特种加工考题及答案

1 特种加工特种加工 习题习题 一 一 名词解释名词解释 薄片层叠快速成形薄片层叠快速成形 采用薄片材料作为成形材料 表面实现涂覆一层热胶 加工时先切割 片材 然后通过热压辊热压 使当前层和下面成形的工作层粘接 从而堆积成型 超声波加工超声波加工 利用工具端面作超声频振动通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种成型方法 电火花线切割电火花线切割 利用连续移动的细金属丝作为点击 对工件进行脉冲火花放电蚀除金属 切 割成型 电解磨削电解磨削 由电解作用和机械磨削作用相结合而进行加工的方法 电解抛光电解抛光 利用金属在电解液中的电化学阳极溶解对工件表面进行腐蚀抛光 电铸加工电铸加工 利用在电镀液中金属正离子在电场的作用下 渡覆沉积到阴极上去的过程 电子束焊接电子束焊接 是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行 焊接的方法 光固化快速成形光固化快速成形 液态材料在一定播放和功率的紫外线的照射下迅速发生光聚合反应 相对 分子质量急剧增大 使材料从液态转变为固态 化学抛光化学抛光 用硝酸或磷酸等氧化溶液 在一定条件下 使工件表面氧化 此氧化层又能逐渐 融入溶液 表面凸起处被氧化较快而多 凹处则被氧化慢而少 使工件表面趋于平整 达到 光泽化 混气电解加工混气电解加工 将一定压力的气体用混气装置使之与电解液混合 并使电解液成为包含无数 气泡的企业混合物 然后送入加工区进行点解加工 激光淬火激光淬火 是以高密度能量激光束作为能量源 迅速加热工件并使其自冷硬化的淬火工艺 激光打孔激光打孔 是利用激光在材料上打微型小孔 是激光和物质相互作用的热物理过程 离子溅射沉积离子溅射沉积 利用离子溅射使工件表面沉积镀膜的方法 离子刻蚀离子刻蚀 利用离子轰击作用 对材料表面进行刻蚀的过程 铝合金微弧氧化铝合金微弧氧化 在电解液中高压脉冲电场作用下铝合金表面于不同时间段的形成陶瓷层 磨料流加工磨料流加工 利用一种含磨料的半流动状态的粘弹性磨料介质在一定压力强迫再被加工表面 上流过 由磨料颗粒的刮削作用去除工件表面微观不平材料的工艺方法 水射流切割水射流切割 利用高压高速水流对工件的冲击力作用来去除材料 特种加工特种加工 泛指用电能 热能 光能 电化学能 化学能 声能及特殊机械能等能量达到出 去或增加材料的加工方法 涂镀加工涂镀加工 是在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的技术 2 二 填空二 填空 通过从工件上去除材料或向工件表面添加材料 以获得具有要求的 尺寸 表面质量 形状 的加工方法 称为加工 在众多的快速成形技术中 具有代表性的工艺是 光敏树脂液相固化成型技术 选择性激光粉 末烧结成形 薄片分层叠加成型 熔丝堆积成形 等四种 特种加工一般按照加工时采用的能量类型分为 电火花加工 电化学加工 激光加工 超声加 工 射流加工 电子束加工离子束加工 化学加工等基本加工方法 以及由这些基本加工方法组成 的 快速成型 电火花是便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料 如 聚晶金刚石 淬火钢 硬质合金 钢 常用的电极结构可分为 整体电极 组合电极 镶拼式电极 特种加工主要依赖的能量形式有 电能 化学能 声能 机械能 电火花加工蚀除金属材料的微观物理过程可分为 极间介质电离 击穿 形成放电通道 介质 热分解 电极材料熔化 气化热膨胀 电极材料的抛出 和 极间介质的消电离 四个阶段 电子束加工是在 真空 条件下 利用聚焦后 能量密度高 速度极高 的电子束对工件进行加 工的方法 激光的特性 强度高 单色性好 相干性好 方向性好 电火花线切割机床控制系统的功能包括 轨迹 控制和 加工 控制 激光打孔时 多次照射能在不扩大孔径的情况下将孔打深是由于 光管 效应的结果 电解加工的主要应用有 深孔扩孔加工 型孔加工 型腔加工 套料加工 叶片加工 点解倒棱去毛刺 电解刻字 电解抛光 超声加工的主要应用有 型孔型腔加工 切割加工 复合加工 超声清洗 等 电火花型腔加工时使用最广泛的工具电极材料是 纯铜 和 石墨 离子束加工的主要应用有 离子刻蚀加工 离子镀膜加工 离子注入加工 等 电子束加工的主要应用有 高速打孔 加工型孔及特殊表面 刻蚀 焊接 热处理 电子束光刻 等 电铸加工主要用于 复制惊喜的表面轮廓花纹 复制注塑用模具 电火花型腔加工 等 试说 出三种 特种加工有 电火花加工 激光加工 电化学加工 电子束加工 离子束加工 等 等离子体具有极高的能量密度 这是由 机械压缩效应 热收缩效应 次收缩效应 等三种效 应所造成的 常用的激光加工工艺有 激光打孔 激光切割 激光焊接 激光刻蚀打标机 等 影响电火花加工精度的主要因素有 表面粗糙度 加工间隙 加工斜度 加工深度 等 涂镀技术主要用于 修复零件磨损表面 填补零件表面缺陷 改善零件表面性能 3 三 简答题三 简答题 1 试述特种加工的特点及所能解决的主要加工问题 应该如何正确处理传统加工和特种加工工艺之 间的关系 答 一般来说传统加工工艺是在切削 磨削 研磨等技术的进步中形成和发展起来的行之有效的 使用工艺 今后也将是主流工艺 但是伴随着难以加工的新材料出现 以及有复杂表面和特殊要求 的零件越来越多 常规的传统的加工工艺将难以适应 