(完整版)特種加工考試題(附有答案)(20210205153405)

1、、填空題（15分，每空1 分）1、特種加工主要采用 機(jī)械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達(dá)到 圖樣上全部技術(shù)要求。（1分）2、電火花加工原理是基于 工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖性火花放電時(shí) 的電腐蝕現(xiàn)象，來蝕除多余的金屬，以達(dá)到對(duì)零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量 等預(yù)定的加工要求。（2分）3、電火花加工系統(tǒng)主要由 工件和工具、 脈沖電源 、自動(dòng)進(jìn)給和調(diào)節(jié)裝置 幾部分組成。（3分）4、在電火花加工中，提高電蝕量和加工效率的電參數(shù)途徑有：提高脈沖頻率、增加單個(gè)脈沖能量、減少脈沖間隔。（3分）5、 電火花加工的表面質(zhì)量主要是指被加工零件的表面粗糙度、表面變質(zhì)層、 表面力學(xué)性能。（3分）6、 電

2、火花加工的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：測(cè)量環(huán)節(jié)、比較 環(huán)節(jié)、放大驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)、 執(zhí)行環(huán)節(jié)、 調(diào)節(jié)對(duì)象。（3分）7、 電火花成型加工的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包含伺服進(jìn)給控制系統(tǒng) 和 參 數(shù)控制系統(tǒng)。（2分）8、電火花加工是利用電火花放電腐蝕金屬的原理，用工具電極對(duì)工件進(jìn)行復(fù)制加工的工藝方法，其應(yīng)用范圍分為兩大類：穿孔加工、型腔加工。（2分）9、線切割加工是利用 移動(dòng)的、作為負(fù)極的、線狀電極絲 和工件之間的脈沖放電所產(chǎn)生的電腐蝕作用，對(duì)工件加工的一種工藝方法。（2分）10、快走絲線切割機(jī)床的工作液廣泛采用的是 乳化液，其注入方式為 噴入式。（2 分）11、線切割機(jī)床走絲機(jī)構(gòu)的作用：是使電極絲

3、以一定的速度運(yùn)動(dòng)，并保持一定的張力。（2分）12、線切割控制系統(tǒng)作用主要是：1）自動(dòng)控制電極絲相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡；2）自動(dòng)控制伺服的進(jìn)給速度。（2分）13、 快速成形技術(shù)（RP）最早產(chǎn)生于二十世紀(jì)70年代末到80年代初，目前 RP技術(shù)的主流是： SLA立體光造型、LOM 薄材疊層制造、SLS激光燒 結(jié)、FDM熔融成型四種技術(shù)。（4分）14、快速成型的數(shù)據(jù)接口主要有：快速成型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式即 STL格式 和 快速成型設(shè)備的通用數(shù)據(jù)接口即 CLI格式。（2分）二、判斷題（15分，每題1分）1、 目前線切割加工時(shí)應(yīng)用較普遍的工作液是煤油。（錯(cuò)）2、 在型號(hào)為DK7740的數(shù)控電火花線切割機(jī)床中，

4、D表示電加工機(jī)床。（對(duì)）3、 線切割機(jī)床通常分為兩大類，一類是快走絲，另一類是慢走絲。（對(duì)）4、 3B代碼編程法是最先進(jìn)的電火花線切割編程方法。（錯(cuò)）5、離子束加工必須在真空條件下進(jìn)行。（對(duì)）6、電火花加工中的吸附效應(yīng)都發(fā)生在陰極上。（錯(cuò)）7、線切割加工一般采用負(fù)極性加工。（錯(cuò)）8、電火花穿孔加工時(shí)，電極在長(zhǎng)度方向上可以貫穿型孔，因此得到補(bǔ)償，需要更換電極。（錯(cuò)）9、 弛張式脈沖電源電能利用率相當(dāng)高，所以在電火花加工中應(yīng)用較多。（錯(cuò)）10、電火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求電規(guī)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)范圍相對(duì)較大。（對(duì)）11 、電火花成型加工屬于盲孔加工，工作液循環(huán)困難，電蝕產(chǎn)物排除條件差對(duì)）12 、電火

5、花加工的粗規(guī)準(zhǔn)一般選取的是窄脈沖、高峰值電流。（錯(cuò)）13 、在采取適當(dāng)?shù)墓に嚤ＷC后，數(shù)控線切割也可以加工盲孔；（錯(cuò)）14 、當(dāng)電極絲的進(jìn)給速度明顯超過蝕除速度，則放電間隙會(huì)越來越小，以致 產(chǎn)生短路。（對(duì)）15 、通常慢走絲線切割加工中廣泛使用直徑為 0.1 mm 以上的黃銅絲作為電極絲。（ 對(duì)）1、快走絲線切割加工中， 常用的電極絲為鉬絲。（對(duì)）2、3B 代碼編程法是最先進(jìn)的電火花線切割編程方法。（錯(cuò)）3、電火花線切割加工可以用來制造成形電極。（對(duì)）4、快走絲線切割的電極絲材料比慢走絲差，所以加工精度較后者低。 （錯(cuò)）5、電子束加工必須在真空條件下進(jìn)行。（對(duì)）6、電火花加工中的吸附效應(yīng)都發(fā)生在

6、陽極上。（對(duì)）7、線切割加工一般采用正極性加工。（對(duì)）8、電火花成型加工時(shí)，電極在長(zhǎng)度方向上損耗后無法得到補(bǔ)償，需要更換電極。（對(duì)）9、電火花成型加工中的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)保證工具電極的進(jìn)給速度等于工 件的蝕除速度；（對(duì)）10 、電火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求電規(guī)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)范圍相對(duì)較小。（錯(cuò)）11 、電火花成型加工電極損耗較難進(jìn)行補(bǔ)償。（對(duì)）對(duì)）12 、數(shù)控線切割加工是輪廓切割加工， 不需設(shè)計(jì)和制造成形工具電極13 、數(shù)控線切割加工一般采用水基工作液，可避免發(fā)生火災(zāi)，安全可靠，可 實(shí)現(xiàn)晝夜無人值守連續(xù)加工。（對(duì)）14 、電火花加工的粗規(guī)準(zhǔn)一般選取的是寬脈沖、高峰值電流。（對(duì)）15 、線切

