【正文】 插補(bǔ)運(yùn)算就是 CNC系統(tǒng)。插補(bǔ)的任務(wù)是在一條已知的起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。 簡(jiǎn)述 CNC 裝置 /技術(shù)的插補(bǔ)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(cè)量坐標(biāo)軸的實(shí)際位置，并將測(cè)量結(jié)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(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它包括伺服驅(qū)動(dòng)電路（伺服控制線路、功率放大線路）和伺服電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，作用是把數(shù)控裝置發(fā)來的速度和移位指令（脈沖信號(hào)）轉(zhuǎn)換成執(zhí)行部件的進(jìn)給速度、方向和位移。 計(jì)算機(jī)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(zhì)，存儲(chǔ)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(jī)床的核心環(huán)節(jié)。這樣層層掃描便形成一個(gè)空間實(shí)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(shù)關(guān)鍵在噴頭，噴頭在計(jì)算機(jī)控制下作 XY聯(lián)動(dòng)掃描及 Z向運(yùn)動(dòng)，絲材在噴頭中被加熱并略高于其熔點(diǎn)。全部燒結(jié)完成后，去除多余的粉末，便得到燒結(jié)成的零件?，F(xiàn)在工作臺(tái)上鋪上一層粉末，用激光束在計(jì)算機(jī)控制下有選擇的進(jìn)行燒結(jié)（零件的空心部分不燒結(jié)，仍未粉末材料），被燒結(jié)部分 便固化在一起構(gòu)成零件的實(shí)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(jì)算機(jī)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(fù)直到三維零件制作完成。當(dāng)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(huì)在一定區(qū)域內(nèi)固化。（ P209） 典型的快速原型制造技術(shù)主要有立體印刷、分層實(shí)體制造、選擇性激光燒結(jié)和熔融沉積成形。 RPM 的發(fā)展趨勢(shì) ： 1）不同制造目標(biāo)相對(duì)獨(dú)立發(fā)展； 2）向大型制造與微 型制造進(jìn)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(shè)備的使用外設(shè)操作智能化，使 RPM 設(shè)備的安裝和使用變得非常簡(jiǎn)單，不需要專門的操作人員； 5） RPM 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，并且整個(gè)產(chǎn)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(jié)（ SLS,Selective Laser Sintering）和 三維印刷 （ 3DP， 3D Printing）等。索寞直接熔結(jié)是將粉末直接融化而鏈接；間接熔結(jié)是指僅融化粉末表面的粘結(jié)涂層，以達(dá)到互相粘結(jié)的目的。這里所說的箔材可以是涂覆紙（涂有粘結(jié)劑覆層的紙），涂覆陶瓷箔、金屬箔或其他材質(zhì)基的箔材 。通過升降平臺(tái)的移動(dòng)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(gè)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(shí)體。 2） 選擇性層片粘接原理 ：采用激光或刀具對(duì)箔進(jìn)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(diǎn)到線到面，完成一個(gè)層面的建造，而后升降移動(dòng)到一個(gè)層片厚度的玻璃，重新覆蓋一層液態(tài)材料，再建造一個(gè)層面，由此層層迭加成為一個(gè)三維實(shí)體。 快速原型技術(shù)采用離散 /堆積成型的原理 ，其過程是：先由三維CAD軟件設(shè)計(jì)出所需要零件的計(jì)算機(jī)三維曲面或?qū)嶓w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(jìn)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(jìn)行一定的處理，加入加工參數(shù)，產(chǎn)生數(shù)控代碼，在微機(jī)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(gè)薄層并使他們自動(dòng)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(fù)雜三維幾何實(shí)體； 2） CAD 模型直接驅(qū)動(dòng)； 3)成型設(shè)備無需專用夾具或工具； 4）成形過程中無人干預(yù)或較少干預(yù)。 是綜合利用 CAD 技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、機(jī)械工程、電子技術(shù)及激光技術(shù)的技術(shù)集成以實(shí)現(xiàn)從零件設(shè)計(jì)到三維實(shí)體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)。桿系（六桿、三桿以及二桿）機(jī)床具有高剛度、低運(yùn)動(dòng)質(zhì)量、高動(dòng)態(tài)性能和構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方便的優(yōu)越性的特點(diǎn)。 