特種加工考試題附有答案.

1、一、填空題（15分，每空1分）1、特種加工主要采用機械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達至V 圖樣上全部技術要求。（1分）2、電火花加工原理是基于 工具和工件（正、負電極）之間脈沖性火花放電時的 電腐蝕現(xiàn)象，來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量等 預定的加工要求。（2分）3、 電火花加工系統(tǒng)主要由 工件和工具、 脈沖電源 、自動進給和調(diào)節(jié)裝置 幾部分組成。（3分）4、在電火花加工中，提高電蝕量和加工效率的電參數(shù)途徑有：提高脈沖頻率、 增加單個脈沖能量、減少脈沖間隔。 （3分）5、 電火花加工的表面質(zhì)量主要是指被加工零件的表面粗糙度、表面變質(zhì)層、表 面力學性能。（3分）6

2、、 電火花加工的自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：測量環(huán)節(jié)、比較環(huán) 節(jié)、放大驅(qū)動環(huán)節(jié)、 執(zhí)行環(huán)節(jié)、 調(diào)節(jié)對象。（3分）7、電火花成型加工的自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 主要包含 伺服進給控制系統(tǒng) 和 參數(shù) 控制系統(tǒng)。（2分）8、電火花加工是利用電火花放電腐蝕金屬的原理，用工具電極對工件進行復制加工的工藝方法，其應用范圍分為兩大類：穿孔加工、型腔加工。（2分）9、線切割加工是利用 移動的、作為負極的、線狀電極絲 和工件之間的脈沖放電所產(chǎn)生的電腐蝕作用，對工件加工的一種工藝方法。（2分）10、快走絲線切割機床的工作液廣泛采用的是 乳化液，其注入方式為 噴入式。 （2分）11、線切割機床走絲機構的作用：是

3、使電極絲以一定的速度運動，并保持一定的張力。（2分）12、線切割控制系統(tǒng)作用主要是：1）自動控制電極絲相對于工件的運動軌跡；2）自動控制伺服的進給速度。（2分）13、 快速成形技術（RP）最早產(chǎn)生于二十世紀 70年代末到80年代初，目前 RP技術的主流是： SLA立體光造型、LOM薄材疊層制造 、SLS激光燒 結、FDM熔融成型四種技術。（4分）14、快速成型的數(shù)據(jù)接口主要有：快速成型技術標準數(shù)據(jù)格式即 STL格式 和 快速成型設備的通用數(shù)據(jù)接口即 CLI格式。（2分）、判斷題（15分，每題1分）1、 目前線切割加工時應用較普遍的工作液是煤油。（錯）2、在型號為DK7740的數(shù)控電火花線切割機

4、床中，D表示電加工機床。（對）3、 線切割機床通常分為兩大類，一類是快走絲，另一類是慢走絲。（對）4、 3B代碼編程法是最先進的電火花線切割編程方法。（錯）5、 離子束加工必須在真空條件下進行。（對）6電火花加工中的吸附效應都發(fā)生在陰極上。（錯）7、線切割加工一般采用負極性加工。（錯）8、電火花穿孔加工時，電極在長度方向上可以貫穿型孔，因此得到補償，需要更換電極。（錯）9、弛張式脈沖電源電能利用率相當高，所以在電火花加工中應用較多。 （錯）10、電火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求電規(guī)準的調(diào)節(jié)范圍相對較大。（對）11、電火花成型加工屬于盲孔加工，工作液循環(huán)困難，電蝕產(chǎn)物排除條件差 。（對）1

5、2、電火花加工的粗規(guī)準一般選取的是窄脈沖、高峰值電流。 （錯）13、在采取適當?shù)墓に嚤ＷC后，數(shù)控線切割也可以加工盲孔； （錯）14、當電極絲的進給速度明顯超過蝕除速度，則放電間隙會越來越小，以致產(chǎn)生短路。（對）15、通常慢走絲線切割加工中廣泛使用直徑為 0.1 mm 以上的黃銅絲作為電極絲。（對）1、快走絲線切割加工中，常用的電極絲為鉬絲。（對）2、3B 代碼編程法是最先進的電火花線切割編程方法。（錯）3、電火花線切割加工可以用來制造成形電極。（對）4、快走絲線切割的電極絲材料比慢走絲差，所以加工精度較后者低。 （錯）5、電子束加工必須在真空條件下進行。（對）6、電火花加工中的吸附效應都發(fā)生在

6、陽極上。（對）7、線切割加工一般采用正極性加工。（對）8、電火花成型加工時，電極在長度方向上損耗后無法得到補償，需要更換電極。（對）9、電火花成型加工中的自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)應保證工具電極的進給速度等于工 件的蝕除速度；（對）10、電火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求電規(guī)準的調(diào)節(jié)范圍相對較小。（錯）11、電火花成型加工電極損耗較難進行補償。（對）12、數(shù)控線切割加工是輪廓切割加工， 不需設計和制造成形工具電極。 （對）13、數(shù)控線切割加工一般采用水基工作液，可避免發(fā)生火災，安全可靠，可 實現(xiàn)晝夜無人值守連續(xù)加工。（對）14、電火花加工的粗規(guī)準一般選取的是寬脈沖、高峰值電流。（對）15、線切割機床

