精密加工复习.doc

1. 大力发展精密加工技术的原因：提高零件的加工精度可以提高产品的性能和质量，提高产品的稳定性和可靠性；可以提高促进产品的小型化；可以增强产品的互换性，提高装配生产率。
2. 精密加工的所需的关键技术（影响因素）：精密加工机床（提高主轴的回转精度、刀具的微量进给精度（弹性变形式和电致伸缩式）、工作台的直线运动精度）、金刚石刀具（金刚石刀具的圆弧半径，晶面选择、刃口的锋利性）、精密切削机理（微量切除、积屑瘤）、稳定的加工环境（恒温、防震和空气净化）、误差补偿系统、精密测量技术
3. 影响精密和超精密加工的因素：加工机理、加工设备、环境温度、检测与误差补偿。
4. 零件的最终工序的最小切削深度应小于或等于零件的加工精度，反映了精加工的能力。
5. 切削变形：过渡切削、毛刺和亏损、微量切削的碾压过程
6. 切削力：来源：切削层金属、切屑、工件表面层金属的弹 性变形、塑性变形产生的抗力；切屑和刀具同工件表面的摩擦力。影响因素：切削速度（刀具的圆弧半径、积屑瘤）、进给量（对轴向力Fx的影响最大）、切削深度、刀具材料。（在精密加工，进给量对切削力的影响大于切削深度的）
7. 切削热：来源：变形、摩擦所消耗的功率转变为热。造成的影响：影响加工精度。控制：减小切削热、利用切削液
8. 刀具的磨损、破损和耐用度。
9. 金刚石刀具的晶面选择：选择100面作为金刚石刀具的前面和后面
10. 金刚石晶体的定向：X射线、激光定向。
11. 精密主轴部件:1）液体静压轴承主轴：回转精度高、转动平稳、无振动，但液体静压轴承的油温控制比较困难（温度控制装置）、静压油容易形成气泡，降低轴承的刚度和动特性（提高静压油的压力）；2）空气静压轴承主轴：回转精度高、平稳、温升相对较小，但空气轴承刚度较低，只能承受较小的载荷。双半球空气轴承主轴、一端球轴承一端为圆柱径向轴承的空气轴承主轴：能自动调心，前后轴承的同心度高，提高主轴的回转精度
12. 主轴的驱动方式：电动机通过带传动驱动；主轴通过柔性联轴器驱动；采用内装式同轴电动机驱动。
13. 床身：优质耐磨铸铁、花岗岩、人造花岗岩
1. 磨削的特点：磨削的加工工艺范围广、加工材料种类多；加工精度高，表面粗糙度值小；径向力较大，并且作用在工艺系统刚性较差的方向上；磨削温度高；砂轮具有自锐性。
2. 磨削的分类：固结磨料加工（固结磨具）；游离磨料加工（涂覆磨具）
3. 固结磨具：将一定粒度的磨粒或微粉与结合剂粘结在一起，形成具有一定强度，在采用烧结、粘结、涂敷的方法形成的砂轮，砂条、油石砂带等磨具。
4. 砂轮的指标:磨料（超硬磨料：磨削力小，磨削温度低、效率高、可加工各种材料、加工综合成本低、磨削能力高、耐用度高、耐磨性好、普通磨料）、粒度（由加工要求、被加工材料、磨料材料决定）、组织与密度（影响磨削质量、加工成本和效率）、结合剂（影响砂轮的结合强度、自锐性、修正方法）、硬度、刚度、磨具形状和基体材料
5. 涂敷磨具：将磨料用粘结剂均匀的u涂敷在纸、布或其他复合材料基底上的磨具
6. 涂敷的方法：重力落沙法、涂敷法、静电植沙法。
7. 精密磨削的磨削机理：磨粒的微刃性、磨粒的等高性、微刃的滑擦、挤压、抛光作用。