高壓水射流加工的特點(diǎn)： 1）加工精度較高，切邊質(zhì)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(jī)械接觸，能實(shí)現(xiàn)高速加工； 3）加工產(chǎn)物混入液體排出，故無灰塵、無污染，加工區(qū)域溫度低，不產(chǎn)生熱量，適于木材、紙張、皮革等材料的加工；4）設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，操作方便，可靈活地任意選擇加工起點(diǎn)和部位，可通過數(shù) 控，容易地進(jìn)行復(fù)雜形狀的自動(dòng)加工。 離子束加工的特點(diǎn)： 1） 加工主要靠離子束的微觀機(jī)械撞擊，可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)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(yīng)力小，熱變形小，加工表面質(zhì)量高； 4）設(shè)備費(fèi)用高、成本高，加工效率低。 電子束加工的特點(diǎn) ： 1）可實(shí)現(xiàn)極其微細(xì)的聚焦，可實(shí)現(xiàn)亞微米和毫微米級(jí)的精密微細(xì)加工； 2） 電子束加工主要靠瞬時(shí)熱效應(yīng)，工件不受機(jī)械力作用，不產(chǎn)生宏觀應(yīng)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(shè)備價(jià)格昂貴。（工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)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(diǎn) ： 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(jī)械力； 4）加工速度快，熱影響區(qū)??； 5）易實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)化； 6）可通過玻璃、空氣及惰性氣體等透明介質(zhì)加工； 7）輸出功率大小可調(diào)，可用于精密微細(xì)加工； 8）加工時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)噪聲，加工效率高。 電火花加工的特點(diǎn) ： 1）可加工五高（高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高脆性和高純度）導(dǎo) 電材料； 2）加工時(shí)無明顯機(jī)械力，適用于低剛度工件和微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工； 3）脈沖參數(shù)可調(diào)節(jié)，可在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)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(jiǎn)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(diǎn)。（在用 LIGA 技術(shù)進(jìn)行光刻過程中，一張預(yù)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(zhì)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(jié)構(gòu)的負(fù)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(jié)構(gòu)）。 LIGA 技術(shù)（ P183） LIGA技術(shù)是一種由半導(dǎo)體光刻工藝派生出來的采用光刻方法一次生產(chǎn)三維空間微機(jī)械構(gòu)件的方法。 光刻 技術(shù)（ P181） 光刻加工是用照相復(fù)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(jìn)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(diǎn)（ 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(rùn)滑液，使被加工表面和磨具產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)并加壓，磨料產(chǎn)生切削、擠壓作用，達(dá)到改善表面質(zhì)量效果。（ P173） 游離磨料加工是指在加工時(shí)，磨料或微粒不是固結(jié)在一起，呈游離狀態(tài)。其中固結(jié)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(shù)的主要內(nèi)容： 1）納米測(cè)量技術(shù)； 2）納米級(jí)加工技術(shù)；3）納米級(jí)器件； 4）納米材料 ； 5）微型機(jī)械和微型機(jī)電系統(tǒng)； 6）納米生物學(xué)。其加工方法大多已不是傳統(tǒng)的機(jī)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~ 的加工技術(shù)，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(fù)合加工等，使用于精密元件、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)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(jí)工藝，正在向納米級(jí)工藝發(fā)展。 四、超精密加工技術(shù)（ P166） 精密加工 ：加工精度在 10~，表面粗糙度 Ra在 ~的加工技術(shù)，如金剛車、金剛鏜、研磨、超精細(xì)加工、砂帶磨削、鏡面磨削和冷壓加工等。 