特種加工簡(jiǎn)答題

1、1、特種加工與傳統(tǒng)切削加工方法在加工原理上的主要區(qū)別有哪些？（6分）答：1）特種加工是用機(jī)械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達(dá)到圖樣上全部技術(shù)要求。（2分）2）特種加工打破傳統(tǒng)的硬刀具加工軟材料的規(guī)律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度。（2分）3）特種加工過程中，工具與工件不受切削力的作用。（2分）7、在電火花加工中，工作液的作用有哪些？（6分）答：1）形成火花放電通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)放電間隙的絕緣狀態(tài)；（2分）2）壓縮放電通道，并限制其擴(kuò)展，使放電能量高度集中在極小的區(qū)域內(nèi)，既加強(qiáng)了蝕除的效果，又提高了放電仿型的精確性；（2分）3）加速電極間隙的冷卻和消電離過程，有助于防止出現(xiàn)

2、破壞性電弧放電；（1分）4）加速電蝕產(chǎn)物的排除1 簡(jiǎn)述特種加工的概念以及它的工藝特點(diǎn)？ 概念：指利用電能，電化學(xué)能，光能，聲能，熱能等能量為主，不用機(jī)械能或以機(jī)械能為輔去除或添加材料的新穎加工方法。 特點(diǎn)：不是依靠機(jī)械能，而是主要用其他形式的能量去除金屬材料；不是依靠“比硬度”以硬切軟，而是工具硬度可以低于被加工材料的硬度主要不是依靠切削力來去除工件材料，加工過程中工具與工件之間不存在顯著的機(jī)械切削力，如電火花，線切割，電解加工時(shí)工具與工件不接觸?？傊胤N加工可以加工任何硬度，強(qiáng)度，任性，脆性的金屬或非金屬材料，且專長(zhǎng)于加工復(fù)雜，微細(xì)表面和低剛度零件。2 試述電火花加工中蝕除工件材料的微觀物

3、理過程？答：機(jī)理：電火花加工的機(jī)理是指電火花加工的物理本質(zhì)，即火花放電時(shí)，電極表面的金屬材料是如何被蝕除下來的這一微觀物理過程。主要分為4個(gè)階段：極間工作液的電離，擊穿，形成放電通道； 工作液熱分解，電極材料融化，氣化熱膨脹 電極材料拋出 極間工作液的消電離3 電火花加工的條件：直流脈沖電源：必須是瞬時(shí)的脈沖性放電，這樣才能使放電所產(chǎn)生的熱量來不及傳導(dǎo)擴(kuò)散到其余部分，把每一次的放電蝕除點(diǎn)分別局限在很小的范圍內(nèi)，否則，像持續(xù)電弧放電那樣，會(huì)使表面燒傷而無法用于尺寸加工。工作液：有一定絕緣性能的液體介質(zhì)，能把電火花加工過程中產(chǎn)生的金屬小屑，炭黑，小氣泡等電蝕產(chǎn)物從放電間隙中懸浮排除出去，并且對(duì)電極

4、和工作表面有較好的冷卻作用。工作間隙：和加工條件有關(guān)，如果間隙過大，極間電壓不能擊穿極間工作液介質(zhì)，不能產(chǎn)生火花放電。如果間隙過小，很容易形成短路接觸，同樣也不能產(chǎn)生火花放電。故電火花加工過程中必須具有自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置，使其和工件的加工表面保持某一放電間隙。4 什么是極性效應(yīng)？電火花加工中如何充分利用極性效應(yīng)？ 在電火花加工中，單純由于正，負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象稱為極性效應(yīng)。 合理選用工具電極的材料，根據(jù)電極對(duì)材料的物理性能，加工要求選用最佳的電參數(shù)，正確的選用極性，使工件的蝕除速度最高，工具損耗盡可能小。（降低工件損耗，提高生產(chǎn)效率）3、電火花加工必須解決的問題有哪些？（6分）答

