“机械加工新发展”复习题2012

1.先进制造技术的内涵/概念 计算机技术、信息技术、自动化技术、现代管理技术与传统制造技术有机结合的产物。 2.先进制造技术的主要内容 现代设计技术，先进制造工艺，信息与自动化技术，系统管理技术等。 3.21 世纪的先进制造技术的主要发展方向及发展趋势 精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化 4.先进制造工艺的主要内容 高效精密成形技术；高效高精度切削和磨削加工技术；表面技术；特种加工技术 5.现代机械加工技术发展的主要趋势/特征 高速化/高效化，高精密化，自动化，复合化 6.机械加工新技术的主要内容 通常指现代切削和磨削加工技术，包括加工机理和工艺；技术装备（机床、刀具、检测监控技术等） 。 7.列表归纳常用复合加工方法的优缺点和适用范围。 常用复合加工方法分类及其优缺点表 加工方 法 主要能量 来源及形 式 作用形式 及符号 优缺点和适用范围 复 合 切 削加工 机械、声、 磁、热能 切削 复合切削加工是以传统的切削或磨削为主的复合加工：其投入少、 容易实施，可获得事半功倍的效果，具有很大的开发潜力和应用前 景，受到国内外学者、企业界的高度重视。目前以超声振动切削、 磁化切削、低(高)温切削和磨削相结合等工艺方法应用较多，在改 善工件表面质量、提高加工效率、扩大加工范围等方面，已获得独 特而明显的技术经济效益 复 合 电 解加工 电化学、机 械能 切蚀 复合电解加工是利用电解作用与机械切削或磨削作用相结合面进 行加工的复合加工。它比电解加工具有较好的加工精度和表面租极 度，比机械切削(磨削)有较高的生产率。近来电解复合加工方面的 研究一直比较活跃，而且比较成熟，经常用于生产的主要有电解磨 削、电解所磨、电解研磨光整加工等。 超 声 复 合加工 声、电、热 能 熔化、 切蚀 超声加工的加工精度和表面粗糙度都比电火花、电解加工好，甚至 一些电火花加工后的淬火钢、硬质合金冲模，最后还常用超声抛磨 进行光整加工。但其生产率低，如果将超声和电火花或电解等加工 方法相结合进行复合加工，将会有效地解决硬质合金、耐热合金等 硬质金属材料超声加工速度低，工具损耗大等问题。 电 解 电 火 花 磨 削加工 声、电、机 械能 离子转移、 熔化、 切削 （MEEC） 电解电火花磨削加工是国外 20 世纪 80 年代中期开发成功、并用于 生产的一种复合加工新工艺。它是由机械磨削、电解加工、电火花 加工复合的加工方法、又称(MEEC)法。通过求最佳加工条件，对工 件施加最佳加工能量。以最大限度地发挥被复合加工方法的优点。 近年来对 MEEC 法又作了重大改进，派生出新的 MEEC 法。 8.试述电解电火花磨削加工的特点及应用 答：电解电火花磨削加工是国外 20 世纪 80 年代中期开发成功、并用于生产的一种复合加工新工艺。 它是由机械磨削、电解加工、电火花加工复合的加工方法、又称(MEEc)法。通过求最佳加工条件，对工件 施加最佳加工能量。以最大限度地发挥被复合加工方法的优点。MEEC 法的特点与应用： (1)MEEC 法的电源有两种加工方式，可根据不同的工件状态进行选择。在每种加工方式下可设定工件 的加工条件(直流、交流，最大电压、电流等)，还可以进行通电、输出水平的微调。 MEEC 的工作液应为低浓度的特殊电解液，可发挥电解、放电、机械磨削时的润滑作用而且对机床无 腐蚀。 (2)具有高速、高精度的加工效果，对硬脆、难切削材料亦能如此。 (3)工件被加工后，无机械损伤，不产生材料物理机械性能降低的变质层。 (4)MEEC 法可用于切割、 成形研磨、平面研磨、圆柱研磨及用薄片砂轮切割窄槽。 被加工对象的材料， 除各种钢铁外．还可以加工软硅铝磁性合金、硬质合金、聚晶金刚石、立方氮化硼烧结体、玻璃、导电或 不导电陶瓷等难切削材料。 9.试述超声振动切削的基本原理和特点 超声振动切削的基本原理： 当启动超声波发生器磁化电源时，供给镍磁致伸缩式换能器一定的超声频电流及磁化用直流电流，在 换能器线圈内产生交变的超声频磁场和恒定的极化磁场，便换能器产生同频的纵向机械振动能，同时传递 给变幅杆，并将振幅放大到预定值，推动谐振刀杆进行振动切削。换能器、变幅杆、刀杆均与发生器输出 的超声电频率处于谐振状态，形成一个谐振系统，其固定点都应在位移节点上。 其特点： A、切削力小、切削功率消耗低。 B、工件加工精度高、表面粗糙度低 C、刀具寿命高。 D、加工范围广 E．生产率高。 10.试述复合加工发展的趋势。 答：特种加工可以解决传统加工难以或无法加工的难题，在加工范围、加工质量、生产效率等方向。 显示了许多优越性和独到之处。但是，科学技术的发展，各种新材料的应用，国防、航空、尖端工业生产 的需求向其提出更新的问题．有许多问题是不能用一种加工手段所解决的。人们既不能一味追求“以柔克 刚” ，发展某种特种加工方法；也不应排斥“以硬对柔”的某些特点；而应从加工的可能性、方便性、经 济性等因素综合考试，探索研究新的加工方法。复合加工正是在这种前提下产生和发展起来的。 目前，复合加工主要从以下三个方向发展： (1)以满足工件加工尺寸精度、表面粗糙度或其它表面质量方面的要求为目的，去发展已有的加工方法 组合新的复合加工方式； (2)以提高生产率和扩大加工范围为目的发展复合加工； (3)环境问题、经济性问题也会限制一部分加工方法的使用发展。 11.试述复合电解磨削的特点 复合电解磨削与机械磨削及电解加工相比，具有以下特点： a．加工范围广、加工效率高。由于主要是电解作用和工程材料的机械性能关系不大，因此，只要选 择合适的电解液就可以用来加工任何高硬度、高韧性的金属材料。加工硬质合金时，与普通的金刚石砂轮 磨削相比，电解磨削的加工效率要高 3～5 倍。 b．工件的加工精度和表面质量高。由于砂轮只起刮除阳极薄膜的作用，磨削力和磨削热都很小。不 会产生磨削裂纹和烧伤现象，因而能提高加工表面质量和加工精度，一般表面粗糙度可忧于 Ra0.16μm。 c．砂轮的磨损量小。普通刃磨时，碳化硅砂轮磨削硬质合金其磨损量为硬质合金质量的 1～6 倍，电 解磨削时仅为硬质合金切除量的 50％～100％；与普通金刚石砂轮磨削相比，电解磨削砂轮的损耗速度仅 为他们的 l／5～1／10，可显著降低成本。 d．对机床、工具腐蚀相对较小。由于电解磨削是靠砂轮磨粒来刮除具有一定硬度和粘度的阳极钝化 膜，由此电解液中不能含有活化能力很强的活性离子(如 C1—离子)，一般使用腐蚀能力较弱的 NaNO3、 NaNO2等为主的电解液，以提高电解成形精度和有利于机床、工具的防锈、防蚀。 12.电解研磨复合抛光的基本原理和特点 电解研磨复合抛光是把电解加工与机械研磨结合在一起构成一种新的加工方法。如图所示。电解研磨 抛光加工采用钝化型电解液，利用机械研磨能去除表面微观不平度各高点的钝化膜，使其露出基体金属并 再次形成新的钝化膜．实现表面的镜面加工。 电解研磨按磨料是否稳固在弹性合成无纺布上可分为固定磨粒加工和流动磨粒加工两种。固定磨粒加 工是将磨粒粘在无纺布上之后包覆在工具阴极上，无纺布的厚度即为电解间隙。当工具阴极与工件表面充 满电解液并具有相对运动时，工件表面