7、割機(jī)床走絲機(jī)構(gòu)的作用是使電極絲以一定的速度運(yùn)動(dòng)，并保持一定 的張力。（對(duì)）16 、電極絲的進(jìn)給速度若明顯落后于工件的蝕除速度，則電極絲與工件之間 的距離越來越大，造成開路。（對(duì)）17 、通常慢走絲線切割加工中廣泛使用直徑為 0.1 mm 以下的細(xì)鉬絲作為電 極絲。 （錯(cuò)）三、簡(jiǎn)答題（ 30 分，每題 6 分）1、特種加工與傳統(tǒng)切削加工方法在加工原理上的主要區(qū)別有哪些？（6 分）答： 1）特種加工是用機(jī)械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達(dá)到圖樣上全部技 術(shù)要求。（2 分）2）特種加工打破傳統(tǒng)的硬刀具加工軟材料的規(guī)律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度。（2 分）3）特種加工過程中，工具與工件

8、不受切削力的作用。（2 分）2、特種加工的本質(zhì)特點(diǎn)是什么？（ 6 分） 答： 1）特種加工所使用的工具硬度可以低于被加工材料的硬度；（2分）2）特種加工不依靠機(jī)械能，而是主要用其他能量（如電、化學(xué)、光、聲、熱等）去除 材料 （2 分）3）特種加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機(jī)械切削力。（2 分）3、電火花加工必須解決的問題有哪些？（ 6 分） 答： 1、由于在電火花加工的不同階段，金屬蝕除的速度不同，因此必須具有工具電極的自 動(dòng)進(jìn)給和調(diào)節(jié)裝置，使工具和工件之間保持合適的放電間隙；（2 分）2、火花放電必須是瞬時(shí)的、單極性、脈沖放電；（2 分）2 分）3、火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介

9、質(zhì)中進(jìn)行。4、什么是電火花加工的機(jī)理？火花放電過程大致可分為哪四個(gè)連續(xù)的階段？（6分） 答：電火花加工的機(jī)理是指電火花加工的物理本質(zhì)， 即火花放電時(shí)， 電極表面的金屬材料是 如何被蝕除下來的這一微觀物理過程。 （2 分）火花放電過程大致可分為如下四個(gè)階段：1、極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道； （1 分）2、介質(zhì)熱分解、電極材料融化、氣化，熱膨脹； （1 分）3、電極材料的拋出； （1 分）4、極間介質(zhì)的消電離； （ 1 分）5、電火花加工的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？（ 6 分）答：電火花加工的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：1、特別適合任何難以進(jìn)行切削加工的材料； （1 分）2、可以加工特殊或形狀復(fù)雜的表

10、面和零件； （1 分）3、工具與工件不接觸，作用力極??； （1 分）4、脈沖放電時(shí)間短，冷卻作用好，加工表面熱影響小。（ 1 分）但存在以下缺陷：1、主要用于加工金屬等導(dǎo)電材料； （ 1 分）2、加工速度較慢（需進(jìn)行預(yù)加工，去除大部分余量）且存在一定的電極損耗。（1 分）6、簡(jiǎn)要敘述電火花加工的應(yīng)用場(chǎng)合（ 6 分）答： 1、可以使用硬度不高的紫銅或石墨作工具電極，去加工任何硬、脆、韌、軟和高熔點(diǎn) 的導(dǎo)電材料； （ 2 分）2、加工時(shí)工件與工具不接觸，無切削力，因此適于加工薄壁、窄槽、低剛度及微細(xì)精 密的零件。（ 2 分）3、可以加工任何形狀特殊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件； （1 分）4、脈沖電源的參數(shù)可

11、以任意調(diào)節(jié)， 能在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行粗加工、 半精加工或精加工。（1 分）7、在電火花加工中，工作液的作用有哪些？（ 6 分）答： 1）形成火花放電通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)放電間隙的絕緣狀態(tài)；（ 2 分）2）壓縮放電通道，并限制其擴(kuò)展，使放電能量高度集中在極小的區(qū)域內(nèi)，既加強(qiáng)了蝕除的效果，又提高了放電仿型的精確性；（2分）（1 分）3）加速電極間隙的冷卻和消電離過程，有助于防止出現(xiàn)破壞性電弧放電;4）加速電蝕產(chǎn)物的排除；（1分）8、簡(jiǎn)述電火花加工用的脈沖電源的作用和輸出要求（6分）答：脈沖電源作用：把工頻交流電流轉(zhuǎn)變成頻率較高的單向脈沖電流，向工件和工具電極間的加工間隙提供所需要的放電能量，

12、以蝕除金屬。（2 分）脈沖電源輸入為380 V、50 Hz的交流電，其輸出應(yīng)滿足如下要求：（4 分）1）足夠的放電能量2）短時(shí)間放電3）波形單向4）主要參數(shù)有較寬的調(diào)節(jié)范圍5）有適當(dāng)?shù)拿}沖間隔時(shí)間Eud9、簡(jiǎn)述RC線路脈沖電源的工作過程（6分）答：RC線路脈沖電源的工作過程：1）當(dāng)直流電源接通后，電流經(jīng)限流電阻向電容器充電，電容器兩端的電壓上升，電能往電容器上儲(chǔ)存；（2分）2）當(dāng)電容器兩端的電壓上升到工具與工件之間間隙的擊穿電壓時(shí)，電容器上儲(chǔ)存的理 圖能就瞬間釋放，形成較大的脈沖電流；（2 分）3）電容器上的電能釋放后，電壓下降到接近于0，極間工作液又迅速恢復(fù)到絕緣狀態(tài);此后，電容器再次充電，

13、重復(fù)上述過程?。?2分）10、對(duì)電火花加工用脈沖電源的要求有哪些？ （6分）答：1、總的要求：有較高的加工速度、工具電極損耗低、加工過程穩(wěn)定性好、工藝范圍廣， 從而，能適應(yīng)粗加工、半精加工、精加工的要求；能適應(yīng)不同材料的加工；能采用不同工具 電極材料進(jìn)行加工。（2分）2、具體要求：1）所產(chǎn)生的脈沖應(yīng)該是單向的；其目的是最大限度地利用極性效應(yīng)，以提高生產(chǎn)率和減少工具電極的損耗。（1分）2） 脈沖電壓波形的前后沿應(yīng)該較陡；其目的是保證加工工藝過程相對(duì)穩(wěn)定。（1分）3）脈沖電源的主要參數(shù)應(yīng)能在很寬的范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)；其目的是滿足粗加工、半精加工、精加工的不同要求。 （1 分）1 分）4）工作可靠、成本

