1、一1 电火花加工中，影响除率的主要因素的影响有？答：1）极性效应的影响，2）电参数对蚀除率的影响，3）金属材料热靴常数对除率的影响。2，RC 脉冲电源的主要的优点和缺点？答：优点：1）结构简单，工作可靠，成本低。2）在小功率时可获得很窄的脉宽和很小的单个脉冲能量，可用作电火花光整加工和精微加工。缺点：1）电容器放电速度很快，无法获得较大的脉宽，因此无法实现长脉宽，低损耗的加工，很难在型腔加工中获得应用。2）电能利用效率很低，最大不超过 36%，因大部分电能经过电阻 R 时转化为热能损失掉，这在大功率加工是很不经济的。3）生产效率低，因为电容器的充电时间 tc 比放电时间 te 长 50 倍以上
2、，脉冲间歇系数太大。4）工艺参数不稳定，而且放电间隙经过限流电阻，始终和直流电源直接联通，没有开关元件使之隔离开来，所以随时都有放电的可能，并容易转为电弧放电。3 线切割加工的主要特点？答：1）用成形电极即简单的电极丝就可对工件进行加工，降低成本，缩短时间。2）电极丝很细，可以加工微细异形物孔，窄缝和形状复杂的工件。3）采用移动的长电极丝进行加工，单位长度的损耗很少，从而提高了加工精度。尺寸精度可达 0.010.02mm，粗糙度可达 Ra1.6um。4）可加工高强度，高脆性，高韧性，高熔点导电材料。5）实现微机控制，自动化程度高，操作方便。4 线切割加工按走丝方式分为？答：高速走丝，低速走丝。
3、5 高速走丝线切割机床组成部分？答：机床本体，脉冲电源，微机控制装置，工作液循环系统等部分组成。6 线切割加工电极丝接负极，工件接正极。8 影响电火花线切割加工的因素有哪些？答：1）工作液，2）电极丝，3）穿丝孔9 什么是电解加工？可分几类？答：电解加工是利用金属在电解液中产生的阳极溶解现象，进而去除多余的材料，将工件成形的一种电化学加工的方法。电解加工分为：电镀和涂覆。10 电化学加工可分为几类？答：阳极电解蚀除和阴极电镀沉积加工。11 电化学加工的主要组成部分有哪些？答：直流电源，电解加工机床，电解液系统。12 电解加工时电极反应方程式？答：阳极反应：Fe-2e4 - 4e 2 - 2e
4、+ 2 Fe4 Fe + 2 O + 4 Fe 阴极反应：2 + 2e 13 电解加工时，工件接正极，工具接负极。15 超声波加工的特点？1）适合加工各种硬脆材料 2)工具可用较软的材料，做成较复杂的形状，因此不需要工具和工件做比较复杂的相对运动，超声加工机床的结构比较简单，只需要一个方向进给，操作、维修方便。3）去除加工材料是靠极小磨料瞬时的局部撞击作用，故工件表面的宏观切削力很小，切削应力，切削热也很小，不会引起变形及烧伤，表面粗糙度也较好，可达 Ra1umRa0.1um，加工精度可达0.01mm0.02mm，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度零件。4）工件上被加工出的形状与工具形状一致，可以
5、加工型孔，型腔及成形表面，还可以进行表面修饰加工。5）超声波加工机床、工具均比较简单，操作、维修方便。16 超声波加工的变幅杆为什么能够放大振幅？变幅杆能扩大振幅是由于通过它的每一截面的振动器能量是不变的，截面小的地方能量密度大，振幅也大。17 影响超声波加工速度的主要因素有？答：工具振动频率、振幅、工具与工件之间的静压力、磨料的种类和粒度、悬浮液的浓度、供给及循环方式、工具与工件材料、加工面积和深度等。18 激光加工的主要特点?答：1）激光加工属高能束流加工，功率密度可高达 w/ ，几乎可以加工任何金属材料和非金属材料。2）激光加工无明显机械力，不存在工具损耗，加工速度快，热影响区小，易实现
6、加工过程自动化。3）激光可通过玻璃等透明材料进行加工。4）激光可以通过聚焦形成微米级的光斑，输出功率的大小又可以调节，因此可进行精密微细加工。5）可以达到 0.01mm 的平均加工精度和0.001mm 的最高加工精度，表面粗糙度 Ra 值可达 0.40.1 um.19 激光加工基本设备有几部分？答：由激光器、激光器电源、光学系统及机械系统等四大部分组成。20 影响激光加工的主要因素有？答：输出功率与照射时间、焦距与发散角、焦点位置、光斑内能量分布、照射次数及工件材料等。21 化学铣削特点：可加工任何难切削的金属材料，而不受任何硬度和强度限制。适合大面积加工，可同时加工多件。加工过程中不会产生应
