1、第 1 页 共 7 页 现代加工技术 复习题 1.现代加工技术则是指满足“（高速）、（高效）、（精密）、微细、自动化、（绿色化）”特征中一种以上特征的加工技术。 2 20 世纪末出现了一种新的加工技术分类方法，将加工技术分为四大类，即：（去除（或减材）加工）、（ 增材加工）、变形加工和表面加工。 3.切削用量三要素包括（切削速度）、（进给量）和（切削深度）。 4.单个磨粒的磨削过程大致分为（滑擦）、（刻划）和（切削）三个阶段 .。 5.磨料在基带上的涂敷方法一般有重力作用法和（ 静电植砂法）。 6.研磨工艺参数有（研磨压力）、（研磨 速度）、研磨时间、（研磨运动轨迹）。 7.珩磨加工时，珩磨头
2、有三个运动，即（旋转运动）、（往复运动）和垂直于加工表面的径向加压运动。 8.电火花加工按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，可分为（电火花穿孔成形加工）、（电火花线切割）、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工等。 9.（电火花高速小孔加工）工艺是近年来新发展起来的。这种加工方法最适合加工 0.3 3mm 左右的小孔且深径比可超过 100。 10.激光切割的工艺参数为（切割速度）、（焦点位置）、（辅助气体）和（激光功率）。 11.绿色加工具有以 下基本特征（技术先进性）、（绿色性）、（经济性）。 12.加工参数优化的方法有（解析优化方法）和（试验优化方法）两种。 13.塑性材料的切屑
3、形成过程，就其本质来说，是被切削材料在刀具切削刃和前刀面作用下，经受挤压产生 （剪切滑移） 的过程。 14.默钱特剪切角理论公式中的剪切角是根据 （最小切削功原理） 确定的。 15.高速切削加工的刀具材料主要有 （超硬刀具材料） 、陶瓷刀具、 TiC（ N）基硬质合金和涂层刀具。 16.对 （淬硬钢） 材料进行高速车削加工叫高速硬车削，可以采用硬车削替代磨削加工的场合很多，如汽车曲轴加工、 轴承加工、淬硬螺纹加工等。 17.在线电解修整 ELID 是专门应用于 （金属结合剂） 砂轮的修整方法，与普通的电解修整方法相比，具有修整效率高、工艺过程简单、修整质量好等特点。 18.以砂轮高速、 （高进
4、给速度） 和大切深为主要特征的高效深磨 HEDG 技术是高速磨削在高效加工方面的最新应用。 第 2 页 共 7 页 19.精密磨削通过对砂轮的精细修整，使磨粒具有 （微刃性） 和等高性，可获得加工精度为 1 0.1m 和表面粗糙度 Ra为 0.2 0.025m 的表面磨削方法。 20.缓进给磨削时，须采取特殊的工艺方式，如 （连续修整） 、 （强化换热） 、 w（ 大气孔砂轮） 等。 21.研磨的实质是用 （游离的磨粒） 通过研具对工件表面进行包括物理和化学综合作用的微量切削。 22.抛光加工方法有： （机械抛光） 、 （化学抛光） 、 （机械化学复合抛光） 、 （液体抛光） 、 （电解抛光）
5、 。 23.电规准是电火花加工过程中的一组电参数，如 （ 电压 ） 、 （电流） 、脉宽、脉间等，一般分为粗、中、精三种，每一种又可分几档，三种规准依次使用。 24.WEDM 是在电火花加工基础上于 50 年代末最早在前苏联发展起来的一种新的工艺形式，是用 （ 线状电极 ） 靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切割，有时简称 线切割。 25.通常对加工过程进行优化的目标有： （ 最大生产率 ） 、 （ 最低加工成本 ） 、 （ 最大利润率 ） 。 26.在动态优化过程中，为了建立瞬态优化模型，必须对加工过程的动态特征参数进行 （ 实时检测 ） 。 27.加工过程的动态优化一般需要通过机床、
6、传感器、专用过程控制电路及电脑所组成的系统来实现，这样的系统称为加工过程 （ 自适应控制系统 ） 。 二、判断题 1.剪切角与切屑变形系数的关系：剪切角增大，切屑变形系数增大。 （ ） 2.自然热电偶法测得的是切削区指定点的温度，人工热电偶法能够直接测得前刀面温度。 （ ） 3.在高速切削中，常规的 724 锥度刀柄系统已经不适用。 （ ） 4.工件表面的磨削温度是指磨粒磨削点的温度，它影响工件表面的烧伤、裂纹和加工硬化。 （ ） 5.硬磨料砂轮修整一般将整形和修锐分开 （ ） 6.抛光和研磨所用的磨料及研具材料相同。 （ ） 7.电化学加工是利用阳极金属原子由于失去电子而成为正离子进入溶液的