14、低、操作方便、節(jié)能省電。11、簡(jiǎn)述快走絲線切割機(jī)床的工作過程（ 6 分） 答：快走絲線切割機(jī)床是利用細(xì)鉬絲作為電極，多工件進(jìn)行火花放電“切割”加工；貯絲筒 使鉬絲作正、 反向交替移動(dòng)， 加工能源由脈沖電源供給， 電極絲和工件之間澆注專用工作液 介質(zhì)。（3 分）工作臺(tái)在水平面兩個(gè)坐標(biāo)方向上， 各自按預(yù)定的控制程序、 并根據(jù)火花間隙狀態(tài)作伺服 進(jìn)給移動(dòng)，從而合成各種曲線運(yùn)動(dòng)，將工件切割成型。（ 3 分）12、簡(jiǎn)述電化學(xué)反應(yīng)加工的基本原理（ 6 分） 答：當(dāng)兩銅片接上約 10v 的直流電流并插入 CuCl 2的水溶液時(shí)，即形成通路，在金屬片和溶 液的界面上，必定會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，溶液中的 Cu+2

15、移向陰極，在陰極上析出為銅；同時(shí)， 在陽極上的Cu原子因失去電子而成為 Cu+2,進(jìn)入溶液；這便是電解（電鍍）液中的電化學(xué)反 應(yīng)；（4 分）陰極沉積）的方法稱為電化學(xué)依靠光熱效應(yīng)下產(chǎn)生高溫熔亮度高， 其焦點(diǎn)處的功率密度這種以電化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)， 對(duì)金屬進(jìn)行加工（陽極溶解、 加工；（2 分）13、簡(jiǎn)述激光加工的基本原理（ 6 分） 答：激光加工是利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達(dá)到很高的能量密度， 融，來加工各種材料； （2 分）激光加工時(shí)，把光束聚集在工件的表面上，由于區(qū)域小、 極高， 溫度可以達(dá)到一萬多度； 在此高溫下， 可以在瞬間熔化和蒸發(fā)任何堅(jiān)硬的材料， 并產(chǎn) 生很強(qiáng)的沖擊波，使熔化物質(zhì)爆炸式地噴射

16、去除。 （4 分）14、簡(jiǎn)述激光加工的特點(diǎn)（ 6 分）答： 1）不受工件材料硬度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性等各種性質(zhì)的影響，幾乎對(duì)所有金屬和非金屬都 可以進(jìn)行激光加工； （2 分）2） 激光能聚集成極小的光斑，可以進(jìn)行細(xì)微和精密加工；（1 分）3） 可使用反射鏡，將激光輸送到遠(yuǎn)離激光器的隔離室或其它地點(diǎn)，進(jìn)行加工；（1 分）4） 無刀具，屬于非接觸式加工，無機(jī)械加工變形；（1 分）5）對(duì)環(huán)境無特殊要求，便于自動(dòng)控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變形??； （1 分）15、簡(jiǎn)述電子束加工原理（ 6 分）答：電子束加工是利用電子高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的沖擊動(dòng)能來加工工件的； （1 分）在真空條件下， 利用電流加熱陰極發(fā)

17、射電子束， 再經(jīng)過加速極加速， 將具有很高速度和 能量的電子束聚焦在被加工材料上， 高速電子撞擊工件， 其動(dòng)能絕大部分轉(zhuǎn)化為熱能， 使工 件材料局部、瞬時(shí)熔融，汽化蒸發(fā)而去除；（4 分）所以說電子束加工是通過熱效應(yīng)進(jìn)行加工的。（1 分）16、簡(jiǎn)述電子束加工特點(diǎn)（ 6 分）答： 1、電子束加工時(shí)，電子束聚焦直徑小，可實(shí)現(xiàn)精密微細(xì)的加工。（ 1 分）2、電子束加工屬非接觸式加工， 工件不受機(jī)械力作用， 不產(chǎn)生宏現(xiàn)應(yīng)力和變形。 （1 分）3、加工材料范圍很廣，對(duì)脆性、韌性、導(dǎo)體、非導(dǎo)體及半導(dǎo)體材料都可加工。（1 分）4、電子束的能量密度高，因而加工生產(chǎn)率很高。（1 分）5、電子束容易控制，加工過程便

18、于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（1 分）6、電子束加工在真空中進(jìn)行，因而污染少，加工表面不氧化，特別適用于加工易氧化 的金屬及合金材料，以及純度要求極高的半導(dǎo)體材料。 （1 分）17、簡(jiǎn)述離子束加工原理（ 6 分） 答：與電子束加工比較相似，離子束加工也是在真空條件下， 把惰性氣體， 通過離子源產(chǎn)生 離子束并經(jīng)過加速、集束、聚焦后，投射到工件表面的加工部位，以實(shí)現(xiàn)去除加工。（4 分）與電子束加工相比，離子束加工具有更大的能量。 （ 2 分）18、電子束和離子束加工為什么必須在真空條件下進(jìn)行？（6 分）答： 1、只有在較高的真空條件中，電子和離子才能高速運(yùn)動(dòng)。（ 3 分）2、由于加工時(shí)的金屬蒸汽會(huì)影響電子和離子

19、發(fā)射，產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以在加工過程 中，需要利用真空吸力，不斷地把所產(chǎn)生的金屬蒸汽抽出去。（3 分）19、簡(jiǎn)述超聲波加工的原理（ 6 分）答：超聲波加工是利用振動(dòng)頻率超過 16000 Hz 的工具頭的振動(dòng)，通過懸浮液磨料的撞擊和 拋磨作用，對(duì)工件進(jìn)行成型加工的一種方法；（2 分）超聲波加工時(shí)， 在工件和工具之間注入液體（水或煤油等）和磨料混合的懸浮液， 工具對(duì)工件保持一定的進(jìn)給壓力，并作高頻振蕩，頻率為1630kHz，振幅為0.010.15mm。磨料在工具的超聲振蕩作用下， 以極高的速度不斷地撞擊工件表面， 使工件材料在瞬間高壓下 產(chǎn)生局部破碎； 由于懸浮液的告訴攪動(dòng)， 又使磨料不斷拋磨工件