7、走絲機構的作用是使電極絲以一定的速度運動，并保持一定 的張力。（對）16、電極絲的進給速度若明顯落后于工件的蝕除速度，則電極絲與工件之間的距離越來越大，造成開路。（對）17、通常慢走絲線切割加工中廣泛使用直徑為 0.1 mm 以下的細鉬絲作為電極 絲。 （錯）三、簡答題（ 30 分，每題 6 分）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）特種加工是用機械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達到圖樣上全部技 術要求。（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

8、作用。（2 分）2、特種加工的本質(zhì)特點是什么？（ 6 分）答： 1）特種加工所使用的工具硬度可以低于被加工材料的硬度；（2分）2）特種加工不依靠機械能，而是主要用其他能量（如電、化學、光、聲、熱等）去除材料 （2 分）3）特種加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機械切削力。（2 分）3、電火花加工必須解決的問題有哪些？（ 6 分） 答： 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 動進給和調(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)中進行。（ 2 分

9、）4、什么是電火花加工的機理？火花放電過程大致可分為哪四個連續(xù)的階段？（6分） 答：電火花加工的機理是指電火花加工的物理本質(zhì)， 即火花放電時， 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。 （2 分）火花放電過程大致可分為如下四個階段：1、極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道； （1 分）2、介質(zhì)熱分解、電極材料融化、氣化，熱膨脹； （1 分）3、電極材料的拋出； （1 分）4、極間介質(zhì)的消電離； （ 1 分）5、電火花加工的優(yōu)缺點有哪些？（ 6 分）答：電火花加工的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下四個方面：1、特別適合任何難以進行切削加工的材料； （1 分）2、可以加工特殊或形狀復雜的表面和零件

10、； （1 分）3、工具與工件不接觸，作用力極?。?（1 分）4、脈沖放電時間短，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電材料； （ 1 分）2、加工速度較慢（需進行預加工，去除大部分余量）且存在一定的電極損耗。（1 分）6、簡要敘述電火花加工的應用場合（ 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 的導電材料； （ 2 分）2、加工時工件與工具不接觸，無切削力，因此適于加工薄壁、窄槽、低剛度及微細精密的零件。（2分）3、 可以加工任何形狀特殊、結構復雜的工件；（1分）4、 脈沖電源的參數(shù)可以任意調(diào)節(jié)，

11、能在同一臺機床上進行粗加工、半精加工或精加工。（1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，并在放電結束后迅速恢復放電間隙的絕緣狀態(tài)；（2分）2）壓縮放電通道，并限制其擴展，使放電能量高度集中在極小的區(qū)域內(nèi)，既加強了蝕除的效果，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)破壞性電弧放電；（1分）4） 加速電蝕產(chǎn)物的排除；（1分）8、簡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

12、電源輸入為380 V、50 Hz的交流電，其輸出應滿足如下要求：（4 分）1）足夠的放電能量2）短時間放電3）波形單向4）主要參數(shù)有較寬的調(diào)節(jié)范圍5）有適當?shù)拿}沖間隔時間ud9、簡述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，電能往電容器上儲存；（2分）2）當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，電容器上儲存的理 圖能就瞬間釋放，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到絕緣狀態(tài);此后，電容器再次充電，重復上述過程！（ 2分）10

13、、對電火花加工用脈沖電源的要求有哪些？（ 6 分）答： 1、總的要求：有較高的加工速度、工具電極損耗低、加工過程穩(wěn)定性好、工藝范圍廣， 從而，能適應粗加工、半精加工、精加工的要求；能適應不同材料的加工；能采用不同工具 電極材料進行加工。 （ 2 分）2、具體要求：1）所產(chǎn)生的脈沖應該是單向的；其目的是最大限度地利用極性效應，以提高生產(chǎn)率和 減少工具電極的損耗。 （ 1 分）2）脈沖電壓波形的前后沿應該較陡；其目的是保證加工工藝過程相對穩(wěn)定。（1 分）3）脈沖電源的主要參數(shù)應能在很寬的范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)；其目的是滿足粗加工、半精加 工、精加工的不同要求。 （1 分）4）工作可靠、成本低、操作方便、節(jié)

14、能省電。 （ 1 分）11、簡述快走絲線切割機床的工作過程（ 6 分）答：快走絲線切割機床是利用細鉬絲作為電極，多工件進行火花放電“切割”加工；貯絲筒 使鉬絲作正、 反向交替移動， 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)。（3 分）工作臺在水平面兩個坐標方向上， 各自按預定的控制程序、 并根據(jù)火花間隙狀態(tài)作伺服 進給移動，從而合成各種曲線運動，將工件切割成型。（ 3 分）12、簡述電化學反應加工的基本原理（ 6 分） 答：當兩銅片接上約 10v 的直流電流并插入 CuCl 2的水溶液時，即形成通路，在金屬片和溶 液的界面上，必定會產(chǎn)生電化學反應，溶液中的 Cu+2 移向

