精密與特種加工技術(shù)試題庫(kù)及參考答案適用范圍：機(jī)械類專業(yè)精密與特種加工技術(shù)課程教學(xué)考核、職業(yè)技能鑒定備考題型說(shuō)明：本題庫(kù)涵蓋單項(xiàng)選擇題（20分）、多項(xiàng)選擇題（30分）、簡(jiǎn)答題（30分）、論述題（20分），總分100分。內(nèi)容覆蓋精密加工基礎(chǔ)、特種加工技術(shù)（電火花、電化學(xué)、激光、超聲等）的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用及裝備等核心知識(shí)點(diǎn)。一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）下列加工方法中，不屬于精密加工技術(shù)的是（）

A.超精密切削B.珩磨C.電火花加工D.研磨電火花加工的核心原理是（）

A.光熱效應(yīng)B.電化學(xué)腐蝕C.電蝕現(xiàn)象D.機(jī)械切削激光加工中，影響加工精度的關(guān)鍵因素不包括（）

A.激光束的聚焦精度B.激光功率C.工件材料的硬度D.激光脈沖寬度電化學(xué)加工（ECM）的加工材料去除率與（）成正比

A.電流密度B.工件硬度C.工具電極轉(zhuǎn)速D.加工間隙超聲加工主要適用于加工（）材料

A.塑性金屬B.脆性非金屬C.韌性金屬D.復(fù)合材料超精密切削加工中，刀具材料應(yīng)具備的核心性能是（）

A.高硬度B.高韌性C.高耐磨性和高刃口鋒利度D.高耐熱性電火花線切割加工（WEDM）中，電極絲的主要作用是（）

A.傳遞電流B.切削工件C.定位導(dǎo)向D.冷卻工件下列關(guān)于離子束加工的表述，錯(cuò)誤的是（）

A.加工精度高B.加工表面質(zhì)量好C.可加工任何材料D.加工效率高精密磨削加工中，砂輪的修整質(zhì)量直接影響（）

A.加工表面粗糙度B.工件的硬度C.加工材料的去除率D.機(jī)床的轉(zhuǎn)速水射流加工（WJM）的最大優(yōu)勢(shì)是（）

A.加工溫度高B.無(wú)熱變形C.加工精度極高D.設(shè)備成本低二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分；多選、少選、錯(cuò)選均不得分）特種加工技術(shù)的共同特點(diǎn)包括（）

A.加工過(guò)程不依賴機(jī)械能B.可加工難切削材料C.加工精度高D.加工過(guò)程中工具與工件間無(wú)顯著切削力電火花加工中，影響加工表面質(zhì)量的因素有（）

A.脈沖寬度B.脈沖峰值電流C.加工極性D.工作液的種類和純度激光加工的應(yīng)用領(lǐng)域包括（）

A.材料切割B.小孔加工C.表面熱處理D.3D打印成型精密加工對(duì)機(jī)床設(shè)備的基本要求有（）

A.高的幾何精度B.高的運(yùn)動(dòng)精度C.高的剛度D.低的振動(dòng)和熱變形電化學(xué)加工的主要工藝類型有（）

A.電解加工B.電解磨削C.電鍍D.電鑄超聲加工中，影響加工效率的因素包括（）

A.超聲頻率B.振幅C.磨料的種類和粒度D.加工壓力下列屬于超精密加工技術(shù)的有（）

A.金剛石刀具切削B.超精密研磨C.離子束拋光D.電火花線切割電火花加工中，工作液的作用有（）

A.冷卻B.排屑C.絕緣D.潤(rùn)滑激光加工的局限性主要表現(xiàn)為（）

A.加工厚板材料效率低B.加工精度受聚焦系統(tǒng)影響大C.設(shè)備投資成本高D.無(wú)法加工金屬材料精密與特種加工技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的作用包括（）

A.解決難加工材料的加工問題B.提高產(chǎn)品的加工精度和表面質(zhì)量C.實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的加工D.推動(dòng)產(chǎn)品向微型化、集成化發(fā)展三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）簡(jiǎn)述精密加工與特種加工的區(qū)別與聯(lián)系。說(shuō)明電火花加工的基本原理及適用范圍。簡(jiǎn)述激光加工的基本原理和主要特點(diǎn)。什么是電化學(xué)加工？其主要優(yōu)勢(shì)有哪些？超聲加工為什么特別適合加工脆性材料？簡(jiǎn)述其加工原理。四、論述題（20分）論述精密與特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，以及在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來(lái)需求。參考答案及解析一、單項(xiàng)選擇題答案及解析答案：C

