过程？
答：当直流电源接通后，电流经充电电阻R向电容C充电C两端的电压按指数曲线上升，因为电容两端的电压就是工具电极和工件间隙两端的电压，因此当电容C两端的电压上升到等于工具电极和工件间隙的击穿电压Ud时，间隙就被击穿，此时电阻变得很小，电容器上储存的能量瞬时放出，形成较大的脉冲电流ie，电容上的能量释放后，电压下降到接近于零，间隙中的工作液又迅速恢复绝缘状态，完成一次循环。此后电容器再次充电，又重复前述过程。如果间隙过大，则电容器上的电压uc按指数曲线上升到电流电源电压U。30 对材料是硬质合金耐热合金的工件的深孔加工最有效的加工工艺是什么？ 答：较深较小的孔采用研磨方法加工 31 线切割适合加工什么材料和形状的工件？
答：可以加工硬质合金等一切导电材料，由于电极丝比较细可以加工微细异型孔、窄缝和复杂形状的工件。主要是平面形状。32 电火花线切割加工的间隙状态一般有哪三种？ 答：正常火花放电、开路和短路 33 线切割属于那种极性的电火花加工？ 答：属中、精正极性电火花加工
高速走丝电火花线切割加工主要采用（钼丝）材料做电极丝。工作液通常采用（乳化液），也可采用（矿物油）、(去离子水)等。35 俩种速度走丝的线切割加工的精度，哪种较高？
答：低速走丝，电极丝只是单方向通过加工间隙，不重复使用，可避免电极丝损耗为加工精度带来的影响。36线切割走丝机构的作用？
答：走丝机构使电极丝以一定的速度运动并保持一定的张力。37 高速走丝线切割机床的控制系统普遍采用（逐点比较法）控制。38 线切割加工的主要工艺指标有哪些？
答：1）切割速度2）表面粗糙度3）加工精度4）电极丝损耗量 39 高速走丝切割加工由于电极的往复运动会造成怎样的斜度？
答：电极丝上下运动时，电极丝进口处与出口处的切缝宽窄不同。宽口是电极丝的入口处，窄口是电极丝的出口处。
什么是电化学反应？在阴、阳极表面发生得失电子的化学反应。
什么是电化学加工？利用这种电化学反应作用加工金属的方法就是电化学加工。电化学加工在阳极和阴极上各发生什么电化学现象？阳极上为电化学溶解，阴极上为电化学沉积。
法拉第第一定律的内容是什么？
答：在电极的两相界面处（如金属/溶液界面上）发生电化学反应的物质质量与通过其界面上的电量成正比。42 熟悉教材中例6-1的问题方法？
答：要在厚度为40mm的45钢板上加工50mm*40mm的长方形通孔，采用NaCl电解液，要求在8min完成，加工电流需要多大？如配备的是额定电流为5000A的直流电源，则进给速度能达到多少？加工时间多长？
电解加工中加工间隙的作用？
答：加工间隙是电解加工的核心工艺要素，它直接影响加工精度、表面质量和生产率，也是设计工具阴极和选择加工参数的主要依据。44 按图6.18指出电铸加工的基本原理？
答：
1、将电铸材料作为阳极，原模作为阴极，电铸材料的金属盐溶液做电铸液。
2、在直流电源的作用下，阳极发生电解作用，金属材料电解成金属阳离子进入电铸液，在被吸引至阴极获得电子还原而沉积于原模上。
3、当阴极原模上电铸层逐渐增厚达到预定厚度时，将与其原模分离，即可获得与原模型面凹凸相反的电铸件。
激光加工的基本设备有哪些？
答：（1）激光器（2）激光器电源（3）光学系统（4）机械系统 46 激光切割时对焦点的位置有何要求？
位于工件表面或低于工件表面时，可以获得最大的切割深度和较小的切缝宽度 47 电子束加工通过什么效应进行？各种功率密度电子束加工的用途？ 答：1）电子的动能瞬间大部分转变为热能。2）在低功率密度时，电子束中心部分的饱和温度在熔化温度附近，这时通化坑较大，可作电子束熔凝处理。中等功率密度照射时，出现熔化，汽化和蒸发，可用于电子束焊接。用高功率密度照射时，电子束中心的饱和温度远远超过蒸发温度，是材料从电子束的入口处排除出去，并有效地向深度方向加工，这就是电子束打孔加工。高功率密度电子束除打孔，切槽外中功率焊接。
离子束加工的概念和特点？
答：离子束加工的原理与电子束加工类似，也是在真空条件下，将氩、氪、氙等惰性气体，通过离子源产生离子束经过加速、集束、聚焦后，以其动能轰击工件表面的加工部位，实现去除材料的加工。特点：加工应力小，变形小。49 超声波加工的用途？超声波清洗的原理？
答：适合于加工各种不导电的硬脆材料，例如玻璃、陶瓷、石英、锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。对于导电的硬质金属材料如淬火钢、硬质合金等，也能进行加工，单加工生产率较低。对于橡胶则不可进行加工。
超声波清洗的原理：主要是基于清洗液在超声波的振动作用下，使液体分子产生往复高频振动，引起空化效应的结果
超高压水射流加工是否属于绿色的加工范畴？答：属于。在（石材）加工领域，它具有其他工艺方法比拟的技术优势。51 点解磨削是靠（电解）作用来去除金属。
熟悉特种加工方法的具体用途？电火花加工，线切割加工，电解加工，电子束加工（高速打孔），离子束加工(刻蚀)，激光加工（打孔），超声波加工（清洗）等？答：
精密磨削是指加工精度为1~0.1um、表面粗糙度Ra值达到0.2~0.025um，又称低粗糙度值磨削。
AB段：B4 B2 B40000 Gx L1 BC段：B
B
B20000 Gx L1 CD段：B0 B20000 B20000 Gy SR1 DE段：B
B
B30000 Gy L4
EF 段：B
B
B80000 Gx L3 FA 段：B
B
B30000 Gy L2
3B编程 解 R=25 AE=25-15=10 DE=20 AB段：B0 B25000 B25000 Gy SR1 BC段：B45 B15
B45000 GxL3 CD段：B20000 B15000 B30000 GySR3 DE段：B
B
B20000 GxL1 EA段：B
B
B10000 GyL2 编写电极丝中心轨迹为直径20mm的圆的线切割3B程序
B10000 B0 B10000 Gx L1 B10000 B0 B40000 Gy NR1 B10000 B0 B10000 Gx L3 若要切割一个直径为20mm的圆孔，设穿丝顶孔打在孔中心处所用钼丝直径为0.12mm，单边放放电间隔0.01mm，写出此线切割的3B程序。B
B
B9930
Gx L1
引入直线段 B9930 B0 B39720 GYNR1
切割整圆 B
B
B9930
Gx L3
引出直线段 D
结束
AB段：BBB 20000 GxL1 BC段：B 10000 B 10000 B 10000 GyL3 CD段：BB 10000 B 30000 GySR1
第二篇：精密与特种加工复习材料2
1．特种加工的含义：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；
它与传统切削加工的不同特点主要有：1）不是主要依靠机械能；2）工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度；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）。