15、陰極，在陰極上析出為銅；同時， 在陽極上的Cu原子因失去電子而成為 Cu+2,進入溶液；這便是電解（電鍍）液中的電化學反 應；（4 分）陰極沉積）的方法稱為電化學依靠光熱效應下產(chǎn)生高溫熔亮度高， 其焦點處的功率密度這種以電化學反應為基礎， 對金屬進行加工（陽極溶解、 加工；（2 分）13、簡述激光加工的基本原理（ 6 分）答：激光加工是利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，融，來加工各種材料； （2 分）激光加工時，把光束聚集在工件的表面上，由于區(qū)域小、 極高， 溫度可以達到一萬多度； 在此高溫下， 可以在瞬間熔化和蒸發(fā)任何堅硬的材料， 并產(chǎn) 生很強的沖擊波，使熔化物質(zhì)爆炸式地噴射去除。

16、（4 分）14、簡述激光加工的特點（ 6 分）答： 1）不受工件材料硬度、熔點、導電性等各種性質(zhì)的影響，幾乎對所有金屬和非金屬都 可以進行激光加工； （2 分）2）激光能聚集成極小的光斑，可以進行細微和精密加工；（1 分）3）可使用反射鏡，將激光輸送到遠離激光器的隔離室或其它地點，進行加工；（1 分）4）無刀具，屬于非接觸式加工，無機械加工變形；（1 分）5）對環(huán)境無特殊要求，便于自動控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變形小；（1 分）15、簡述電子束加工原理（ 6 分）答：電子束加工是利用電子高速運動時的沖擊動能來加工工件的；（1 分）在真空條件下， 利用電流加熱陰極發(fā)射電子束， 再經(jīng)過

17、加速極加速， 將具有很高速度和 能量的電子束聚焦在被加工材料上， 高速電子撞擊工件， 其動能絕大部分轉化為熱能， 使工 件材料局部、瞬時熔融，汽化蒸發(fā)而去除； （4 分）所以說電子束加工是通過熱效應進行加工的。 （1 分）16、簡述電子束加工特點（ 6 分）答： 1、電子束加工時，電子束聚焦直徑小，可實現(xiàn)精密微細的加工。（ 1 分）2、電子束加工屬非接觸式加工， 工件不受機械力作用， 不產(chǎn)生宏現(xiàn)應力和變形。 （1 分）3、加工材料范圍很廣，對脆性、韌性、導體、非導體及半導體材料都可加工。（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，加工過程便于實現(xiàn)自動化。

18、（1 分）6、電子束加工在真空中進行，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體材料。 （1 分）17、簡述離子束加工原理（ 6 分） 答：與電子束加工比較相似，離子束加工也是在真空條件下， 把惰性氣體， 通過離子源產(chǎn)生 離子束并經(jīng)過加速、集束、聚焦后，投射到工件表面的加工部位，以實現(xiàn)去除加工。（4 分）與電子束加工相比，離子束加工具有更大的能量。 （ 2 分）18、電子束和離子束加工為什么必須在真空條件下進行？（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動。（ 3 分）2、由于加工時的金屬蒸汽會影響電子和離子發(fā)射，產(chǎn)生不穩(wěn)

19、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、簡述超聲波加工的原理（ 6 分）答：超聲波加工是利用振動頻率超過 16000 Hz 的工具頭的振動，通過懸浮液磨料的撞擊和 拋磨作用，對工件進行成型加工的一種方法； （2 分）超聲波加工時， 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 對工件保持一定的進給壓力，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， 又使磨料不斷拋磨工件表面。 隨

20、著懸浮液的循環(huán)流 動，使磨料不斷得到更新，同時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，工具的形狀便被復制到工件上。 （4 分）20、簡述超聲波加工的主要特點（ 6 分）答： 1 、適合于加工各種硬脆材料，特別是某些不導電的非金屬材料，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，但效率相對較低。（ 2分）2、 加工時宏觀切削力很小，不會引起變形、燒傷。表面粗糙度 Ra值很小，可達0.2卩m,加工精度可達 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，易制成復雜的形狀，工具和工件又無需作復雜的相對

21、運動，因此普通的超聲波加工設備結構簡單。加工機床結構和工具均較簡單,操作維修方便。（2 分）21、簡述快速成形技術（RP）的原理（6分）答： RP 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t分層離散t按離散后的平面幾何信息逐層加工堆積原材料t生成實體模型。（3分）該技術集計算機技術、激光加工技術、新型材料技術于一體,依靠CAD 軟件,在計算機中建立三維實體模型, 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、熔結、聚合或化學反應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)品實體模型。 （ 3 分）22、簡述

22、快速成形技術的特點（ 6 分）答：快速原型技術突破了 毛坯t切削加工t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：（4 分）1、可以制造任意復雜的三維幾何實體。2、快速性。3、高度柔性。4、是實現(xiàn)快速制造的核心 。23、簡述立體光造型（SLA）工作原理（6分）答：由激光器發(fā)出的紫外光，經(jīng)光學系統(tǒng)匯集成一支細光束， 該光束在計算機控制下， 有選 擇的掃描在光敏樹脂體光敏樹脂表面， 利用光敏樹脂遇紫外光凝固的機理， 一層一層固化光 敏樹脂；（3 分）每固化一層后， 工作臺下降一精確距離

