特种加工复习题(有答案)

一、填空一、填空题题（ （15 分，每空分，每空 1 分）分） 1、特种加工主要采用、特种加工主要采用 机械能机械能 以外的其他能量去除工件上多余的材料，以达到以外的其他能量去除工件上多余的材料，以达到 图样图样上全部技上全部技术术要求。要求。 （ （1 分）分） 2、 、电电火花加工原理是基于火花加工原理是基于 工具和工件（正、工具和工件（正、负电负电极）之极）之间间脉冲性火花放脉冲性火花放电时电时的的电电 腐腐蚀现蚀现象象，来，来蚀蚀除多余的金属，以达到除多余的金属，以达到对对零件的尺寸、形状和表面零件的尺寸、形状和表面质质量等量等预预定定 的加工要求。的加工要求。 （ （2 分）分） 3、 、电电火花加工系火花加工系统统主要由主要由 工件和工具工件和工具、 、 脉冲脉冲电电源源 、 、自自动进给动进给和和调节调节装置装置 几部分几部分组组成。成。 （ （3 分）分） 4、在、在电电火花加工中，提高火花加工中，提高电蚀电蚀量和加工效率的量和加工效率的电电参数途径有：参数途径有：提高脉冲提高脉冲频频率率、 、增增 加加单单个脉冲能量个脉冲能量、 、减少脉冲减少脉冲间间隔隔。 。 （ （3 分）分） 5、 、电电火花加工的表面火花加工的表面质质量主要是指被加工零件的量主要是指被加工零件的 表面粗糙度表面粗糙度、 、表面表面变质层变质层、 、表表 面力学性能面力学性能 。 。 （ （3 分）分） 6、 、电电火花加工的自火花加工的自动进给调节动进给调节系系统统主要由以下几部分主要由以下几部分组组成：成：测测量量环节环节、 、 比比较环较环 节节、 、 放大放大驱动环节驱动环节、 、 执执行行环节环节、 、 调节对调节对象。象。 （ （3 分）分） 7、 、电电火花成型加工的自火花成型加工的自动进给调节动进给调节系系统统，主要包含，主要包含 伺服伺服进给进给控制系控制系统统 和和 参数参数 控制系控制系统统 。 。 （ （2 分）分） 8、 、电电火花加工是利用火花加工是利用电电火花放火花放电电腐腐蚀蚀金属的原理，用工具金属的原理，用工具电电极极对对工件工件进进行复制行复制 加工的工加工的工艺艺方法，其方法，其应应用范用范围围分分为为两大两大类类： ：穿孔加工穿孔加工、 、型腔加工型腔加工。 。 （ （2 分）分） 9、 、线线切割加工是利用切割加工是利用 移移动动的、作的、作为负为负极的、极的、线线状状电电极极丝丝 和工件之和工件之间间的脉冲放的脉冲放电电 所所产产生的生的电电腐腐蚀蚀作用，作用，对对工件加工的一种工工件加工的一种工艺艺方法。方法。 （ （2 分）分） 10、快走、快走丝线丝线切割机床的工作液广泛采用的是切割机床的工作液广泛采用的是 乳化液乳化液，其注入方式，其注入方式为为 喷喷入式入式。 。 （ （2 分）分） 11、 、线线切割机床走切割机床走丝丝机构的作用：机构的作用：是使是使电电极极丝丝以一定的速度运以一定的速度运动动，并保持一定的，并保持一定的 张张力力。 。 （ （2 分）分） 12、 、线线切割控制系切割控制系统统作用主要是：作用主要是：1） ）自自动动控制控制电电极极丝丝相相对对于工件的运于工件的运动轨动轨迹迹； ；2） ） 自自动动控制伺服的控制伺服的进给进给速度速度。 。 （ （2 分）分） 13、快速成形技、快速成形技术术（ （RP）最早）最早产产生于二十世生于二十世纪纪 70 年代末到年代末到 80 年代初，目前年代初，目前 RP 技技 术术的主流是：的主流是： SLA 立体光造型立体光造型 、 、LOM 薄材叠薄材叠层层制造制造 、 、SLS 激光激光烧结烧结 、 、FDM 熔融成型熔融成型 四种技四种技术术。 。 （ （4 分）分） 14、快速成型的数据接口主要有：快速成型技、快速成型的数据接口主要有：快速成型技术标术标准数据格式即准数据格式即 STL 格式格式 和和 快快 速成型速成型设备设备的通用数据接口即的通用数据接口即 CLI 格式。格式。 （ （2 分）分） 二、判断二、判断题题（ （15 分，每分，每题题 1 分）分） 1、目前、目前线线切割加工切割加工时应时应用用较较普遍的工作液是煤油。