特种加工考试复习题.doc

特种加工1电火花加工，粗加工时工件常接（ 正 ） 极，精加工时工件常接（ 负 ）极。2等离子体具有极高的能量密度是由（ 机械压缩 ）效应、热收缩效应、（ 磁收缩 ）效应造成的。3离子束加工时，由于离子质量大，当速度高、能量大时，垂直撞击时离子可注入工件材料内部，称（ 离子的注入效应 ）。当速度低、能量小时，离子可以溅射镀覆在工件表面，称（离子溅射沉积 ） 。4工件为铁，工具为铜，在NaCl电解液中进行电解加工时，阳极生成（ 二价铁离子Fe2+ ），阴极生成H2，但电解液内最终生成物是（ NaCl电解液 ）。 5.电火花线切割加工设备主要由机床本体、（ 脉冲电源 ） 、（ 控制系统 ）、工作液循环系统和机床附件等几部分组成。6.切削加工的本质和特点为：一 是（靠刀具材料比工件更硬 ）；二是 （ 靠机械能把工件上多余的材料切除 ）。7.常用的超声变幅杆有（ 指数形 ）、锥形、（ 阶梯形 ）及悬链线形。8.电解加工中钝化现象产生的原因中，主要的是（ ）和（ ）两种。9.激光打孔的直径可以小到（0.01mm）以下,深径比可达（50：1）。10.具有代表性的快速成形工艺有（ 光敏树脂液相固化成形 ）、选择性粉末烧结成形、薄片分层叠加成形和（ 熔丝堆积成形 ）等。11.目前常用的激光器按激活介质的种类可以分为 （ 固体激光器 ）和（ 气体激光器 ） 。12.线切割加工常用的锥度切割装置有（ 导轮偏移式丝架 ）和（ 导轮摆动式丝架 ）。13.电化学加工包括从工件上去除金属的（ 电解加工 ）和向工件上沉积金属的（ 电镀、涂覆、电铸加工 ）两大类。14.电解磨削的原理是（ 电解作用 ）和（ 机械磨削作用 ）。15.快速成形在工艺原理上是（ ），与切削加工、电火花蚀除、电化学阳极溶解等（ ）不同。名词解释特种加工：将电、热、光、声、化学等能量或2其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除，而且有别于传统加工的方法叫特种加工。脉冲间隔to(s)：电火花加工过程中，两次脉冲放电之间所有留有的间隔时间称为脉冲间隔。二次放电（电火花加工中）：二次放电是指侧面已加工表面上由于电蚀产物等的介入而再次进行的非正常放电，集中反映在加工深度方向产生斜度和加工棱角棱边变钝方面。火花维持电压（电火花加工中）：电化学当量 ：在一个电极反应中，相当于1摩尔电子的参与反应物的质量。混气电解加工 ：将一定压力的气体（主要是压缩空气）用混气装置使它与电解液混合在一起，使电解液成为包含无数气泡的气液混合物，然后送入加工区进行电解加工。钝化和活化：钝化：金属表面状态变化所引起的金属电化学行为使它具有贵金属的某些特征(低的腐蚀速率、正的电极电势)的过程。活化：使金属钝化膜破坏的过程称为活化空化作用（超声加工中）：指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔，当工件端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合，引起极强的液压的液体冲击波，可以强化加工过程。快速成形技术：快速成形技术是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型的技术。简答题1. 简述常规工艺和特种加工工艺之间的关系，应该如何正确处理常规工艺和特种加工之间的关系？ 答：一般而言，常规工艺是在切割，磨削等技术中形成和发展起来的，行之有效的实用工艺，而且今后也始终是主流工艺，但随着难加工的材料的出现，复杂表面和有特殊要求的工件越来越多，常规工艺必然会有所不适。可以认为特种加工工艺是常规工艺的补充和发展，特种加工可以在特定的条件下取代一部分的常规加工工艺，但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺。2. 与传统的机械加工相比，特种加工具有哪些的不同点？答：（1）、不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（如电、化学，光，声，热等）去除金属材料。 （2）、工具硬度可以低于被加工材料的硬度，如激光、电子束等加工时甚至没有成形的工具。 （3）、加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，如电火花、线切割、电解加工时工具与工件不接触。3. 电火花加工时的自动进给系统和车、钻、磨削时的自动进给系统，在原理上、本质上有何不同？为什么会引起这种不同？答：电火花加工时工具电极和工件间并不接触,火花放电时需通过自动调节系统保持一定的放电间隙,而车,钻,磨削时是接触加工,靠切削力把多余的金属除去,因此进给系统是刚性的,等速的,一般不需要自动调节.4. 电解加工时的电极间隙与电火花加工时的电极间隙在特性上有何不同？为什么？ 答：电解加工时，电极间隙蚀除特性曲线是一条双曲线，即 a C（常数）如图 4-3a 所示；而电火花加工的蚀除特性曲线则是一条蚀除速度在起点和终点都为零的上凸二次曲线，如图所示。（要图的可以找我）原因：电解加工时，只要电极不发生短路，电极间隙愈小，阳极工件的蚀除速度就愈高，生产率就愈高；反之，当电极间隙变大时，蚀除速度将下降。 电火花加工时，当放电间隙为零时，蚀除速度也为零。其实，当放电间隙很小时，排屑困难，短路率增加，蚀除速度将大大下降，甚至无法正常加工；而当放电间隙过大时，间隙无法击穿，蚀除速度也为零（相当于非线性电解液中电解加工时有一切断间隙）。5. 从原理和机理上来分析，电化学加工有无可能发展成为“纳米级加工”或“原子级加工”技术？原则上要采用哪些措施才能实现？答：由于电化学加工从机理上看，是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换，使之在电解液中阳极溶解而被去除来实现加工的，可以控制微量、极薄层切削去除。因此，电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密、微细加工。但是真的要实现它，从技术上讲还有相当难度。主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积，只要能把这种溶解或沉积的大小、方向控制到原子级上就可以了。但是由于它们的影响因素太多，如温度、成分、浓度、材料性能、电流、电压等，故综合控制起来还很不容易。6. 激光为什么比普通光有更大的加工瞬时能量和功率密度？为什么称它为“激”光？ 答: 因为激光器可在较长时间吸收,积聚某一波长光的能量,然后在很短的时间内放出,并且通过光学透镜将大面积光通道上的激光束聚焦在很小的焦点上,经过时间上和空间上的两次能量集中,所以能达到很大的瞬时能量和功率密度.其所以称之为激光,是因为激光器中的工作物质吸收某一波长的光能,达到粒子数反转之后,再受到这一波长的光照后,就会瞬时受激,产生跃迁,并发出与此波长相同的激光.7. 电子束加工和离子束加工在原理上和在应用范围上有何异同？答：二者在原理上的相同点是基于带电粒子于真空中在电磁场的加速,控制作用下,对工件进行撞击而进行加工.其不同处在于电子束加工加速转换成电能,在撞击工件时动能转换成热能使金属熔化,气化而被蚀除.而离子束加工是电能使质量较大的正离子加速后,打到工件表面,是靠机械撞击能量使工件表面的原子层变形,破坏或切除分离,并不发热.在工艺上:有离子刻蚀,渐射沉积,离子镀,离子注入(表面改性)等多种形式,而不象电子束加工,有打孔,切割,焊接,热处理等形式.8. 超声波为什么能“强化”工艺过程，试举出几种超声波在工业、农业或其它行业中的应用。 答：超声波因具有较大的瞬时速度,尤其是瞬时加速度,故可用作强化工艺过程.如工业中的粉碎(使物质颗粒细化),乳化.