《现代制造技术》思考题

0 1何谓特种加工？国外简称为 ： 非传统加工 NTM，Non-traditional machining 或 非常规机 械加工 NCM，Non-conventional machining ？（掌握常用特种加工方法的英文简称如何写） 2特种加工的本质和特点？ 1）不是主要依靠机械能，而是只要其他能量（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、电解加工时工具和工件不接触。 1 1、电火花加工主要方法有哪些方法？ 电火花加工机理？ 1.电火花穿孔成形加工 2.电火花线切割 3.电火花磨削和镗磨 4.电火花同步共轭回转加工 5.电火花高速小孔加工 6.电火花表面强化与刻字 加工机理 1、极间介质的电离、击穿，形成放电通道 2、介质热分解、电极材料融化、气化热膨胀 3、电极材料的抛出 4、极间介质的消电离 2、何谓电火花加工的极性效 应？正极性加工和负极性加工各自适用于什么场合？加工中如何利用极性效应来 提高加工效率降低工具损耗？ 在电火花加工过程中，由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。 一般粗加工用负极性加工，精加工用正极性加工 一般在短脉冲精加工时采用正极性加工（即工件接电源正极），而在长脉冲粗加工时则采用负极性加工。 3、电火花加工的工作液有哪些作用？粗、精加工如何 选择工作液有哪些作用？ 1、形成火花击穿放电通道,并在放电结束后迅速恢复 间隙的绝缘状态 2、对放电通道产生压缩作用 3、帮助电蚀产物的抛出和排除 4、对工具、工件产生冷却作用 工作液的选择 江西农业大学工学院 现代制造技术思考题 1 粗加工：介电性能、粘度较大的全损耗系统用油（即机油），且这种油燃点较高，大能量加工 时着火 燃烧的可能性小。 精加工：粘度小、流动性好、渗透性好的煤油作为工作液。因为精加工时放电间隙比较小，排屑比 较困难。 4、电火花加工的工艺范围如何？ 1)可以使用硬度不高的紫铜或石墨作工具电极,去加工任何硬,脆,韧,软和高熔点的导电材料； 2） 加工时工件与工具不接触，无切削力，因此适用加工薄壁，窄槽，低刚度及微细精密的零件； 3） 可以加工任何形状特殊，结构复杂的工件 4、脉冲电源的参数可以任意调节，能在同一台机床上进行粗加工，半精加工或精加工。 小到几微米的小轴、孔、缝，大到几米的超大型模具和零件 5、除常规影常规加工中，影响加工精度的因素外，影响电火花加工精度的主要因素有哪些？ 1、放电间隙的大小及其一致性 2、工具电极的损耗及其稳定性（ P20 6由于电火花加工具有极性效 应，因此短脉 宽时 （1）选正极性加工，适合于什么加工？精加工 （2）选负极性加工，适合于什么加工？粗加工 7什么是电火花加工？ 在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电性局部、瞬 间产生的高温 把金属蚀除下来，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工称为电火花加工。 8电火花加工的难易程度与工件硬度无关，但与工件材料的 导电性 和 热学性 有关。 9电火花加工常用的电极材料有 黄铜 紫铜 、 钢 、 石墨 等。 10下列措施哪个不能提高电 火花加工的生产率。 （） A.提高脉冲频率 B.增加单个脉冲能量 C.减少单个脉冲能量 D.合理选用电极材料 11在 电 火花成型机床中，为了便于排屑，常采用 定期抬刀，使工具 电机附加振动和强迫循环 等办法。 12什么是 电规 准？ 电规准是指电火花加工过程中一组电参数，如电压、电流、脉 宽、脉间、极性等 江西农业大学工学院 工程材料课后作业 2 13在电火花加工中采取哪些措施可以减小电极损耗？ 1）正确选择极性和脉宽 2）利用吸附效应 3）利用传热效应 4）选用合适的电极工具材料 14. 1 工件 2 脉冲电源 3 自动进给调节装置 4 工具 5 工作液 15.电火花加工的过程大致可以分成哪四个阶段？ 1）极间介质的电离、击穿，形成放电通道 2）介质热分解、电极材料融化、气化热膨胀 3）电极材料的抛出 4）极间介质的消电离 16.目前，电火花成型加工中，应用最多的工作液是 油类（如机油） ，快走丝线切割加工中广泛使用 钼 丝 作为电极丝， 乳化液 作为工作液；而慢走丝则采用 镀锌的黄铜丝 作为电极丝， 去离子水 作为工作液。 17如下图所示为脉冲参数与脉冲 电压、 电流波形图，则 110 分别表示什么？ 1.脉冲周期 2.放电时间 3.脉冲宽度 4.