普遍的工作液是煤油。 （ （错错） ） 2、在型号、在型号为为 DK7740 的数控的数控电电火花火花线线切割机床中，切割机床中，D 表示表示电电加工机床。加工机床。 （ （对对） ） 3、 、线线切割机床通常分切割机床通常分为为两大两大类类，一，一类类是快走是快走丝丝，另一，另一类类是慢走是慢走丝丝。 。 （ （对对） ） 4、 、3B 代代码编码编程法是最先程法是最先进进的的电电火花火花线线切割切割编编程方法。程方法。 （ （错错） ） 5、离子束加工必、离子束加工必须须在真空条件下在真空条件下进进行。行。 （ （对对） ） 6、 、电电火花加工中的吸附效火花加工中的吸附效应应都都发发生在阴极上。生在阴极上。 （ （错错） ） 7、 、线线切割加工一般采用切割加工一般采用负负极性加工。极性加工。 （ （错错） ） 8、 、电电火花穿孔加工火花穿孔加工时时， ，电电极在极在长长度方向上可以度方向上可以贯贯穿型孔，因此得到穿型孔，因此得到补偿补偿，需要，需要 更更换电换电极。极。 （ （错错） ） 9、弛、弛张张式脉冲式脉冲电电源源电电能利用率相当高，所以在能利用率相当高，所以在电电火花加工中火花加工中应应用用较较多。多。 （ （错错） ） 10、 、电电火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求电规电规准的准的调节调节范范围围相相对较对较大。大。 （ （对对） ） 11、 、电电火花成型加工属于盲孔加工，工作液循火花成型加工属于盲孔加工，工作液循环环困困难难， ，电蚀产电蚀产物排除条件差物排除条件差。 （ （对对） ） 12、 、电电火花加工的粗火花加工的粗规规准一般准一般选选取的是窄脉冲、高峰取的是窄脉冲、高峰值电值电流。流。 （ （错错） ） 13、在采取适当的工、在采取适当的工艺艺保保证证后，数控后，数控线线切割也可以加工盲孔；切割也可以加工盲孔； （ （错错） ） 14、当、当电电极极丝丝的的进给进给速度明速度明显显超超过蚀过蚀除速度，除速度，则则放放电间电间隙会越来越小，以致隙会越来越小，以致产产 生短路。生短路。 （ （对对） ） 15、通常慢走、通常慢走丝线丝线切割加工中广泛使用直径切割加工中广泛使用直径为为 0.1 mm 以上的黄以上的黄铜丝铜丝作作为电为电极极 丝丝。 。 （ （对对） ） 1、快走、快走丝线丝线切割加工中，常用的切割加工中，常用的电电极极丝为钼丝丝为钼丝。 。 （ （对对） ） 2、 、3B 代代码编码编程法是最先程法是最先进进的的电电火花火花线线切割切割编编程方法。程方法。 （ （错错） ） 3、 、电电火花火花线线切割加工可以用来制造成形切割加工可以用来制造成形电电极。极。 （ （对对） ） 4、快走、快走丝线丝线切割的切割的电电极极丝丝材料比慢走材料比慢走丝丝差，所以加工精度差，所以加工精度较较后者低。后者低。 （ （错错） ） 5、 、电电子束加工必子束加工必须须在真空条件下在真空条件下进进行。行。 （ （对对） ） 6、 、电电火花加工中的吸附效火花加工中的吸附效应应都都发发生在阳极上。生在阳极上。 （ （对对） ） 7、 、线线切割加工一般采用正极性加工。切割加工一般采用正极性加工。 （ （对对） ） 8、 、电电火花成型加工火花成型加工时时， ，电电极在极在长长度方向上度方向上损损耗后无法得到耗后无法得到补偿补偿，需要更，需要更换电换电极。极。 （ （对对） ） 9、 、电电火花成型加工中的自火花成型加工中的自动进给调节动进给调节系系统应统应保保证证工具工具电电极的极的进给进给速度等于工速度等于工 件的件的蚀蚀除速度；除速度； （ （对对） ） 10、 、电电火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求电规电规准的准的调节调节范范围围相相对较对较小。小。 （ （错错） ） 11、 、电电火花成型加工火花成型加工电电极极损损耗耗较难进较难进行行补偿补偿。 。 （ （对对） ） 12、数控、数控线线切割加工是切割加工是轮轮廓切割加工，不需廓切割加工，不需设计设计和制造成形工具和制造成形工具电电极。