7、力、裂缝、毛刺等缺陷，表面粗糙度可达 Ra2.51.25 um。加工操作方法比较简单。22 化学铣削的缺点？答：不适宜加工窄而深的槽和型孔等。原材料中缺陷和表面不平度，划痕等不易消除。腐蚀液对设备和人体有危害，需有适当的防护措施。23 化学铣削应用范围？答：主要用于较大工件的金属表面厚度减薄加工。用于在厚度小于 1.5mm薄壁零件上加工复杂的型孔。24 化学铣削工艺过程？表面预处理涂保护层固化刻型腐蚀清洗去保护层25 电子束加工的装置有:电子枪、真空系统、控制系统和电源。26 精密微向加工有哪些：电子束、离子束、激光。27 高压水加工基本原理与设备组成？答：原理：利用高压、高速的细径液流作为介
8、质，对工件表面进行喷射，依靠液流产生的冲击作用去除材料实现对工件的切割。 组成：超高压水发生装置、喷嘴、其他装置。28 快速成型加工工艺过程：建立产品的三维模型 三维模型的近似处理 三维模型的切片/分层处理 产品的成型加工 成型零件的后处理。二1.一 填空(11 分)1.特种加工技术引起了机械制造工艺技术领域内的许多变革,例如对:1) 2) 3) 4) 5) 等产生了一系列的影响.2.电子束加工依靠 转化为 来加工的,而离子束加工则是依靠微观的 .3.超声加工适合于加工不导电的 材料,还可以用于 等.4.快速成形技术的 4 种代表性工艺是 :1) 2) 3) 4) .5. , , 和 是依靠热
9、能去除材料的加工方法.6.电解加工是利用电化学 来进行加工,电镀是利用电化学 进行加工.7.电火花加工是前苏联 研究 开创和发明的.二 简答题(26 分)电火花加工主要优点和局限性.(5 分) 电火花加工与线切割加工的区别与联系.(9 分)电解加工中电解液的作用.(4 分)激光为什么比普通光有更大的瞬时能量和功率密度 为什么称它为“激“ 光 (8分)三.分析题(18 分)1.从原理,机理上分析,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 (10 分)2.分析电火花加工的自动进给调节系统和电解加工的进给系统 (8 分)四.应用题(25 分)1.举
10、例说明型腔模具电火花成形加工工具电极的设计(10 分)2.分别用 3B 代码和 ISO 代码来编写下图所示的线切割加工程序,图中单位:毫米.(15 分)特种加工技术试题答案:一:1.1)材料的可加工性;2)工艺路线的安排;3)新产品的试制过程 4)产品零件设计的结构 5)零件结构的工艺性好,坏的衡量标准2.动能 热能 机械撞击能量3.非金属脆硬 清晰,焊接和探伤4.光敏树脂掖相固化成形 选择性粉末烧结成形 薄片分层叠加成形 熔丝堆积成形5.电火花加工 线切割加工 激光加工 电子束加工 等离子弧加工 (5 中取 4)6.阳极溶解 阴极沉积,涂覆7.拉扎林柯夫妇 开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象
11、和原因二,1.优点:1)适合于加工任何难切削材料 2)可以加工特殊及复杂形状的表面和零件局限性:1)主要用于金属加工.在一定条件下可以加工半导体和非导体材料 2)加工速度较慢 3)存在电极损耗2.与电火花加工的共性:电压,电流波形与电火花加工基本相似加工机理,生产率,表面粗糙度等工艺规律,材料可加工性与电火花加工基本相似与电火花加工的不同:电极采用直径较小的细丝,平均加工电流,脉冲宽度不能太大,属于重精加工,电极接正极采用水或水基工作液,有明显的电解电流.但不会起火,易于实现无人运行一般没有稳定电弧放电电极与工件之间存在“疏松接触“式轻压放电现象省掉了成形的工具电极,大大降低了成形电极的设计和
12、制造电极丝较细,可以加工微细异型孔,窄缝和复杂形状的工件采用移动的长电极丝惊醒加工,单位长度上电极丝的损耗较低,对精度影响小(尤其慢走丝电极丝一次性使用)3.在电解加工过程中,电解液的主要作用是:作为导电介质传进电流;在电场作用下进行电化学反应,使阳极溶解能顺利而有控制地进行;及时地把加工间隙内产生的电解产物及热量带走,起更新与冷却作用4.因为激光器可在较长时间上吸收,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