脉冲间隔 5.脉冲峰值电压或空载电压 6.空载 7 火花 8 不稳定电弧 9 稳定电弧 10.短路 江西农业大学工学院 现代制造技术思考题 3 2 1、电火花加工与电火花线切割加工的异同点是什么？ 相同点：1）加工电压，电流波形基本相似 2)加工机理，生产率、表面粗糙度等工 艺规律基本相似 不同点：电火花线切割加工相比电火花加工 1）是工具的直径较小细丝，故脉冲宽度，平均电流 等都较小，加工工艺参数的范围也较小 2）一般没有 稳定电弧放电状态 3）电极与工件之间存 在着“疏松接触 ”式轻压放 电现象 4）省掉了成型的工具电极，大大成型的工具电极的设计和制造 费用，也缩短了生产准备时间及加工周期 5）电极丝比较细小，可以加工微细异形孔，窄缝和复 杂形状工件 6）由于采用的是移动的长电极丝进行加工，使得单位长度电极丝的损耗较少，从而 对加工精度影响较小 7）电火花线切割加工采用水或水基工作液，电火花加工则采用煤油。 2、线切割加工一般采用什么极性加工？ 为什么？ 正极性加工 因为：1）电极丝细，脉冲宽度即平均电流不能太大 2）加工工艺参数范围较小，属于中，精 电火花 加工 3目前线切割加工时应用较普 遍的工作液是什么？如何使用？ 1) 慢走 丝：去离子水，浸泡式 2）快走丝：乳化液，浇注式 4线切割机床通常分为两大类 ，一 类是？另一类是？它们 的特点？ 一类是往复高速走丝电火花线切割机床 一类是单向低速走丝电火花线切割机床 特点：对第一类电极丝平整的绕在贮丝筒上 电极丝重复使用，有专门的换 向装置控制电 极做正反向交替运转；对第二类；电极丝单 向转，用过的电极丝集中到贮丝 筒中或送到 专门的收集器中。 5. 何谓高速走丝线切割机床？ 其加工有何优势？何谓低速走丝线切割机床？ 其加工有何优势？ 1) 高速走 丝线切割机床是指一般走丝速度为 8 至 10 m/s 的往复高速走丝电火花切割机床。 (2) 优势：1）加工模具 适用于加工各种形状的冲模，加工精度高达 0.01 至 0.02 mm ，还可加 工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模和带锥度的 江西农业大学工学院 工程材料课后作业 4 模具；2）加工切割电火花成形加工用的电极，特别经济，也可加工微细复杂形状的电极；3）可加工零 件，如试制切割特殊微电机硅钢片定转子铁心，由于不需要另行制造模具，大大 缩短制造周期，此外 还可降低成本修改设计、变更加工程序比较方便， 对加工精度的影响较小，加工精度 较高等。 (1)该种机床是指一般走 丝速度低于 0.2 m/s 的单向低速走 丝电火花切割机床。 （2）优势：1）加工模具 适用于加工各种形状的冲模，加工精度高达 0.01 至 0.02 mm ，还可加工 挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模和带锥度的模具；2）加工切割电火花成形加工用的电极，特 别经济，也可加工微细复杂形状的电极；3）可加工零件，如试制切割特殊微电机硅钢片定转子铁 心，由于不需要另行制造模具，大大缩短制造周期，此外还可降低成本修改设计、变更加工程序 比较方便，对加工精度的影响较小，加工精度 较高等 6. 将下图填写完整。 1） 绝缘底板 2） 工件 3） 脉冲电源 4） 贮丝筒 5 ） 钼丝 7将下图填写完整。 （超声加工、激光加工呢？ ） 1） 直流电源 2） 工具阴极 3） 工件阳极 4） 电解液泵 5 ） 电解液 8、电解加工与其他加工方法相比 较，具有什么特点？主要弱点和局限性有？ 特点：1、加工范围广，不受金属材料本身力学性能限制 2、生产率高，约为电火加工的 5-10 倍，且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的 限制 3、可以达到较好的表面粗糙度（一般为 Ra1.25-0.2um）和正负 0.1mm 左右的平均加工精 江西农业大学工学院 现代制造技术思考题 5 度 4、加工过程中不会产生残余应力和变形，没有飞边毛刺 5、加工过程中阴极工具电极理论上无损耗，可长期使用 弱点和局限性有： 1、不易达到较高的加工精度和加工稳定性 2、电极工具的设计和修正比较麻烦，因而很难适用于单件生产 3、电解加工的附属设备较多，占地面 积较大，机床要有足够的刚性和防腐性能高 4、电解产物需进行三废处理，防止 污染环境 9、何谓电解液？何谓电解质 ？何谓电解液的质量分数？ 