20、表面。 隨著懸浮液的循環(huán)流 動(dòng)，使磨料不斷得到更新，同時(shí)帶走被粉碎下來的材料微粒。 在加工中，工具逐步伸入到工 件中，工具的形狀便被復(fù)制到工件上。 （4 分）20、簡(jiǎn)述超聲波加工的主要特點(diǎn)（ 6 分）答： 1、適合于加工各種硬脆材料，特別是某些不導(dǎo)電的非金屬材料，例玻璃、陶瓷、石英、 硅、瑪瑙、寶石、金剛石等。也可以加工淬火鋼和硬質(zhì)合金等材料，但效率相對(duì)較低。 （ 2 分）2、 加工時(shí)宏觀切削力很小，不會(huì)引起變形、燒傷。表面粗糙度 Ra值很小，可達(dá)0.2卩m,加工精度可達(dá) 0.050.02 mm，而且可以加工薄壁、窄縫、低剛度的零件。（2分）3、由于工具材料較軟，易制成復(fù)雜的形狀，工具和工件又

21、無需作復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此普通的超聲波加工設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。加工機(jī)床結(jié)構(gòu)和工具均較簡(jiǎn)單,操作維修方便。（2分）21、簡(jiǎn)述快速成形技術(shù)（RP）的原理（6分）答： RP 是用離散 / 堆積即分層加工、迭加成形原理來制造產(chǎn)品原型,其原理為：產(chǎn)品三維CAD模型t分層離散t按離散后的平面幾何信息逐層加工堆積原材料t生成實(shí)體模型。（3分）該技術(shù)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光加工技術(shù)、新型材料技術(shù)于一體,依靠CAD 軟件,在計(jì)算機(jī)中建立三維實(shí)體模型, 并將其切分成一系列平面幾何信息, 以此控制激光束的掃描方向和 速度, 采用粘結(jié)、熔結(jié)、聚合或化學(xué)反應(yīng)等手段逐層有選擇地加工原材料,從而快速堆積制 作出產(chǎn)品實(shí)體模型。 （ 3

22、分）22、簡(jiǎn)述快速成形技術(shù)的特點(diǎn)（ 6分）答：快速原型技術(shù)突破了 毛坯t切削加工t成品”的傳統(tǒng)的零件加工模式， 開創(chuàng)了不用刀具制作零件的先河,是一種前所未有的薄層迭加的加工方法。（2分）與傳統(tǒng)的切削加工方法相比,快速原型加工具有以下優(yōu)點(diǎn)：（4 分）1、可以制造任意復(fù)雜的三維幾何實(shí)體。2、快速性。3、高度柔性。4、是實(shí)現(xiàn)快速制造的核心 。23、簡(jiǎn)述立體光造型（SLA ）工作原理（6分）該光束在計(jì)算機(jī)控制下, 有選答：由激光器發(fā)出的紫外光,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)匯集成一支細(xì)光束, 擇的掃描在光敏樹脂體光敏樹脂表面, 利用光敏樹脂遇紫外光凝固的機(jī)理, 一層一層固化光敏樹脂；（ 3 分）每固化一層后， 工作臺(tái)下降

23、一精確距離， 并按新一層表面幾何信息， 使激光掃描器對(duì)液 面進(jìn)行掃描， 使新一層樹脂固化并緊緊粘在前一層已固化的樹脂上， 如此反復(fù)， 直至制作生 成一零件實(shí)體模型。 （3 分）21四、綜合題脈沖電源1、參照右圖，簡(jiǎn)述電火花加工的一般過程： 脈沖電源提供脈沖電壓T作用于工具電極和工 件電極上T兩電極之間的工作液被電離、介質(zhì)被擊穿T 形成放電通道；在電場(chǎng)力作用下T電子奔向陽極、正離 子奔向陰極T導(dǎo)致火花放電；電子和離子的高速運(yùn)動(dòng)T 轟擊陽極和陰極，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能（10000 C） T電極 表面金屬迅速熔化甚至汽化T工件表面形成一個(gè)極小的 圓坑，工件被蝕除，工具不斷進(jìn)給T工件不斷被蝕除。A特種加工

24、的本質(zhì)特點(diǎn)：1）工具硬度可以低于被加工材料的硬度（甚至不用工具）2）不依靠機(jī)械能，而是主要用其他能量（如電、化學(xué)、光、聲、熱等）去除材料3）加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機(jī)械切削力。B特種加工與傳統(tǒng)切削加工方法在原理上的主要區(qū)別：1）用機(jī)械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達(dá)到圖樣上全部技術(shù)要求。2）打破傳統(tǒng)的硬刀具加工軟材料的規(guī)律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度。3）在特種加工中，工具與工件不受切削力的作用。特種加工技術(shù)的應(yīng)用：1、難加工材料的加工；2、復(fù)雜型面、微細(xì)表面和低剛度零件的加工；3、高精密表面的加工；4、特殊要求零件的加工，如薄壁和彈性零件等；特種加工對(duì)材料可加工性和

25、結(jié)構(gòu)工藝性等的影響1、提高了材料的可加工性2、改變了零件的典型工藝路線3、改變了試制新產(chǎn)品的模式4、影響了產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、改變了傳統(tǒng)零件工藝結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)6、成為微細(xì)加工的主要手段改變了零件的典型工藝路線1、落料模凸、凹模加工的原工藝路線為：下料t鍛造t正火t粗加工t調(diào)質(zhì)t精加工t高頻淬火及回火t精磨 2、落料模凸、凹模加工的現(xiàn)工藝路線為：下料t鍛造t正火t粗加工t高頻淬火及回火t線切割加工電火花加工定義：在加工過程中，使工具和工件之間不斷產(chǎn)生脈沖性的火花放電，靠放電時(shí)，局部、瞬 時(shí)產(chǎn)生的高溫，將金屬蝕除下來。電火花加工原理基于工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖性火 花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象，

26、來蝕除多余的金屬，以達(dá) 到對(duì)零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量等預(yù)定的加工要求。參照右圖，簡(jiǎn)述電火花加工的一般過程:脈沖電源工具電極工件電極AB(a)(d)脈沖電源提供脈沖電壓t作用于工具電極和 工件電極上T兩電極之間的工作液被電離、介質(zhì)被 擊穿t形成放電通道；在電場(chǎng)力作用下T電子奔向陽極、正離子奔向陰極T導(dǎo)致火花放電；電子和離子的高速運(yùn)動(dòng)T轟擊陽極和陰極，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能（10000C） t電極表面金屬迅速熔化甚至汽化t工件表面形成一個(gè)極小的圓坑， 工件被蝕除，工具不斷進(jìn)給T工件不斷被蝕除。電火花加工必須解決的問題1、由于在加工的不同階段，金屬蝕除的速度不同，因此必須具有工具電極的自動(dòng)進(jìn)給和調(diào) 節(jié)裝