13、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.三:1.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.但是要实现,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.但是由于他们的影响因素太多,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.2.电
14、火花加工自动进给调节系统是保证工具和工件保持一定的“平均“放电间隙,由于工件的蚀除速度和电极的损耗是随机的,变化的,所以电火花加工是不等速进给调节系统,又称为伺服系统.电解加工间隙与加工速度在一定范围内成双曲反比关系,能够相互平衡补偿,其自动进给系统是等速进给系统,不需要回退.四1.型腔模具电火花成形加工工具电极的设计要考虑电极材料的选择和电极尺寸设计亮了方面:1)材料的选择:为了提高加工精度,点击材料要选择耐蚀性高的材料,如纯铜,铜钨合金,银钨合金及石墨等.铜钨合金,银钨合金成本较高,机械加工较难,采用较少,在其特殊的情况下使用.采用较多的是纯铜和石墨.2)电极尺寸的确定a) 径向尺寸计算公
15、式:a=AKba电极水平尺寸A型腔图样名义尺寸K与标注有关的系数,单边为 1,双边为 2b单边缩放量 b=SL+Hmax+hmax+ rSL单边加工间隙(放电间隙)Hmax加工前表面微观不平度最大值hmax加工后表面微观不平度最大值r摇动量按缩放原则确定根据上述公式,设计如图的工具电极:a1 = A1 2ba2 = A2 + 2bc = Cr1 = R1 bb) 高度尺寸只要考虑加工结束时,电机夹具不和夹具模块或压板发生接触,以及同一电极重复使用而增加的高度即可.2.3B 代码:B400000 B0 B400000 GX L1B0 B100000 B100000 GY L2B300000 B0
16、 B300000 GX L3B241420 B241420 B241420 GX L1B241420 B241420 B841420 GY NR4B100000 B0 B100000 GX L1B100000 B0 B229290 GX SR2B270710 B270710 B270710 GX L3B0 B141420 B141420 GY L4ISO 代码:G91 G92 X-200.0 Y-482.84G01 X200.0G01 Y-382.84G01 X-100.0G01 X141.42 Y141.42G02 X-200.0 Y0 I141.42 J-141.42G01 X-100.0
17、G03 X70.71 Y-70.71 I-100.0 J0G01 X-200. Y-341.42G01 Y-482.84三一、填空1、特种加工主要采用 机械能 以外的其他能量去除工件上多余的材料，以达到图样上全部技术要求。 （1 分）2、电火花加工原理是基于 工具和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象，来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状和表面质量等预定的加工要求。 （2 分）3、电火花加工系统主要由 工件和工具、 脉冲电源 、自动进给和调节装置几部分组成。 （3 分）4、在电火花加工中，提高电蚀量和加工效率的电参数途径有：提高脉冲频率、增加单个脉冲能量、减少脉冲间隔。 （
18、3 分）5、电火花加工的表面质量主要是指被加工零件的 表面粗糙度、表面变质层、表面力学性能 。 （3 分）6、电火花加工的自动进给调节系统主要由以下几部分组成：测量环节、 比较环节、 放大驱动环节、 执行环节、 调节对象。 （3 分）7、电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含 伺服进给控制系统 和 参数控制系统 。 （2 分）8、电火花加工是利用电火花放电腐蚀金属的原理，用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法，其应用范围分为两大类：穿孔加工、型腔加工。 （2 分）9、线切割加工是利用 移动的、作为负极的、线状电极丝 和工件之间的脉冲放电所产生的电腐蚀作用，对工件加工的一种工艺方法。 （2
