特种加工考试答案

1.切割的本质是什么？特殊加工和切割有什么区别？切削的本质：首先，刀具的材料比工件硬；二是用机械能切断工件上多余的材料。特种加工与传统金属切削的区别： (P2)1)使用的主要能源形式不同；2)工具硬度可以低于被加工材料的硬度；3)在加工过程中，刀具和工件之间没有明显的机械切削力。2.对超精密加工机床的要求？对超精密刀具的要求？超精密加工是否按加工方法分类？超精密机床的要求：高精度、高刚性、高稳定性和高自动化。(P16)对超精密刀具的要求：(P27)高精度、高刚度、高稳定性和高自动化1)极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量保证了刀具具有很高的尺寸耐久性；2)刃口可以削尖，实现超薄切削。3)叶片无缺陷。切割时，刀片将被复制到待加工表面上，从而获得超光滑的镜面；4)与工件材料的抗结块性好，化学亲和力小，摩擦系数低，获得良好的加工表面完整性。按加工方法分类：切削加工、研磨加工、特征加工和复合加工(P13)3.钻石晶体的分裂？钻石的相对研磨率？(P30-P31)解理现象：指晶体在定向机械力的作用下，能够沿某一平面顺利解理的现象。相对磨削率：金刚石的耐磨性通常用其相对磨削率来表示，相对磨削率是指单位载荷和单位线速度下的磨削量。4.精密研磨机制？(P39)1)微刃的微切削效应；2)微刃的轮廓切削作用；3)微刀片的滑动、摩擦和抛光功能。5.电火花加工的条件？电火花加工的机理？电极间放电的电压和电流波形是什么？电火花电源按波形分类？(1)电火花加工的条件：(P51)1)电极之间总是保持一定的距离；2)放电点的局部区域达到足够高的电流密度，保证被加工材料能够局部熔化气化，否则只能加工被加工材料；3)及时消除电极间的电蚀产物，保证电极间介电性能的稳定性；4)放电加工在具有一定绝缘强度和粘度的介质中进行。(2)电火花加工机理：它是一个电力、热量、磁力、流体动力等综合过程。(P52)它大致分为四个阶段(1)电极间介质的击穿和放电以形成放电通道；2)能量转换、分配和传输；材料熔化、气化和热膨胀3)抛出电极材料；4)极性间介质的去离子。(3)电极间放电电压波形和电流波形：见P53图4-3(4)电火花电源按波形分类：矩形波、梳状波分组脉冲、三角波、阶梯波、正弦波、高低压复合脉冲。(P68)6.什么是极性效应？为什么？如何使用它？如何降低工具电极的相对损耗？二次放电现象？电动调节？(1)极性效应：电蚀量因正负极性不同而不同的现象称为极性效应。(P58)(2)产生：在电火花放大过程中，正负电极表面受到负电子和正离子的轰击，分别受到瞬时热源的作用，两极表面分布的能量不同，因此熔化和气化产生的电蚀量也不同。同时，电极表面的吸附、覆盖和电镀也是极性效应的原因。(P58)(3)利用：为了充分利用极性效应，尽量减少工具电极的损耗，应合理选择工具电极的材料。根据电极对材料的物理性质，应该选择最佳的电参数进行处理，并且应该正确地选择极性，以便能够蚀刻工件(5)二次放电现象：指由于电腐蚀产物等的介入，加工表面再次出现异常放电。这主要反映在加工深度方向上的倾斜和加工边缘的变钝。(P65)(6)电气调节：电火花加工过程中的一组电气参数，如电压、电流、脉冲宽度、脉冲间隔等。(P83)7.如何划分电火花加工的表面变质层？硬化钢和未硬化钢有什么区别？(P66)(1)表面变质层的划分：对于熔化和气化的材料，变质层可分为熔化固化层和热影响层。(2)淬火钢与未淬火钢区别：淬火钢的热影响层厚度大于未淬火钢。8.什么是间隙腐蚀特性曲线和调整特性曲线？画一幅画并做一个简单的解释？自动进给调节系统框图？(P74)(1)间隙腐蚀和调整特性曲线：从图中可以看出，当间隙太大时，例如，大于60m(点a处的开路电压)，电极工具将以相对较大的空转速度vdA进给工件。随着放电间隙的减小和火花率的增加，向下进给速度也逐渐减小到零。当间隙短路时，刀具将以vd0速度反转和缩回。