精密和特种加工复习材料2.docVIP

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