23、， 并按新一層表面幾何信息， 使激光掃描器對液 面進行掃描， 使新一層樹脂固化并緊緊粘在前一層已固化的樹脂上， 如此反復， 直至制作生 成一零件實體模型。 （3 分）四、綜合題脈沖電源AB(a)工件電極(d)1、參照右圖，簡述電火花加工的一般過程： 脈沖電源提供脈沖電壓T作用于工具電極和工 件電極上T兩電極之間的工作液被電離、介質(zhì)被擊穿T 形成放電通道；在電場力作用下T電子奔向陽極、正離 子奔向陰極T導致火花放電；電子和離子的高速運動T 轟擊陽極和陰極，使動能轉化為熱能（10000 C） T電極 表面金屬迅速熔化甚至汽化T工件表面形成一個極小的 圓坑，工件被蝕除，工具不斷進給T工件不斷被蝕除。

24、A特種加工的本質(zhì)特點：1）工具硬度可以低于被加工材料的硬度（甚至不用工具）2）不依靠機械能，而是主要用其他能量（如電、化學、光、聲、熱等）去除材料3）加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機械切削力。B特種加工與傳統(tǒng)切削加工方法在原理上的主要區(qū)別：1）用機械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達到圖樣上全部技術要求。2）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。3）在特種加工中，工具與工件不受切削力的作用。特種加工技術的應用：1、難加工材料的加工；2、復雜型面、微細表面和低剛度零件的加工；3、高精密表面的加工；4、特殊要求零件的加工，如薄壁和彈性零件等；特種加工對材料

25、可加工性和結構工藝性等的影響1、提高了材料的可加工性2、改變了零件的典型工藝路線3、改變了試制新產(chǎn)品的模式4、影響了產(chǎn)品零件的結構設計5、改變了傳統(tǒng)零件工藝結構的評價標準6、成為微細加工的主要手段改變了零件的典型工藝路線1、落料模凸、凹模加工的原工藝路線為：下料t鍛造t正火t粗加工t調(diào)質(zhì)t精加工t高頻淬火及回火t精磨 2、落料模凸、凹模加工的現(xiàn)工藝路線為：下料T鍛造T正火T粗加工T高頻淬火及回火T線切割加工電火花加工定義：在加工過程中，使工具和工件之間不斷產(chǎn)生脈沖性的火花放電，靠放電時，局部、瞬 時產(chǎn)生的高溫，將金屬蝕除下來。電火花加工原理基于工具和工件（正、負電極）之間脈沖性火 花放電時的電

26、腐蝕現(xiàn)象，來蝕除多余的金屬，以達 到對零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量等預定的加工要求。參照右圖，簡述電火花加工的一般過程:脈沖電源提供脈沖電壓t作用于工具電極和 工件電極上T兩電極之間的工作液被電離、介質(zhì)被 擊穿t形成放電通道；在電場力作用下T電子奔向脈沖電源工具電極工件電極AB(a)(d)陽極、正離子奔向陰極T導致火花放電；電子和離子的高速運動T轟擊陽極和陰極，使動能轉化為熱能（10000C） t電極表面金屬迅速熔化甚至汽化t工件表面形成一個極小的圓坑， 工件被蝕除，工具不斷進給T工件不斷被蝕除。電火花加工必須解決的問題1、由于在加工的不同階段，金屬蝕除的速度不同，因此必須具有工具電極的自動進給

27、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、火花放電必須是瞬時的、單極性、脈沖放電；3、火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進行。電火花加工系統(tǒng)的基本組成1、工件和工具；2、脈沖電源；3、自動進給和調(diào)節(jié)裝置電火花加工的特點1、特別適合任何難以進行切削加工的材料；2、可以加工特殊或形狀復雜的表面和零件；3、工具與工件不接觸，作用力極??；4、脈沖放電時間短，冷卻作用好，加工表面熱影響小 但存在以下缺陷：1、主要用于加工金屬等導電材料；2、 加工速度較慢（需進行預加工，去除大部分余量）；3、存在電極損耗，；電火花加工的應用1、可以用硬度不高的紫銅或石墨作工具電極，去加工任何硬、脆、韌、

28、軟和高熔點的導電 材料；2、可以加工任何特殊及復雜形狀的工件；3、沒有機械加工時那樣的切削力，因此適于加工薄壁、窄槽、低剛度及微細精密的零件。4、脈沖電源的參數(shù)可以任意調(diào)節(jié)，能在同一臺機床上進行粗加工、半精加工或精加工。電火花加工的機理電火花加工的機理是指電火花加工的物理本質(zhì)，即火花放電時，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。電火花腐蝕的四個階段1、極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道；2、介質(zhì)熱分解、電極材料融化、氣化，熱膨脹；3、電極材料的拋出；4、極間介質(zhì)的消電離； 影響材料放電腐蝕的因素 :1、極性效應 2、吸附效應 3、電參數(shù) 4、金屬材料的熱學常數(shù) 5、工作液 極