7、原理而第 3 页 共 7 页 进行的特种加工。 （ ） 8.干切削刀具多以月牙洼磨损为主要失效形式。 （ ） 9.由于 CBN 中的氮和硼可以溶入铁素体中（氮与硼易与铁素体反应），形成间隙固溶体，切削时产生的高温高压会使 CBN 颗粒产生扩散磨损，故不宜用于低硬度（ HRC45 以下）工件的加工。 （ ） 10.点磨削是利用超高线速度（ 120 250m/s）的多层 CBN 砂轮（宽度仅几毫米）来实现的。 （ ） 11.切削铸铁常常产生积屑瘤和鳞刺 。 （ ） 12.刃倾角 0S 时，切屑流向已加工表面。 （ ） 13.低速切削时，刀具磨损的主要原因是扩散磨损 。 （ ） 14.精密切削时背吃
8、刀量对切削力的影响大于进给量对切削力的影响。 （ ） 15.双刃 浮动镗 刀不能消除由径向切削力对镗杆的作用而造成的加工误差 。 （ ） 16.高温切削的实质是加热后刀具材料和工件材料的硬度比增大了。 （ ） 17.相同条件下同一砂轮磨削直径相同的内圆和外圆，前者比后者容易烧伤 。（ ） 18.研磨过程可以用“纯切削说”来完全解释 。 （ ） 19.为了环保，绿色切削不允许采用切削液。 （ ） 20.立方氮化硼砂轮磨削时一般采用油性液为磨削液，而不用水溶性液。 （ ） 三、名词解释 1.积屑瘤 答：在切削塑性材料时，往往在前刀面上紧靠刃口处粘结着一小块很硬的金属楔块，这个楔块称为积屑瘤。 2.
9、超精密切削加工 答：超精密切削加工是相对于精密切削加工而言的，其所能达到的加工精度和表面质量更高。目前，将加工精度为 0.01m 以下，加工表面粗糙度 Ra小于 0.01m的切削加工称为超精密切削加工。 3.磨削比 答：单位时间内磨除工件材料的体积与砂轮磨耗体积之比称为磨削比。 4.电解加工 第 4 页 共 7 页 答：电解加工时，工件接直流电源（ 10 20V）的正极（阳极），工具接电源的负极（阴极），工具向工件缓慢进给，使两极之间保持 较小的间隙约 0.1 0.8mm，具有一定压力（ 0.5 2MPa）的氯化钠电解液从间隙中流过，这时阳极工件的金属逐渐电解腐蚀，电解产物被高速（ 5 50m
10、/s）的电解液带走。 5.加工参数优化 答：加工参数优化就是寻求一组最优的加工参数使得加工过程中某一指标达到最佳状态。通常，首先选择一个优化目标，如最大利润率、最低成本或最大生产率。 6.刀具耐用度 答：一把新刀具从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止总的切削时间，或者说刀具两次刃磨之间总的切削时间，被称为刀具耐用度，一般以 T 表示。 7.高速切削加工 答：通常把 切削速度比常规高出 5 10 倍以上的切削加工叫做高速切削或超高速切削。 8.砂轮硬度 答：砂轮硬度是指砂轮上的磨粒受力后自砂轮表面脱落的难易程度，也反映磨料与结合剂的粘结强度。砂轮的硬度是由结合剂的粘结强度和砂轮的制造工艺决定的，
11、与磨粒本身的硬度无关。 9.电火花加工 答：电火花加工又称放电加工，是通过导电工件和工具电极之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余材料，以达到对工件尺寸、形状及表面质量要求的加工技术。 10.绿色加工 答：绿色加工是指在不牺牲产品的质量、成本、可靠性、功能和能量利用率的前提下，充 分利用资源，尽量减轻加工过程对环境产生有害影响的加工过程，其内涵是指在加工过程中实现优质、低耗、高效及清洁化。 四、简答题 1.现代加工技术的发展呈现哪些趋势？ 答： 1.追求更高的加工精度 2.以高速实现高品质高效加工 3.微细与纳米加工快速发展 4.追求加工智能化 第 5 页 共 7 页 5.更加注重加工的绿