2）高速磨削的技術(shù)關(guān)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(jié)構(gòu) ：盡可能組合多種磨削功能，實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)磨床上完成全部的磨削工序；高動(dòng)態(tài)精度、高阻尼、高抗震性和熱穩(wěn)定性；高自動(dòng)化和可靠的磨削過程； （ 3）高速磨削砂輪 ：砂輪基體的機(jī)械強(qiáng)度必須承受高速磨削時(shí)的磨削力；高速磨削時(shí)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(zhǎng)切屑；結(jié)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(diǎn) ：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(xué)親和性；高耐磨性使刀具壽命更長(zhǎng)優(yōu)良的加工表面質(zhì)量 (4）金屬陶瓷的特點(diǎn) ：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(zhǎng)、切削速度范圍廣 . 高速磨削 1）高速磨削的特點(diǎn)： 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(chǎn)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(xì)晶粒硬質(zhì)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(hù)、監(jiān)測(cè)措施等。 3） 主軸和工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)都要有極高的加速度。 2） 進(jìn)給量和 快速行程速度高。 高速切削對(duì)機(jī)床的要求 1） 主軸轉(zhuǎn)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(nèi)，切削溫度隨切削速度的增大而提高，但是，當(dāng)切削速度達(dá)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(guān)，對(duì)每種工件材料，存在一個(gè)速度范圍，在這個(gè)速度范圍內(nèi)，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(jìn)行，這個(gè)范圍被稱之為“死谷”?；剞D(zhuǎn)精度可達(dá) m。采用金剛石刀具可以進(jìn)行鏡面銑削，加工各種復(fù)雜的高精度形面。 不利因素： 舊的加工習(xí)慣必須拋棄；更多的設(shè)備投資；更多的刀具成本；必須格外加強(qiáng)操作人員的保護(hù)；培訓(xùn)較復(fù)雜。 簡(jiǎn)述高速切削的特點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵。 三、 超高速加工技術(shù)（ P155） 超高速加工技術(shù) 是指采用超硬刀具磨具和能可靠地實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的高精度、高自動(dòng)化、高柔性的制造設(shè)備，以極大地提高切削速度來達(dá)到提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代制造加工技術(shù)，它是提高切削和磨削效果以及提高加工質(zhì)量、加工精度和降低加工成本的重要手段。 ? 激光、電子束復(fù)合氣相沉積和復(fù)合涂鍍層。 ? 覆蓋層與表面冶金化的復(fù)合處理工藝。 ? 熱處理與表面形變強(qiáng)化的復(fù)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(xué)氣相沉積、 ? 分子束外延 ? 離子束合成薄膜技術(shù) 3） 復(fù)合表面技術(shù)（ P152） ? 復(fù)合表面化學(xué)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(qiáng)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(zhì)低耗 熱處理（ P130）： 真空熱處理、離子熱處理、激光表面 和進(jìn)化、熱處理工藝專家系統(tǒng)。 優(yōu)質(zhì)高效 焊接（ P119）： 精密焊接（激光焊接、電子束焊接、擴(kuò)散焊、焊熔近終成形）、特殊環(huán)境下焊接技術(shù)（空間焊接、水下焊接）；焊接機(jī)器人技術(shù)。 二、 主要的新型熱加工技術(shù)（鑄造、塑性成形、焊接、現(xiàn)代切割技術(shù)、熱處理、表面工程）有 哪些？ (P95) 精密潔凈 鑄造（ P95）： 化學(xué)硬化砂鑄造、高效金屬型鑄造（包括壓力鑄造技術(shù)和擠壓鑄造技術(shù)）、消失模鑄造技術(shù)（氣化膜）。 先進(jìn)制造工藝技術(shù)的 發(fā)展趨勢(shì) （ P94） 趨勢(shì)： 從總體發(fā)展趨勢(shì)看，優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈捷、潔凈是機(jī)械制造業(yè)永恒的追求目標(biāo)，也是先進(jìn)制造工藝技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。其主要技術(shù)體系由先進(jìn)成形加工技術(shù)、現(xiàn)代表面工程技術(shù)等技術(shù)構(gòu)成先進(jìn)制造加工技術(shù)。 2)DFM關(guān)鍵技術(shù) （ P76） (1)計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì) CACD（ Computer Aided Concept Design） (2)產(chǎn)品可制造模型及其評(píng)價(jià)方法的研究 （ 3）并行設(shè)