27、置，使工具和工件之間保持合適的放電間隙；2、火花放電必須是瞬時(shí)的、單極性、脈沖放電；3、火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行。電火花加工系統(tǒng)的基本組成1、工件和工具；2、脈沖電源；3、自動(dòng)進(jìn)給和調(diào)節(jié)裝置電火花加工的特點(diǎn)1、特別適合任何難以進(jìn)行切削加工的材料；2、可以加工特殊或形狀復(fù)雜的表面和零件；3、工具與工件不接觸，作用力極??；4、脈沖放電時(shí)間短，冷卻作用好，加工表面熱影響小 但存在以下缺陷：1、主要用于加工金屬等導(dǎo)電材料；2、 加工速度較慢（需進(jìn)行預(yù)加工，去除大部分余量）；3、存在電極損耗，；電火花加工的應(yīng)用1、可以用硬度不高的紫銅或石墨作工具電極，去加工任何硬、脆、韌、軟和高熔點(diǎn)

28、的導(dǎo)電 材料；2、可以加工任何特殊及復(fù)雜形狀的工件；3、沒有機(jī)械加工時(shí)那樣的切削力，因此適于加工薄壁、窄槽、低剛度及微細(xì)精密的零件。4、脈沖電源的參數(shù)可以任意調(diào)節(jié)，能在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行粗加工、半精加工或精加工。電火花加工的機(jī)理電火花加工的機(jī)理是指電火花加工的物理本質(zhì)，即火花放電時(shí)，電極表面的金屬材料 是如何被蝕除下來的這一微觀物理過程。電火花腐蝕的四個(gè)階段1、極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道；2、介質(zhì)熱分解、電極材料融化、氣化，熱膨脹；3、電極材料的拋出；4、極間介質(zhì)的消電離； 影響材料放電腐蝕的因素 :1、極性效應(yīng) 2、吸附效應(yīng) 3、電參數(shù) 4、金屬材料的熱學(xué)常數(shù) 5、工作液 極性效應(yīng)對(duì)電

29、蝕量的影響 定義：?jiǎn)渭冇捎谡?、?fù)極性不同，而彼此電蝕量不同的現(xiàn)象叫極性效應(yīng)。 原因：由于在不同的脈沖寬度下， 工作液中所電離出來的電子與離子對(duì)電極發(fā)生作用的大小 是不同的。吸附效應(yīng)對(duì)電蝕量的影響 正電極表面能吸附工作液中分解、 游離出來的帶負(fù)電的碳離子， 形成熔點(diǎn)和氣化點(diǎn)比較高的 薄層碳黑膜，保護(hù)正極，從而減少電極的損耗；吸附層主要是石墨化的碳素層，其次是粘附在電極表面的金屬微粒粘結(jié)層。 極性效應(yīng)和吸附效應(yīng)可以提高加工生產(chǎn)率、減少工具損耗，必須充分利用；因此，電火花加工所用的脈沖電源都是單向、直流的脈沖電源。 電參數(shù)對(duì)電蝕量的影響提高電蝕量和加工效率的電參數(shù)途徑有：1）提高脈沖頻率2）增加單個(gè)

30、脈沖能量3）減少脈沖間隔 放電所產(chǎn)生的熱能主要消耗在以下幾個(gè)方面：1、向電極其它部位和工作液中傳導(dǎo)；2、使局部金屬材料溫度升高，達(dá)到熔點(diǎn)；3、熔化金屬材料；4、使熔化后的金屬材料繼續(xù)升溫至沸點(diǎn)；5、使熔融金屬氣化；6、使金屬蒸氣繼續(xù)加熱成過熱蒸氣； 金屬材料熱學(xué)常數(shù)對(duì)電蝕量的影響1）金屬材料的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，比熱容，熔化熱，氣化熱愈高，電蝕量將愈小，愈 難加工；2）導(dǎo)熱率大的金屬材料，能將熱量傳導(dǎo)、散失到其它部位，降低本身的蝕除量； 工作液對(duì)電蝕量的影響1）形成火花放電通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)間隙的絕緣狀態(tài)；2）壓縮放電通道，并限制其擴(kuò)展，使放電能量高度集中在極小的區(qū)域內(nèi)，既加 強(qiáng)了蝕除的效果

31、，又提高了放電仿型的精確性；3）加速電極間隙的冷卻和消電離過程，有助于防止出現(xiàn)破壞性電弧放電；4）加速電蝕產(chǎn)物的排除；實(shí)驗(yàn)表明：介電性好、密度和粘度大的工作液有利于壓縮放電通道，提高放電 的能量密度，強(qiáng)化電蝕產(chǎn)物的拋出效應(yīng)； 但是，粘度過大不利于電蝕產(chǎn)物的排出， 影響正常放電。所以，粗加工使用粘度大的機(jī)油，精加工時(shí)使用粘度小的煤油； 提高加工速度的途徑1、選用適當(dāng)?shù)拿}沖寬度2、選用適當(dāng)?shù)拿}沖間隔3、增加單位脈沖能量（主要是增加峰值電流）4、提高脈沖頻率 f影響加工精度的主要因素1 放電間隙大小及其一致性：采用較小的電規(guī)準(zhǔn)，可以縮小放電間隙；這樣， 可以提高 仿形精度，也使間隙變化量小，從而提高

32、加工精度。2. 工具電極的損耗及其穩(wěn)定性：電火花穿孔加工時(shí)，電極在長(zhǎng)度方向上可以貫 穿型孔，因此得到補(bǔ)償；但電火花成型加工時(shí)，電極損耗后無法得到補(bǔ)償，需要更換電極；3. 二次放電電火花加工的表面質(zhì)量：表面粗糙度、表面變質(zhì)層、表面力學(xué)性能影響表面粗糙度的因素：電火-花加工.表面1） 單個(gè)脈沖能量大，則表面粗糙度差；熱*影響層基體金.屬熔化層2）材料熔點(diǎn)高，則表面粗糙度好；3）工具電極的表面粗糙度對(duì)工件表面粗糙度有復(fù)印現(xiàn) 象；4）工作液的電阻率降低，可以形成多個(gè)并存的放電通道， 脈沖放電能量被分散，相應(yīng)的放電痕跡較小，可以獲得 較好的表面粗糙度。表面變質(zhì)層：火花放電的瞬時(shí)高溫和工作液快速冷卻的 結(jié)