12、色化 主要特征表现为：节能、低耗、无废排放。 2.简述激光加工、电子束加工和离子束加工的原理。 答：激光加工是把具有足够能量的激光束聚焦后照射到所加工材料的适当部位，在极短的时间内，光能转变为热能，被照部位迅速升温，材料发生 气化、熔化、金相组织变化以及产生相当大的热应力，从而实现工件材料被去除、连接、改性或分离等加工。 电子束加工是利用高能电子束流轰击材料，使其产生热效应或辐照化学和物理效应，以达到预定的工艺目的。 离子束加工是在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速聚焦，使之具有高的动能能量，轰击工件表面，利用离子的微观机械撞击实现对材料的加工。 3.磨削加工与切削加工方法相比，具有哪些
13、特点？ 答：磨削加工从本质上来说属于随机形状、随机分布的多刃切削加工，但是与车、铣等具有规则形状刀具切削加工方法相比较，具有如下特点： （ 1）砂轮表面磨粒的分布及其刃口形状均处于随机状态。 （ 2）磨削速度很高，一般在 30 50m/s，是车、铣速度的 10 20 倍。因此，磨削层金属变形速度很快，磨削区在短时间内发热量大，瞬时可高达 1000以上，将引起加工表面物理力学性能改变，甚至产生烧伤和裂纹。 （ 3）磨粒的切削刃和前（后）刀面的形状极不规则，顶角在 100以上，前角为很大负值，后角小，刃口半径 rn却较大，会使工件表层材料经受强烈挤压变形。特别是磨粒磨钝后和进给量很小时，金属变形更
14、为严重，因而磨除单位工件体积时消耗的能量比一般切削加工高得多， 约是其它加工方法的 10 30 倍。 （ 4）普通磨粒在磨削力作用下，会产生开裂和脱落，会形成新的锐利刃，这称为磨粒的自砺作用，对磨削加工是有利的。 （ 5）磨削时单个磨粒的切削厚度可小到几微米，故易于获得较高加工精度和较小表面粗糙度值。 （ 6）由于多数磨粒切削刃具有极大的负前角和较大的刃口半径，使径向磨削力 Fy远大于切向磨削力 Fz，加剧工艺系统变形，造成实际磨削深度常小于名义磨削深度。 4.试简要介绍水射流加工工艺的优点。 第 6 页 共 7 页 答：与其它高能束流加工技术相比，水射流切割技术具有独特的优越性： （ 1）切
15、割品质优异。水射 流是一种冷加工方式， “ 水刀 ” 不磨损且半径很小，能加工具有锐边轮廓的小圆弧。加工无热量产生且加工力小，加工表面不会出现热影响区，自然切口处材料的组织结构不发生变化，几乎不存在机械应力与应变，切割缝隙及切割斜边都很小，无需二次加工，无裂缝、无毛边、无浮渣，切割品质优良。 （ 2）几乎没有材料和厚度的限制。无论是金属类如普通钢板、不锈钢、铜、钛、铝合金等，或是非金属类如石材、陶瓷、玻璃、橡胶、纸张及复合材料，皆可适用。 （ 3）节约成本。该技术不需二次加工，既可钻孔亦可切割，降低了切割时间及制造成本。 （ 4）清洁环 保无污染。在切割过程中不产生弧光、灰尘及有毒气体，操作环
16、境整洁，符合环保要求。 5.你如何理解难加工材料和难加工结构，并举例说明。 答：难加工材料是指难以进行切削加工的材料，即切削加工性差的材料。难加工材料有：钛合金、高温合金、不锈钢、高强度钢与超高强度钢、复合材料、硬脆性材料。 难加工结构是指在常规机床上加工时精度难以保证或必须采用多轴联动才能加工出的结构，如薄壁、深（长）径比大的结构、复杂型面、微小微细结构及其它用常规方法难以加工的孔、槽等结构。难加工结构有：薄壁件加工、叶片及涡轮盘加工、阵列孔及微孔加 工。 6.钛合金的分类及其性能特点？ 答：钛合金分类： 1）相钛合金（用 TA 表示）； 2）相钛合金（用 TB 表示）；3） +相钛合金（用 TC 表示）。 钛合金性能特点： （ 1）比强度高，可制出单位强度高、刚性好、质量轻的零部件。 （ 2）钛合金热稳定性好、高温强度高。 （ 3）抗蚀性好。 （ 4）低温性能好。 （ 5）钛的化学亲和性大，容易与摩擦表面产生粘附现象。 （ 6）钛的导热系数低。 第 7 页 共 7 页 （ 7）弹性模量小。 7.绿色加工应用技术都有哪些？ 答：（ 1）干切技术：在氮气氛围中进行干切削，干式静电冷却技术，冷风干切削； （ 2）干磨：强冷风干式磨削，点磨削； （ 3）微量冷却机械加工：采用 MQL 润滑的准干式切削，准干式磨削； （ 4）高压水射流切割 （ 5）其他绿色加工
