【正文】 插補運算就是 CNC 系統(tǒng)根據(jù)輸入的基本數(shù)據(jù)，如直線終點坐標、圓弧起點、圓心、終 點坐標值、進給速度等，通過計。插補的任務是在一條已知的起點和終點的曲線上進行“數(shù)據(jù)點的密化”。 簡述 CNC裝置 /技術的插補原理（ P250、 252）。 7 為輔助控制單元，用以控制其他部件的工作。前者用以測量坐標軸的實際位置，并將測量結果反饋到數(shù)控系統(tǒng)（或伺服系統(tǒng)），形成全閉環(huán)控制。 5 為伺服驅動系統(tǒng)，它包括伺服驅動電路（伺服控制線路、功率放大線路）和伺服電動機等驅動機構，作用是把數(shù)控裝置發(fā)來的速度和移位指令（脈沖信號）轉換成執(zhí)行部件的進給速度、方向和位移。 計算機數(shù)控系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的功用是什么？ 1為加工零件的圖樣，作為數(shù)控裝置工作的原始數(shù)據(jù)； 2 為程序編制部分； 3 為控制介質，存儲加工零件所需要的全部操作信息； 4 為數(shù)控系統(tǒng)，它是數(shù)控機床的核心環(huán)節(jié)。這樣層層掃描便形成一個空間實體。 4） 熔融沉積成形（ FDM， Fused Deposition Modeling），它是一種不使用激光器的加工方法，技術關鍵在噴頭，噴頭在計算機控制下作 XY聯(lián)動掃描及 Z向運動，絲材在噴頭中被加熱并略高于其熔點。全部燒結完成后，去除多余的粉末，便得到燒結成的零件?，F(xiàn)在工作臺上鋪上一層粉末，用激光束在計算機控制下有選擇的進行燒結（零件的空心部分不燒結，仍未粉末材料），被燒結部分 便固化在一起構成零件的實心部分。最后去除切碎部分以得到完整的零件。首先 鋪上一層箔材，然后用 CO2 激光在計算機的控制下切出本層輪廓，非零件部分全部切碎以便于去除。如此重復直到三維零件制作完成。當一層掃描完成后被照射的地方就固化，未被照射的地方仍然是液態(tài)樹脂。液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂，它 在一定劑量的紫外激光照射下就會在一定區(qū)域內固化。（ P209） 典型的快速原型制造技術主要有立體印刷、分層實體制造、選擇性激光燒結和熔融沉積成形。 RPM 的發(fā)展趨勢 ： 1）不同制造目標相對獨立發(fā)展； 2）向大型制造與微 型制造進軍； 3）要求 RPM 有更快的制造速度、更高的制造精度、更高的可靠性； 4） RPM 設備的使用外設操作智能化，使 RPM 設備的安裝和使用變得非常簡單，不需要專門的操作人員； 5） RPM 行業(yè)標準化，并且整個產品制造系統(tǒng)相融合。采用熔融擠壓成形的典型工藝為 熔融沉積成形 （ FDM， Fused Deposition Modeling）。其典型工藝有 選擇性激光燒結（ SLS,Selective Laser Sintering）和 三維印刷 （ 3DP， 3D Printing）等。索寞直接熔結是將粉末直接融化而鏈接；間接熔結是指僅融化粉末表面的粘結涂層，以達到互相粘結的目的。這里所說的箔材可以是涂覆紙（涂有粘結劑覆層的紙），涂覆陶瓷箔、金屬箔或其他材質基的箔材 。通過升降平臺的移動和箔材的送給可以切割出新的層片并將其與先前的層片粘接在一起，這樣層層迭加后得到下一個塊狀物，最后將不屬于原型的材料小塊剝除，就獲得所需的三維實體。 