极。 （ （对对） ） 13、数控、数控线线切割加工一般采用水基工作液，可避免切割加工一般采用水基工作液，可避免发发生火灾，安全可靠，可生火灾，安全可靠，可实实 现现昼夜无人昼夜无人值值守守连续连续加工。加工。 （ （对对） ） 14、 、电电火花加工的粗火花加工的粗规规准一般准一般选选取的是取的是宽宽脉冲、高峰脉冲、高峰值电值电流。流。 （ （对对） ） 15、 、线线切割机床走切割机床走丝丝机构的作用是使机构的作用是使电电极极丝丝以一定的速度运以一定的速度运动动，并保持一定的，并保持一定的 张张力。力。 （ （对对） ） 16、 、电电极极丝丝的的进给进给速度若明速度若明显显落后于工件的落后于工件的蚀蚀除速度，除速度，则电则电极极丝丝与工件之与工件之间间的的 距离越来越大，造成开路。距离越来越大，造成开路。 （ （对对） ） 17、通常慢走、通常慢走丝线丝线切割加工中广泛使用直径切割加工中广泛使用直径为为 0.1 mm 以下的以下的细钼丝细钼丝作作为电为电极极 丝丝。 。 （ （错错） ） 三、简答题（三、简答题（30 分，每题分，每题 6 分）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？（、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）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）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）分） 3）特种加工过程中，工具与工件不受切削力的作用。 （2 分）分） 2、特种加工的本质特点是什么？（、特种加工的本质特点是什么？（6 分）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）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）分） 3）特种加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。 （2 分）分） 3、电火花加工必须解决的问题有哪些？（、电火花加工必须解决的问题有哪些？（6 分）分） 答：1、由于在电火花加工的不同阶段，金属蚀除的速度不同，因此必须具有工具电极的自 动进给和调节装置，使工具和工件之间保持合适的放电间隙；（2 分）分） 2、火花放电必须是瞬时的、单极性、脉冲放电；（2 分）分） 3、火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。 （2 分）分） 4、什么是电火花加工的机理？火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段？、什么是电火花加工的机理？火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段？ （6 分）分） 答：电火花加工的机理是指电火花加工的物理本质，即火花放电时，电极表面的金属材料 是如何被蚀除下来的这一微观物理过程。 （2 分）分） 火花放电过程大致可分为如下四个阶段： 1、极间介质的电离、击穿，形成放电通道；（1 分）分） 2、介质热分解、电极材料融化、气化，热膨胀；（1 分）分） 3、电极材料的抛出；（1 分）分） 4、极间介质的消电离；（1 分）分） 5、电火花加工的优缺点有哪些？（、电火花加工的优缺点有哪些？（6 分）分） 答：电火花加工的优点主要体现在以下四个方面： 1、特别适合任何难以进行切削加工的材料；（1 分）分） 2、可以加工特殊或形状复杂的表面和零件；（1 分）分） 3、工具与工件不接触，作用力极小；（1 分）分） 4、脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热影响小。 （1 分）分） 但存在以下缺陷： 1、主要用于加工金属等导电材料；（1 分）分） 2、加工速度较慢（需进行预加工，去除大部分余量）且存在一定的电极损耗。 （1 分）分） 6、简要叙述电火花加工的应用场合（、简要叙述电火花加工的应用场合（6 分）分） 答：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 分）分） 2、加工时工件与工具不接触，无切削力，因此适于加工薄壁、窄槽、低刚度及微细精 密的零件。 （2 分）分） 3、可以加工任何形状特殊、结构复杂的工件；（1 分）分） 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。 （1 分）分） 7、在电火花加工中，工作液的作用有哪些？（、在电火花加工中，工作液的作用有哪些？（6 分）分） 答：1）形成火花放电通道，并在放电结束后迅速恢复放电间隙的绝缘状态；（2 分）分） 2）压缩放电通道，并限制其扩展，使放电能量高度集中在极小的区域内，既加强了蚀 除的效果，又提高了放电仿型的精确性；（2 分）分） 3）加速电极间隙的冷却和消电离过程，有助于防止出现破坏性电弧放电；（1 分）分） 4）加速电蚀产物的排除；（1 分）分） 8、简述电火花加工用的脉冲电源的作用和输出要求（、简述电火花加工用的脉冲电源的作用和输出要求（6 分）分） 答：脉冲电源作用：把工频交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极 间的加工间隙提供所需要的放电能量，以蚀除金属。 （2 分）分） 脉冲电源输入为 380 V、50 Hz 的交流电，其输出应满足如下要求：（4 分）分） 1）足够的放电能量 2）短时间放电 3）波形单向 4）主要参数有较宽的调节范围 5）有适当的脉冲间隔时间 9、简述、简述 RC 线路脉冲电源的工作过程（线路脉冲电源的工作过程（6 分）分） 答：RC 线路脉冲电源的工作过程： 1）当直流电源接通后，电流经限流电阻向电容器 充电，电容器两端的电压上升，电能往电容器上储存； （2 分）分） 2）当电容器两端的电压上升到工具与工件之间间隙的击穿电压时，电容器上储存的电 能就瞬间释放，形成较大的脉冲电流；（2 分）分） 3）电容器上的电能释放后，电压下降到接近于 0，极间工作液又迅速恢复到绝缘状态； 此后，电容器再次充电，重复上述过程！（2 分）分） 10、对电火花加工用脉冲电源的要求有哪些？（、对电火花加工用脉冲电源的要求有哪些？（6 分）分） 答：1、总的要求：有较高的加工速度、工具电极损耗低、加工过程稳定性好、工艺范围广， 从而，能适应粗加工、半精加工、精加工的要求；能适应不同材料的加工；能采用不同工 具电极材料进行加工。 （2 分）分） 2、具体要求： 1）所产生的脉冲应该是单向的；其目的是最大限度地利用极性效应，以提高生产率和 减少工具电极的损耗。 （1 分）分） 2）脉冲电压波形的前后沿应该较陡；其目的是保证加工工艺过程相对稳定。 （1 分）分） 3）脉冲电源的主要参数应能在很宽的范围内可以调节；其目的是满足粗加工、半精加 工、精加工的不同要求。 （1 分）分） 4）工作可靠、成本低、操作方便、节能省电。 （1 分）分） VC A R E (a) (b) u ud uc E 0t 11、简述快走丝线切割机床的工作过程（、简述快走丝线切割机床的工作过程（6 分）分） 答：快走丝线切割机床是利用细钼丝作为电极，多工件进行火花放电“切割”加工；贮丝 筒使钼丝作正、反向交替移动，加工能源由脉冲电源供给，电极丝和工件之间浇注专用工 作液介质。 （3 分）分） 工作台在水平面两个坐标方向上，各自按预定的控制程序、并根据火花间隙状态作伺 服进给移动，从而合成各种曲线运动，将工件切割成型。 （3 分）分） 12、简述电化学反应加工的基本原理（、简述电化学反应加工的基本原理（6 分）分） 答：当两铜片接上约 10v 的直流电流并插入 CuCl2的水溶液时，即形成通路，在金属片和 溶液的界面上，必定会产生电化学反应，溶液中的 Cu+2移向阴极，在阴极上析出为铜；同 时，在阳极上的 Cu 原子因失去电子而成为 Cu+2，进入溶液；这便是电解(电镀)液中的电化 学反应；（4 分）分） 这种以电化学反应为基础，对金属进行加工（阳极溶解、阴极沉积）的方法称为电化 学加工；（2 分）分） 13、简述激光加工的基本原理（、简述激光加工的基本原理（6 分）分） 答：激光加工是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应下产生高温 熔融，来加工各种材料；（2 分）分） 激光加工时，把光束聚集在工件的表面上，由于区域小、亮度高，其焦点处的功率密 度极高，温度可以达到一万多度；在此高温下，可以在瞬间熔化和蒸发任何坚硬的材料， 并产生很强的冲击波，使熔化物质爆炸式地喷射去除。 （4 分）分） 14、简述激光加工的特点（、简述激光加工的特点（6 分）分） 答：1）不受工件材料硬度、熔点、导电性等各种性质的影响，几乎对所有金属和非金属都 可以进行激光加工；（2 分）分） 2）激光能聚集成极小的光斑，可以进行细微和精密加工；（1 分）分） 3）可使用反射镜，将激光输送到远离激光器的隔离室或其它地点，进行加工；（1 分）分） 4）无刀具，属于非接触式加工，无机械加工变形；（1 分）分） 5）对环境无特殊要求，便于自动控制连续加工，加工效率高，加工变形和热变形小； （1 分）分） 15、简述电子束加工原理（、简述电子束加工原理（6 分）分） 答：电子束加工是利用电子高速运动时的冲击动能来加工工件的；（1 分）分） 在真空条件下，利用电流加热阴极发射电子束，再经过加速极加速，将具有很高速度 和能量的电子束聚焦在被加工材料上，高速电子撞击工件，其动能绝大部分转化为热能， 使工件材料局部、瞬时熔融，汽化蒸发而去除；（4 分）分） 所以说电子束加工是通过热效应进行加工的。 （1 分）分） 16、简述电子束加工特点（、简述电子束加工特点（6 分）分） 答：1、电子束加工时，电子束聚焦直径小，可实现精密微细的加工。 （1 分）分） 2、电子束加工属非接触式加工，工件不受机械力作用，不产生宏现应力和变形。 （1 分）分） 3、加工材料范围很广，对脆性、韧性、导体、非导体及半导体材料都可加工。 （1 分）分） 4、电子束的能量密度高，因而加工生产率很高。 （1 分）分） 5、电子束容易控制，加工过程便于实现自动化。 （1 分）分） 6、电子束加工在真空中进行，因而污染少，加工表面不氧化，特别适用于加工易氧化 的金属及合金材料，以及纯度要求极高的半导体材料。 （1 分）分） 17、简述离子束加工原理（、简述离子束加工原理（6 分）分） 答：与电子束加工比较相似，离子束加工也是在真空条件下，把惰性气体，通过离子源产 生离子束并经过加速、集束、聚焦后，投射到工件表面的加工部位，以实现去除加工。 （4 分）分） 与电子束加工相比，离子束加工具有更大的能量。 （2 分）分） 18、电子束和离子束加工为什么必须在真空条件下进行？（、电子束和离子束加工为什么必须在真空条件下进行？（6 分）分） 答：1、只有在较高的真空条件中，电子和离子才能高速运动。 （3 分）分） 2、由于加工时的金属蒸汽会影响电子和离子发射，产生不稳定现象，所以在加工过程 中，需要利用真空吸力，不断地把所产生的金属蒸汽抽出去。 （3 分）分） 19、简述超声波加工的原理（、简述超声波加工的原理（6 分）分） 答：超声波加工是利用振动频率超过 16000 Hz 的工具头的振动，通过悬浮液磨料的撞击和 抛磨作用，对工件进行成型加工的一种方法；（2 分）分） 超声波加工时，在工件和工具之间注入液体（水或煤油等）和磨料混合的悬浮液，工 具对工件保持一定的进给压力，并作高频振荡，频率为 1630kHz，振幅为 0.010.15mm。 磨料在工具的超声振荡作用下，以极高的速度不断地撞击工件表面，使工件材料在瞬间高 压下产生局部破碎；由于悬浮液的告诉搅动，又使磨料不断抛磨工件表面。随着悬浮液的 循环流动，使磨料不断得到更新，同时带走被粉碎下来的材料微粒。在加工中，工具逐步 伸入到工件中，工具的形状便被复制到工件上。 （4 分）分） 20、简述超声波加工的主要特点（、简述超声波加工的主要特点（6 分）分） 答：1、适合于加工各种硬脆材料，特别是