29、性效應對電蝕量的影響 定義：單純由于正、負極性不同，而彼此電蝕量不同的現(xiàn)象叫極性效應。 原因：由于在不同的脈沖寬度下， 工作液中所電離出來的電子與離子對電極發(fā)生作用的大小 是不同的。吸附效應對電蝕量的影響 正電極表面能吸附工作液中分解、 游離出來的帶負電的碳離子， 形成熔點和氣化點比較高的 薄層碳黑膜，保護正極，從而減少電極的損耗；吸附層主要是石墨化的碳素層，其次是粘附在電極表面的金屬微粒粘結層。 極性效應和吸附效應可以提高加工生產(chǎn)率、減少工具損耗，必須充分利用；因此，電火花加工所用的脈沖電源都是單向、直流的脈沖電源。 電參數(shù)對電蝕量的影響提高電蝕量和加工效率的電參數(shù)途徑有：1）提高脈沖頻率2

30、）增加單個脈沖能量3）減少脈沖間隔 放電所產(chǎn)生的熱能主要消耗在以下幾個方面：1、向電極其它部位和工作液中傳導；2、使局部金屬材料溫度升高，達到熔點；3、熔化金屬材料；4、使熔化后的金屬材料繼續(xù)升溫至沸點；5、使熔融金屬氣化；6、使金屬蒸氣繼續(xù)加熱成過熱蒸氣； 金屬材料熱學常數(shù)對電蝕量的影響1）金屬材料的熔點、沸點，比熱容，熔化熱，氣化熱愈高，電蝕量將愈小，愈 難加工；2）導熱率大的金屬材料，能將熱量傳導、散失到其它部位，降低本身的蝕除量； 工作液對電蝕量的影響1）形成火花放電通道，并在放電結束后迅速恢復間隙的絕緣狀態(tài)；2）壓縮放電通道，并限制其擴展，使放電能量高度集中在極小的區(qū)域內(nèi)，既加 強了

31、蝕除的效果，又提高了放電仿型的精確性；3）加速電極間隙的冷卻和消電離過程，有助于防止出現(xiàn)破壞性電弧放電；4）加速電蝕產(chǎn)物的排除；實驗表明：介電性好、密度和粘度大的工作液有利于壓縮放電通道，提高放電 的能量密度，強化電蝕產(chǎn)物的拋出效應； 但是，粘度過大不利于電蝕產(chǎn)物的排出， 影響正常放電。所以，粗加工使用粘度大的機油，精加工時使用粘度小的煤油； 提高加工速度的途徑1、選用適當?shù)拿}沖寬度2、選用適當?shù)拿}沖間隔3、增加單位脈沖能量（主要是增加峰值電流）4、提高脈沖頻率 f影響加工精度的主要因素1 放電間隙大小及其一致性：采用較小的電規(guī)準，可以縮小放電間隙；這樣， 可以提高仿形精度，也使間隙變化量小，

32、從而提高加工精度。2. 工具電極的損耗及其穩(wěn)定性：電火花穿孔加工時，電極在長度方向上可以貫 穿型孔，因此得到補償；但電火花成型加工時，電極損耗后無法得到補償，需要更換電極;3. 二次放電電火花加工的表面質(zhì)量：表面粗糙度、表面變質(zhì)層、表面力學性能影響表面粗糙度的因素：1）單個脈沖能量大，則表面粗糙度差；2）材料熔點高，則表面粗糙度好；3）工具電極的表面粗糙度對工件表面粗糙度有復印現(xiàn) 象；4）工作液的電阻率降低，可以形成多個并存的放電通道, 脈沖放電能量被分散，相應的放電痕跡較小，可以獲得較好的表面粗糙度。&表面變質(zhì)層：火花放電的瞬時高溫和工作液快速冷卻的蚩:總鄉(xiāng)結果，表面變質(zhì)層的厚度大約在0.0

33、10.5 mm之間，一般將其分為熔化層和熱影響層顯微裂紋：火花放電的瞬時高溫和工作液快速冷卻的結果；1）脈沖能量越大，顯微裂紋越明顯；2）工件材料越脆，顯微裂紋越明顯；（硬質(zhì)合金、預先熱處理、淬火材料等脆性 大）電火花加工用的脈沖電源脈沖電源作用：把工頻交流電流轉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。脈沖電源輸入為380 V、50 Hz的交流電，其輸出應滿足如下要求：（1）足夠的放電能量短時間放電波形單向（4）主要參數(shù)有較寬的調(diào)節(jié)范圍（5）有適當?shù)拿}沖間隔時間對電火花加工用脈沖電源的要求1、總的要求有較高的加工速度、工具電極損耗低、加工過程