解析：電火花加工屬于特種加工技術(shù)，其加工過(guò)程不依賴機(jī)械能；超精密切削、珩磨、研磨均屬于精密加工技術(shù)，主要通過(guò)機(jī)械切削或磨削實(shí)現(xiàn)高精度加工。答案：C

解析：電火花加工基于電極與工件之間脈沖放電產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象去除材料，即脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的高溫使工件材料熔化、汽化，從而實(shí)現(xiàn)材料去除。答案：C

解析：激光加工精度主要受激光束聚焦精度、激光功率、脈沖寬度、光斑大小等因素影響；工件材料硬度對(duì)加工精度影響較小，主要影響加工效率。答案：A

解析：電化學(xué)加工的材料去除率遵循法拉第定律，與電流密度成正比，電流密度越大，材料去除率越高；工件硬度、工具電極轉(zhuǎn)速、加工間隙對(duì)去除率影響較小。答案：B

解析：超聲加工是利用超聲振動(dòng)的工具帶動(dòng)磨料沖擊工件表面實(shí)現(xiàn)材料去除，主要適用于加工玻璃、陶瓷、寶石等脆性非金屬材料；對(duì)塑性金屬材料加工效率較低。答案：C

解析：超精密切削要求刀具具備極高的耐磨性和刃口鋒利度，以保證加工表面的高精度和低粗糙度；高硬度、高韌性、高耐熱性是普通切削刀具的基本要求。答案：A

解析：電火花線切割加工中，電極絲的核心作用是傳遞脈沖電流，使電極絲與工件之間產(chǎn)生放電腐蝕；其本身不直接切削工件，定位導(dǎo)向和冷卻工件是輔助作用。答案：D

解析：離子束加工具有加工精度高、表面質(zhì)量好、可加工多種材料的特點(diǎn)，但由于離子束能量密度較低，加工效率相對(duì)較低，不適用于大批量、大去除量的加工。答案：A

解析：精密磨削中，砂輪的修整質(zhì)量直接決定了砂輪表面的微觀形貌，進(jìn)而影響工件的加工表面粗糙度；工件硬度由材料本身決定，加工去除率主要與砂輪轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量相關(guān)。答案：B

解析：水射流加工是利用高壓水流或含磨料的高壓水流沖擊工件實(shí)現(xiàn)材料去除，加工過(guò)程中無(wú)明顯熱量產(chǎn)生，不會(huì)導(dǎo)致工件熱變形；其加工精度低于激光、電火花等加工方法，設(shè)備成本較高。二、多項(xiàng)選擇題答案及解析答案：ABCD

解析：特種加工技術(shù)的核心特征是加工過(guò)程不依賴傳統(tǒng)的機(jī)械能，而是利用電、光、聲、熱、化學(xué)等能量去除材料；具有可加工難切削材料、加工精度高、工具與工件間無(wú)顯著切削力等共同特點(diǎn)。答案：ABCD

解析：脈沖寬度越窄、峰值電流越小，加工表面粗糙度越好；加工極性（正極性或負(fù)極性）影響電極損耗和表面質(zhì)量；工作液的種類和純度影響冷卻、排屑和絕緣效果，進(jìn)而影響表面質(zhì)量。答案：ABCD

解析：激光加工憑借其高能量密度、高精度的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于材料切割、小孔加工、表面熱處理（如激光淬火）、3D打印成型等領(lǐng)域，涵蓋金屬、非金屬等多種材料。答案：ABCD

解析：精密加工對(duì)機(jī)床設(shè)備要求極高，需具備高的幾何精度（如導(dǎo)軌直線度、主軸回轉(zhuǎn)精度）、高的運(yùn)動(dòng)精度、高的剛度（避免加工變形）以及低的振動(dòng)和熱變形（保證加工穩(wěn)定性）。答案：ABCD

解析：電化學(xué)加工基于電化學(xué)腐蝕原理，主要工藝類型包括電解加工（材料去除）、電解磨削（電解與磨削復(fù)合）、電鍍（材料沉積）、電鑄（精密成型）等。答案：ABCD

解析：超聲頻率和振幅決定了磨料的沖擊能量，磨料的種類和粒度影響沖擊效果，加工壓力影響磨料與工件的接觸程度，這些因素均直接影響超聲加工的效率。答案：ABC

解析：超精密加工技術(shù)是指加工精度高于0.1μm、表面粗糙度低于Ra0.025μm的加工技術(shù)，包括金剛石刀具切削、超精密研磨、離子束拋光等；電火花線切割屬于特種加工，加工精度低于超精密加工。答案：ABC