5、：1、由于在電火花加工的不同階段，金屬蝕除的速度不同，因此必須具有工具電極的自動(dòng)進(jìn)給和調(diào)節(jié)裝置，使工具和工件之間保持合適的放電間隙；（2分）2、火花放電必須是瞬時(shí)的、單極性、脈沖放電；（2分）3、火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行。5、電火花加工的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？（6分）答：電火花加工的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面： 1、特別適合任何難以進(jìn)行切削加工的材料；（1分）2、可以加工特殊或形狀復(fù)雜的表面和零件；（1分）3、工具與工件不接觸，作用力極??；（1分）4、脈沖放電時(shí)間短，冷卻作用好，加工表面熱影響小。（1分）但存在以下缺陷：1、主要用于加工金屬等導(dǎo)電材料；（1分）2、加工速度較慢（需進(jìn)

6、行預(yù)加工，去除大部分余量）且存在一定的電極損耗。6、簡(jiǎn)要敘述電火花加工的應(yīng)用場(chǎng)合（6分）答：1、可以使用硬度不高的紫銅或石墨作工具電極，去加工任何硬、脆、韌、軟和高熔點(diǎn)的導(dǎo)電材料；（2分）2、加工時(shí)工件與工具不接觸，無切削力，因此適于加工薄壁、窄槽、低剛度及微細(xì)精密的零件。（2分）3、可以加工任何形狀特殊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件；（1分）4、脈沖電源的參數(shù)可以任意調(diào)節(jié)，能在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行粗加工、半精加工或精加工。5 影響電火花加工精度的因素有哪些？ 主要有放電間隙的大小及其一致性，工具電極的損耗及其穩(wěn)定性和二次放電，放電間隙，機(jī)床誤差，工具電極的形狀誤差，工件安裝定位誤差等等6 減少工具電極的損耗？

7、正確使用極性和脈沖寬度；利用吸附效應(yīng)；利用傳熱效應(yīng)；減少工具電極損耗，選用合適的電極材料等7 電火花線切割加工是正極性加工8 電火花加工用的電極材料有哪些？簡(jiǎn)述電極材料純銅和石墨的優(yōu)缺點(diǎn)？主要有純銅，黃銅和石墨等材料純銅優(yōu)點(diǎn)：1.不容易產(chǎn)生電弧，在較困難的條件下也能穩(wěn)定加工2.精加工時(shí)比石墨電極損耗小3.易于加工成精密，微細(xì)的花紋4.適宜于做精加工電極材料，且材料利用率高 缺點(diǎn):材料韌性大，機(jī)械加工性能差，磨削加工困難石墨優(yōu)點(diǎn)1.成型容易，易修正2.加工穩(wěn)定性能較好，寬脈沖，大電流加工時(shí)電極損耗小3.適用于粗加工的電極材料或穿孔的電極材料 缺點(diǎn)：易產(chǎn)生電弧燒傷現(xiàn)象，加工時(shí)應(yīng)配有短路快速切斷裝置

8、；精加工時(shí)電極損耗大，機(jī)械強(qiáng)度差，尖角處易崩裂等9 電解加工工具不損耗，可用脈沖電源。10 電解加工的基本原理：是利用金屬在電解液中的電化學(xué)陽(yáng)極溶解，將工件加工成型的。+圖11 影響電解加工精度的因素有哪些？生產(chǎn)中可采取哪些措施來提高電解加工精度？ 影響因素：工件材料，工具陰極材料，加工間隙，電解液的性能，直流電流的技術(shù)參數(shù)等 措施：1.脈沖電流電解加工2.小間隙電解加工3.改進(jìn)電解液4.混氣電解加工12 簡(jiǎn)述電解磨削的基本原理及特點(diǎn)？ 電解磨削是靠金屬的溶解（9598%）和機(jī)械磨削（25%）的綜合作用來實(shí)現(xiàn)加工的。 特點(diǎn)：1.磨削力小，生產(chǎn)率高2.加工精度高，表面質(zhì)量好3.設(shè)備投資較高四十。

9、電解加工時(shí)的電極間隙與電火花加工時(shí)的電極間隙在特性上有何不同？ 電解加工時(shí)電極間保持較小的間隙（0.11mm），使具有一定壓力的電解液能從間隙中流過，電火花加工時(shí)，電極間形成了一個(gè)電場(chǎng)，兩極間里的最近的突出點(diǎn)或尖端處的電場(chǎng)強(qiáng)度一般為最大。13 混氣電解加工，優(yōu)缺點(diǎn)？ 將一定壓力的氣體用混氣裝置使它與電解液混合在一起，使電解液成分為包含無數(shù)氣泡的氣液混合物，而后送入加工區(qū)進(jìn)行電解加工。 優(yōu)點(diǎn);1.電解加工成形精度高 2.陰極工具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)單 3.可利用小功率電源加工大面積的工件 缺點(diǎn)：1.生產(chǎn)率低，較不混氣時(shí)降低1/31/2 2.需附屬供氣設(shè)備，有足夠壓力的氣源，管道及良好的抽風(fēng)設(shè)備 3.使用