34、穩(wěn)定性好、工藝范圍廣，從 而，能適應粗加工、半精加工、精加工的要求；能適應不同材料的加工；能采用 不同工具電極材料進行加工。2、具體要求1）所產(chǎn)生的脈沖應該是單向的；目的：最大限度地利用極性效應，以提高生產(chǎn)率和減少工具電極的損耗。2） 脈沖電壓波形的前后沿應該較陡（一般采用矩形波脈沖電源）；目的：保證加工工藝過程比較穩(wěn)定。3）脈沖電源的主要參數(shù)應能在很寬的范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)；目的：滿足粗加工、半精加工、精加工的要求4）工作可靠、成本低、操作方便、節(jié)能省電。RC線路脈沖電源的組成：兩個回路：充電回路和放電回路1、充電回路：直流電源、充電電阻、電容器2、放電回路：電容器、工具電極、極間間隙 RC線路脈

35、沖電源的原理：1）、當直流電源接通后，電流經(jīng)限流電阻向電 容器充電，電容器兩端的電壓上升，電能往電容器上儲存；原田圖2）、當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，原 軌容器上儲 存的電能就瞬間釋放，形成較大的脈沖電流；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到絕 緣狀態(tài)；此后，電容器再次充電，重復上述過程！弛張（RC）式脈沖電源優(yōu)點1、結構簡單，工作可靠，成本低2、在小功率時可以獲得很窄的脈寬和很小的單個脈沖能量，可用作光整加工和 精微加工但電能利用率低 自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)作用維持一定的 平均”放電間隙，保證電火花加工正常而穩(wěn)定地進行， 以獲得較好的

36、 加工效果；從原則上講，應是工具電極的進給速度等于工件的蝕除速度；自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的技術要求1、有較廣的速度調(diào)節(jié)跟蹤范圍；2、有足夠的靈敏度和快速性；3、有必要的穩(wěn)定性和抗干擾能力；4、應體積小、結構簡單可靠、操作維修方便；自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成電火花成型加工的自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包含伺服進給控制系統(tǒng)和參數(shù)控 制系統(tǒng)。伺服進給控制系統(tǒng)：主要用于控制放電間隙的大小參數(shù)控制系統(tǒng)：主要用于控制電火花成型加工中的各種參數(shù)（如放電電流、脈沖寬度、脈沖間隔等），以便能夠獲得最佳的加工工藝指標等。伺服進給系統(tǒng)一般有如下要求：（1）有較廣的速度調(diào)節(jié)跟蹤范圍。（2）有足夠的靈敏度和快速性。（3）有較高的穩(wěn)定性

37、和抗干擾能力。自動伺服進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本組成部分比較環(huán)節(jié)戰(zhàn)電間隙（伺原警考電壓）八放大驅(qū)動春抉打環(huán)節(jié)-譏節(jié)對錄電火花加工的自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：1、測量環(huán)節(jié)、2、比較環(huán)節(jié)、3、放大驅(qū)動環(huán)節(jié)、4、執(zhí)行環(huán)節(jié)、5、調(diào)節(jié)對象 我國國標規(guī)定，電火花成型機床均用 D71加上機床工作臺面寬度的1/10表示； 線切割機床均用D77加上機床工作臺面寬度的1/10表示例如D7132： D表示電加工成型機床（若該機床為數(shù)控電加工機床，則在 D 后加K，即DK） ； 71表示電火花成型機床；32表示機床工作臺的寬度為320 mm。 電火花成型加工機床結構：機床包括主機、電源箱、自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)、工作液

38、 循環(huán)和過濾系統(tǒng)1床身；2 一液壓油箱；3 一工作液槽；4 一主 軸頭；5 立柱；6 一工作液箱；7 一電源箱 工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)包括：工作液箱、電動機、 泵、過濾裝置、工作液槽、管道、閥門、計量表1）工作液循環(huán)方式：沖油式和抽油式；2）工作液過濾方式：自然沉淀法和介質(zhì)過濾法；電火花穿孔成形加工：是利用電火花放電腐蝕金 屬的原理，用工具電極對工件進行復制加工的工藝方法，其應用范圍可以分為兩大類：穿孔加工、型腔加工（成形加工）。電火花成型加工和穿孔加工相比有下列特點：（1）盲孔加工，工作液循環(huán)困難，電蝕產(chǎn)物排除條件差。（2）電極損耗較難進行補償。（3）材料去除量大，表面粗糙度要求嚴格。（4）加工

39、面積變化大，要求電規(guī)準的調(diào)節(jié)范圍相應也大。電蝕產(chǎn)物的排除1）電極沖油、2）工件沖油、3）工件抽油、4）開排氣孔、5）抬刀、6）電極的搖 動或平動加工規(guī)準的選擇1）粗規(guī)準：一般選取寬脈沖（大于400卩s）、高峰值電流進行粗加工。速度高、 電極損耗低2） 中規(guī)準：一般選用脈沖寬度為 20 400卩s、峰值電流較小的參數(shù)進行半精 加工。3）精規(guī)準：2 20卩s的窄脈寬，小峰值電流。線切割加工：是利用移動的、作為負極的、線狀電極絲和作為正極的金屬材料一UI 3.1屯火花或切割加工岐理工件之間的脈沖放電所產(chǎn)生的電腐蝕作用，對工件加工的一種工藝方法線切割加工特點1、數(shù)控線切割加工是輪廓切割加工，不需設計和