33、果，表面變質(zhì)層的厚度大約在0.010.5 mm之間，一 般將其分為熔化層和熱影響層 顯微裂紋：火花放電的瞬時(shí)高溫和工作液快速冷卻的結(jié)果；1）脈沖能量越大，顯微裂紋越明顯；2）工件材料越脆，顯微裂紋越明顯；（硬質(zhì)合金、預(yù)先熱處理、淬火材料等脆性 大） 電火花加工用的脈沖電源脈沖電源作用：把工頻交流電流轉(zhuǎn)變成頻率較高的單向脈沖電流，向工件和 工具電極間的加工間隙提供所需要的放電能量，以蝕除金屬。脈沖電源輸入為380 V、50 Hz的交流電，其輸出應(yīng)滿足如下要求：（1）足夠的放電能量短時(shí)間放電波形單向（4）主要參數(shù)有較寬的調(diào)節(jié)范圍（5）有適當(dāng)?shù)拿}沖間隔時(shí)間 對(duì)電火花加工用脈沖電源的要求1、總的要求有

34、較高的加工速度、工具電極損耗低、加工過程穩(wěn)定性好、工藝范圍廣，從 而，能適應(yīng)粗加工、半精加工、精加工的要求；能適應(yīng)不同材料的加工；能采用 不同工具電極材料進(jìn)行加工。2、具體要求1）所產(chǎn)生的脈沖應(yīng)該是單向的； 目的：最大限度地利用極性效應(yīng)，以提高生產(chǎn)率和減少工具電極的損耗。2） 脈沖電壓波形的前后沿應(yīng)該較陡（一般采用矩形波脈沖電源）； 目的：保證加工工藝過程比較穩(wěn)定。3）脈沖電源的主要參數(shù)應(yīng)能在很寬的范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)；目的：滿足粗加工、半精加工、精加工的要求RuEUd04）工作可靠、成本低、操作方便、節(jié)能省電。 RC線路脈沖電源的組成： 兩個(gè)回路：充電回路和放電回路1、充電回路：直流電源、充電電阻

35、、電容器2、放電回路：電容器、工具電極、極間間隙 RC線路脈沖電源的原理：1）、當(dāng)直流電源接通后，電流經(jīng)限流電阻向電 容器充電，電容器兩端的電壓上升，電能往電容器上儲(chǔ)存；原田圖2）、當(dāng)電容器兩端的電壓上升到工具與工件之間間隙的擊穿電壓時(shí)，原 軌容器上儲(chǔ) 存的電能就瞬間釋放，形成較大的脈沖電流；3）、電容器上的電能釋放后，電壓下降到接近于 0,極間工作液又迅速恢復(fù)到絕 緣狀態(tài)；此后，電容器再次充電，重復(fù)上述過程！弛張（RC ）式脈沖電源優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低2、在小功率時(shí)可以獲得很窄的脈寬和很小的單個(gè)脈沖能量，可用作光整加工和 精微加工 但電能利用率低 自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)作用維持一定的

36、 平均”放電間隙，保證電火花加工正常而穩(wěn)定地進(jìn)行， 以獲得較好的 加工效果；從原則上講，應(yīng)是工具電極的進(jìn)給速度等于工件的蝕除速度；自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的技術(shù)要求1、有較廣的速度調(diào)節(jié)跟蹤范圍；2、有足夠的靈敏度和快速性；3、有必要的穩(wěn)定性和抗干擾能力；4、應(yīng)體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、操作維修方便；自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成電火花成型加工的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包含伺服進(jìn)給控制系統(tǒng)和參數(shù)控 制系統(tǒng)。伺服進(jìn)給控制系統(tǒng)：主要用于控制放電間隙的大小參數(shù)控制系統(tǒng)：主要用于控制電火花成型加工中的各種參數(shù)（如放電電流、脈沖寬度、脈沖間隔等），以便能夠獲得最佳的加工工藝指標(biāo)等。伺服進(jìn)給系統(tǒng)一般有如下要求：（1）有較廣的速度

37、調(diào)節(jié)跟蹤范圍。（2）有足夠的靈敏度和快速性。（3）有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。自動(dòng)伺服進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本組成部分放曲聞隙伺JK參 考電壓設(shè)定值比軌環(huán)節(jié) 坤一-放犬盤話瓣執(zhí)檸環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)對(duì)象電火花加工的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：1、測(cè)量環(huán)節(jié)、2、比較環(huán)節(jié)、3、放大驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)、4、執(zhí)行環(huán)節(jié)、5、調(diào)節(jié)對(duì)象 我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定，電火花成型機(jī)床均用 D71加上機(jī)床工作臺(tái)面寬度的1/10表示； 線切割機(jī)床均用D77加上機(jī)床工作臺(tái)面寬度的1/10表示例如D7132： D表示電加工成型機(jī)床（若該機(jī)床為數(shù)控電加工機(jī)床，則在 D 后加K，即DK） ； 71表示電火花成型機(jī)床；32表示機(jī)床工作臺(tái)的寬度為320 mm

38、。 電火花成型加工機(jī)床結(jié)構(gòu)：機(jī)床包括主機(jī)、電源箱、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)、工作液 循環(huán)和過濾系統(tǒng)1床身；2 一液壓油箱；3 一工作液槽；4 一主 軸頭；5 立柱；6 一工作液箱；7 一電源箱 工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)包括：工作液箱、電動(dòng)機(jī)、 泵、過濾裝置、工作液槽、管道、閥門、計(jì)量表1）工作液循環(huán)方式：沖油式和抽油式；2）工作液過濾方式：自然沉淀法和介質(zhì)過濾法；電火花穿孔成形加工：是利用電火花放電腐蝕金 屬的原理，用工具電極對(duì)工件進(jìn)行復(fù)制加工的工藝方法，其應(yīng)用范圍可以分為兩大類：穿孔加工、型腔加工（成形加工）。電火花成型加工和穿孔加工相比有下列特點(diǎn)：（1）盲孔加工，工作液循環(huán)困難，電蝕產(chǎn)物排除條件差。（2

39、）電極損耗較難進(jìn)行補(bǔ)償。（3）材料去除量大，表面粗糙度要求嚴(yán)格。（4）加工面積變化大，要求電規(guī)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)范圍相應(yīng)也大。電蝕產(chǎn)物的排除1）電極沖油、2）工件沖油、3）工件抽油、4）開排氣孔、5）抬刀、6）電極的搖 動(dòng)或平動(dòng)加工規(guī)準(zhǔn)的選擇1）粗規(guī)準(zhǔn)：一般選取寬脈沖（大于400卩s）、高峰值電流進(jìn)行粗加工。速度高、 電極損耗低2） 中規(guī)準(zhǔn)：一般選用脈沖寬度為 20 400卩S、峰值電流較小的參數(shù)進(jìn)行半精 加工。3）精規(guī)準(zhǔn)：2 20卩s的窄脈寬，小峰值電流。線切割加工：是利用移動(dòng)的、作為負(fù)極的、線狀電極絲和作為正極的金屬材料一圖3.1吐火花紈切割加工硬理工件之間的脈沖放電所產(chǎn)生的電腐蝕作用，對(duì)工件加工的