在交点B处，进给速度等于烧蚀速度，烧蚀速度是稳定的工作点和稳定的放电间隙。侵蚀特征曲线二调节特性曲线(2)电火花加工进给调节装置：由测量环节、放大环节和执行环节组成。9.混合粉末加工的定义和机理？(P79)定义：在工作液中加入一定量的硅、铝、镍等微粉，可以有效降低电火花加工后的表面粗糙度值。作用机理：1)加工放电间隙明显增大，减小了放电对工件表面的冲击力，从而减少了放电坑内的冲蚀和喷射量，形成浅放电坑。2)金属和半导体微粉与待加工表面之间会产生微放电，形成分散放电状态，有效防止放电凹坑的多次重叠，使凹坑变浅。3)电极间电容分散，降低电极间电容，有效降低放电脉冲能量。4)混合粉末工作液中的微粉对工件表面有抛光、磨料喷射加工等作用。10.钢筋混凝土电源属于哪种电源？根据电极丝的运行速度，线切割机分为？RC电源属于弛豫脉冲电源。(P69)根据电极丝的运行速度：高速WEDM机和低速WEDM机。(P103)11.WEDM和EDM有什么不同？(P102)1)不需要制造复杂形状的电极；2)可以方便快捷的加工薄壁、窄槽、异形孔等复杂结构零件；3)一次加工成型一般采用精密量规，加工过程中大部分不需要更换加工量规。4)电极丝损耗小，对加工精度影响小；5)工作液多为水基乳化液，很少使用煤油，不易着火，易于实现安全无人操作。6)没有稳定的电弧放电状态；7)脉冲电源的加工电流小，脉冲宽度窄，属于中、精加工范畴，采用正加工方法。12.线切割机控制系统的功能？(P106)在WEDM过程中，根据工件的形状和尺寸要求，自动控制电极丝相对于工件的运动轨迹和进给速度，实现工件的形状和尺寸加工。主要功能包括轨迹控制和加工控制：(1)轨迹控制是精确控制电极丝相对于工件的运动轨迹，以获得所需的形状和尺寸；(2)加工控制主要包括伺服进给速度、电源装置、送丝机构、工作流体系统等机床操作的控制。13.3B格式编程？P10714.画出活性金属和非活性金属的双电层图案？电动双层？电极电位？两极分化？过电压？结束fac极化：当电流通过电解池时，电极的平衡状态被破坏，阳极电位正方向增加，阴极电位负方向增加，这就是所谓的极化现象。(P122)过电压：极化后电极电位(e)和平衡电位的增加。(P122)端面平衡间隙：加工过程中达到动平衡状态时的加工间隙。(P127)15.什么是集中过电压？化学过电压？电阻过压？(P122)集中过电压：为了保持电化学电流和处理速度，必须增加一个附加电压，即集中过电压。化学过电压：为了克服钝化膜的电阻，需要额外的电源电压，称为电阻过电压。电阻器过电压：为了确保电化学过程继续进行，必须增加外部电源电压，以补偿化学反应二引起的电位变化。这样增加的电压值称为化学过电压。16.电解质的作用？常用电解质的基本要求和类型？钝化？激活？功能：1)作为导电介质传递电流；2)参与电化学反应；3)及时带走电解产物并加热，以更新电极间介质的状态并将其冷却。(P130)基本要求：1)高电导率和良好的流动性，可以保证较大的加工电流和较低的加工电压，减少加热；2)电解质在溶液中的电离度和溶解度应大；3)阳极电解产物应为不溶性化合物，便于处理；4)性能稳定，操作使用安全，对设备腐蚀性小，不易燃、不易爆，对环境和人体危害小；5)价格低廉，适应性广，使用寿命长。(130)常用电解质的类型：酸性溶液、中性溶液和碱性溶液。(P132)钝化：由于电极反应，在阳极的金属表面会形成一层致密而非常薄的粘膜(钝化膜)，从而使金属表面失去原有的活性，减缓金属的溶解过程。这通常被称为阳极钝化现象。(P122)活化：在电化学加工中，去除钝化膜的过程称为活化。(P122)17.提高电解加工精度的措施？当前效率？(1)提高电解加工精度：(P131)1)脉冲电流电化学加工：改善流场特性；间隙中存在压力波动，这会降低电解液的流速。电流效率一般高于DC处理，平均电流低于DC处理，因此处理去除速度低于DC处理。