10、成本高14 激光加工的原理和特點(diǎn)? （自然光，受激輻射） 激光加工是一種重要的高能束加工方法，是在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程。（利用光的能量，經(jīng)過透鏡聚集，在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度，靠光，熱效應(yīng)來加工各種材料） 特點(diǎn)1.聚焦后，光能轉(zhuǎn)化為熱能，可溶化氣化任何材料。 2.激光光斑的大小可以聚焦到微米級(jí)，輸出功率可以調(diào)節(jié)，可用于精密微細(xì)加工 3.加工所用的工具是激光束，是非接觸加工，沒有明顯的機(jī)械力，沒有工具損耗問題。加工速度快，熱影響區(qū)小，易實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化。 4.能通過透明體進(jìn)行加工，如對(duì)真空管內(nèi)部進(jìn)行焊接加工 5.和電子束加工等相比較，激光加工裝置比較簡(jiǎn)單，不要求復(fù)

11、雜的抽真空裝置 6.激光加工是一種瞬時(shí)，局部熔化，氣化的熱加工。由于光的反射作用，對(duì)于表面光澤或透明的材料，加工前必須預(yù)先進(jìn)行色化或打毛處理，使更多地光能被吸收后轉(zhuǎn)化為熱能用于加工。 7.對(duì)于加工中產(chǎn)生的金屬氣體及火星等飛濺物，要注意及時(shí)用通風(fēng)抽走，操作者應(yīng)戴防護(hù)眼鏡。15 電子束加工原理？ 是在真空條件下，使聚焦后能量密度極高的電子束，以極高的速度沖擊到工件表面極小的面積上，在極短的時(shí)間內(nèi)，其能量的大部分轉(zhuǎn)化為熱能，使被沖擊部分的工件材料達(dá)到幾千攝氏度以上高溫，從而引起材料的局部熔化和氣化，被真空系統(tǒng)抽走。16 離子束加工原理? 與電子束內(nèi)似，在真空條件下，使離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)過加速聚焦，

12、而后撞擊到工件表面。不同的是離子帶正電荷，其質(zhì)量比電子大數(shù)千，數(shù)萬倍。離子束比電子束具有更大的撞擊動(dòng)能，是靠微觀的機(jī)械撞擊能量，而不是靠動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能來加工的。17 電解加工中，電解液的作用？ 1.作為導(dǎo)電介質(zhì)傳遞電流 2.在電場(chǎng)作用下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，使陽(yáng)極溶解能順利而又控制的進(jìn)行 3.及時(shí)地把加工間隙內(nèi)產(chǎn)生的電解產(chǎn)物及熱量帶走。（更新和冷卻作用）電解液種類：中性鹽溶液（NACL，NANO3，NACLO3電解液）；酸性溶液；堿性溶液18 超聲加工的基本原理及應(yīng)用場(chǎng)合？ 超聲加工是利用工具端面做超聲頻振動(dòng)，通過磨料懸浮液加工脆硬材料的一種成形方法。 應(yīng)用：1.型孔,型腔加工 2.切割加工 3.超

13、聲復(fù)合加工 4.超聲清洗 5.超聲塑料焊接(加工硬質(zhì)合金,淬火鋼等脆硬金屬材料,更適合于加工玻璃,陶瓷,半導(dǎo)體鍺和硅片等不導(dǎo)電的非金屬脆硬材料,還可以用于清洗,焊接和探傷).19 電火花加工中液體介質(zhì)的作用 工作液的種類？ 作用：1.形成火花擊穿放電通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)間隙的絕緣狀態(tài)。 2.對(duì)放電通道產(chǎn)生壓縮作用 3.幫助電蝕物的拋出和排除 3.對(duì)工件和工具產(chǎn)生冷卻作用 種類：主要為油類，如 機(jī)油 煤油二十。比較電火花線切割加工與電火花加工的異同點(diǎn)？ 同：1。電火花線切割加工的電壓，電流波形與電火花穿孔成形加工的基本相似 2.電火花線切割加工的加工原理，生產(chǎn)率，表面粗糙度等工藝規(guī)律，材