40、一種工藝方法線切割加工特點(diǎn)1、數(shù)控線切割加工是輪廓切割加工，不需設(shè)計(jì)和制造成形工具電極，大大降低 了加工費(fèi)用，縮短了生產(chǎn)周期。2、直接利用電能進(jìn)行脈沖放電加工，工具電極和工件不直接接觸，無機(jī)械加工 中的宏觀切削力，適宜于加工低剛度零件及細(xì)小零件。3、無論工件硬度如何，只要是導(dǎo)電或半導(dǎo)電的材料都能進(jìn)行加工。4、切縫可窄達(dá)僅 0.005mm ，可以做到只對(duì)工件材料沿輪廓進(jìn)行 “套料 ”加工， 材料利用率高，能有效節(jié)約貴重材料。5、移動(dòng)的長(zhǎng)電極絲連續(xù)不斷地通過切割區(qū)，單位長(zhǎng)度電極絲的損耗量較小，加 工精度高。6、一般采用水基工作液，可避免發(fā)生火災(zāi)，安全可靠，可實(shí)現(xiàn)晝夜無人值守連 續(xù)加工。7、通常用于

41、加工零件上的直壁曲面，通過X-Y-U-V 四軸聯(lián)動(dòng)控制，也可進(jìn)行錐度切割和加工上下截面異形體、形狀扭曲的曲面體和球形體等零件。8、不能加工盲孔；9、因工具電極是直徑很小的細(xì)絲，故脈沖寬度、平均電流等不能太大，加工工 藝參數(shù)的范圍較小，屬中、精、正極性電火花加工，工件常接脈沖電源正極。10、一般沒有穩(wěn)定的電弧放電狀態(tài)； 電極和工件之間存在著 “疏松接觸 ”式輕壓放 電現(xiàn)象。線切割機(jī)床分類1. 按電極絲運(yùn)動(dòng)速度分：快走絲 、慢走絲2. 按電極絲位置分：立式、臥式3. 按工作液供給方式分：沖液式、供液式 快走絲線切割機(jī)床簡(jiǎn)介：利用細(xì)鉬絲作為電極進(jìn)行切割，貯絲筒使鉬絲作正、反向交替移動(dòng)，加工能 源由脈

42、沖電源供給，電極絲和工件之間澆注專用工作液介質(zhì)。工作臺(tái)在水平面兩個(gè)坐標(biāo)方向上， 各自按預(yù)定的控制程序、 并根據(jù)火花間隙 狀態(tài)作伺服進(jìn)給移動(dòng)，從而合成各種曲線運(yùn)動(dòng)，將工件切割成型。DK7725 的基本含義為：D 為機(jī)床的類別代號(hào)，表示是電加工機(jī)床；K 為機(jī)床的特性代號(hào)，表示是數(shù)控機(jī)床； 第一個(gè) 7 為組代號(hào)，表示是電火花加工機(jī)床； 第二個(gè) 7為系代號(hào) （快走絲線切割機(jī)床為 7，慢走絲線切割機(jī)床為 6，電火花 成型機(jī)床為 1）；25為基本參數(shù)代號(hào)，表示工作臺(tái)橫向行程為 250 mm。 快走絲線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)由機(jī)床本體、脈沖電源、數(shù)控系統(tǒng)和工作液循環(huán)系統(tǒng)組成 ； 線切割機(jī)床走絲機(jī)構(gòu)的作用： 是使電極絲

43、以一定的速度運(yùn)動(dòng)， 并保持一定的張力； 線切割機(jī)床脈沖電源：窄脈寬（260卩s）、單個(gè)脈沖能量小、平均電流?。? 5 A） ，故總采用正極性加工 線切割機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)種類及作用1 ）軌跡控制：自動(dòng)控制電極絲相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡 2）加工控制：自動(dòng)控制伺服的進(jìn)給速度、短路回退、間隙補(bǔ)償（刀補(bǔ)） 、圖形的縮放、旋轉(zhuǎn)和平移、適應(yīng)控制、自動(dòng)找中心、信息顯示等。線切割機(jī)床工作液循環(huán)系統(tǒng) 由工作液、工作液箱、工作液泵和循環(huán)過濾系統(tǒng)等組成。工作液起絕緣、排 屑、冷卻的作用。低速走絲線切割機(jī)床大多采用去離子水作工作液； 高速走絲線切割機(jī)床大多 采用專用乳化液作工作液。供液方式有：澆注式和浸液式兩種線切割控制系統(tǒng)

44、作用1）自動(dòng)控制電極絲相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡2）自動(dòng)控制伺服的進(jìn)給速度。鉬絲： 抗拉強(qiáng)度高， 適于快速走絲加工， 所以我國(guó)快速走絲機(jī)床大都選用鉬絲作電極絲，直徑在0.080.2mm范圍內(nèi)；慢走絲線切割加工中廣泛使用直徑為 0.1 mm 以上的黃銅絲作為電極絲?？熳呓z線切割工作液： 廣泛采用的是乳化液，其加工速度快。 慢走絲線切割機(jī)床采用的工作液： 是去離子水和煤油。工作液的注入方式 和注入方向?qū)€切割加工精度有較大影響。 工作液的注入方式 有浸泡式、噴入式和浸泡噴入復(fù)合式。浸泡式和噴入式比較， 噴入式的優(yōu)點(diǎn)明顯， 所以大多數(shù)快走絲線切割機(jī)床采用這 種方式。在精密電火花線切割加工中， 慢走絲線切割

45、加工普遍采用浸泡噴入復(fù)合式的工作液注入方式，它既體現(xiàn)了噴入式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又避免了噴入時(shí)帶入空氣的隱患。 電極絲的進(jìn)給速度明顯超過蝕除速度，則放電間隙會(huì)越來越小，以致產(chǎn)生短路。 電極絲的進(jìn)給速度明顯落后于工件的蝕除速度，則電極絲與工件之間的距離越 來越大，造成開路。國(guó)內(nèi)線切割程序常用格式：有3B格式和ISO格式。其中慢走絲機(jī)床普遍采用ISO 格式，快走絲機(jī)床大部分采用 3B 格式。電化學(xué)反應(yīng)加工原理： 當(dāng)兩銅片接上約 10v 的直流電流并插入 CuCl2 的水溶液 時(shí)，即形成通路，在金屬片和溶液的界面上，必定會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，溶液中的 Cu+2 移向陰極，在陰極上析出為銅；同時(shí)，在陽極上的 Cu