电解液：电解质溶于水后的溶液； 电解质：凡是溶于水后能导电的物质； 电解液的质量分数：电解质在电解液中所占的质量分数； 10电解加工中，常用的电解液有： NaCl 电解液 、 NaNO3 电解液 、 NaClO3 电解液 。 11电化学加工按其加工原理分 为几类？其具体应用方法（各 说出两种）？ 1）共有三类 2） 、1、阳极溶解（电解加工、电解抛光） 、2、阴极沉积，涂覆进行加工（电镀、 电铸） （3）电化学加工与机械加工相结合（电解磨削 电火花蚀除、机械刮除） 12选择电解加工的三原则有？ 1）电解加工适用于难加工材料的加工 2)电解加工适用于相对复杂形状零件的加工 3）电解加工适用于批量大的零件加工 13. 在生 产中，将 工件 接脉冲电源正极的加工称 为正极性加工。在宽脉冲宽度进行粗加工时，应 采用 负极性 加工。 14.离子束加工利用的能量为 和 。 15.超声加工是基于局部撞击作用，因此越是 脆硬 的材料越容易加工，而越是 脆性和硬性不 大的韧性 材料则不容易加工。 16.电解加工使用的电源是 。 江西农业大学工学院 工程材料课后作业 6 A直流电源 B交流电源 C脉冲电源 D数控系统 18.下列几种加工方法中，加工 过程中工具电极无损耗的是 。 A电火花加工 B超声加工 C电解加工 D线切割加工 19.电火花加工中，精加工一般常采用 。 A宽脉冲、 负极性 B窄脉冲、正极性 C宽脉冲、正极性 20.以下不属于特种加工技术的是（ ）。 A.数控铣削加工 B.电火花成型加工 C.快走丝线切割加工 D.激光加工 21.用线切割机床不能加工的形状或材料为（ ）。 A.圆孔 B.盲孔 C.上下异型件 D.硬质合金 22.目前，快走丝线切割加工中广泛使用 钼丝 作 为电极丝， 乳化液 作为工作液； 而慢走丝则采用 镀锌的黄铜丝 作为电极丝， 去离子水 作为工作液。 3（判断题） 1.电镀加工利用电化学加工的阳极沉积作用。 （ X ） 2.电化学加工中，工作液主要用于冷却和排屑。 （ X ） 3.电规准是电切削加工中所选用的一组电脉冲参数。 （ O ） 4.快、慢走丝线切割机床的电 极丝在加工中都是双向运动 的。 （X ） 5.快、慢走丝线切割机床的电 极丝在加工中都是双向运动 的。 （ ） 6.电火花加工可以加工通孔、盲孔，而线切割加工只能加工通孔。 （ O ） 7.电火花成型机粗加工时可用较小的脉冲，精加工 时可用 较大的脉冲。 （ X ） 8.窄脉冲宽度加工时，应采用 负极性加工。 （ X ） 9.快、慢走丝线切割机床的电 极丝在加工中都是双向运动 的。 （ ） 10.以下不能加工非金属脆硬材料的特种加工方法有（ ）。 A电火花加工 B超声波加工 C电解磨削加工 D激光加工 11.电火花可以加工任何硬度、 强度、 韧性、脆性的金属。 （O ） 其它： 1电铸、表面局部涂镀和复合镀加工在原理和本质上都是属于 电镀工艺的范畴，都是和电解相反，利用电镀液 中的金属正离子在电场的作用下， 镀复沉积到阴极上去的 过程。 2电铸和电镀加工的原理是什么？ 电铸和表面局部涂镀的主要区 别（镀层厚度、精度）？ 电铸和电镀的基本原理是一样的，即通过电解方式获得所需要的金属层。但电铸和电镀的目的不 同，电铸是通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品；电镀是利用电解在制件表面形成 均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层。 目的不同采用工艺方法也就不同。前者采用能够容易分离的铸模材料（如低温合金、铝合金、某些 非金属）或使铸模上形成一层钝化膜（如在钢模上镀铬、钝化等）；电镀要求结合良好（不能分离）， 江西农业大学工学院 现代制造技术思考题 7 就会采取使制件表面能够处于活化状态的工艺方法，以确保镀层和基体（制件）的结合良好。 电镀和电铸所用的电解液基本体系是一样的，可以用于电铸的电解液，同样可以用于电镀。但在 成分含量、添加剂用与不用等方面一般都会有所区别。 3、试述离子束加工的原理和特点。 电子束和离子束加工为什么必须在真空条件下进行？ 1、离子束加工的原理是在真空条件下，将离子源产 生的离子束经过加速聚集，使之撞击到工件 表面。离子加速到较高速度时，比 电子束具有更大的撞击动能，它是靠微 观的机械撞击能量为加 工的。 2、离子刻蚀、离子溅射沉 积、离子 镀、离子注入 3）因为在真空中进行，污染少，材料加工表面不氧化。在高真空中，电子和离子才能高速运动 4超声加工的特点有哪些？什么频率范围内的波称为超声波？超声加工系 统中，超声振 动系统主要有哪几部 分组成？超声加工系统中变幅杆的作用是什么？ 特点：1）适合于加工各种硬脆材料，特别