8. 精密磨床的要求：高几何精度（主轴回转精度、导轨的直线运动精度）、低速进给运动的稳定性、抗振性（电动机转子、砂轮动平衡、机床安装在防振地基上）。PS：各运动健将和主轴回转件、导轨运动件，具有良好的密封能力、有比较完善的切削液处理系统。
9. 砂轮的修整：修锐（去除结合剂，使磨粒露出切削刃）+整形（使砂轮达到几何精度、磨粒锋利）
10. 修整的方法：车削法、磨削法、电火花、滚压法、喷射法、软钢磨削法、电解法、超声波法。
11. 磨削液的作用：冷却、润滑、清洗。减少磨削力、改善磨削表面质量、、提高磨削效率、延长砂轮寿命。
12. 磨削液的种类：水溶性液（金刚石砂轮磨削）、油性液（金刚石、立方氮化硼砂轮磨削）
三、砂带磨削
1.砂带磨削的分类：闭式（环形砂带）、开式（成卷砂带）砂带磨削
2.砂带磨削的特点：柔性磨削，载荷小且平均；表面质量高、砂带制作简单、无烧结、动平衡等问题，价格便宜；砂带磨削设备简单。但不能加工窄的阶梯轴、孔等；对形状、位置精度要求较高的工件也不能加工
3.砂带磨削的磨削机理：磨削+研磨+抛光为一体的复合加工方法
4.砂带是需要防尘的
四、精密加工机床
1.减少机床热变形的方法：减少热源、使用热膨胀系数较小的材料做床身、床身的合理化结构、用恒温液体浇淋、使机床长时间处于热平衡状态以保持恒温
2.机床的稳定性：抗振（提高机床结构的抗振性）、减振（对运动部件进行动平衡处理，减少振源、在易振部分人为的添加阻尼、使用振动衰减能力强的材料做机床部件）
3.机床主轴部件：主轴轴承（静压：空气静压、液体静压/动压润滑轴承）
4.主轴的驱动方式
5．进给运动
6.超精密机床的总体布局：主轴箱位置固定，刀架安装在十字型滑板上；T型布局；Ｒ－θ型；立式结构布局。
7.导轨的特点：运动速度低；刚度差；受力复杂；工作量大
8.导轨的基本要求：几何精度高（直线度、平行度、垂直度）；刚度高；耐磨性好（降低导轨所受压强、表面热处理、润滑防护）；运动灵敏
9.导轨的分类：滚动导轨（直线滚动轴承、再循环滚动部件）（预紧）、液体静压导轨、空气静压导轨或气浮导轨
10.导轨的结构形式：1)截面形状：凸型（难存留切屑，也难储存润滑油，用于低速导轨）；凹形（润滑性能好，用于高速导轨，为防护切屑进入，应有防护装置） 2）三角型、矩型、燕尾型、双三角型、双矩型、三角型—矩型，双燕尾型
五、精密测量
1.精密测量的环境条件：恒温、隔振、气压等其他条件
2.量具材料的选择：根据热膨胀系数选择；根据材料的稳定性、耐磨性选择
3.直线度的测量：干涉法，跨步仪法，光轴法、（双频）激光准直仪法
3：平面度的测量：干涉法、水平面法
4.角度的测量：比较法、平台法
六、加工精度
1.提高加工精度的方法：隔离或消除误差、误差补偿
2.加工精度的检测：在位检测、离线检测、在线检测（动态）
3.误差补偿的过程：1)分析影响误差的因素，确定误差项目
2）建立误差与补偿量之间的数学模型
3）设计误差补偿装置
4）调试装置
4.误差补偿系统的组成：误差信号检测、…处理、…建模、补偿控制、补偿执行机构
第二篇、特种加工
一、 超声波加工
1.超声波与电火花加工相比的优势：超声波不仅可以加工硬质合金、淬火钢的金属材料，也可以加工玻璃、陶瓷、半导体等非金属材料，并且也可以用于清洗、焊接、探伤等