特种加工的优势：1）特种加工技术可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属、非金属材料或复合材料，2）特别适合于加工复杂、微细表面和低刚度的零件；3）还可以用于进行超精密加工、镜面加工、光整加工以及纳米级（原子级）的加工。
2.结合加工（增材加工）的例子：电镀、电铸、快速成形加工、激光焊接等。
3.天然金刚石刀具是精密与超精密加工的基本刀具。(超微量去除技术是实现超精密加工的关键)4.超精密加工的实现条件：1）超精密加工的机理与工艺方法2）超精密加工工艺装备3）超精密加工工具4）超精密加工中的工件材料5）精密测量及误差补偿技术6）超精密加工工作环境、条件等。（必须综合考虑以上因素才能取得满意效果。）5.超精密机床的主轴部件：
主轴部件是保证超精密机床加工精度的核心。超精密加工对主轴的要求是极高的回转精度，转动平稳，无振动。而满足该要求的关键在于所用的精密轴承。高精度的滚动轴承主轴制造困难，因此现在多使用液体静压轴承和空气静压轴承。1）液体静压轴承主轴
优点：具有回转精度高、刚度较高、转动平稳、无振动的特点（被广泛用于超精密机床）
缺点：1.油温随转速的升高而升高，造成热变形，影响主轴精度 2.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运动性。2）空气静压轴承主轴
优点：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； 缺点：与液体静压轴承相比，空气轴承刚度低，承受载荷较小。
6.主轴的驱动方式：1）柔性联轴器驱动；2）内装式同轴电动机驱动。
7.常用的导轨部件：超精密机床常采用平面导轨结构的液体静压导轨和空气静压导轨，滚动导轨也有着广泛的应用。
8.常见的微进给装置有：1）压电和电致伸缩微进给装置；2）摩擦驱动装置；3）机械结构弹性变形微量进给装置。
9.金刚石晶体定向的三种方法：1）人工目测定向2）激光定向（结合图了解激光定向的原理）激光晶体定向的原理如上图所示：由氦氖激光管产生的激光束，通过屏幕上的小孔，照射到金刚石表面是某一晶面面网，这当转动金刚石使被测晶面与激光束相垂直时，激光被反射到屏幕上形成特征衍射光像，根据衍射光像的图形即可知道被激光照射的晶面为何种晶面。3）X射线定向。
10.金刚石刀具主要是对铝、铜及其合金等材料进行超精密车削，而对于黑色金属、硬脆性材料的精密与超精密加工，这主要是应用精密和超精密磨料加工。
11.精密磨削机理：精密磨削主要是靠砂轮具有微刃性和等高性的磨粒实现的，精密磨削机理如下：1）微刃的微切削作用；2）微刃的等高切削作用3）微刃的滑挤、摩擦、抛光作用。
12.研磨加工机理：精密研磨属于游离磨粒切削加工，是在刚性研具（如铸铁、锡、铝等软金属或硬木、塑料等）上注入磨料，在一定压力下，通过研具与工件的相对运动，借助磨粒的微切削作用，出去微量的工件材料，以达到高级几何精度和优良表面粗糙度的加工方法。包括：1）硬脆性材料的研磨；2）金属材料的研磨。
13.抛光加工机理：抛光是指用低速旋转的软质弹性或粘弹性材料（塑料、沥青、石蜡、锡等）抛光盘，或高速旋转的低弹性材料（棉布、毛毡、人造革等）抛光盘，加抛光剂，具有一定研磨性质地获得光滑表面的加工方法。抛光一般不能提高工件形状精度和尺寸精度。抛光使用的磨粒是1µm以下的微细磨粒。
14.电火花加工的机理：电火花加工是基于正负电极间脉冲放电时的电腐蚀现象对材料进行加工的，又称为放电加工、电蚀加工、电脉冲加工等。
加工机理如下：1）极间介质的击穿和放电通道的形成正负极电场强度增加，在阴极上会由场滞发射效应产生向阳极高速移动，在移动过程中电子与液体中的介质碰撞产生电离，而这种电离雪崩式地增加，在局部区域内产生高密度的等离子体，从而形成了放电通道。
2）介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀，电子和阳离子分别向阳极和阴极高速移动，与电极相碰撞产生高温，在磁压效应和周围介质惯性动力压缩效应的作用，使得通道内产生强烈效应的冲击波。3）蚀除产物的抛出 因通道中的高温高压使电极表面的相变区也处于高温高压状态，通道崩溃后，相变区外部的高温高压消失，相变区内部的高温高压能量就要爆炸性释放，将相变区的材料喷爆抛入介质中。4）极间介质的消电离 两次脉冲放电之间，必须有一定间隔时间，使间隔介质消电离。即放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，间隙中电蚀产物排除，介质温度降低，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度。电火花加工设备：电火花加工机床、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液及其循环过滤系统
15.影响放电蚀除量的主要因素1）极性效应（单纯由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应）；2）电参数（电火花加工脉冲电源的可控参数有：脉宽、脉间、峰值电流、开路电流、脉冲的前沿上升率和后沿下降率。提高电蚀量和生产率的途径在于：提高脉冲频率f，增加单个脉冲能量Ｗm,或者说增加平均放电电流ie和脉冲宽度ti，减小脉间to，设法提高系数Ka,、Ka。）3）金属材料热学常数： 热学常数是指熔点、沸点（气化点）、热导率（导热系数）、比热容、熔化潜热、气化潜热等。
16.电火花穿孔成形加工机床主要由主机（包括自动调节系统的执行机构）、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液净化及循环系统几部分组成。
20.电火花线切割加工的基本原理：电火花线切割加工与电火花成形加工的基本原理一样，都是基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀原理，实现零部件的加工。所不同的是，电火花线切割加工不需要制造复杂的成形电极，而是利用移动的细金属丝（钼丝或铜丝）作为工具电极，工件按照预定的轨迹运动，“切割”出所需要的各种尺寸和形状。
21.电极丝速度为7-10m/s的是高速走丝，低于0.2m/s的是低速走丝。
22.电化学加工按加工原理可以分为三大类：1）利用阳极金属的溶解作用去除材料（主要有电解加工、电解抛光、电解研磨、电解倒棱、电解去毛刺等）2）利用阴极金属的沉积作用进行镀覆加工（主要有电铸、电镀、电刷镀等）3）电化学加工与其他加工方法结合完成的电化学复合加工（主要有电解磨削、电解电火花复合加工、电化学阳极机械加工等）
24.电化学加工的主要特点：1）适应范围广；2）加工质量高；3）加工过程没有划分阶段4）电化学加工对环境有一定程度的污染。
25结合图了解电解加工的机理： 以工件为阳极（接直流电源的正极）、工具为阴极（接直流电源的负极），两极之间加6-24V的直流电压，电解液以5-60m/s的速度从两级之间的缝隙（约0.1-1mm）冲过，使两极之间形成导电通路，两极和电解液之间就有电流通过。金属工件表面在电化学作用下，不断地溶解到电解液中，电解产生物则被高速流动的电解液带走。随着工具电极恒速向工件进给，工件材料按工具电极型面的形状不断地溶解，最终使工件与工件电极之间各处的间隙趋于一致，在工件上加工出和工具电极型面相反的形状。