40、制造成形工具電極，大大降低 了加工費用，縮短了生產(chǎn)周期。2、直接利用電能進行脈沖放電加工，工具電極和工件不直接接觸，無機械加工 中的宏觀切削力，適宜于加工低剛度零件及細小零件。3、無論工件硬度如何，只要是導電或半導電的材料都能進行加工。4、切縫可窄達僅 0.005mm ，可以做到只對工件材料沿輪廓進行 “套料 ”加工， 材料利用率高，能有效節(jié)約貴重材料。5、移動的長電極絲連續(xù)不斷地通過切割區(qū)，單位長度電極絲的損耗量較小，加 工精度高。6、一般采用水基工作液，可避免發(fā)生火災，安全可靠，可實現(xiàn)晝夜無人值守連 續(xù)加工。7、通常用于加工零件上的直壁曲面，通過X-Y-U-V 四軸聯(lián)動控制，也可進行錐度切

41、割和加工上下截面異形體、形狀扭曲的曲面體和球形體等零件。8、不能加工盲孔；9、因工具電極是直徑很小的細絲，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，屬中、精、正極性電火花加工，工件常接脈沖電源正極。10、一般沒有穩(wěn)定的電弧放電狀態(tài)； 電極和工件之間存在著 “疏松接觸 ”式輕壓放 電現(xiàn)象。線切割機床分類1. 按電極絲運動速度分：快走絲 、慢走絲2. 按電極絲位置分：立式、臥式3. 按工作液供給方式分：沖液式、供液式 快走絲線切割機床簡介：利用細鉬絲作為電極進行切割，貯絲筒使鉬絲作正、反向交替移動，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)。工作臺在水平面兩個坐標

42、方向上， 各自按預定的控制程序、 并根據(jù)火花間隙 狀態(tài)作伺服進給移動，從而合成各種曲線運動，將工件切割成型。DK7725 的基本含義為：D 為機床的類別代號，表示是電加工機床；K 為機床的特性代號，表示是數(shù)控機床； 第一個 7 為組代號，表示是電火花加工機床； 第二個 7為系代號 （快走絲線切割機床為 7，慢走絲線切割機床為 6，電火花 成型機床為 1）；25為基本參數(shù)代號，表示工作臺橫向行程為 250 mm。 快走絲線切割機床結構由機床本體、脈沖電源、數(shù)控系統(tǒng)和工作液循環(huán)系統(tǒng)組成 ； 線切割機床走絲機構的作用： 是使電極絲以一定的速度運動， 并保持一定的張力； 線切割機床脈沖電源：窄脈寬（2

43、60卩s）、單個脈沖能量小、平均電流?。? 5 A） ，故總采用正極性加工 線切割機床數(shù)控系統(tǒng)種類及作用1 ）軌跡控制：自動控制電極絲相對于工件的運動軌跡 2）加工控制：自動控制伺服的進給速度、短路回退、間隙補償（刀補） 、圖形的縮放、旋轉和平移、適應控制、自動找中心、信息顯示等。線切割機床工作液循環(huán)系統(tǒng) 由工作液、工作液箱、工作液泵和循環(huán)過濾系統(tǒng)等組成。工作液起絕緣、排 屑、冷卻的作用。低速走絲線切割機床大多采用去離子水作工作液； 高速走絲線切割機床大多 采用專用乳化液作工作液。供液方式有：澆注式和浸液式兩種線切割控制系統(tǒng)作用1）自動控制電極絲相對于工件的運動軌跡2）自動控制伺服的進給速度。

44、鉬絲： 抗拉強度高， 適于快速走絲加工， 所以我國快速走絲機床大都選用鉬絲作電極絲，直徑在0.080.2mm范圍內(nèi)；慢走絲線切割加工中廣泛使用直徑為 0.1 mm 以上的黃銅絲作為電極絲?？熳呓z線切割工作液： 廣泛采用的是乳化液，其加工速度快。 慢走絲線切割機床采用的工作液： 是去離子水和煤油。工作液的注入方式 和注入方向?qū)€切割加工精度有較大影響。 工作液的注入方式 有浸泡式、噴入式和浸泡噴入復合式。浸泡式和噴入式比較， 噴入式的優(yōu)點明顯， 所以大多數(shù)快走絲線切割機床采用這 種方式。在精密電火花線切割加工中， 慢走絲線切割加工普遍采用浸泡噴入復合式的工作液注入方式，它既體現(xiàn)了噴入式的優(yōu)點，同

45、時又避免了噴入時帶入空氣的隱患。 電極絲的進給速度明顯超過蝕除速度，則放電間隙會越來越小，以致產(chǎn)生短路。 電極絲的進給速度明顯落后于工件的蝕除速度，則電極絲與工件之間的距離越 來越大，造成開路。國內(nèi)線切割程序常用格式：有3B格式和ISO格式。其中慢走絲機床普遍采用ISO 格式，快走絲機床大部分采用 3B 格式。電化學反應加工原理： 當兩銅片接上約 10v 的直流電流并插入 CuCl2 的水溶液 時，即形成通路，在金屬片和溶液的界面上，必定會產(chǎn)生電化學反應，溶液中的 Cu+2 移向陰極，在陰極上析出為銅；同時，在陽極上的 Cu 原子因失去電子而 成為Cu+2,進入溶液；這便是電解（電鍍）液中的電