2） 選擇性層片粘接原理 ：采用激光或刀具對箔進行切割。 1） 選擇性固化原理 ：將激光聚集到液態(tài)材料（如光固化樹脂）表面，令其有規(guī)律地固化，由點到線到面，完成一個層面的建造，而后升降移動到一個層片厚度的玻璃，重新覆蓋一層液態(tài)材料，再建造一個層面，由此層層迭加成為一個三維實體。 快速原型技術采用離散 /堆積成型的原理 ，其過程是：先由三維CAD軟件設計出所需要零件的計算機三維曲面或實體模型（亦稱電子模型），然后根據(jù)工藝要求，將其按一定厚度進行分層，把原來的三維電子模型變成二維平面信息（截面信息），即離散的過程；再將分層后的數(shù)據(jù)進行一定的處理，加入加工參數(shù)，產生數(shù)控代碼，在微機控制下，數(shù)控系統(tǒng)以平面加工方式有序地連續(xù)加工出每個薄層并使他們自動粘接而成形，這就是材料堆積的過程。 特征： 1）可以制造任意復雜三維幾何實體； 2） CAD 模型直接驅動； 3)成型設備無需專用夾具或工具； 4）成形過程中無人干預或較少干預。 是綜合利用 CAD 技術、數(shù)控技術、材料科學、機械工程、電子技術及激光技術的技術集成以實現(xiàn)從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術。桿系（六桿、三桿以及二桿）機床具有高剛度、低運動質量、高動態(tài)性能和構造簡單、制造方便的優(yōu)越性的特點。 高壓水射流加工的特點： 1）加工精度較高，切邊質量 較好； 2）工件切縫很窄，噴嘴壽命非常耐久，噴嘴和加工表面無機械接觸，能實現(xiàn)高速加工； 3）加工產物混入液體排出，故無灰塵、無污染，加工區(qū)域溫度低，不產生熱量，適于木材、紙張、皮革等材料的加工；4）設備維護簡單，操作方便，可靈活地任意選擇加工起點和部位，可通過數(shù) 控，容易地進行復雜形狀的自動加工。 離子束加工的特點： 1） 加工主要靠離子束的微觀機械撞擊，可實現(xiàn)納米級的加工； 2）真空加工污染少，特別適宜加工易氧化的材料；3）加工應力小，熱變形小，加工表面質量高； 4）設備費用高、成本高，加工效率低。 電子束加工的特點 ： 1）可實現(xiàn)極其微細的聚焦，可實現(xiàn)亞微米和毫微米級的精密微細加工； 2） 電子束加工主要靠瞬時熱效應，工件不受機械力作用，不產生宏觀應力和變形； 3）加工材料范圍廣； 4）加工效率高； 5）真空加工無污染，加工表面不易氧化； 6）成套設備價格昂貴。（工件在光熱效應下產生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程） 激光束加工的特點 ： 1）它屬于高 能束流加工，不存在工具磨損更換問題； 2）幾乎可以加工任何材料； 3）屬非接觸加工，無明顯機械力； 4）加工速度快，熱影響區(qū)?。?5）易實現(xiàn)加工過程自動化； 6）可通過玻璃、空氣及惰性氣體等透明介質加工； 7）輸出功率大小可調，可用于精密微細加工； 8）加工時不產生振動噪聲，加工效率高。 電火花加工的特點 ： 1）可加工五高（高強度、高硬度、高韌性、高脆性和高純度）導 電材料； 2）加工時無明顯機械力，適用于低剛度工件和微細結構的加工； 3）脈沖參數(shù)可調節(jié)，可在同一臺機床上進行粗加工、半精加工和精加工； 4）電火花加工后的表面呈現(xiàn)凹坑，有利于貯油和降低噪聲； 5）效率低于切削加工； 6）放電過程中有部分能量消耗在工具電極上，損耗電極，影響精度。 