26.电极的极化和超电压：超电压应为一下几个方面超电压之和：1）浓度超电压；2）电阻超电压；3）化学超电压。
NaCL电解液，价廉易得，具有较大蚀除速度，电流效率高，适应广泛、安全、经济，是一种应用最广泛电解液。缺点：杂散腐蚀性大，复制精度低。NaNO₃ 电解液在浓度小于30%时，有较好的非线性特性，成形精度高，对设备腐蚀性小，使用安全，价格也不高；缺点：电流效率低，生产率低，加工时阴极有氨气析出，还会导致电解损耗。NaCLO₃是杂散腐蚀小，成型精度到，加工工件表面粗糙度值小。缺点：电解液的弱点是安全性差，价格较贵。价格之比：NaCL：NaNO₃：NaCLO₃=1：2.6：6）。29.电解液的分类：1）酸性溶液；2）碱性电解液；3）中性盐电解液（三种中性盐电解液
30.激光加工的原理与特点：受激辐射：处于激发态的原子，在频率为v21的外界入射信号作用下，从E ₂能级跃迁到E ₁能级上，在跃迁过程中，原子辐射出的光子能量为hv21，该光子与外界输入信号处于同一状态，这一过程称为受激辐射。受激辐射的特点：所辐射出来的光子在方向、频率、相位、偏振状态与原来“刺激”它的光子完全相同，这就是手机辐射光，简称激光。31.激光的特性：1）单色性；2）方向性；3）相干性；4）能量密度高。
32.激光加工的原理：当工作物质3（如红宝石、钕玻璃等具有亚稳态能级结构的物质）受到光泵2（激励光源）的激发后，便产生受激辐射跃迁，造成光放大，并通过由两个反射镜1、4（全反射镜和部分反射镜）组成的谐振腔产生振荡，由谐振腔一端输出激光，经过透镜5将激光束聚焦到工件6的待加工表面上。33.激光加工特点：1）由于激光的功率密度高，加工的热作用时间很短，热影响区小，因此几乎可以加工任何材料，透明材料只要采取一些色化、打毛等措施，即可采用激光加工2）激光加工不需要工具，不存在工具损耗、更换和调整等问题，适于自动化连续操作3）激光束可聚焦到微米级，输出功率可以调节，且加工中没有机械力的作用，故适合于精密微细加工4）可以透过透明的物质（如空气、玻璃等），故激光可以在任意透明的环境中操作，包括空气、惰性气体、真空甚至某些液体；5）激光加工不受电磁干扰。与电子束加工相比，气其优越性就在于可以在大气中进行，且加工装置比较简单；6）激光除可用于材料的蚀除加工外，还可以进行焊接、热处理、表面强化或涂敷、引发化学反应等加工。
37.超声波加工：声波是人耳能感受的一种纵波，它的频率在16-16000Hz范围内，而频率超过16000Hz就成为超声波。超声波具有波长短、能量大，传播过程中反射、折射、共振、损耗等现象显著的特点。超声波加工的机理：超声波加工是利用工具断面做超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。
超声波发生器产生1.6万Hz以上的高频交流电源，输送给超声换能器，产生超生波振动，并借助变幅杆将振幅放大到0.05-0.1mm左右，使变幅杆下端的工具产生强烈振动。含有水与磨料的悬浮液由工具带动也产生强烈振动，冲击工件表面。加工时，工具以很小的力压在工件上。为了冷却超生换能器，还需接通冷却水。工件便面受到磨料以很大速度和加速度的不断撞击，被粉碎成很细的微粒。从工件上脱落下来。38.电子束加工的基本原理：电子束加工是在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高的电子束，以极高的速度（当速度电压为50V时，电子速度可达16x10 ⁴km/s）冲击到工件表面的极小面积上，在极短时间内（几分之一微妙）内，其能量的大部分转变为热能，使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温，从而引起材料的局部熔化和气化，而实现加工的目的。电子束加工的特点： 1）加工面积可以很小；2）非接触式加工；3）生产效率高；4）便于实现自动化；5）污染少，加工表面不氧化，特别适用于加工易氧化的金属及合金材料，以及纯度要求极高的半导体材料；6）需要一套专用设备和真空系统，价格较贵，因此生产应用有一定的局限性。
39.离子束加工的基本原理：在真空条件下，将由离子源产生的离子经过电场加速，获得具有一定速度的离子投射到材料表面，产生溅射效应和注入效应。由于离子带正电荷，其质量比点子大数千、数万倍，所以离子束比电子束具有更大的冲击动能，它是靠微观的机械撞击能量来加工的。
离子束加工的特点：1）加工精度高，易精确控制；2）污染少；3）加工应力、变形极小。40.各类离子束加工：a）离子刻蚀；b）溅射沉积；c）离子镀；d）离子注入。
1电解和电火花区别？（1）基本原理的不同
（2）组成部分的区别：（a）进给：电火花加工自动进给调节系统是保证工具和工件保持一定的“平均”放电间隙,由于工件的蚀除速度和电极的损耗是随机的,变化的,所以电火花加工是不等速进给调节系统,又称为伺服系统.电解加工间隙与加工速度在一定范围内成双曲反比关系,能够相互平衡补偿,其自动进给系统是等速进给系统（b）电源：电火花是脉冲电源，电解是直流电源；（c）机床：密封性不同（d）工作液：绝缘性和腐蚀性
激光打孔工艺：其特点加工能力强，效率高。采用激光可以打小至几微米的微孔。目前激光打孔技术已广泛应用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴，宝石轴承，金刚石拉丝模，化纤喷丝头等微小孔的加工中例如美国通用电器公司采用激光加工气冷却通气小孔，打孔速度为（20-30）个孔/s，激光打孔与其它方法相比，使每台航空发动机仅打孔一项加工费用节省2500美元。激光束切割：它是一种最为广泛的激光加工技术。激光切割可用于各种材料的切割，如可切割金属和玻璃陶瓷等非金属材料。激光切割的应用实例：美国麦道公司用500W的CO ₂激光器切割硼—环氧树脂制的F-15形状复杂的尾翼壁板，与其它方法相比减少工时58%。激光焊接：已成功应用于微电子器件等小型精密零部件的焊接以及深溶焊接。激光表面处理等。实例：美国AVCO公司吧cr co w粉末涂于灰铸铁阀座内壁表面上经激光处理后得到很好效果，阀座经机加工后采用6.5千瓦的二氧化碳激光仅一次就获得0.75mm后的合金层，即大大降低了生产成本又延长了使用寿命。
电铸加工的原理：用可导电的原模作阴极，电铸材料作阳极，电铸材料的金属盐溶液作电铸也，在直流电源的作用下溶液中金属离子在阴极上获得电子而沉积镀覆在阴极原模表面，阳极上的金属原子交出电子成为金属离子进入镀液，对金属离子进行补充，以保持其浓度基本不变。阳极原模上电铸层逐渐加厚，当达到预定厚度时即可取出设法与原膜分离，即可获得与原模型面凹凸相反的电铸件
第三篇：精密加工与特种加工简介教案
金属工艺学电子教案（43）
【课题编号】
43-19.1 【课题名称】
精密加工与特种加工简介 【教材版本】
郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教学目标与要求】