2.超声波加工的特点：1）加工范围广、2）切削力小、加工功率低、能耗小、3）加工精度高，表面粗糙度低、4）易加工各种复杂的成型孔和成型表面、5）工具可以用较软的材料加工出复杂的形状、6）超声波加工设备简单。
3．超声波加工的工艺规律：
1）加工速度及其影响因素：加工工具的振幅和频率；磨料的种类、密度；工件材料；进给压力；磨料悬浮液的浓度。
2）加工精度及其影响因素：除机床、夹具的精度外，主要和磨料的粒度、工具的精度和磨损、工具的横向振动、加工深度、工件材料性质有关
3）表面质量及其影响因素：磨粒尺寸越小，工件越硬，超声振幅越小，则工件表面质量越高，生产率越低。超声波加工的表面质量相对较高。
4.超声波的特性：纵波，可在任何介质中传递；可以传递很高的能量；在介质中传递时界面会产生液压冲击、空化现象；通过不同介质，波速会突变；会产生干涉现象
二、电化学加工
1.利用电化学作用为基础，加工金属的的方法。
2.电解液的导电率的影响因素：溶液中离子浓度越高，电场强度也高，电解液的黏度越小，温度越高，导电能力越强。
3.电化学加工：利用电极在电解液中的电化学作用，对金属进行涂敷或去除材料的加工技术
4.电化学加工的特点：1）不需要考虑工件的硬度、强度等性质；2）无精加工、粗加工之分，加工效率高；3）电解液对加工设备有腐蚀性，对环境有污染；4）加工过程中无切削力、锻压力，工件无加工应力、毛刺、棱边、冷硬层
5.电极电位：金属在电解质溶液中显示出的电效应，即金属表面与电解质溶液的电位差。越低越容易失电子。
6.标准电极电位：以标准氢原子作为参比电极，电位较高的为正，较低的为负
7.极化：在有电流通过时，电极电位偏离平衡电位的现象。
1）浓差极化：在电解过程中，由于电极附近某离子的浓度和本体溶液存在浓度梯度而引起电极电势的变化。（搅拌、加热）
2）电化学极化：由于电化学反应速度缓慢引起的电极极化，导致电极电势变化
3）电阻极化：由于金属阳极产生钝化膜或其他覆盖物使电流通过困难，而造成电极电势变化。
8.电化学加工的特点：加工范围广；加工复杂型腔、型面简单快捷；表面质量好；理论上工具不会消耗，可长期使用；加工生产效率高。PS：影响因素多，技术操作困难，电解液具有腐蚀性；加工设备投资高，场地面积大；工具设计相对困难
9.电解液的作用：导电介质，传递电流；带走电解产物，起更新，冷却的作用；便于控制
10.电化学的计算：V=ηIωt
ω—单位电量溶解的元素体积，
ω=A/(nfp)
n—原子电价；f=96500；p—金属密度
M=ηIKt
K=A/(nf)
n—原子电价；f=96500
11.生产率及其影响因素：电化学当量、加工间隙、电流密度、（加工电压、电解液、工件材料的化学性质）
12.加工精度及其影响因素：加工间隙、机床、工艺装备。
脉冲电流电解加工、小间隙加工、改进电解液
三、线切割
1.电极丝的选择
电极丝应具有良好的抗电蚀性，抗拉强度，材值均匀。常用电极丝有钼丝、钨丝、铜丝等。钨丝用于窄缝精加工，价格昂贵；铜丝适于慢走丝加工，加工表面精度高，蚀屑附着少；钼丝常用于快走丝加工，直径约在0.08～0.22mm范围内，抗拉强度高，应用广泛。
2.电火花线切割的应用范围：1）试制新产品及零件的加工；2）加工特殊材料；3)加工磨具零件
激光切割的几种方式：汽化切割、熔化切割、氧助熔化切割。