19、分）10、快走丝线切割机床的工作液广泛采用的是 乳化液，其注入方式为 喷入式。（2 分）11、线切割机床走丝机构的作用：是使电极丝以一定的速度运动，并保持一定的张力。 （2 分）12、线切割控制系统作用主要是：1）自动控制电极丝相对于工件的运动轨迹；2）自动控制伺服的进给速度。 （2 分）13、快速成形技术（RP）最早产生于二十世纪 70 年代末到 80 年代初，目前 RP技术的主流是： SLA 立体光造型 、LOM 薄材叠层制造 、SLS 激光烧结 、FDM 熔融成型 四种技术。 （4 分）14、快速成型的数据接口主要有：快速成型技术标准数据格式即 STL 格式 和 快速成型设备的通用数据接
20、口即 CLI 格式。 （2 分）二、判断题（15 分，每题 1 分）1、目前线切割加工时应用较普遍的工作液是煤油。 （错）2、在型号为 DK7740 的数控电火花线切割机床中，D 表示电加工机床。 （对）3、线切割机床通常分为两大类，一类是快走丝，另一类是慢走丝。 （对）4、3B 代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。 （错）5、离子束加工必须在真空条件下进行。 （对）6、电火花加工中的吸附效应都发生在阴极上。 （错）7、线切割加工一般采用负极性加工。 （错）8、电火花穿孔加工时，电极在长度方向上可以贯穿型孔，因此得到补偿，需要更换电极。 （错）9、弛张式脉冲电源电能利用率相当高，所以在电
21、火花加工中应用较多。 （错）10、电火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求电规准的调节范围相对较大。（对）11、电火花成型加工属于盲孔加工，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差。（对）12、电火花加工的粗规准一般选取的是窄脉冲、高峰值电流。 （错）13、在采取适当的工艺保证后，数控线切割也可以加工盲孔； （错）14、当电极丝的进给速度明显超过蚀除速度，则放电间隙会越来越小，以致产生短路。 （对）15、通常慢走丝线切割加工中广泛使用直径为 0.1 mm 以上的黄铜丝作为电极丝。 （对）1、快走丝线切割加工中，常用的电极丝为钼丝。 （对）2、3B 代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。 （错）3、
22、电火花线切割加工可以用来制造成形电极。 （对）4、快走丝线切割的电极丝材料比慢走丝差，所以加工精度较后者低。 （错）5、电子束加工必须在真空条件下进行。 （对）6、电火花加工中的吸附效应都发生在阳极上。 （对）7、线切割加工一般采用正极性加工。 （对）8、电火花成型加工时，电极在长度方向上损耗后无法得到补偿，需要更换电极。 （对）9、电火花成型加工中的自动进给调节系统应保证工具电极的进给速度等于工件的蚀除速度； （对）10、电火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求电规准的调节范围相对较小。（错）11、电火花成型加工电极损耗较难进行补偿。 （对）12、数控线切割加工是轮廓切割加工，不需设计和制造成
23、形工具电极。 （对）13、数控线切割加工一般采用水基工作液，可避免发生火灾，安全可靠，可实现昼夜无人值守连续加工。 （对）14、电火花加工的粗规准一般选取的是宽脉冲、高峰值电流。 （对）15、线切割机床走丝机构的作用是使电极丝以一定的速度运动，并保持一定的张力。 （对）16、电极丝的进给速度若明显落后于工件的蚀除速度，则电极丝与工件之间的距离越来越大，造成开路。 （对）17、通常慢走丝线切割加工中广泛使用直径为 0.1 mm 以下的细钼丝作为电极丝。 （错）三、简答题（30 分，每题 6 分）1、特种加工与传统切削加工方法在加工原理上的主要区别有哪些？（6 分）答：1）特种加工是用机械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以达到图样上全部技术要求。 （2 分）2）特种加工打破传统的硬刀具加工软材料的规律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度。 （2 分）3）特种加工过程中，工具与工件不受切削力的作用。 （2 分）2、特种加工的本质特点是什么？（6 分）答：1）特种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）特种加工不依靠机械能，而是主要用其他能量（如电、化学、光、声、热等）去除材料 （2 分）
