超精密期中考试答案

一、填空题（每空2分，共20分）1. 精密和超精密加工代表了加工精度发展的不同阶段，通常，按加工精度划分，可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。2. 金刚石刀具的尺寸寿命甚高，高速切削时刀具磨损亦甚慢，因此刀具是否磨损以加工表面质量是否下降超差为依据，切削速度并不受刀具寿命的制约。3. 目前超精密切削时可达到的极限最小切削厚度是 1nm 。4. 当前，涂覆磨具的制造方法有 重力落砂法 、 涂敷法 、 静电植砂法 等。5. 精密和超精密磨料加工可分为 固结磨料 和 游离磨料 两大类加工方式。 二、判断题（每题2分，共10分）1. 超精密切削时，切削速度越高加工质量越好。 （）2. 金刚石晶体各晶面上的摩擦因数是不同的，但同一晶面上各个方向的摩擦因数是相同的。 （）3. 立方氮化硼砂轮磨削时一般不采用油性磨削液，因为高温下立方氮化硼磨粒会和矿物油发生化学反应，而加剧砂轮的磨损。 （）4. 碳化硼和立方氮化硼同属于普通磨料，而天然金刚石和人造金刚石则属于超硬磨料。 （）5. 精密磨削时选择砂轮的原则是易产生和保持微刃及其等高性。 （）三、简答题（每题10分，共50分）1. 从机械制造技术发展看，过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工？答：通常将加工精度在0.1-lm，加工表面粗糙度在Ra 0.02-0.1m之间的加工方法称为精密加工。而将加工精度高于0.1m，加工表面粗糙度小于Ra 0.01m的加工方法称为超精密加工。2. 试述各工艺参数对超精密切削表面质量的影响。答：切削速度对加工表面粗糙度基本无影响。当超精切削采用很小的进给量，加工表面粗糙度值减小。刀具有修光刃的时候，可减少残留面积，减小加工表面的粗糙度值。背吃刀量减小将使加工表面粗糙度加大。3. 超硬磨粒有什么优越性？ 答：磨具在形状和尺寸上易于保持，使用寿命高，磨削精度高；磨料本身磨损少，可较长时间保持切削性，修整次数少，易于保持精度；磨削时，一般工件温度较低，可减小内应力、裂纹和烧伤等缺陷；能加工各种高硬的难加工材料，可磨削陶瓷、光学玻璃、宝石、硬质合金以及高硬度合金钢、耐热钢、不锈钢等。 4. 超精密磨削的含义是什么？镜面磨削的含义是什么？答：超精密磨削是最高加工精度、最低表面粗糙度的砂轮磨削方法。一般是指加工精度达到或者高于0.1m，加工表面粗糙度小于Ra 0.025m，是一种亚微米级的加工方法。镜面磨削一般是指加工表面粗糙度达到Ra 0.02-0.01m，表面光泽如镜的磨削方法。5. 试述精密砂轮磨削机理。答：精密砂轮磨削机理：（1）微刃的微切削作用 使用较小的修整导程和修整深度精细修整砂轮，使磨粒微细破碎而产生微刃，一颗磨粒就形成了多颗微磨粒，相当于砂轮的粒度变细，微刃的微切削作用形成了低粗糙度表面；（2）微刃的等高切削作用 由于微刃是砂轮精细修整形成的，因此分布在砂轮表层的同一深度上的微刃数量多、等高性好，从而使加工表面的残留高度极小，微刃的等高性除与砂轮修整有关外，尚与磨床的精度、震动等因素有关；(3)微刃的滑挤、摩擦、抛光作用 砂轮修整得到的微刃开始比较锐利，切削作用强，随着磨削时间的增加而逐渐钝化。同时，等高性得到改善，这时，切削作用减弱。滑挤、摩擦、抛光作用加强，磨削区的高温使金属软化，钝化微刃的滑挤和挤压将工件表面凸峰碾平，降低了表面粗糙度。四、论述题（20分）根据你的理解，用自己的语言论述当前精密和超精密加工包括哪些内容，以及精密和超精密加工技术的发展方向，和我国应该重点发展的内容。答案要点精密和超精密加工目前包含三个领域：1)超精密切削，如超精密金刚石刀具切削，可加工各种镜面。它成功地解决了高精度陀螺仪，激光反射镜和某些大型反射镜的加工。2)精密和超精密磨削研磨。例如解决了大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁盘等的加工。3)精密特种加工。如电子束，离子束加工。使美国超大规模集成电路线宽达到0.1m。精密和超精密加工的发展分为两大方面：一是高密度高能量的粒子束加工的研究和开发；另一方面是以三维曲面加工为主的高性能的超精密机械加工技术以及作为配套的三维超精密检测技术和加工环境的控制技术。根据我国的当前实际情况，参考国外的发展趋势，我国应开展超精密加工技术基础的研究，其主要内容包括以下几个方面：1)超精密切削磨削的基本理论和工艺；2)超精密设备的精度，动特性和热稳定性；3)超精密加工精度检测及在线检测和误差补偿；4)超精密加工的环境条件；5)超精密加工的材料。