在农业上可用强超声处理种子优化品种,在医学上可用强超声波击碎人体内的肾结石,胆结石等等.9. 快速成形的工艺原理与常规加工工艺有何不同？具有什么特点？ 答：:快速成型在工艺原理上是增材法,与切削加工,电火花蚀除,电化学阳极溶解等减材法不同.其特点是整个工艺过程建立在激光(断层)扫描,数控技术,计算机CAD技术,高分子材料等高科技基础之上,因此工艺先进,柔性好,生产周期短.编程题以作业和上课例题为主论述题1 试述在去除材料的工艺范畴中特种加工工艺形式所能解决的主要问题，特种加工在生产中常用的工艺形式和适用范围。答：特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微系表面和低刚度零件，同时有些方法还可以用以进行超精加工、镜面光整加工和纳米级加工 工艺形式及适用范围：电火花加工 适用于：数微米的孔、槽到数米的超大型模具、工件等，还可以刻字，表面强化，涂覆加工。 电火花切线加工 适用于：切割各种冲模、塑料膜等模具及工件，可直接切割各种样板、磁钢，硅钢片冲片，也常用于半导体或贵重金属的切割。 电解加工 适用于：从细小的零件到超大型工件及模具。 电解磨削 适用于：硬质合金等难加工材料的磨削，如硬质合金刀具、量具、小孔、深孔等。 超声加工 适用于：加工、切割硬脆材料，可加工孔。 激光加工 适用于：精密加工小孔、窄缝及成形切割、刻蚀，还可以焊接、热处理。 电子束加工 适用于：在各种难加工材料上打微孔、切缝、蚀刻，现常用于制造中、大规模集成电路微电子器件。 离子束加工 适用于：对零件表面进行超精密、超微量加工、抛光、蚀刻、注入等表面改性等。 水射流切割 适用于：下料、成形切割、剪裁。 快速成形 适用于：快速制作样件、模具。2. 试述电火花加工时液体介质的作用以及常用的工作液种类？答：作用：（1）、液体介质具有较高的绝缘强度，以利于产生脉冲性的火花放电。（2）、液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属小屑、碳黑、小气泡等电蚀产物从放电间隙中悬浮排除出去，并且对电极和工件表面有较好的冷却作用。工作液体：煤油，皂化液或去离子水等3.电火花加工中，工具电极相对损耗的含义是什么？如何降低工具电极相对损耗？答：含义：在电火花加工过程中，工具电极的体积、质量、长度、棱边、棱角及整体形状蚀除掉的部分称为工具电极损耗 措施：正确选择极性和脉宽，利用吸附效应，利用传热效应，减少工具电极损耗4.试述在电火花加工中，如何合理地制定电火花加工工艺？如何用最快的速度加工出最佳质量的产品？ 答：一般来说，主要采用两种方法来处理：（1），先主后次，如在用电火花加工去除断在 工件中的钻头、丝锥时，应优先保证速度，因为此时工件的表 面粗糙度、电极损耗已经不重要了；（2），采用各种手段，兼 顾各方面。其中主要常见的方法有： 粗、中、精逐挡过渡式加工方法。粗加工用以蚀除大部分加 工余量，使型腔按预留量接近尺寸要求；中加工用以提高工件 表面粗糙度等级，并使型腔基本达到要求，一般加工量不大； 精加工主要保证最后加工出的工件达到要求的尺寸与粗糙度。 在加工时，首先通过粗加工，高速去除大量金属，这是通过 大功率、低损耗的粗加工规准解决的；其次，通过中、精加工 保证加工的精度和表面质量。中、精加工虽然工具电极相对损 耗大，但在一般情况下，中、精加工余量仅占全部加工量的极 小部分，故工具电极的绝对损耗极小。 在粗、中、精加工中，注意转换加工规准。 先用机械加工去除大量的材料，再用电火花加工 保证加工精度和加工质量。电火花成型加工的材料去 除率还不能与机械加工相比。因此，在工件型腔电火 花加工中，有必要先用机械加工方法去除大部分加工 量，使各部分余量均匀，从而大幅度提高工件的加工 效率。 采用多电极。在加工中及时更换电极，当电极绝 对损耗量达到一定程度时，及时更换，以保证良好的 加工质量