46、 原子因失去電子而 成為Cu+2,進(jìn)入溶液；這便是電解（電鍍）液中的電化學(xué)反應(yīng)；以這種電化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，對(duì)金屬進(jìn)行加工（陽極溶解、陰極沉積）的方法 稱為電化學(xué)加工；電化學(xué)加工有三種不同的類型。1、第I類是利用電化學(xué)反應(yīng)過程中的陽極溶解來進(jìn)行加工，主要有電解加工和 電化學(xué)拋光等；2、第U類是利用電化學(xué)反應(yīng)過程中的陰極沉積來進(jìn)行加工，主要有電鍍、電鑄 等；3、第川類是利用電化學(xué)加工與其他加工方法相結(jié)合的電化學(xué)復(fù)合加工工藝進(jìn) 行加工，目前主要有電解磨削、電化學(xué)陽極機(jī)械加工 （其中還含有電火花放電作 用 ）。激光加工的原理 激光加工是利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達(dá)到很高的能量密度， 依靠光熱效應(yīng)下產(chǎn)生 高溫

47、熔融，來加工各種材料； 激光加工時(shí)，把光束聚集在工件的表面上，由于區(qū)域小、亮度高，其焦點(diǎn)處的功 率密度極高， 溫度可以達(dá)到一萬多度； 在此高溫下， 可以在瞬間熔化和蒸發(fā)任何 堅(jiān)硬的材料，并產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波，使熔化物質(zhì)爆炸式地噴射去除。激光加工的特點(diǎn)1 ）幾乎對(duì)所有金屬和非金屬都可以進(jìn)行激光加工；2）激光能聚集成極小的光斑，可以進(jìn)行細(xì)微和精密加工；3）可使用反射鏡，將激光輸送到遠(yuǎn)離激光器的隔離室或其它地點(diǎn)，進(jìn)行加工；4）無刀具，屬于非接觸式加工，無機(jī)械加工變形；5）對(duì)環(huán)境無特殊要求，便于自動(dòng)控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變 形??；激光加工的基本設(shè)備： 由激光器、導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)和加工機(jī) （激

48、光加工系統(tǒng) ）三部分 組成。激光加工工藝： 激光打孔、激光切割、激光焊接、激光打標(biāo) 電子束加工原理：電子束加工就是利用高速電子的沖擊動(dòng)能來加工工件的；在真空條件下， 利用電流加熱陰極發(fā)射電子束， 再經(jīng)過加速極加速， 將具有 很高速度和能量的電子束聚焦在被加工材料上， 高速電子撞擊工件， 其動(dòng)能絕大 部分轉(zhuǎn)化為熱能，使工件材料局部、瞬時(shí)熔融，汽化蒸發(fā)而去除；所以說電子束加工是通過熱效應(yīng)進(jìn)行加工的； 電子束加工特點(diǎn)與應(yīng)用1、聚焦直徑小，焦點(diǎn)直徑甚至能聚焦到 0.1um?？蓪?shí)現(xiàn)精密微細(xì)的加工。2、非接觸式加工。工件不受機(jī)械力作用，不產(chǎn)生宏現(xiàn)應(yīng)力和變形。3、加工材料范圍很廣，對(duì)脆性、韌性、導(dǎo)體、非導(dǎo)體

49、及半導(dǎo)體材料都可加工。4、 電子束的能量密度高，因而加工生產(chǎn)率很高。例如，每秒鐘可以在2.5mm厚 的鋼板上打 50 個(gè)直徑為 0.4 mm 的孔。5、電子束容易控制，加工過程便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是在電子束曝光中，從加 工位置找準(zhǔn)到加工圖形的掃描， 都可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 在電子束打孔和切割時(shí)， 可以 通過電氣控制加工異形孔，實(shí)現(xiàn)曲面弧形切割等。6、電子束加工在真空中進(jìn)行，因而污染少，加工表面不氧化，特別適用于加工 易氧化的金屬及合金材料，以及純度要求極高的半導(dǎo)體材料。7、電子束加工需要一整套專用設(shè)備和真空系統(tǒng)，價(jià)格較貴，生產(chǎn)應(yīng)用有一定局 限性。電子束加工時(shí)，為什么要抽真空 1、只有在高真空中，電子

50、才能高速運(yùn)動(dòng)。 2、在加工過程中，需要不斷地把所產(chǎn)生的金屬蒸汽抽出去，因?yàn)榧庸r(shí)的金屬 蒸汽會(huì)影響電子發(fā)射，產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。離子束加工原理：與 電子束加工比較相似，也是在真空條件下，把惰性氣體，通 過離子源產(chǎn)生離子束并經(jīng)過加速、集束、聚焦后，投射到工件表面的加工部位， 以實(shí)現(xiàn)去除加工。與電子束加工相比，離子束加工具有更大的能量。 離子束加工的四種工作方式： 1、離子束濺射去除加工，即將被加速的離子聚焦成細(xì)束，射到被加工表面上。 被加工表面受“轟擊”后，打出原子或分子，實(shí)現(xiàn)分子級(jí)去除加工。 2、離子束濺射鍍膜加工，即用加速的離子從靶材上打出原子或分子，并將這些 原子或分子附著到工件上，形成“鍍膜” 。又被稱為“干式鍍”3、離子束濺射注入加工，即用高能離子（數(shù)十萬 KeV ）轟擊工件表面，離子打 入工件表層，其電荷被中和，并留在工件中（置換原子或填隙原子） ，從而改變 工件材料和性質(zhì)。4、離子束曝光，即用在大規(guī)模集成電路制作中，與電子束相比有更高的靈敏度 和分辨率。超聲波加工的原理超聲波加工是利用振動(dòng)頻率超過16000 Hz的工具頭的振動(dòng)，通過懸浮液磨料 的撞擊和拋磨作用，對(duì)工件進(jìn)行成型加工的一種方法； 加工時(shí)，在工件和工具之間注入液體（水或煤油等）和磨料混合的懸浮液，工具 對(duì)工件保持一定的進(jìn)給壓力，并作高頻振蕩，頻率為1630kHz，振幅為0.010.15mm