46、化學反應；以這種電化學反應為基礎，對金屬進行加工（陽極溶解、陰極沉積）的方法 稱為電化學加工；電化學加工有三種不同的類型。1、第I類是利用電化學反應過程中的陽極溶解來進行加工，主要有電解加工和 電化學拋光等；2、第U類是利用電化學反應過程中的陰極沉積來進行加工，主要有電鍍、電鑄 等；3、第川類是利用電化學加工與其他加工方法相結合的電化學復合加工工藝進 行加工，目前主要有電解磨削、電化學陽極機械加工 （其中還含有電火花放電作 用 ）。激光加工的原理 激光加工是利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達到很高的能量密度， 依靠光熱效應下產(chǎn)生 高溫熔融，來加工各種材料； 激光加工時，把光束聚集在工件的表面上，由于區(qū)域

47、小、亮度高，其焦點處的功 率密度極高， 溫度可以達到一萬多度； 在此高溫下， 可以在瞬間熔化和蒸發(fā)任何 堅硬的材料，并產(chǎn)生很強的沖擊波，使熔化物質(zhì)爆炸式地噴射去除。激光加工的特點1 ）幾乎對所有金屬和非金屬都可以進行激光加工；2）激光能聚集成極小的光斑，可以進行細微和精密加工；3）可使用反射鏡，將激光輸送到遠離激光器的隔離室或其它地點，進行加工；4）無刀具，屬于非接觸式加工，無機械加工變形；5）對環(huán)境無特殊要求，便于自動控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變 形??；激光加工的基本設備： 由激光器、導光聚焦系統(tǒng)和加工機 （激光加工系統(tǒng) ）三部分 組成。激光加工工藝： 激光打孔、激光切割、激光焊

48、接、激光打標 電子束加工原理：電子束加工就是利用高速電子的沖擊動能來加工工件的；在真空條件下， 利用電流加熱陰極發(fā)射電子束， 再經(jīng)過加速極加速， 將具有 很高速度和能量的電子束聚焦在被加工材料上， 高速電子撞擊工件， 其動能絕大 部分轉化為熱能，使工件材料局部、瞬時熔融，汽化蒸發(fā)而去除；所以說電子束加工是通過熱效應進行加工的； 電子束加工特點與應用1、聚焦直徑小，焦點直徑甚至能聚焦到 0.1um。可實現(xiàn)精密微細的加工。2、非接觸式加工。工件不受機械力作用，不產(chǎn)生宏現(xiàn)應力和變形。3、加工材料范圍很廣，對脆性、韌性、導體、非導體及半導體材料都可加工。4、 電子束的能量密度高，因而加工生產(chǎn)率很高。例

49、如，每秒鐘可以在2.5mm厚 的鋼板上打 50 個直徑為 0.4 mm 的孔。5、電子束容易控制，加工過程便于實現(xiàn)自動化。特別是在電子束曝光中，從加 工位置找準到加工圖形的掃描， 都可實現(xiàn)自動化。 在電子束打孔和切割時， 可以 通過電氣控制加工異形孔，實現(xiàn)曲面弧形切割等。6、電子束加工在真空中進行，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體材料。7、電子束加工需要一整套專用設備和真空系統(tǒng)，價格較貴，生產(chǎn)應用有一定局 限性。電子束加工時，為什么要抽真空 1、只有在高真空中，電子才能高速運動。 2、在加工過程中，需要不斷地把所產(chǎn)生的金屬蒸汽抽出去，

50、因為加工時的金屬 蒸汽會影響電子發(fā)射，產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。離子束加工原理：與 電子束加工比較相似，也是在真空條件下，把惰性氣體，通 過離子源產(chǎn)生離子束并經(jīng)過加速、集束、聚焦后，投射到工件表面的加工部位， 以實現(xiàn)去除加工。與電子束加工相比，離子束加工具有更大的能量。 離子束加工的四種工作方式： 1、離子束濺射去除加工，即將被加速的離子聚焦成細束，射到被加工表面上。 被加工表面受“轟擊”后，打出原子或分子，實現(xiàn)分子級去除加工。 2、離子束濺射鍍膜加工，即用加速的離子從靶材上打出原子或分子，并將這些 原子或分子附著到工件上，形成“鍍膜” 。又被稱為“干式鍍”3、離子束濺射注入加工，即用高能離子（數(shù)十萬 KeV ）轟擊工件表面，離子打 入工件表層，其電荷被中和，并留在工件中（置換原子或填隙原子） ，從而改變 工件材料和性質(zhì)。4、離子束曝光，即用在大規(guī)模集成電路制作中，與電子束相比有更高的靈敏度 和分辨率。超聲波加工的原理超聲波加工是利用振動頻率超過16000 Hz的工具頭的振動，通過懸浮液磨料 的撞擊和拋磨作用，對工件進行成型加工的