解析：電火花加工中，工作液的主要作用是冷卻加工區(qū)域、排除電蝕產(chǎn)物（排屑）、隔離電極與工件（絕緣），保證脈沖放電的穩(wěn)定進(jìn)行；潤(rùn)滑不是其主要作用。答案：ABC

解析：激光加工對(duì)厚板材料的穿透能力有限，加工效率低；加工精度受聚焦系統(tǒng)的精度影響顯著；激光加工設(shè)備的激光器、聚焦系統(tǒng)等成本較高；激光可加工多種金屬材料，如不銹鋼、鋁合金等。答案：ABCD

解析：精密與特種加工技術(shù)解決了傳統(tǒng)加工難以處理的難加工材料（如陶瓷、復(fù)合材料）、復(fù)雜形狀零件和高精度要求的加工問題，推動(dòng)了產(chǎn)品向微型化、集成化、高性能化發(fā)展，是現(xiàn)代制造業(yè)的重要支撐。三、簡(jiǎn)答題答案及解析答案：

（1）區(qū)別：①加工原理不同：精密加工主要依靠機(jī)械切削、磨削等機(jī)械能實(shí)現(xiàn)材料去除，追求高精度和低表面粗糙度；特種加工則利用電、光、聲、熱、化學(xué)等非機(jī)械能去除材料，加工過(guò)程不依賴傳統(tǒng)切削力。②適用材料不同：精密加工適用于加工硬度適中、塑性較好的材料；特種加工更適合加工難切削材料（如陶瓷、硬質(zhì)合金）、脆性材料和特殊性能材料。③加工精度側(cè)重點(diǎn)不同：精密加工側(cè)重通過(guò)機(jī)械精度控制實(shí)現(xiàn)高精度；特種加工側(cè)重通過(guò)能量控制實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀和高精度加工。

（2）聯(lián)系：兩者均以提高加工精度和表面質(zhì)量為目標(biāo)；在實(shí)際生產(chǎn)中常相互配合，如精密加工后采用特種加工（如離子束拋光）進(jìn)行精整加工，進(jìn)一步提升表面質(zhì)量；特種加工的發(fā)展為精密加工提供了更多處理難加工材料的手段。答案：

（1）基本原理：電火花加工是基于電極與工件之間脈沖放電產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)材料去除的加工方法。當(dāng)電極與工件之間施加足夠高的脈沖電壓時(shí)，間隙中的工作液被擊穿，產(chǎn)生脈沖放電，放電區(qū)域瞬間產(chǎn)生高溫（10000℃以上），使工件和電極表面的材料熔化、汽化，甚至分解，形成電蝕產(chǎn)物；隨后，工作液將電蝕產(chǎn)物沖走，完成一次材料去除；重復(fù)上述過(guò)程，最終在工件上加工出與電極形狀相對(duì)應(yīng)的零件。

（2）適用范圍：①材料：適用于加工各種導(dǎo)電材料，如鋼、銅、鋁、硬質(zhì)合金等，也可加工半導(dǎo)體材料；②零件類型：適用于加工復(fù)雜形狀的模具、型腔、異形孔、窄縫等；③加工精度：可實(shí)現(xiàn)中高精度加工，表面粗糙度Ra可達(dá)0.1-1.6μm。答案：

（1）基本原理：激光加工是利用激光的高能量密度特性，將激光束聚焦于工件表面的微小區(qū)域，使工件材料在極短時(shí)間內(nèi)吸收激光能量，發(fā)生熔化、汽化、燒蝕或等離子體化，從而實(shí)現(xiàn)材料去除或改性的加工方法。激光的單色性、相干性和方向性保證了光束可被精確聚焦，獲得極小的光斑和極高的能量密度。

（2）主要特點(diǎn)：①能量密度高，可加工多種材料（金屬、非金屬、復(fù)合材料）；②加工精度高，光斑直徑可小至微米級(jí)，適用于微加工；③加工過(guò)程無(wú)接觸，無(wú)機(jī)械應(yīng)力，不會(huì)導(dǎo)致工件變形；④加工速度快，效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；⑤存在局限性，如加工厚材料效率低、設(shè)備成本高。答案：

（1）定義：電化學(xué)加工是利用電極與工件之間發(fā)生的電化學(xué)化學(xué)反應(yīng)（主要是電化學(xué)反應(yīng)中的陽(yáng)極溶解或陰極沉積）來(lái)實(shí)現(xiàn)材料去除或材料添加的加工方法。根據(jù)加工目的不同，可分為材料去除類（如電解加工）和材料添加類（如電鍍、電鑄）。