六、 簡述電火花、激光束、電子束、離子束（ P195）、高壓水射流加工（ P128）的原理與特點。（在用 LIGA技術進行光刻過程中，一張預先制作的模板上的圖形被映射到一層光刻掩膜上，掩膜中被光照部分的性質發(fā)生變 化，在隨后的沖洗過程中被熔解，剩余的掩膜即是待生成的微結構的負體，在接下來的電鍍成形過程中，從電解液中析出來的金屬填充到光刻出的空間而形成金屬微結構）。 LIGA技術（ P183） LIGA技術是一種由半導體光刻工藝派生出來的采用光刻方法一次生產三維空間微機械構件的方法。 光刻 技術（ P181） 光刻加工是用照相復印的方法將光刻掩膜上的圖像印制在涂有光致抗蝕劑（光刻膠）的薄膜或基材表面，然后進行選擇性腐蝕，刻蝕出規(guī)定的圖形。 超精密加工裝備的特點（ P176） 高精度、高剛度、高穩(wěn)定性、抗振性好、控制性好。研 磨是在被加工表面和磨具之間置以游離磨料和潤滑液，使被加工表面和磨具產生相對運動并加壓，磨料產生切削、擠壓作用，達到改善表面質量效果。（ P173） 游離磨料加工是指在加工時，磨料或微粒不是固結在一起，呈游離狀態(tài)。其中固結磨料加工主要有：超精密砂輪磨削和超硬材料微粉砂輪磨削、超精密砂帶磨削、 ELID 磨削（電解在線修整超精密鏡面磨削）、雙端面精密剝削以及電泳磨削等。 納米技術的主要內容： 1）納米測量技術； 2）納米級加工技術；3）納米級器件； 4）納米材料 ； 5）微型機械和微型機電系統(tǒng)； 6）納米生物學。其加工方法大多已不是傳統(tǒng)的機械加工方法，而是注入原子分子單位加工等方法。 超精密加工： 加工精度在 ~，表面粗糙度 Ra 在~，如金剛石刀具超精密切削、 超精密磨料加工、超精密特種加工和復合加工等，使用于精密元件、計量標準元件、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的制造，目前超精密加工的精度正處在亞納米級工藝，正在向納米級工藝發(fā)展。 四、超精密加工技術（ P166） 精密加工 ：加工精度在 10~，表面粗糙度 Ra 在 ~的加工技術，如金剛車、金剛鏜、研磨、超精細加工、砂帶磨削、鏡面磨削和冷壓加工等。 2）高速磨削的技術關鍵 ： （ 1）高速主軸 ：滾珠軸承高速主軸，液體靜壓軸承高速主軸，空氣 靜壓軸承高速主軸，磁浮軸承高速主軸，電主軸； （ 2）磨床結構 ：盡可能組合多種磨削功能，實現(xiàn)在一臺磨床上完成全部的磨削工序；高動態(tài)精度、高阻尼、高抗震性和熱穩(wěn)定性；高自動化和可靠的磨削過程； （ 3）高速磨削砂輪 ：砂輪基體的機械強度必須承受高速磨削時的磨削力；高速磨削時的安全可靠性；外觀鋒利，磨粒（立方氮化硼與金剛石）突出高度大，以便容納大量的長切屑；結合劑（多孔陶瓷和電鍍鎳）必須具有很高的耐磨性，以減少砂輪磨損。 （ 3）陶瓷刀具的特點 ：優(yōu)良的紅硬性，適用于高速切削；適用于加工淬硬材 料及其他難加工材料低的化學親和性；高耐磨性使刀具壽命更長優(yōu)良的加工表面質量 (4）金屬陶瓷的特點 ：在高溫高硬度下可用高速切削、優(yōu)良的抗氧化性，刀具壽命更長、切削速度范圍廣 . 高速磨削 1）高速磨削的特點： 磨削速度高、在材料切除率不變的條件下，可降低單一磨粒的切削深度，從而減小磨削力，降低表面粗糙度，提高生產效率。 