一、知识目标
了解精密加工与特种加工。
二、能力目标
若有机会略加训练，进行操作练习，能初步进行常用的研磨、抛光和电火花加工操作。
三、素质目标
了解精密加工和特种加工、略经训练，能初步操作研磨、抛光和电火花加工。
四、教学要求
初步了解精密加工和特种加工。【教学重点】
研磨、抛光、电火花加工。【难点分析】
电解加工。【分析学生】
1．具有学习的知识基础。2．具有学习的能力基础。
3．精密加工和特种加工是解决传统加工不便或难以加工而发展起来的，不乏新技术含量，对于学生开阔眼界，了解加工新技术发展很有好处，教学中应充分运用网络课程相关的视频资料。【教学设计思路】
教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。【教学资源】
1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，2005 2．郁兆昌主编．金属工艺学教学参考书（附助学光盘）．北京：高等教育出版社，2005 【教学安排】
2学时（90分钟）
43-1 教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。【教学过程】
一、复习旧课（15 分钟）1．简述
铣床加工特点及应用范围，数控机床的特点及应用。2．讲评作业批改情况； 3．提问： 题18-
16、18-19
二、导入新课
随着生产和科学技术的发展，对产品的性能要求越来越高，导致产品零件所使用的材料不断涌现出新的品种，零件形状和结构也越来越复杂，加工的难度越来越大，表面粗糙度值越来越小，常用的传统加工方法远远不能满足需要，这样便推动了加工技术的快速进步，研制出许多精密加工和特种加工方法。
三、新课教学（70分钟）1.精密加工（25分钟）
教师讲授研磨、珩磨、抛光、超精密加工。演示网络课程chapter19内容说明，研磨内孔、珩磨孔、磨床主轴局部圆柱面、超精密磨削等视频资料。
学生课堂练习:题19-1。教师巡回指导、设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。2.特种加工（45分钟）
教师讲授电火花加工、电解加工、电解磨削、超声波加工、激光加工。演示网络课程中电火花加工三角形孔、电火花线切割、电解加工气轮机叶片等照片资料。
学生课堂练习：题19-
5、19-
6、19-7。教师巡回指导、设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。
四、小结（5 分钟）
简述精密加工、特种加工的概念和种类。
五、作业布置 1．习题： 题19-
2、19-3。2．思考题：
题19-4。【板书设计】
参考相应的PPT文集。【教学后记】
43-2
第四篇：精密加工与特种加工教学大纲
《精密加工与特种加工》教学大纲
精密和超精密加工技术部分
第一章
精密和超精密加工技术及其发展展望
（一）课程内容
本章主要介绍了发展精密和超精密加工技术的重要性以及超精密加工的现状。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：精密加工和超精密加工概念、领域，金刚石刀具两个重要问题，超精密加工中检测内容。
第二章
超精密切削与金刚石刀具
（一）课程内容
本章主要介绍了超精密切削的切削速度选择；超精密切削时刀具的磨损和耐用度；超精密切削时积屑瘤的生成规律；切削参数变化对加工表面质量的影响；刀刃锋锐度对切削变形和表面质量的影响；超精密切削时最小切削厚度；金刚石刀具晶面选择对切削变形和加工表面质量的影响；超精密切削对刀具的要求及金刚石的性能和晶体结构；金刚石晶体各晶面的耐磨性和好磨难磨方向；单晶金刚石刀具的破损机理；金刚石晶体的定向；金刚石刀具的设计与制造。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：超精密切削的切削速度选择，金刚石刀具破损或磨损的标志，积屑瘤的生成规律、影响因素及其对加工过程的影响。刀刃锋锐度对切削过程的影响，金刚石各晶面的好磨难磨方向，金刚石晶体的定向。
2、领会：切削参数对加工表面质量的影响，金刚石的性能特点及晶体结构，单晶金刚石刀具的破损机理，金刚石刀具的设计。
第三章
精密磨削和超精密磨削
（一）课程内容
本章主要介绍了精密和超精密磨削；精密磨削；超硬磨料砂轮磨削；超精密磨削；精密和超精密砂带磨削。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：精密和超精密磨料加工方法分类，精密和超精密磨削的特点及其应用，精密和超精密磨削工艺，砂带磨削方式、特点、应用范围及其机理。
2、领会：精密磨削机理，精密磨削与超硬磨料砂轮的修整，超精密磨削机理及其特点。
第四章
精密和超精密加工的机床设备
（一）课程内容
本章主要介绍了精密主轴部件；床身和精密导轨部件；进给驱动系统；微量进给装置；机床的稳定性和减振隔振；减少热变形和恒温控制。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：超精密机床的总体布局，导轨的结构形式及其特点，微量进给装置的要求，减少机床热变形的措施。
2、领会：液体静压轴承主轴、空气静压轴承主轴性能特点，弹性变形和电致伸缩式微量进给机构的工作原理及其特点。
第五章
精密加工中的测量技术
（一）课程内容
本章主要介绍了精密测量技术；长度基准；测量平台；直线度、平面度和垂直度的测量；角度和圆分度的测量；圆度和回转精度的测量；激光测量。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：精密测量的环境条件，量具和量仪材料的选择，直线度、平面度和垂直度的测量方法及其原理，精密多齿分度盘的工作原理，激光测量的基本原理。
2、领会：圆度和回转精度的测量方法及其工作原理。第六章
在线检测与误差补偿技术
（一）课程内容
本章主要介绍了加工精度的检测和误差补偿技术；在线检测和误差补偿方法；微位移技术。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：加工精度的检测方法，形状位置误差在线检测的方法，典型微位移工作台的工作原理。
2、领会：误差补偿的概念和类型，第七章
精密研磨和抛光
（一）课程内容
本章主要介绍了研磨抛光机理；超精密平面研磨和抛光。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：平面研磨抛光的工艺规律
2、领会：研磨抛光机理和特点，第八章
微细加工技术
（一）课程内容
本章主要介绍了微细加工技术的概念及其特点；微细加工机理；微细加工方法。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：微细加工机理，微细加工方法
2、领会：微细加工技术的概念及其特点 第九章
精密和超精密加工的支撑环境
（一）课程内容