（2）主要優(yōu)勢(shì)：①加工范圍廣，可加工各種導(dǎo)電材料，不受材料硬度和強(qiáng)度限制；②加工過(guò)程無(wú)機(jī)械切削力，無(wú)工具磨損，工件無(wú)變形和殘余應(yīng)力；③加工表面質(zhì)量好，表面粗糙度低，無(wú)毛刺；④加工效率高，可實(shí)現(xiàn)大面積、大批量加工；⑤易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的加工，如異形孔、型腔等。答案：

（1）適合加工脆性材料的原因：脆性材料的特點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度低，抗壓強(qiáng)度高，在機(jī)械切削或磨削過(guò)程中，容易產(chǎn)生脆性斷裂，導(dǎo)致加工表面質(zhì)量差、精度低。而超聲加工是通過(guò)磨料的沖擊作用去除材料，屬于沖擊載荷，脆性材料在沖擊作用下易產(chǎn)生微觀裂紋并破碎，從而實(shí)現(xiàn)高效加工，且不會(huì)產(chǎn)生明顯的塑性變形。

（2）加工原理：超聲加工系統(tǒng)由超聲發(fā)生器、超聲換能器、變幅桿和工具組成。超聲發(fā)生器將工頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)超聲換能器產(chǎn)生高頻機(jī)械振動(dòng)；變幅桿將換能器的振動(dòng)振幅放大；工具在高頻振動(dòng)的帶動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)周圍的磨料懸浮液（磨料+工作液）高速?zèng)_擊工件表面；磨料的沖擊和研磨作用使工件材料逐漸破碎去除，同時(shí)工作液起到冷卻和排屑的作用。四、論述題答案及解析答案：

（一）精密與特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.微型化與納米化：隨著微電子、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)零件的加工精度要求從微米級(jí)向納米級(jí)邁進(jìn)，納米切削、納米研磨、納米光刻等納米加工技術(shù)成為研究熱點(diǎn)，旨在實(shí)現(xiàn)原子級(jí)、分子級(jí)的精密加工。

2.復(fù)合化：將多種加工方法結(jié)合，形成復(fù)合加工技術(shù)，如電解磨削（電化學(xué)+磨削）、超聲電火花復(fù)合加工（超聲+電火花）、激光-水射流復(fù)合加工等。復(fù)合加工可兼具多種加工方法的優(yōu)勢(shì)，提高加工效率、精度和表面質(zhì)量，解決單一加工方法難以處理的復(fù)雜問題。

3.智能化：融合傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的智能監(jiān)測(cè)、智能決策和智能控制。例如，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加工過(guò)程中的溫度、振動(dòng)、切削力等參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整加工參數(shù)，保證加工穩(wěn)定性和精度；利用人工智能算法優(yōu)化加工路徑，提高加工效率。

4.綠色化：注重加工過(guò)程的節(jié)能環(huán)保，開發(fā)低能耗、低污染的加工技術(shù)和工作介質(zhì)。例如，采用環(huán)保型工作液替代傳統(tǒng)有毒有害工作液，優(yōu)化加工工藝減少能源消耗和廢棄物排放，實(shí)現(xiàn)綠色制造。

5.高效化：針對(duì)精密加工效率低的問題，開發(fā)高效精密加工技術(shù)，如高速精密磨削、高效超精密切削等；同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)和加工工藝，提高特種加工的材料去除率，滿足大批量生產(chǎn)需求。

6.集成化：將加工、檢測(cè)、裝配等環(huán)節(jié)集成一體，實(shí)現(xiàn)從毛坯到成品的一體化加工。例如，在精密加工設(shè)備上集成在線檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)反饋加工誤差并進(jìn)行補(bǔ)償，提高加工精度和生產(chǎn)效率。

（二）在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.難加工材料加工：航空航天領(lǐng)域大量使用鈦合金、高溫合金、復(fù)合材料、陶瓷等難加工材料，精密與特種加工技術(shù)是處理這些材料的核心手段。例如，采用電解加工加工發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的復(fù)雜型面，采用激光切割加工復(fù)合材料零件，采用超聲加工加工陶瓷絕緣子。

2.高精度零件加工：航空航天零件對(duì)精度要求極高，如發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、導(dǎo)航儀器中的精密齒輪等。采用超精密切削、超精密研磨等技術(shù)可實(shí)現(xiàn)這些零件的高精度加工，保證其工作性能。

3.復(fù)雜形狀零件加工：航空航天零件多具有復(fù)雜的型腔、異形孔、窄縫等結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)加