特种加工1-4章练习题

一、填空题、单选题一、填空题、单选题 1._特种加工特种加工_是指传统的切削加工以外的加工方法 2.电火花加工设备主要由_主轴头、主轴头、_ _床身床身_、_立柱立柱_、_工作台工作台_ _、_工作液槽 _等部分组成。 3.电场强度与电压成_正比正比_，与距离成_ _反比反比_，即随着极间电压的升高或极间距离的减小，极间电场 强度将随着_ _增大增大_ _。 5.在电火花加工中，通常把工件接脉冲电源的正极时，称为“_正极性正极性_”加工；反之工件接脉冲电源 的负极时，称为“_负极性负极性_”加工。 1.电火花线切割加工是在 _ _电火花加工电火花加工_基础上产生的。 2.电火花线切割加工机床分为_往复高速走丝电脑火花线切机床往复高速走丝电脑火花线切机床_ _（WEDM-HS)_WEDM-HS)_和_单向低速走丝单向低速走丝 电火花线切割机床（电火花线切割机床（WEDM-LS)_WEDM-LS)_机床。 .在电化学加工中，利用阳极溶解来进行加工的有_ _电解加工电解加工_、_电解抛光电解抛光_等。 9.在电化学加工中，利用阴极沉积进行加工的有_电镀电镀_、_ _涂镀涂镀_、_电铸电铸_等。 10.在电化学加工中，利用复合进行加工的有_ _电解磨削电解磨削_、_电化学阳极机械加工电化学阳极机械加工_、_电电 化学阳极化学阳极_ _机械加工机械加工_复合加工等复合加工等 最常用的中性盐溶液有_Nacl_Nacl_电解液电解液_ _、NaNo3NaNo3 电解液电解液_ 、Naclo3_Naclo3_电解液电解液_三种。 17.NaNO3电解液是_ _钝化型钝化型_电解液。 18.NaClO3电解液是_强氧化型强氧化型_ _电解液。 二、简答题二、简答题 1.1.特种加工的分类特种加工的分类 答：电火花加工（电火花成形加工、电火花线切割加工），电化学加工（电解加工、电解磨削、电解研磨、答：电火花加工（电火花成形加工、电火花线切割加工），电化学加工（电解加工、电解磨削、电解研磨、 电铸、涂镀），激光加工（激光切割、打孔、激光打标记、激光处理、表面改性），电子束加工（切割、电铸、涂镀），激光加工（激光切割、打孔、激光打标记、激光处理、表面改性），电子束加工（切割、 打孔、焊接），离子束加工（蚀刻、镀覆、注入），等离子弧加工（切割、喷镀），超声加工（切割、打打孔、焊接），离子束加工（蚀刻、镀覆、注入），等离子弧加工（切割、喷镀），超声加工（切割、打 孔、雕刻），化学加工（化学铣削、化学抛光、光刻），快速成形（液相固化法、粉末烧结法、纸片叠层孔、雕刻），化学加工（化学铣削、化学抛光、光刻），快速成形（液相固化法、粉末烧结法、纸片叠层 法、熔丝堆积法）。法、熔丝堆积法）。 2.2.特种加工与传统切削加工的不同点特种加工与传统切削加工的不同点 答：答：(1)(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。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)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。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)(3)加工过程中工具和工件之间不存在显著地机械切削力，如电火花、线切割、电解加工工具与工件加工过程中工具和工件之间不存在显著地机械切削力，如电火花、线切割、电解加工工具与工件 不接触。不接触。 3.3.什么是特种加工什么是特种加工 答：用软的工具加工硬的材料，不仅用机械能而且还采用电、化学、光、声等能量来进行加工，统称为特答：用软的工具加工硬的材料，不仅用机械能而且还采用电、化学、光、声等能量来进行加工，统称为特 种加工。种加工。 1 1、电火花加工的原理电火花加工的原理 答：电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的答：电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负极）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、形状及表面质量预定的加工要求。金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。 2 2、电蚀现象电蚀现象 答：电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部融化、气化答：电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部融化、气化 而被蚀除掉，形成放电凹坑。而被蚀除掉，形成放电凹坑。 