精密和超精密加工技术.doc

第一章精密和超精密加工技术及其发展展望
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。
什么叫精密加工？
加工精度在0.1～1µm，加工表面粗糙度在Ra0.02～0.1µm之间的加工方法称为精密加工。
什么叫超精密加工？
加工精度高于0.1µm，加工表面粗糙度小于Ra0.01µm之间的加工方法称为超精密加工。
以下哪些是精密和超精密加工的分类？
A.去除加工；B.结合加工；
C.变形加工；D.切削加工；
E.磨粒加工；F.特种加工；
G.复合加工；
影响精密与超精密加工的因素有哪些？
加工机理、被加工材料、加工设备及其基础元部件、加工工具、检测与误差补偿、工作环境等。
我国今后发展精密与超精密加工技术的重点研究内容包括什么？
（1）超精密加工的加工机理；（2）超精密加工设备制造技术；（3）超精密加工刀具、磨具及刃磨技术；（4）精密测量技术及误差补偿技术；（5）超精密加工工作环境条件。
第二章超精密切削与金刚石刀具
举例说明超精密切削的应用范围有哪些？
陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、录像机的磁头、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜等由有色金属和非金属材料制成的零件。
超精密切削速度是如何选择的？
超精密切削实际速度的选择根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速。
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。
第二章超精密切削与金刚石刀具
举例说明超精密切削的应用范围有哪些？
陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、录像机的磁头、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜等由有色金属和非金属材料制成的零件。
超精密切削速度是如何选择的？
超精密切削实际速度的选择根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速。
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。
刃口锋锐度对加工表面粗糙度的影响？
刃口锋锐度对加工表面有一定的影响，相同条件下（背吃刀量、进给量），更锋锐的刀具切出的表面粗糙度更小。
刀刃锋锐度对切削变形和切削力的影响？
刀刃锋锐度不同，切削力明显不同。刃口半径增大，切削力增大，即切削变形大。背吃刀量很小时，切削力显著增大。
刀刃锋锐度对切削表面层的冷硬和组织位错的影响？
刃口半径越小，加工表面变质层的冷硬度越小，位错密度越小，切削变形越小，表面质量越高。
刀刃锋锐度对加工表面残留应力的影响？
刃口半径越小，残留应力越低；背吃刀量越小，残留应力越小，但当背吃刀量减小到临界值时，背吃刀量减小，残留应力增大。
超精密切削时极限最小切削厚度是多少？
1nm。
金刚石刀具不同晶面的摩擦因素如何？
（100）晶面的摩擦系数最低，（110）最高；（100）晶面的摩擦系数差别最大；（111）晶面最小。
金刚石刀具磨损和破损的特点是什么？
书P26。
超精密切削对刀具有什么要求？
极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量。刃口能磨得极其锋锐，刃口半径值极小，能实现超薄切削厚度。刀刃无缺陷，切削时刃形将复制在被加工表面上，从而得到超光滑的镜面。与工件材料的抗粘性好、化学亲和性小、摩擦系数低，以得到极好的加工表面完整性。
金刚石属于什么晶系？不同面体金刚石主要有哪几个晶面和晶轴？
见书本P31。
金刚石刀具不同晶面的面网及面网密度是如何计算？其比例是多少？
见书本P31-32。
什么叫金刚石晶体的解理现象？哪个晶面最容易解理？为什么？
解理现象是某些晶体特有的现象，晶体受到定向的机械力作用时，沿平行于某个平面平整的劈开的现象（111）面的宽的面间距（0.154nm）是金刚石晶体中所有晶面间距中的最大的一个，并且其中的连接共价键数最少，只需击破一个价键就可使其劈开。金刚石的解理现象即沿解理面（111）平整的劈开两半，且金刚石的破碎和磨损都和解理现象直接有关。
金刚石刀具各晶面的耐磨性如何？好磨和难磨方向又是如何？与摩擦因素有何关系？
见书本P33-34。
金刚石刀具的磨损，主要属于机械磨损，本质是微观解理的积累；金刚石晶体的破损机理，主要产生于（111）晶面的解理。当垂直于该晶面的拉力超过某特定值时，两相邻的晶面分离，产生解理劈开。
刀刃处的解理破损是磨损和破损的主要形式，所以刀刃的微观强度是刀具设计选择晶面的主要依据。
金刚石各晶面的微观破损强度关系是？
（110）面破损的机率最大，（100）面破损机率最小