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《现代加工技术》试卷第1页（共3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（B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、名词术语解释加热切削：在机械加工中引入热能的复合加工方法。用热源加热待加工区，改善切削加工性，使难加工材料的加工顺利进行。研磨加工：将研磨工具表面嵌入磨粒或涂覆磨粒并添加润滑剂，在一定压力下，使工件和研具接触并做相对运动，通过磨粒作用，从工件表面切去一层极薄的切屑，使工件具有精确的尺寸，准确的几何形状和很高的表面粗糙度。这种对工件表面进行最终终加工的方法叫研磨。抛光加工：用高速旋转的低弹性材料（棉布、毛毡、人造革）抛光盘，或用低速旋转的软质弹性或粘弹性材料（塑料、沥青、石蜡等）抛光盘，加抛光剂，具有一定研磨性质的获得光滑加工表面的加工方法。微细加工：是微米级、亚微米级、毫微米级微细加工的统称，分为微米级微细加工、亚微米级微细加工、纳米级微细加工；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。（本题25分）二、填空：1、离子束加工主要分为刻蚀加工、溅射镀膜加工、离子镀加工、离子注入加工等几类。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、超声切削系统由超声波发生器、换能器、变幅杆、振动刀具四部分组成。4、激光加工过程分为材料对激光能量的吸收、激光的光能转化为热能、材料熔化气化去除等三个阶段。。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。2、试叙述在线电解修整磨削的机理。画图说明，或语言叙述，都算正确。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3页）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LIGA技术的原理。LIGA工艺过程为：1、PMMA（聚甲基丙烯酸甲脂）等X射线感光材料，以期望的厚度（0.1～1mm）涂在金属基板上；2、深层同步辐射X射线光刻；3、电铸成形，用曝光蚀刻的图形实体作为电铸用胎膜，用电沉积方法在胎膜上沉积金属以形成金属微结构零件；4、注射，将电铸制成的金属微结构作为注射成形的模具，即能加工出所需的微型零件。（本题20分）四、问答题1、超精密磨削加工对砂轮的选择、整形、修锐、使用要求有哪些？选择：在超精密磨削中所使用的砂轮，其材料多为金刚石、立方氮化硼磨料，硬度极高，故一般称为超硬磨料砂轮。用金刚石砂轮磨削石材、玻璃、陶瓷等材料时，选择金属结合剂，砂轮的锋利性和寿命都好；对于硬质合金和金属陶瓷等难磨材料，选用树脂结合剂，具有较好的自锐性。CBN砂轮一般用树脂结合剂和陶瓷结合剂。整形和修锐：砂轮的修整包括整形和修锐两部分；对于密实型无气孔的金刚石砂轮，如金属结合剂金刚石砂轮，一般在整形后还必须修锐；有气孔型陶瓷结合剂金刚石砂轮在整形后即可使用。整形是将砂轮形状精度修整到一定程度，修锐是使磨粒露出结合剂表面一定高度，才能进行磨削。满足磨粒等高性好，锋锐性，均匀性，耐磨性要求。使用：得分《现代加工技术》试卷第3页（共3页）金刚石砂轮磨削速度一般不能很高，其磨削速度为12～30m/s。如果磨削速度过高，但磨削温度将随之升高，因为金刚石的热稳定性仅为700~800℃，磨削温度的上升将使金刚石砂轮磨损加快。所以，应根据具体情况选择合适磨削速度，一般陶瓷结合剂、树脂结合剂的金刚石砂轮其磨削速度可选高些，金属结合剂的金刚石砂轮磨削速度可选低些。而立方氮化硼砂轮的磨削速度可比金刚石砂轮高得多，可达80～100m/s，主要是因为立方氮化硼磨料的热稳定性好。2、试叙述绿色加工的评价指标体系？传统加工：T、Q、C绿色加工：T、Q、C、R、E3、氧化亚铁硫杆菌生物去除加工金属的原理？用语言叙述与画图说明都行。化学反应过程：实验原理：（本题15分）五、叙述题1、试叙述超高速切削加工机床的关键技术有哪些？只需说明机床相关部分。画图和语言叙述都行。得分