3 3、电火花加工的特点及其应用电火花加工的特点及其应用 答：主要优点：（答：主要优点：（1 1）适合于任何难切削导电材料的加工）适合于任何难切削导电材料的加工 由于加工中材料的去除是靠放电时的电热作用实由于加工中材料的去除是靠放电时的电热作用实 现的，材料的加工性主要取决于材料的导电性及其热学特性，而几乎与其力学性能无光。（现的，材料的加工性主要取决于材料的导电性及其热学特性，而几乎与其力学性能无光。（2 2）可以加工）可以加工 特殊及复杂形状的零件特殊及复杂形状的零件 由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工宏观的切削力，因此适于由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工宏观的切削力，因此适于 加工低刚度工件及作微细加工。由于可以简单的奖工具电极的形状复制到工件上，因此特别适用于复杂表加工低刚度工件及作微细加工。由于可以简单的奖工具电极的形状复制到工件上，因此特别适用于复杂表 面形状工件的加工。面形状工件的加工。 局限性：（局限性：（1 1）主要用于加工金属及导电材料，但在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料。）主要用于加工金属及导电材料，但在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料。 （2 2）一般加工速度较慢一般加工速度较慢 （3 3）存在电极损耗存在电极损耗 应用：应用领域日益扩大，目前已广泛用于机械、宇航、航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表、应用：应用领域日益扩大，目前已广泛用于机械、宇航、航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表、 汽车、拖拉机、轻工等行业，以解决难加工导电材料及复杂形状零件的加工问题。加工范围已达到小至几汽车、拖拉机、轻工等行业，以解决难加工导电材料及复杂形状零件的加工问题。加工范围已达到小至几 微米的小轴微米的小轴 、孔、缝，大到几米的超大型模具和零件。、孔、缝，大到几米的超大型模具和零件。 4 4、电火花加工的电火花加工的微观物理过程微观物理过程大致可分为哪四个连续的阶段大致可分为哪四个连续的阶段 答：极间介质的电离、击穿，形成放电通道答：极间介质的电离、击穿，形成放电通道; ; 介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀；介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀； 电极材料的抛出；电极材料的抛出； 极间介质的消电离；极间介质的消电离； 1.1.线切割的工作原理线切割的工作原理 利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作电极，利用数控技术对工件进行脉冲火花放电、利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作电极，利用数控技术对工件进行脉冲火花放电、“以不变应万变以不变应万变” 切割成形，可切割成各种二维、三维多维表面。切割成形，可切割成各种二维、三维多维表面。 2.2.线切割加工的特点线切割加工的特点 (1)(1)线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。单个脉冲也有多种形式的放电状态。线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。单个脉冲也有多种形式的放电状态。 (2)(2)可以加工硬质合金等一切导电材料。可以加工硬质合金等一切导电材料。 (3)(3)由于电极工具是直径较小的细丝，故脉冲宽度，平均电流不能太大，加工工艺参数的范围较小，属中、由于电极工具是直径较小的细丝，故脉冲宽度，平均电流不能太大，加工工艺参数的范围较小，属中、 精正极电火花加工，工件常接，脉冲电源正极。精正极电火花加工，工件常接，脉冲电源正极。 (4)(4)采用水货水基工作液，不会引起火，实现安全无人运转，但引起电解电流。采用水货水基工作液，不会引起火，实现安全无人运转，但引起电解电流。 (5)(5)一般没有稳定电弧放电状态。一般没有稳定电弧放电状态。 (6)(6)工件与电极之间存在工件与电极之间存在“疏松接触疏松接触”式轻压放电现象。式轻压放电现象。 (7)(7)省掉了成形的工具电极，降低制造费用，缩短生产准备时间。省掉了成形的工具电极，降低制造费用，缩短生产准备时间。 (8)(8)电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝合复杂形状的工件。