2）、 目前，高速切削加工 常用刀具材料 有：聚晶金剛石（ PCD）材料 、 立方氮化硼（ CBN）材料 、 、陶瓷刀具（ Al2O Si3N4） 、金屬陶瓷、 涂層刀具、 超細晶粒硬質合金、粉末冶金高速鋼 等。 5） 要有其他配合高速度的部件，如快速刀具交換、快速工件交換以及快速排屑等裝置以及高速下的安全保護、監(jiān)測措施等。 3） 主軸和工作臺運動都要有極高的加速度。 2） 進給量和 快速行程速度高。 高速切削對機床的要求 1） 主軸轉速高、功率大。 隨著切削速度的提高，切屑形式依次為：弧形切屑、墊圈型螺旋切屑、條 狀切屑、短條切屑、碎斷切屑。（ P159） 薩洛 蒙指出：在常規(guī)的的切削速度范圍內，切削溫度隨切削速度的增大而提高，但是，當切削速度達到某一數(shù)值 Ve 之后，切削速度再增加，切削溫度反而降低； Ve 之值與工件材料有關，對每種工件材料，存在一個速度范圍，在這個速度范圍內，由于切削溫度太高，任何刀具都無法承受，切削加工不可能進行，這個范圍被稱之為“死谷”。回轉精度可達 m。采用金剛石刀具可以進行鏡面銑削，加工各種復雜的高精度形面。 不利因素： 舊的加工習慣必須拋棄；更多的設備投資；更多的刀具成本；必須格外加強操作人員的保護；培訓較復雜。 簡述高速切削的特點和技術關鍵。 三、 超高速加工技術（ P155） 超高速加工技術 是指采用超硬刀具磨具和能可靠地實現(xiàn)高速運動的高精度、高自動化、高柔性的制造設備，以極大地提高切削速度來達到提高材料切除率、加工精度和加工質量的現(xiàn)代制造加工技術，它是提高切削和磨削效果以及提高加工質量、加工精度和降低加工成本的重要手段。 ? 激光、電子束復合氣相沉積和復合涂鍍層。 ? 覆蓋層與表面冶金化的復合處理工藝。 ? 熱處理與表面形變強化的復合處理工藝。 ? 電火花表面涂敷、 ? 塑料涂敷、 ? 真空蒸鍍、 ? 濺射鍍膜、 ? 離子鍍、 ? 化學氣相沉積、 ? 分子束外延 ? 離子束合成薄膜技術 3） 復合表面技術（ P152） ? 復合表面化學熱處理：多元素共滲。 ? 高密度太陽能表面處理：太陽能相變硬化，太陽合金化處理，太陽能表面重熔處理。 ? 激光表面處理：激光表面強化，激光表面涂覆，激光表面非晶態(tài)處理，激光表面合金化，激光氣相沉積。 優(yōu)質低耗 熱處理（ P130）： 真空熱處理、離子熱處理、激光表面 和進化、熱處理工藝專家系統(tǒng)。 優(yōu)質高效 焊接（ P119）： 精密焊接（激光焊接、電子束焊接、擴散焊、焊熔近終成形）、特殊環(huán)境下焊接技術（空間焊接、水下焊接）；焊接機器人技術。 二、 主要的新型熱加工技術（鑄造、塑性成形、焊接、現(xiàn)代切割技術、熱處理、表面工程）有 哪些？ (P95) 精密潔凈 鑄造（ P95）： 化學硬化砂鑄造、高效金屬型鑄造（包括壓力鑄造技術和擠壓鑄造技術）、消失模鑄造技術（氣化膜）。 先進制造工藝技術的 發(fā)展趨勢 （ P94） 趨勢： 從總體發(fā)展趨勢看，優(yōu)質、高效、低耗、靈捷、潔凈是機械制造業(yè)永恒的追求目標，也是先進制造工藝技術的發(fā)展目標。其主要技術體系由先進成形加工技術、現(xiàn)代表面工程技術等技術構成先進制造加工技術。 2)DFM關鍵技術 （ P76） (1)計算機輔助概念設計 CACD（ Computer Aided Concept Desi