2)小间隙电解加工3)改进电解质：复合电解质、低浓度电解质4)混合气体电解处理(2)电流效率：指实际沉积或溶解在电极上的物质量与电解过程中理论计算的沉淀或溶解量之比，通常用符号表示。(P124)18.电解磨削、机械磨削和电解加工有什么区别？(P156)电解研磨比机械研磨具有更高的生产率。电解磨削和电解加工：电解加工过程中工件表面形成的钝化膜被活性离子激活或被高电流密度破坏，电解产物的去除依赖于高速流动电解液的冲刷作用。在电解磨削过程中，工件表面氧化膜的去除取决于使用小型离心泵对砂轮上的磨粒进行机械刮削。电化学磨削比电化学加工具有更好的加工精度和表面粗糙度。19.电解加工、电铸和电刷镀的原理？电解加工：金属零件是利用金属在电解液中阳极溶解的原理形成的。(P117)电铸：一种特殊的加工方法，利用金属电解沉积的原理精确复制一些复杂或特殊形状的工件。成型是利用电化学过程中的阴极沉积现象进行的，即通过电化学方法在原模具上沉积金属，然后分离制造或复制金属产品。刷镀：金属的快速电化学沉积跃迁：原子在光的照射下从高(低)能态跃迁到低(高)能态以发射(吸收)光子的过程称为跃迁。自发发射：当处于激发态的原子自发地转换到低能态而没有外部信号时产生的光发射。(P170)受激辐射：处于激发态的原子在频率为v21的外部入射信号的作用下，从E2能级跃迁到E1能级。在跃迁期间，原子发射的光子能量是hv21，它与外部输入信号处于相同的状态。这种辐射过程称为受激辐射。(P171)受激吸收：在外部信号的作用下，低能级原子从低能级向高能级的转变。(P171)数反转：由于受激吸收，高能级(激发态)的原子数大于低能级(基态)的原子数的现象。(P171)该设备的基本部件包括激光器、电源、光学系统、冷却系统、机械系统、控制系统和安全系统。(174)激光打孔与以下因素有关：1)激光照射能量和照射时间2)焦距和发散角3)焦点位置4)光斑能量分布5)激光照射次数6)工件材料。(P179-P180)21.电子束加工设备控制系统的控制内容是什么？(206)包括光束聚焦控制、光束位置控制、光束强度控制、载物台位移控制、光束关闭时间控制、光束偏转控制和电磁透镜控制。22.离子束加工的物理基础？分类？电子束和离子束加工有什么不同？(1)离子束加工的物理基础是离子束撞击材料表面时的冲击效应、溅射效应和注入效应。(P210)(2)分类：1)离子束刻蚀；2)离子镀膜加工：包括溅射镀膜和离子镀。3)离子注入处理。(P212)(3)电子束和离子束加工的不同点：1)带正电的离子的质量是电子的几千倍，并且离子束比电子束具有更大的冲击动能；2)电子束加工主要是通过热效应或光化学效应来刻蚀材料以暴露它们，而离子束加工则是通过机械效应来加工材料，如大质量离子束在撞击工件材料时的动能所引起的变形、分离和破坏。3)电子束处理将电能转换成热能，而离子束处理将电能转换成动能。23.超声波加工的本质和特点？空化？超声波加工设备的组成是什么？超声波振动系统包括？(P192-194)超声波加工的本质：一种通过磨料悬浮加工脆性材料的成形方法，利用刀具的端面进行超声波频率振动。特点：1)适用于加工硬脆材料；2)刀具的形状可以更加复杂，而机床结构简单，操作方便；3)宏观切削力很小，所以工件加工面整体性好。气穴现象：当刀具的端面以很大的加速度离开工件表面时，在加工间隙中形成负压和局部真空，在工作流体中形成许多微腔，并驱使工作流体钻入待加工工件表面材料的微裂纹中。当刀具的端面以很大的加速度接近工件表面时，空腔闭合，产生极强的液压冲击波，加速磨料对工件表面的挤压作用。超声波加工设备的组成包括超声波发生器、超声波振动系统、超声波加工机体和磨料悬浮液冷却循环系统。超声振动系统包括超声换能器、变幅杆和工具。24.血浆？加工原理？具有极高的能量密度。(P228)气体在高温下分解成正离子和自由电子，整体保持电中性。这种高温电离气体被称为等离子体。加工原理：电弧放电用于将气体电离成过热等离子体气