电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝合复杂形状的工件。 (9)(9)由于采用移动的常电极丝进行加工，是单位长度电极丝的损耗较少，低加工精度的影响比较小。由于采用移动的常电极丝进行加工，是单位长度电极丝的损耗较少，低加工精度的影响比较小。 3 3、用、用 3B3B 编程方法编写下图的加工程序。编程方法编写下图的加工程序。 1 1、电化学加工按作用原理分为哪几大类，举例说明？电化学加工按作用原理分为哪几大类，举例说明？ 电化学加工按其作用原理分为三大类。电化学加工按其作用原理分为三大类。 （1 1）利用电化学阳极溶解来进行加工，主要有电解加工、电解抛光等；利用电化学阳极溶解来进行加工，主要有电解加工、电解抛光等； （2 2）利用电化学阴极沉积、涂覆进行加工，主要有电镀、涂镀、电铸等；利用电化学阴极沉积、涂覆进行加工，主要有电镀、涂镀、电铸等； （3 3）利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学符合加工工艺，目前主要有电化学加工与机械加工利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学符合加工工艺，目前主要有电化学加工与机械加工 相结合如电解磨削、电化学阳极机械加工，还包含有电火花放电作用。相结合如电解磨削、电化学阳极机械加工，还包含有电火花放电作用。 2 2、电解加工的优点电解加工的优点 （1 1）加工范围广，不受金属材料本身力学性能的限制；加工范围广，不受金属材料本身力学性能的限制； （2 2）电解加工的生产率较高，约为电火花加工的电解加工的生产率较高，约为电火花加工的 5-105-10 倍；倍； （3 3）可以达到较好的表面粗糙度（可以达到较好的表面粗糙度（RA1.25-0.2um)RA1.25-0.2um)和和 0.1mm0.1mm 左右的平均加工精度；左右的平均加工精度； （4 4）由于加工中不存在机械切削力，所以不会产生由切削力所引起的残余应力和变形，没有飞边毛刺；由于加工中不存在机械切削力，所以不会产生由切削力所引起的残余应力和变形，没有飞边毛刺； （5 5）加工过程中阴极工具不会损耗，可长期使用；加工过程中阴极工具不会损耗，可长期使用； 3 3、对电解液的基本要求对电解液的基本要求 （1 1）具有足够的蚀除速度具有足够的蚀除速度 即生产率要高，这就要求电解质在溶液中有较高的溶解度和离解度，具有很即生产率要高，这就要求电解质在溶液中有较高的溶解度和离解度，具有很 高的电导率。高的电导率。 （2 2）具有较高的加工精度和表面质量具有较高的加工精度和表面质量 产生放电反应而沉积到阴极工具上，以免改变工具的形状和尺寸。产生放电反应而沉积到阴极工具上，以免改变工具的形状和尺寸。 当加工精度和表面质量要求较高时，应选择杂散腐蚀小的钝化型电解液。当加工精度和表面质量要求较高时，应选择杂散腐蚀小的钝化型电解液。 （3 3）阳极反应的最终产物应是不溶性的化合物阳极反应的最终产物应是不溶性的化合物 这主要是便于处理，且不会使阳极溶解下来的金属阳离这主要是便于处理，且不会使阳极溶解下来的金属阳离 子在阴极上沉积，通常被加工工件的主要组成元素的氢氧化物大都难溶于中性盐溶液。子在阴极上沉积，通常被加工工件的主要组成元素的氢氧化物大都难溶于中性盐溶液。 4 4、NaClNaCl 电解液特点电解液特点 含有活性氯离子，阳极工件表面不易形成钝化膜，因此具有较大的蚀除速度，没有或很少有析氧等副反应，含有活性氯离子，阳极工件表面不易形成钝化膜，因此具有较大的蚀除速度，没有或很少有析氧等副反应， 电流效率高，加工表面粗糙度也小。电流效率高，加工表面粗糙度也小。NaclNacl 是强电解质，在水溶液中几乎完全电离，导电能力强，而且适是强电解质，在水溶液中几乎完全电离，导电能力强，而且适 用范围广，价格便宜，货源充用范围广，价格便宜，货源充 裕，是应用组广泛地电解液。裕，是应用组广泛地电解液。 NaclNacl 电解液的蚀除速度高，但其杂散腐蚀也严重，故复制精度较差。电解液的蚀除速度高，但其杂散腐蚀也严重，故复制精度较差。NaclNacl 电解液的质量分数常在电解液的质量分数常在 20%20%以以 内，一般为内，一般为 14%-18%14%-18%，当要求较高的复制精度时，可采用较低的质量分数（，当要求较高的复制精度时，可采用较低的质量分数（5%-10%),5%-10%),以减少杂散腐蚀。常以减少杂散腐蚀。常 用的电解温度为用的电解温度为 25-3525-35 度，但加工钛合金时，必须在度，但加工钛合金时，必须在 4040 度以上。度以上。 5 5、中极磨削法中极磨削法 当电流密度一定时，通过的电量与导电面积成正比。当电流密度一定时，通过的电量与导电面积成正比。 阴极和工件的接触面积越大，通过的电量越多，单位时间内金属的去除率越大。因此，应尽可能增加两极阴极和工件的接触面积越大，通过的电量越多，单位