14、料的可加工性等也都與穿孔成形加工的基本相似，可以加工硬質(zhì)合金等一切導(dǎo)電材料 3.最小半徑有限制 異：1.由于電極工具是直徑較小的細(xì)絲，故脈沖寬度，平均電流等不能太大，加工工藝參數(shù)的范圍較小，屬于中，精正極性電火花加工，工件常接脈沖電源正極 2.采用水或水基工作液，不會(huì)引燃起火，容易實(shí)現(xiàn)安全無人運(yùn)轉(zhuǎn)，但由于工作液的電阻率遠(yuǎn)比煤油小，因而在開路狀態(tài)下，仍有明顯的電解電流。 3.一般沒有穩(wěn)定電弧放電狀態(tài)。 4.往復(fù)高速走絲線切割加工時(shí)，電極與工件之間存在著疏松接觸式輕壓放電現(xiàn)象。 5.省掉了成形的工具電極，大大降低了成形工具電極的設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，用簡(jiǎn)單的工具電極，靠數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的切割軌跡，縮短了

15、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，加工周期短 6.電極絲比較細(xì)，可以加工微細(xì)異型孔，窄縫和復(fù)雜形狀的工件 表面熱處理：電子束，電火花，激光 材料焊接：電子束，激光，超聲波 高能束加工：電子束，離子束，水射流，等離子體 表面質(zhì)量：離子束，電解，電火花，超聲波 加工精度最高：離子束 加工導(dǎo)電材料：電火花，電解，等離子體8、簡(jiǎn)述電火花加工用的脈沖電源的作用和輸出要求（6分）答：脈沖電源作用：把工頻交流電流轉(zhuǎn)變成頻率較高的單向脈沖電流，向工件和工具電極間的加工間隙提供所需要的放電能量，以蝕除金屬。（2分）脈沖電源輸入為380 V、50 Hz的交流電，其輸出應(yīng)滿足如下要求：（4分）1）足夠的放電能量2）短時(shí)間放電3）波形單

16、向4）主要參數(shù)有較寬的調(diào)節(jié)范圍5）有適當(dāng)?shù)拿}沖間隔時(shí)間9、簡(jiǎn)述RC線路脈沖電源的工作過程（6分）答：RC線路脈沖電源的工作過程：1）當(dāng)直流電源接通后，電流經(jīng)限流電阻向電容器充電，電容器兩端的電壓上升，電能往電容器上儲(chǔ)存；（2分）2）當(dāng)電容器兩端的電壓上升到工具與工件之間間隙的擊穿電壓時(shí)，電容器上儲(chǔ)存的電能就瞬間釋放，形成較大的脈沖電流；（2分）3）電容器上的電能釋放后，電壓下降到接近于0，極間工作液又迅速恢復(fù)到絕緣狀態(tài)；此后，電容器再次充電，重復(fù)上述過程！簡(jiǎn)述快走絲線切割機(jī)床的工作過程（6分）答：快走絲線切割機(jī)床是利用細(xì)鉬絲作為電極，多工件進(jìn)行火花放電“切割”加工；貯絲筒使鉬絲作正、反向交替移

17、動(dòng)，加工能源由脈沖電源供給，電極絲和工件之間澆注專用工作液介質(zhì)。簡(jiǎn)述電化學(xué)反應(yīng)加工的基本原理（6分）答：當(dāng)兩銅片接上約10v的直流電流并插入CuCl2的水溶液時(shí)，即形成通路，在金屬片和溶液的界面上，必定會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，溶液中的Cu+2移向陰極，在陰極上析出為銅；同時(shí)，在陽(yáng)極上的Cu原子因失去電子而成為Cu+2，進(jìn)入溶液；這便是電解(電鍍)液中的電化學(xué)反應(yīng)；（4分） 這種以電化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，對(duì)金屬進(jìn)行加工（陽(yáng)極溶解、陰極沉積）的方法稱為電化學(xué)加工；16、簡(jiǎn)述電子束加工特點(diǎn)（6分）答：1、電子束加工時(shí)，電子束聚焦直徑小，可實(shí)現(xiàn)精密微細(xì)的加工。（1分）2、電子束加工屬非接觸式加工，工件不受機(jī)械力作

