搜索
《现代加工技术》试卷第1页（共4页）河南理工大学万方科技学院2013-2014学年第1学期《现代加工技术》试卷（A卷）考试方式：开卷本试卷考试分数占学生总评成绩的70%复查总分总复查人（本题20分）一、名词术语解释超精密加工：超精密加工是获得亚微米以上精度的加工方法，主要指标：加工精度0.1μm,Ra0.02μm。主要加工技术有金刚石刀具超精密切削、超精密磨削加工、超精密特种加工和复合加工等。超高速加工：超高速加工技术是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠的实现高速运动的高精度，高自动化和高柔性的制造设备，以提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的先进加工技术。缓进给磨削：也称作强力磨削、重负荷磨削、蠕动磨削、铣磨等；显著特点是进给速度低：是普通磨削的10-3-10-2倍，但是切深能达到20-30mm，是普通磨削的100-1000倍。纳米加工：纳米级加工的含意是达到纳米级精度的加工技术。包括切削加工（精密切削等）、化学腐蚀(电化学等）、能量束加工（电子束、离子束等）、复合加工、扫描隧道显微技术加工等多种方法。绿色加工：绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境负面影响极小，资源利用率极高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造实质上是人类社会可持续发展战略在现代制造业中的体现。生物加工：定义：利用微生物对工程材料的加工作用，实现预订量的去除或沉积。分类生物去除加工：利用生物化学反应去除生物沉积加工：利用化学沉积方法制备具有一定强度和外形的空心金属化菌体，并以此作构型单体构造微结构；生物成形加工：生物生长成形加工。（本题25分）二、填空：1、超精密加工的关键技术有精密加工机床、稳定的加工环境、精密测量技术和误差补偿。2、高速切削机床中的主轴单元使用电主轴，包括动力源、主轴、轴承、和机架四个部分。3、ELID磨削技术主要由电源、砂轮、电极、电解液四部分组成。4、提高高速磨削机床主轴轴承极限转速的措施有提高轴承制造精度、应用特殊材料、改进轴承结构等办法。5、1931年，德国切削物理学家萨洛蒙提出超高速切削理论，将切削速度分为三个区，分别为：A区（常规加工区）、B区（死谷）、C区（超高速加工区）。6、光刻加工关键技术有光刻掩膜制作、曝光技术、刻蚀技术。7、LIGA技术的主要工艺过程包括深层同步X射线光刻、电铸成形、注塑三个工艺步骤。（本题20分）三、加工机理简答1、试从切削力、切削温度、切屑的变化阐述超高速切削的机理。切屑研究：连续：高导热性低硬度合金或金属；断续：低导热性，密排六方多晶结构，高硬度材料切削力降低原因：软化；切削能量达到平衡点；变形速度临界值；切削温度降低原因：切削热来不及传递到工件和刀具被切屑带走；总分题号一二三四五六七八九十核分人得分得分得分得分《现代加工技术》试卷第2页（共4页）2、试从切削位移、切削力切削温度变化阐述超声切削机理。定义：在普通机械加工中引入超声振动形成的复合加工方法。超声振动切削是通过把超声振动引入车、钻、锪、铰、攻丝、切断等加工过程中，给刀具(工件)以适当方向、一定频率和振幅的振动，以加速切削过程和改善切削效能的方法。机理：切削位移变化切削力、温度变化3、试叙述激光加工的机理。定义：它是利用材料在激光聚焦照射下瞬时急剧熔化和气化，形成很强的冲击波，使被熔化的物质爆炸式的喷溅来实现材料去除的加工技术。物理过程：光能吸收及能量转化——材料无损加热——材料熔化、气化及溅出，作用终止及加工区冷凝机制：能量密度1011W/cm2，104℃高温，光能转化热能，局部熔化气化蒸发，形成凹坑；热扩散使周围金属熔化；继续吸收光能，凹坑中金属蒸汽膨胀，压力增大，熔融物高速喷射；产生的反冲击压力形成冲击波，使熔化物质喷射去除。4、试叙述光刻加工工艺过程。光刻：也称照相平版印刷：在硅等基体材料上涂覆光致抗蚀剂，用高极限分辨率能量束通过掩膜对光致抗蚀层进行曝光，显影得到所需的图形，然后刻蚀，制造出微型结构；《现代加工技术》试卷第3页（共4页）工艺过程：原图制作制造光刻母版基片预处理涂覆抗蚀剂前烘曝光显影及检测坚膜刻蚀去胶（本题20分）四、问答题1、超精密切削加工对金刚石刀具的刃磨、使用要求有哪些？为了实现超微量切除，金刚石刀具是目前超精密车削加工的主要刀具；金刚石车削中的一项关键技术是刀具的刃磨质量，包括晶面的选择及刀刃钝圆半径的大小；天然金刚石的硬度、耐磨性具有各向异性的特点。实践中一般是先选定金刚石的晶向，该晶向不能与解理晶面平行，否则会造成加工中金刚石层的整片剥落。超精密车削的刀具刃磨：采用研磨的方法，将金刚石固定在夹具上，放在铸铁研磨盘上研磨，使得已选择的晶向与主切削刃平行。研磨剂一般选用金刚砂和润滑油。影响刃磨质量的主要因素是刀刃的钝圆半径。切削加工的最小切除量与刀具切削刃最小钝圆半径有关，而刀刃钝圆半径的大小取决于刀具材料晶体的微观结构。刃口半径和后刀面粗糙度是影响表面质量的重要因素：使用：副后刀面和主后刀面都随切削距离增加而磨损；积屑瘤使表面质量恶化；在不产生振动的前提下提高软质金属的切削速度有利于获得光滑的加工表面；随着切削速度提高，切削阻力减小，达到临界速度时，积屑瘤消失。2、超高速切削加工机床的关键技术有哪些？只需回答机床部分。语言叙述与画图说明都行。得分《现代加工技术》试卷第4页（共4页）3、氧化亚铁硫杆菌生物去除加工金属的原理？语言叙述与画图说明都行。化学反应：实验原理：（本题15分）五、叙述题1、试叙述超精密切削加工的影响因素及实现方法。影响因素：实现方法：（从以下几个方面叙述实现超精密加工对各个组成环节的要求）1、刀具要求：2、机床要求：3、环境要求：4、检测与误差补偿要求：得分