本章主要介绍了空气环境和热环境；振动环境；噪声环境；精密和超精密加工的环境设施。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记 ：空气洁净度，热环境与加工精度的关系，精密和超精密加工的环境设施
第十章
纳米技术
（一）课程内容
本章主要介绍了纳米技术特点；纳米级测量技术；纳米级加工技术。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：纳米技术特点，纳米级测量技术，纳米级加工技术 特种加工部分 第一章
概论
（一）课程内容 本章主要介绍了特种加工的产生原因、发展方向、分类以及特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：特种加工特点
2、领会：特种加工在现代制造业中的应用 第二章
电火花加工
（一）课程内容
本章主要介绍了电火花加工的基本原理及其分类；电火花加工的机理；电火花加工中的一些基本规律；电火花加工用脉冲电源；电火花加工中的自动进给调节系统；电火花加工机床。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：电火花加工的基本原理及电火花加工材料蚀除的四个过程
2、领会：影响电火花加工生产率、加工精度及表面粗糙度的主要因素 第三章
电火花线切割加工
（一）课程内容
本章主要介绍了*电火花线切割加工的原理、特点及应用范围；电火花线切割加工设备；电火花线切割控制系统及编程技术；影响线切割工艺指标的因素。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：电火花线切割加工工作原理，电火花线切割加工设备的基本组成部分，线切割加工的主要工艺指标
2、领会：电火花线切割加工的特点，能用3B格式进行线切割加工的数控编程
第四章
电化学加工
（一）课程内容
本章主要介绍了电化学加工原理及分类；电解加工；电解磨削；电铸、涂镀及复合镀加工。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：电极电位、极化、钝化、活化的概念，电解加工基本原理、特点、设备、间隙及平衡间隙、法拉第电解定律、三种常用电解液的特点，电解液流动方式，电解磨削的基本原理、特点，电铸、涂镀及复合镀加工的基本原理。
2、领会：电解加工的电极反应、精度成型规律及提高电解加工精度的措施；会计算电解加工金属蚀除量及平衡间隙
第五章激光加工
（一）课程内容
本章主要介绍了激光加工的原理、特点；激光加工的基本设备；激光加工工艺及应用。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：激光的特性，激光加工的原理、特点
2、领会：激光打孔、激光切割工艺特点 第六章 电子束和离子束加工
（一）课程内容
本章主要介绍了电子束加工；离子束加工。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：电子束、离子束加工的基本原理、特点 第七章
超声加工
（一）课程内容
本章主要介绍了*超声加工的基本原理和特点；超声加工设备及组成部分；超声加工速度、精度、表面质量及其影响因素；*超声加工的应用。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：超声波的概念，超声加工的基本原理和特点，超声加工设备的组成部分，换能器、变幅杆的作用。
2、领会：各因素对超声加工速度、精度、表面质量的影响 第八章
快速成形技术
（一）课程内容
本章主要介绍了光敏树脂液相固化成形；选择性激光粉末烧结成形；薄片分层叠加成形。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：快速成形过程的基本原理及常用成形方法 第九章
其它特种加工
（一）课程内容
本章主要介绍了化学加工和等离子体加工。
（二）考核知识点和考核要求
1、识记：化学铣削、化学抛光、光刻、等离子体加工的基本原理
第五篇：《精密与特种加工技术》课后答案
《精密与特种加工技术》课后答案
第一章
1.精密与特种加工技术在机械制造领域的作用与地位如何？
答：目前，精密和特种加工技术已经成为机械制造领域不可缺少的重要手段，在难切削材料、复杂型面、精细零件、低刚度零件、模具加工、快速原形制造以及大规模集成电路等领域发挥着越来越重要的作用，尤其在国防工业、尖端技术、微电子工业方面作用尤为明显。由于精密与特种加工技术的特点以及逐渐被广泛应用，已引起了机械制造领域内的许多变革，已经成为先进制造技术的重要组成部分，是在国际竞争中取得成功的关键技术。精密与特种加工技术水平是一个国家制造工业水平的重要标志之一。
2.精密与特种加工技术的逐渐广泛应用引起的机械制造领域的那些变革？ 答：⑴ 提高了材料的可加工性。
⑵ 改变了零件的典型工艺路线。
⑶ 大大缩短新产品试制周期。
⑷ 对产品零件的结构设计产生很大的影响。
⑸ 对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响。
3.特种加工工艺与常规加工工艺之间有何关系？应该改如何正确处理特种加工与常规加工之间的关系？
答：常规工艺是在切削、磨削、研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺，而且今后也始终是主流工艺。但是随着难加工的新材料、复杂表面和有特殊要求的零件越来越多，常规传统工艺必然难以适应。所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展，特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺，但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺。
4.特种加工对材料的可加工性以及产品的结构工艺性有何影响？举例说明.答：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。
对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响，以往普遍认为方孔，小孔，弯孔，窄缝等是工艺性差的典型，但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以程度是一样的，相反现在有时为了避免淬火产生开裂，变形等缺陷，故意把钻孔开槽，等工艺安排在淬火处理之后，使工艺路线安排更为灵活。
第二章
1.简述超精密加工的方法，难点和实现条件? 答：超微量去除技术是实现超精密加工的关键，其难度比常规的大尺寸去除加工技术大的多，因为：工具和工件表面微观的弹性变形和塑性变形是随即的。精度难以控制，工艺系统的刚度和热变形对加工精度有很大的影响，去除层越薄，被加工便面所受的切应力越大，材料就 1 越不易去除。
超精密加工按加工方法不同可以分为切削加工，磨料加工，特种加工和复合加工四类。
2.超精密加工对刀具材料有那些要求？