这时就将使用特种加工 所以认为特种加工 时传统加工的补充和发展而不是代替 在特定条件下特种加工可以取代部分常规加工工艺 但是不 可能取代和排斥主流的常规加工工艺 2 电解加工是利用什么原理使工件加工成形的 电铸加工又是是基于什么原理 答 电解加工是利用金属在电解液中的电化学反应 阳极溶解的原理使工件加工成型 电铸加 工则是利用电化学过程中阴极沉积的想象来进行成形加工的 3 快速成形工艺原理与常规加工工艺有何不同 其具有什么特点 答 快速成型在工艺原理上是 增材法 与切削加工等常规加工的 减材法 不同 特点是 蒸锅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 4 电子束加工和激光加工各自的工作原理和应用范围如何 各有什么优缺点 答 两者都适用于精密 微细加工 但电子束需在真空中进行 因此加工表面不会被氧化 污 染 特别适合用于 清洁 洁净 加工 激光可以在空气中加工 不受空间结构的限制 适用于大 型工件的切割 热处理等工艺 5 电火花正常加工的三个基本条件是什么 加工系统中为什么必须有自动进给调节系统 答 工具电极和工件电极之间必须维持合理距离 电极间必须有介质 输送到两电极间的脉冲 能量密度足够大 因为电火花加工时电极和工件时不接触的 火花放电必须通过自动东调节系统才 能保持一定的放电间隙 6 简述超声加工的原理 特点 其主要应用有哪些 答 超声加工时磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果 特点 适合加工各种硬脆材料 特别是不导电的非金属材料 工具可用较软的材料做较复杂的形状 切削应力 气息热小 不会引起变形和烧伤 表面粗糙度较好 主要应用有 型孔型腔加工 切割 加工 复合加工 超声清洗等 7 从微观上看 每一次电火花放电加工大致可分哪几个连续阶段 各有什么特点 答 1 极间介质电离 击穿 形成放电通道 2 介质热分解 电极材料熔化 气化热膨胀 3 电 极材料的抛出 4 极间介质的消电离 8 简要说明超声加工机床的主要组成及各部分的作用 超声加工的原理 答 超声加工机床为实现旋转超声加工 一般要由机床本体 超声波电源 超声振动系统 主 轴旋转系统 主轴轴向进给系统 轴向力反馈保护系统等组成 超声波振荡系统的作用是将高频电 振荡电能变为机械振动能 超声波发生器将工频交流电能转为有一定功率输出的超声频电振荡 换 能器将超声频电振荡转变为超声机械振动 通过振幅扩大棒使固定在变幅杆端部的工具振荡产生超 声波振动 破事磨料悬浮液高速地不断撞击 抛磨被加工表面使工件成型 9 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 4 答 原理 离子束加工时在真空条件下 先由电子枪产生电子束 再引入已抽成真空且充满惰 性气体之电离室中 使抵押惰性气体离子化 由负极引出阳离子又经加速 集束等步骤 最后摄入 工件表面 特点 加工精度非常高 污染少 加工应力 热变形极小 离子设备费用高 成本贵 效率低 原因 只有在较高的真空条件下 电子和离子才能告诉运动 由于加工时的金属蒸汽会影 响电子和离子的发生 产生不稳定现象 所以在加工过程中需要利用真空犀利 不断把所产生的金 属蒸汽抽出去 11 激光加工的原理是什么 激光加工通常的应用场合有哪些 答 激光加工时利用光的能量 经过透镜聚焦 在焦点上达到很高的的能量密度 靠光热效 应来加工各种材料 应用场合 激光打孔 激光切割 激光刻蚀标记 表面热处理 表面性能改善 等 12 简述快速原型制造技术中的光敏树脂液相固化成型技术的原理及其主要应用领域 答 光敏树脂液相固化成型的工艺原理使基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的 这种液态 材料在一定补偿的紫外线激光的照射下能迅速发生光聚合反应 相对分子质量急剧增加 材料从液 态转成固态 应用 可直接制作各种树脂功能零件 用作结构验证和功能测试 可制作比较精细 和复杂的零件 可制作出有透明效果的质件 可制作出来的原型件可快速翻制各种模具 四 综合分析四 综合分析 1 某新型打印机外壳的计算机设计已完成 其材质为塑料 为在很短的时间内造出数百件样件 请你提出可行的快速制造方案 并对方案所涉及的特种加工技术原理 装置及其特点进行阐述 如 果该产品通过了各种验证 要进行大批量生产 如何制造其模具 制造过程中可能会用到何种特种加 工工艺 请阐述所用技术的原理和特点 答 由题知成形特点为 塑料为材料 制件用于测试 快速成型 故采用光敏树脂液相固 化成形方法 光敏树脂液相固化成形原理看简答题 12 模具加工用 电火花加工 电铸加工 原 理特点看名词解释 2 喷气发动机 汽轮机中整体叶轮的叶片工作温度高 转速高 要求加工后无残留应力 请问 采用什么方法加工比较合适 请阐述所采用的加工方法的基本原理和特点 再列举 2 个该加工方法 的应用实例 答 电解加工 原理 利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解原理 将工件加工成形 特点 可加工高硬度 高强度 高韧性等难以切削的金属 适用范围广 生产率高 没有切削力存在 适用于加工易变形的零件 没有残余应力和毛刺 加工过程工具损耗低 可长期使用 应用实例 模具型面加工 叶片型面加工 3 在我国某最新型战机