18、用，不產(chǎn)生宏現(xiàn)應(yīng)力和變形。（1分）3、加工材料范圍很廣，對(duì)脆性、韌性、導(dǎo)體、非導(dǎo)體及半導(dǎo)體材料都可加工。（1分）4、電子束的能量密度高，因而加工生產(chǎn)率很高。（1分）5、電子束容易控制，加工過程便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（1分）6、電子束加工在真空中進(jìn)行，因而污染少，加工表面不氧化，特別適用于加工易氧化的金屬及合金材料，以及純度要求極高的半導(dǎo)體材料。18、電子束和離子束加工為什么必須在真空條件下進(jìn)行？（6分）答：1、只有在較高的真空條件中，電子和離子才能高速運(yùn)動(dòng)。（3分）2、由于加工時(shí)的金屬蒸汽會(huì)影響電子和離子發(fā)射，產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以在加工過程中，需要利用真空吸力，不斷地把所產(chǎn)生的金屬蒸汽抽出去。（3分

19、）19、簡(jiǎn)述超聲波加工的原理（6分）答：超聲波加工是利用振動(dòng)頻率超過16000 Hz的工具頭的振動(dòng)，通過懸浮液磨料的撞擊和拋磨作用，對(duì)工件進(jìn)行成型加工的一種方法；（2分）超聲波加工時(shí)，在工件和工具之間注入液體（水或煤油等）和磨料混合的懸浮液，工具對(duì)工件保持一定的進(jìn)給壓力，并作高頻振蕩，頻率為1630kHz，振幅為0.010.15mm。磨料在工具的超聲振蕩作用下，以極高的速度不斷地撞擊工件表面，使工件材料在瞬間高壓下產(chǎn)生局部破碎；由于懸浮液的告訴攪動(dòng)，又使磨料不斷拋磨工件表面。隨著懸浮液的循環(huán)流動(dòng)，使磨料不斷得到更新，同時(shí)帶走被粉碎下來的材料微粒。在加工中，工具逐步伸入到工件中，工具的形狀便被復(fù)

20、制到工件上。（4分）20、簡(jiǎn)述超聲波加工的主要特點(diǎn)（6分）答：1、適合于加工各種硬脆材料，特別是某些不導(dǎo)電的非金屬材料，例玻璃、陶瓷、石英、硅、瑪瑙、寶石、金剛石等。也可以加工淬火鋼和硬質(zhì)合金等材料，但效率相對(duì)較低。（2分）2、加工時(shí)宏觀切削力很小，不會(huì)引起變形、燒傷。表面粗糙度Ra值很小，可達(dá)0.2 m，加工精度可達(dá)0.050.02 mm，而且可以加工薄壁、窄縫、低剛度的零件。（2分）3、由于工具材料較軟，易制成復(fù)雜的形狀，工具和工件又無需作復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此普通的超聲波加工設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。加工機(jī)床結(jié)構(gòu)和工具均較簡(jiǎn)單，操作維修方便。（2分）21、簡(jiǎn)述快速成形技術(shù)（RP）的原理（6分）答：RP

21、是用離散/堆積即分層加工、迭加成形原理來制造產(chǎn)品原型，其原理為：產(chǎn)品三維CAD模型分層離散按離散后的平面幾何信息逐層加工堆積原材料生成實(shí)體模型。（3分）該技術(shù)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光加工技術(shù)、新型材料技術(shù)于一體，依靠CAD軟件，在計(jì)算機(jī)中建立三維實(shí)體模型，并將其切分成一系列平面幾何信息，以此控制激光束的掃描方向和速度，采用粘結(jié)、熔結(jié)、聚合或化學(xué)反應(yīng)等手段逐層有選擇地加工原材料，從而快速堆積制作出產(chǎn)品實(shí)體模型。（3分）22、簡(jiǎn)述快速成形技術(shù)的特點(diǎn)（6分）答：快速原型技術(shù)突破了“毛坯切削加工成品”的傳統(tǒng)的零件加工模式，開創(chuàng)了不用刀具制作零件的先河，是一種前所未有的薄層迭加的加工方法。（2分）與傳統(tǒng)的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下優(yōu)點(diǎn)：（4分）1、