答：1）极高的硬度，极高的耐磨性，和极高的弹性模量，以保证刀具有很高的尺寸耐用度。2）刃口能磨得极其锋锐，即刃口半径ρ值很小，以实现超薄切削。3）刀刃无缺陷，切削是将刃形变制在被加工表面上，从而铸得超光滑的镜面。
4）与工件材料的抗粘结合性很好。化学亲和性很小，摩擦因数低，以得到极好的加工表面完整性。
3.单晶金刚石有哪些个主要晶面？
立方晶系的金刚石《单晶金刚石》主要有三个主要晶面，：即100.111.110晶面
4试述金刚石晶体的各向异性和不同晶面研磨时的好磨难磨方向。
答：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样锋锐，并且能长期切削而磨损很小，因此金刚石是理想的不能替代的超精密切削的刀具材料。《110晶面的磨削率最高，最易磨损，100晶面的磨削次之.111的磨削率最低，最不易磨损。
5试述金刚石晶体的激光定向原理和方法？
答：金刚石晶体的激光定向是利用金刚石在不同结晶方向上，因此晶体的结构不同，而对激光反射形成不同的衍射图像进行的激光晶体方向的原理，由氦氖激光管产生的激光束通过屏幕上的小孔射到金刚石表面，若被激光照射的金刚石使被测晶面与激光束相垂直时，激光被反射的图形即可知道被激光照射的晶面为何种晶面。
6.金刚石车刀的刀头形式有哪几种？各自有何特点？
答：刀头形式：金刚石刀具刀头一般采用在主切削刃和副切削刃直接加工渡刃--修光刃的形式，修光刃有小圆弧修光刃，直线修光刃和圆弧修光刃之分。
7.典型的超精密机床有那些？
答：典型的超精密机床有~1.大型光学金刚石车床—LODTM。FG-OO超精密机床《德》。OAGM500大型超精密机床《英》4.AHNTO型高效专用车削，磨削超精密机床。
8.精密主轴不见有那几种形式？说明各自的优缺点。
答：空气静压轴承具有很高的回转精度，在高速转动时温升很小，基本达到恒温状态，因此造成的热变形误差很小，缺点：空气轴承刚度低，承受载荷很小，由于超精密加工的切削力很小，所以空气轴承可以满足相关要求。
液体静压轴承的油温随着转速的升高而升高，温度升高将造成热变形，影响主轴精度。静压回油时将空气带入油源。形成微小气泡悬浮在油中，不易排除，因而降低了液体静压轴承的刚度和动特性。优点：回转精度高《0.1微米》刚度较高，转动平稳，无震动的特点。
9.超精密机床有哪几种总体布局形式？各自有何特点？
答：1）双半球空气轴承主轴，优点：球面具有自动调心，因此可以提高前后轴承的同心度，回转精度，缺点：电动机的转子直接与主轴刚性连接。所以电动机转子的回转精度将对主轴的回转精度产生影响。
2）径向-推力空气静压轴承主轴：1.可以提高前后轴承的同心度，从而保证主轴的回转精度，即使轴承发生少量旋转，也不会因和轴承咬住而损坏主轴。缺点：这种主轴要求所用的多孔石墨组织均匀，各处透气率相同，同时制造难度大。
3）球形-径向空气轴承主轴：同上，自动调心，保证同心度，回转精度。缺点：主轴的刚度和承载能力不高，4）立式--空气轴承主轴，主要用于大型超精密车床，以保证加工系统具有较高的刚度且便于装夹，其圆弧面的径向轴承起自动调心，提高精度作用。
10.简述超精密机床导轨的结构形式，并说明各自的优缺点。
答：1）液体静压导轨，优点：刚度高，承载能力大，直线运动精度高，且无爬行，运动平稳。缺点：导轨运动速度低。
2）空气静压导轨和气浮导轨，优点：它可以达到很高的直线运动精度，运动平稳，无爬行，且摩擦因数接近于0，不发热。
11.简述摩擦驱动的工作原理。
答：摩擦驱动装置原理：俩个摩擦轮均由静压轴承支承，可以无摩擦运动，上摩擦轮由弹簧压板在驱动杆上，当弹簧压板压力足够时，摩擦轮和驱动杆之间无相对滑动，直流电动机驱动下摩擦轮，靠摩擦力带动驱动杆做非常平稳的直线运动。
12.精密加工对微进给装置的性能有何要求？
答：1）精微进给和粗进给分开，以提高微位移的精度，分辨率和稳定性。2）运动部分必须是低摩擦和高稳定度以实现很高的重复精度。3）末级传动元件必须有很高的刚度，即夹持金刚石刀具必须是高刚度的。4）内部连接必须可靠，尽量采用整体结构或刚性连接，否则微量进给机构，很难实现很高的重复精度。5）工艺性好，容易制造。6）具有好的动特性，即既有高的频响。7）能实现微进给的自动控制。
第三章
1.精密和超精密磨料加工分为哪俩大类？各自有何特点
答：固结磨料加工：具有表面精度保持性好，研磨效率高的优点。2.游离磨料加工：优点是抛光面加工变质层和表面粗糙度值都很小，缺点：不易保持平面度。
2.试述精密磨削机理。
答：微刃的微切削作用：应用较小的修整导程和休整深度对砂轮实施精细休整，其效果等同于砂轮磨粒的粒度变细。2.微刃的等高切削作用3.微刃的滑挤，摩擦，抛光作用
3.分析超硬磨料砂轮修正方法的机理和特点。
答：超硬磨料砂轮磨削主要指用金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮加工硬质合金，陶瓷，剥离，半导体材料及石材等高硬度，高脆性材料。
特点：1）磨削能力强，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工及实现自动化。2）削力小。，温度低，加工质量好，不烧伤，裂纹和组织变化。3）削率高。4）加工成本低
5.试述超精密磨削的磨削机理。
答：超精密磨削机理，理想磨削轨迹是从接触点开始至接触终点结束，但由于磨削系统存在一定的弹性，实际磨削轨迹与理想磨削轨迹发生偏离。
6.试述精密研磨与抛光的机理。
答：研磨加工机理：精密研磨属于游离磨粒切削加工是在刚性研具上注入磨料在一定压力下，通过研具与工件的相对运动，借助磨粒的微切削作用，除去微量的工件材料，以达到高级几何精度和优良表面粗糙度2.抛光是指用低速旋转的软质弹性或粘弹性材料抛光盘，或高速旋转的低弹性材料。抛光盘加抛光剂具有一定研磨性质的获得光滑表面的加工方法。
7.影响精密研磨抛光的主要工艺因素有哪些？
答：研磨方法：加工方式，运动，驱动方式。2.研具的材料，形状，表面状态。3.磨粒的种类，材质，形状，粒径4.加工液的水质，油质5加工参数的研磨速度，压力，时间，6.环境，温度，尘埃
8.试述各种非接触抛光的加工原理。
答：1.弹性发射加工：通过微粒子冲击工件，以原子级的加工单位去除工件材料，从而无损伤的技工表面2.浮动抛光：抛光液覆盖在整个抛光盘表面上，抛光盘及工件高速回转时，在二者之间的抛光液主动压流体状态，形成一层液膜，从而使工件在浮起状态下进行抛光3.动压浮离抛光：保持环中的工件浮离圆盘表面，由浮动间隙中的粉末颗粒对工件进行抛光4.非接触化学抛光：通过向抛光盘面供给化学抛光液，使其与被加工面做相对滑动，用抛光盘面来夹持被加工件面上产生的化学反应生成物。
第四章
1.电火花加工时，间隙液体介质的击穿机理？
答：通常所用的工作介质是煤油，水，皂化油水溶液及多种介质合成的专用工作液，用分光度计观察电火花加工过程中放电现象，显示放电时产生氧气，氢气泡的电离膨胀导致了间隙介质的击穿
2.电火花加工的基本要求？
答：材料的可加工性主要取决与材料的热学特性，如熔点，沸点，比热容，导热系数等。几乎与其力学性能《硬度，强度》无关。
3.电火花加工机床的自动进给系统与传统加工机床的自动进给系统有什么不同？为什么会引起这种不同？
