精密与特种加工试题B答案

2017-2018学年第二学期期末调查机械设计制造及其自动化专业精密与特种加工技术答案b参考回答和评价标准一、填空栏(1空1分钟，共10分钟)1 .耐磨损性、耐振性。2 .液体静压轴承、空气静压轴承。3 .机械系统、控制系统4 .圆锥形、指数形5 .脉冲电源控制系统2、选择题(每题2分，共20分)1.a2.C3.a4.b5.a6.a7.A8.a9.b10.b三、简单问题(共34分)1 .电火花正常加工的三个基本条件是什么？加工系统为什么需要自动进给调节系统(8点)a:(1)工具电极和工件电极之间应保持合理的距离。 在该距离范围内，可以满足脉冲电压不断绝缘破坏、产生火花放电、火花通道消失后排出绝缘去除物的要求。 如果两电极的距离过大，则脉冲电压无法绝缘破坏，产生火花放电，如果两电极短路，则两电极间没有脉冲能量的消耗，电腐蚀加工也不可能。(2)两电极之间必须填充介质。 进行材料放电尺寸加工时，两极间为液体介质(专用工作液或工业煤油)，进行材料放电表面强化时，两极间为气体介质。(3)两电极之间输送的脉冲能量密度应足够大。 火花通道形成后，脉冲电压的变化不大，因此通道的电流密度可以表示通道的能量密度。 如果能量密度足够大，则可以使被加工材料局部熔融或气化，在被加工材料的表面形成腐蚀痕迹(凹坑)，实现放电加工。 因此，信道通常需要105-106A/cm2的电流密度。 放电路径要求足够的峰值电流，并且可以维持在脉冲时段期间。 一般来说，维持信道的峰值电流为2A以上。自动进给调节系统跟踪保证加工放电间隙，保证加工稳定，可适应设定的电气参数。2 .超声波加工系统中，音响部件主要由哪些部分构成？超声波频率的电振动如何转换为刀头加工用的机械振动？ (8分)答：在超声波加工系统中，声学部件主要由超声波发生器、超声波换能器和喇叭三部分组成。超声波发生器将商用频率的交流电转换为具有一定输出的超声波频率的电振动，换能器将超声波频率的电振动转换为超声波机械振动，通过振幅放大棒(喇叭)使固定在喇叭端部的工具振动产生超声波振动，使研磨材料悬浊液高速碰撞，研磨被加工表面使工件成型。3、简述电解磨削加工的基本原理、设备结构和应用。 (8分)a :基本原理：电解磨削(Electrochemical grinding )是电解作用与机械磨削相结合的特殊加工，又称电化学磨削，英文简称ECG。 电解磨削是美国人在50年代初期发明的电解磨削的原理。 工件作为阳极与直流电源的正极连接的导电磨轮作为阴极与直流电源的负极连接。 研磨时，在两者之间保持一定的研磨压力，向研磨轮表面突出的非导电性研磨材料在工件表面和研磨轮的导电性基体之间形成一定的电解间隙(约0.020.05 )，同时向间隙供给电解液。 在直流作用下，工件表面的金属通过电解作用生成离子性化合物和阳极膜。 这些电解产物被不断旋转的磨轮磨削，使新的金属表面露出，继续发生电解作用，工件材料不断被除去，达到磨削的目的。超精密加工的难点是什么？超精密切削对工具的性能有什么要求？ 为什么单晶金刚石被公认为理想的超精密切削刀具材料？ (10分)答：实现超精密加工的关键是超微量去除技术。 超微量加工时，刀具和工件表面的微观弹性变形和塑性变形是随机的，难以精度控制的工艺系统的刚性和热变形对加工精度有较大影响的去除层越薄，对被加工表面施加的剪切应力越大，材料越难去除。 超微量切削通常在晶粒内进行，相当于从材料晶格中逐个去除原子，切削力必须超过晶体内部的原子键力发挥切削作用，其单位面积的切削应力急剧增大，因此要求采用高硬度、高耐磨性的工具材料。超精密切削对刀具性能的要求：(1)极高的硬度和耐磨性(2)边缘可以磨得非常尖锐(3)刃无缺陷；(4)与工件材料的耐粘性好，摩擦系数低。单晶金刚石之所以被公认为理想的不可替代的超精密切削工具材料，是因为它具有硬度极高、耐磨性和强度高、热传导性好、与有色金属的摩擦系数小、能形成非常锋利的刃等一系列优良特性。四、综合分析问题(每题12分，共36分)1.a :减少工具电极消耗，必须充分利用放电加工中的极性效应、吸附效应、传热效应等。(1)正确选择极性和脉冲宽度：精加工时采用正极性短脉冲，粗加工时采用负极性长脉冲(2)利用吸附效应：炭黑膜仅在正极产生，因此利用炭黑膜的补偿作用实现电极的低损耗需要负极性加工。 为了保持适当的温度场和吸附炭黑的时间，增大脉冲宽度和减小脉冲宽度是有利的。 另外，在加工中采用排油的情况下，必须注意不要使控制压力过大(3)利用传热效果：在放电初期采用限制脉冲电流增加率的工具电极比工件的热传导性好(4)合适的工具材料：选择钨、钼、铜、石墨、铜碳、铜钨、银钨合金等。2.a :一次电池、微电池、干电池和二次电池正极一般是比较惰性的金属或导电体，负极是比较活性的金属。 例如干电池、正极是极为惰性的石墨(碳)棒、负极是活性金属锌、蓄电池的正极是惰性的铅。 由金属和导电性液体构成的微电池中的正极多为惰性碳原子或杂质。 两种活性度不同的金属(导电体)在导电溶液中发生电化学反应时产生电位差，电位为正的称为“正极”，流过电流(流过电子)，流过电位低的电流(流过电子)。 电解加工时人为地向外部接通电源，接通电源的正极称为阳极，接通电源的负极称为阴极，在阳极表面流过电流，在阴极表面流过电流(流过电流)，两者的方向一致。图4-23.a :图4-1表示放电加工.电火花加工原理：根据工具与工件(正、负电极)之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象，蚀刻去除多馀的金属，达到零件尺寸、形状、表面质量等规定的加工要求。加工过程：脉冲电源供给脉冲电压工具电极和工件电极作用两电极间的工作液被电离，电介质被破坏通过形成放电路径的电场的力电子朝向阳极，正