答：电火花加工时，放电间隙很小，电蚀量放电间隙在瞬间都不是长值而在一定范围内随即变化，人工进给或恒速的“机动”进给很难满足要求，必须采用自动进给和调节装置。自动进给调节系统的作用是维持某一稳定的放电间隙。保证电火花加工正常而稳定的进行获得较好的加工效果。
4分析伺服参考电压对加工稳定性的影响。
答：脉冲电源又称为脉冲发生器，起作用是把220V或380V的50HZ工频交流电转换成一定形式的单向脉冲电流，供给电极放电间隙，产生火花所需要的能量来蚀除金属。
5.功率VDMOS开关式脉冲电源的特点。
答：VDMOS技术的发展，是高频大功率开关技术日趋成熟，为提高大功率MOS管功率晶体管脉冲电源的开关冲击性能，采用多管分组的方法来提高输出功率。
6.极间能量分配分析。
答：电源向放电通道释放的能量分配在阳极，阴极和放电通道上，能量分配系数的大小主要取决与被加工材料的特性，通过前面分析可知，电极主要通过高速运动粒子的轰击，光辐射，热辐射，三种形式得到能量，在一定的条件下，光辐射与热辐射起决定性的作用，电极表面局部得到高能，就能发生了融化，气化的相变过程，电极表面出现了微观相变区。
7．电火花加工时，油杯的作用？ 答：工作液循环过滤
第五章
1.电火花线切割加工的工艺和机理与电火花成形加工有那些相同点和不同点？
答：电火花线切割加工与电火花成形加工的基本原理一样都是基于电极间脉冲放电时电火花腐蚀原理，实现零部件的加工，所不同的是电火花切割加工不需要制造复杂的成形电极，而是利用移动的金属丝《钢丝，铜丝》作为工具电极，工件接照预定的轨迹运动，切割出所需的各种尺寸和形状。《基本原理》
1）需要制造复杂的成形电极。2）方便快捷的加工薄壁，宅槽，异型孔等复杂结构零件。3）一般采用精准规一次加工成形，在加工过程中大都不需要转换加工规准。4）由于采用移动的电极丝进行加工，单位长度损耗较小，从而对加工精度影响较小。5）工作液多采用水基乳化液，很少使用煤油，不易引燃起火。容易实现安全，无人操作。6）没有稳定的拉弧放 5 电状态。7）脉冲电源的加工电流较小，脉冲宽度较窄，属于中，精加工范畴。采用正极性加工方式。
2.线切割加工的生产率和脉冲电源的功率。输出电流大小等有关。用什么方法，标准来衡量和判断脉冲电源加工性能的好坏，《绝对性能和相对性能》？
答：受电极丝直径的限制《一般在0.08-0.025mm》脉冲电源的脉冲峰值电流不能太大，与此相反，由于工件具有一定厚度，欲维持稳定加工，放电峰值电流，又不能太小，否则加工将不稳定或者根本不能加工，放电峰值，电流一般在5-25A范围，为获得较高的加工精度系数小的表面粗糙度值，应控制单个脉冲能量，尽量减小脉冲宽度，一般在0.5-64ps，所以，总采用正极性加工方式。
3.电火花线切割加工的主要工艺指标及其影响因素。
答：1.加工对象：使用与各种形式的冲裁模及挤压模，粉末合金模，塑压模，等带锥度的模具2.高硬度材料零件3.特殊形状零件4.加工电火花形成加工用的铜，钢钨，银钨合金等材料电极。
4.试论述线切割加工的主要工艺指标及其影响因素。
答：切割速度，加工表面粗糙度，加工精度，电参数，对线切割加工工艺指标的影响最为主要，放电脉冲宽度增加，脉冲间隔减小脉冲电压幅值增加《电压增加》峰值电流增大《功效管增多》都会提高切割加工速度。但加工表面粗糙度和精度则会下降，反之则可改善加工精度和粗糙度。
第六章
1.电化学加工从加工原理上共分为多少类？从原理，机理上来分析，电化学加工有无可能发展成为原子级的加工技术？
答：利用阳极金属的溶解作用去除材料2.利用阴极金属的沉积作用进行镀覆加工3.电化学加工与其他加工方法结合完成的电化学复合加工
由于加工精度一般不如电火花加工，一般不舍和与单间和小批量生产。不能发展成为原子级加工技术。
2.点解加工中的阳极和阴极与蓄电池中的正，负极有何区别？二者的电流方向相同么？ 答：以工件为阳极《接直流电源正极》，工具为阴极《接直流电源负极》
3.请分析阳极钝化现象在点解加工中及在电化学机械加工中的优缺点，电化学机械加工与纯电化学加工及纯机械加工各有什么优缺点？
答：在点解加工中，钝化膜缺点是阻止阳极溶解，优点是当侧面间隙大到一定程度后就基本保持不变，孔壁的锥度小，成形精度高。复合加工同上。
电解加工的特点：1）能以简单的直线进给运动一次加工出复杂的型面和型腔。2）可以加工 6 高硬度，高强度和高韧性等难以切削加工的金属材料3）加工过程中无切削力和切削热，工件不产生内应力和变形。适合加工易变形和薄壁零件。4）加工后的两件无毛刺和残余应力5）与其他加工方法相比生产率较高6）加工过程中工具电极不损耗。
缺点：1）加工精度不如电火花与超声波加工2）加工复杂型腔时，费用较高3）占地面积大，附属设备多，投资大。4）电解溶液的处理和回收有难度，有污染。
电化学机械复合加工优点：1）加工范围广，生产率高2）加工精度和表面质量优良3）机械磨具磨损小4）控制条件好，通过控制点参量实现自动控制5）成本低6）对机床精度要求低，腐蚀性小。
缺点：电化学机械复合加工需要增加一套电化学加工系统。如直流电源，循环装置等，另外，机床采取一定的防腐防锈措施。
第七章
1.试述激光加工中材料蚀除的微观物理过程。
答：1.材料对激光的吸收和能量转换。首先产生的是某些质点的过量能量然后碰撞产生热。2.材料的加热熔化，汽化，吸收激光能后，并转化为热能后，其温度升高，材料先气化然后才熔化蚀除。3.蚀除产物的抛出，由于瞬时急剧熔化，压力迅速增加，并产生爆炸冲击波，使金属蚀除物抛出。
2.激光与普通光相比有何特点？为什么激光可直接用于材料的蚀除加工，而普通光则不能？ 答：激光除具有普通光的共性，还具有单色性好，相干性好，和能量密度高等特性。拥有其他光源的光所难以达到的极高的单色性，光线的发散度小，相干性是区别激光和普通光源的重要特性
3.简述影响激光打孔质量的因数，并举例说明采用什么措施可以提高激光打孔的工艺质量？ 答：1）光打孔工艺规律：若激光照射能量大，照射时间长，工件表面所获得的能量多，则所加工的孔大而深。但时间过长，不仅损耗大，加工面积变大，使得能量密度降低，精度降低。
2）聚焦与发散角：发散角小的激光束，经短焦距聚焦后可以获得较高的功率，穿透力大，不仅深而且锥度小，要设法减小激光的发散角，并尽可能采用短焦距加工。但短焦距不适合加工深孔。
3）焦点的位置：当焦点的位置何地时，通过工件表面的光斑面积很大，若提高焦点位置，由于光斑直径变小，能量密度增加，孔的深度得到加深。
4）光斑内能量的分布：激光束经聚焦后光斑内各部分的光强是不同的，若光强以焦点中心对称分布。称为基模光束。这时光强最大，打出的孔是圆形的。
5）激光照射次数：激光束照射一次，加工深度大约为孔径的五倍左右，但如多次加工后，加工可以大大增加《比例接近20：1》但多次加工后加工量将逐渐减小。
6）工件材料。工件的热学物理常数对加工有有影响。如熔点沸点，导热系数高的难以加工，另工件表面粗糙度值越小，其吸收率就越低，加工出的深度状态明显。
4.激光切割，激光焊接和激光处理的原理有何不同？
答：激光切割：是利用经焦距的高功率激光照射工件，在超过阀值高功率的前提下，由此引起材料熔化和汽化，形成孔洞，光束移动仅可行切缝。
焊接过程属于传导焊接。即激光辐照加工工件表面，产生的热量通过热传导向内部传递，通过控制在工件上形成一定深度的熔池，而表面又无明显的气化。
激光相变硬化的原理：激光相变硬化是利用激光束作热源照射待强化的工件表面，使工件表层材料产生相变或熔化，随着激光束离开工件表面，工件表面的热量迅速向内部传递，形成极高冷却速度，使表面硬化，从而提高工件表面的耐磨性，腐蚀性，疲劳强度。
5.常用的激光器有那些？各有何特点？并说明其各自的应用范围。
答：红宝石激光器：机械强度大，能够承受高功率密度，寿命长，大能量单模输出。主要用于激光打孔。
掺钕钇铝石榴晶体激光器：量子效率高，辐射截面大，良好的热稳定性，热导率高，热膨胀系数小，用于打孔，焊接，热处理，打标记，书写，动平衡。
钕玻璃激光器：高功率激光，制造的零件工作物质形状，尺寸有较大的自由度。氦-氖激光器：频率稳定性好，寿命长，价格低。适用于全息照相，准直测量和激光干涉测量。
第八章
1.超声波加工设备的进给系统有何特点？超声波加工时，工具系统的振动有何特点？ 答：超声波的机械振动经变幅杆放大后传递给工具，使磨料和工作液以一定的能量冲击工件，加工出需要的尺寸和形状。
超声波加工时并不是整个变幅杆和工具都在作上下高频振动和低频或工频振动的概念完全不一样。超声波在金属棒内主要以纵波形式传播，引起杆内各点沿波的前进方向，一般接正弦规律在原地作往复振动，并以声速传导到工具端面，使工具端面作超声波振动
2为什么超声波加工技术特别适合于加工硬脆材料？
答：空化作用：是指当工具端面以很大的加速度离开工具表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔。促使工作液钻入被加工工作表面材料的微裂纹处，当工具端面以很大加速度接近工件表面时，空腔闭合引起极强冲击波，加速了磨料对表面的破碎作用。
综上所述：超声波加工是磨料在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用，其中磨粒撞击作用是主要的，由此不难理解，超声波加工特别适合加工硬脆材料。
3试举例说明超声波在工业，农业或其他行业中的应用情况。
答：1.超声波加工型腔，型孔，具有精度高表面质量好的优点.2.切割脆硬的半导体材料3.超声波就清洗，精密零件中的细小孔，窄缝夹缝中的脏物。4超声波焊接，电子电器元件和集成电路的接引线，包装线。5.超声波镀锡，挂银及涂覆熔化的金属薄层。
第九章
1.何谓电子束加工？试说明电子束加工的分类，特点及应用范围。
答：电子束加工是在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高的电子束，以极高的速度冲击到工件表面的极小面积上，在极短的时间内，其能量的大部分转变为热能，使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温，从而引起材料的局部熔化和气化，从而加工目的。电子束加工分为电子束热加工和电子束非热加工，特点：1.加工面积小2.电子束能量密度高3.能量密度高，而且能量利用率可达百分之九十以上，因而生产率高4.可以通过磁场或电场对电子束的强度位置，聚焦进行控制，从而实现自动化5.由于在真空中进行，因而污染小，加工表面不氧化6.电子束加工因需要一套专用设备，所以费用昂贵。
应用：1.电子束打孔，在航天，电子，化纤及制革上应用2.电子束可焊接的材料范围广，有利于焊接熔点更高的金属和活泼金属。3.电子束热处理4.电子束曝光。
2.试述离子束加工的基本原理和应用范围，并比较它与电子束技工的优缺点。
答：离子束加工是利用离子束对材料进行成形或表面改进的方法。在真空条件下，将由离子源产生的离子。经过加速，投射到材料表面，产生溅射和注入效应。它是靠微观的机械撞击能量束加工的。
主要应用在：利用离子撞击和溅射效应的离子束刻蚀，离子溅射镀膜和离子镀，以及离子注入效应的离子注入。相比较电子束加工，便宜。
第十章
1.试述超高压水射流切割技术的原理和特点。
答：超高压水射流本身具有较高的刚性，在于工件发生碰撞时会产生极高的冲击动压和涡流。从微观上看：相对于射流平均速度存在着超高速区与低速区。表面虽为圆柱形，而内部实际存在着刚性高和刚性低的部分。刚性高的宏观上起到快速碶劈作用，而低刚度部分碶吸屑，排屑作用，俩者结合，正好像锯刀一样，切割材料。
超高压水射流切割具有切缝窄，切口平整，无热变形，无边缘毛刺，切割速度快，效率高，加工成本低，无尘，无味，无毒，无火花，振动小，噪声低等特点。尤其适合于恶劣的工作环境和防燥要求的危险环境工作。
2.试述纯水高压水切割与磨料高压水切割之间的异同及应用。
答：纯水切割喷嘴用于切割密度较小，硬度较低的非金属软质材料，喷嘴内孔的直径范围为0.08-0.5mm，切割喷嘴的直径范围为0.5-1.65mm。
3.试述往复式增压器的工作原理。
答：增压器交替往复运动，不断输出超高压水，直至达到切割工艺要求的水压，即可开始加工。
4.试述影响超高压水射流切割速度，切割精度的因素。
答：影响超高压水射流切割深度的工艺因数较多，包括射流的工作介质，喷射的压力，作用面积，切割时间，工件的材质，以及喷嘴离工件表面的距离等。
切割速度与被加工的材料性质有关，并与射流的功率或压力成正比，与切割速度和工件厚度成反比
第十一章
1.在等离子体加工过程中，为什么可以获得极高的能量密度？
答：等离子体具有极高的能量密度，其原有有以下三个方面：1.机械压缩效应，电弧在被迫通过喷嘴喷出时，通道对电弧产生机械压缩作用2.热收缩效应。喷嘴的内部通入冷却水。喷嘴内壁受到冷却，温度降低，靠近内壁的气体电离度急剧下降，使电流的有效截面积缩小，电流密度大大增加3.磁收缩效应。由于电弧电流周围磁场的作用，迫使电弧产生强烈的收缩作用，使电弧变得更细，电弧区中心的电流密度更大，使电弧更稳定。
以上三种压缩效应的综合作用下，等离子体的能量高度集中，电流密度，等离子体电弧的温度都很高。
2.在挤压洐磨技术有那些特点？举例说明其实际应用情况。
答：挤压洐磨的工艺特点：1.使用范围广，几乎能加工所有的金属材料，同时也能加工陶瓷，硬塑料等2.加工效果好3.加工效率高4.加工精度高
应用与边缘光整，倒圆角，去毛刺，抛光和少量的表面材料去除，3.说明磨料喷射加工的过程中，影响加工质量的因数主要有那些？
答：磨料喷射加工是利用磨料与压缩气体混合后经过喷嘴形成的高速束流，通过对工件的高速冲击和抛磨作用来去除工件上多余的材料，达到加工目的。
加工的设备主要包括1.储藏，混合和载运磨料装置2.工作室3.粉尘集收器4.干燥气体供应装置。
4在磁性磨料研磨加工过程中，影响加工质量的因素主要有哪些？ 答：1.强度的影响2.加工间隙的影响3.磁极形状的影响。
5.光刻加工技术的基本过程通常包括哪些步骤？如何提高其加工精度？ 答：1.涂胶2。曝光3.显影4.腐蚀5.去胶
6如何理解纳米级加工的物理实质？
答：欲得到1nm的加工精度，加工的最小单位必然在亚微米级。由于原子间的距离为0.1-0.3nm，纳米级加工实际上以及到了加工精度的极限。
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