特種加工考試題(附有答案)

1、一、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(lái)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、電火花加

2、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：是使電極絲以一定

3、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，D表示電加

4、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、電火花

5、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(guò)蝕除速度，則放電間隙會(huì)越來(lái)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(lái)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)生在陽(yáng)極

6、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(wú)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)）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。 （對(duì)）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(wú)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、線切割

7、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(lái)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)）3、電火花加工必須解決的問(wèn)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）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。（2分）5、電火花加工的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？（6分）答：電

8、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(wú)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

9、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）3）加速電極間隙的冷卻和消電離過(guò)程，有助于防止出現(xiàn)破壞性電弧放電；（1分）4）加速電蝕產(chǎn)物的排除；（1分）9、簡(jiǎn)述RC線路脈沖電源的工作過(guò)程（6分）答：RC線路脈沖電源的工作過(guò)程：1）當(dāng)直流電源接通后，電流經(jīng)限流電阻

10、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)存的電能就瞬間釋放，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，重復(fù)上述過(guò)程！（2分）11、簡(jiǎn)述快走絲線切割機(jī)床的工作過(guò)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)

11、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(yáng)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） 這種以電化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，對(duì)金屬進(jìn)行加工（陽(yáng)極溶解、陰極沉積）的方法稱為電化學(xué)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(guò)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)生高溫熔融，來(lái)加工各種材料；（2分）

12、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(wàn)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。（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(wú)刀具，屬于非接觸式加工，無(wú)機(jī)械加工變形；（1分）5）對(duì)環(huán)境無(wú)特殊要求，便于自動(dòng)控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變

13、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(lái)加工工件的；（1分）在真空條件下，利用電流加熱陰極發(fā)射電子束，再經(jīng)過(guò)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(shuō)電子束加工是通過(guò)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、

14、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(guò)程便于實(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(guò)離子源產(chǎn)生離子束并經(jīng)過(guò)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

15、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)影響電子和離子發(fā)射，產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以在加工過(guò)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）四、綜合題1、參照右圖，簡(jiǎn)述電火花加工的一般過(guò)程： 脈沖電源提供脈沖電壓作用于工具電極和工件電極上兩電極之間的工作液被電離、介質(zhì)被擊穿 形成放電通道；在電場(chǎng)力作用下電子奔向陽(yáng)極、正離子奔向陰極導(dǎo)致火花放電；電子和離子的高速運(yùn)動(dòng)轟擊陽(yáng)極和陰極，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能（10000）電極表面金屬迅速熔化甚至汽化工件表面形成一個(gè)極小的圓坑，工件被蝕除，工具不斷進(jìn)給工件不斷被蝕除。特種加工技術(shù)的應(yīng)用：1、 難加工材料的加工；2

16、、 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： 下料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)精加工高頻淬火及回火精磨2、落料模凸、凹模加工的現(xiàn)工藝路線為： 下料鍛造正火粗加工高頻淬火及回火線切割加工電火花加工定義： 在加工過(guò)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

17、部、瞬時(shí)產(chǎn)生的高溫，將金屬蝕除下來(lái)。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，來(lái)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(guò)程： 脈沖電源提供脈沖電壓作用于工具電極和工件電極上兩電極之間的工作液被電離、介質(zhì)被擊穿 形成放電通道；在電場(chǎng)力作用下電子奔向陽(yáng)極、正離子奔向陰極導(dǎo)致火花放電；電子和離子的高速運(yùn)動(dòng)轟擊陽(yáng)極和陰極，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能（10000）電極表面金屬迅速熔化甚至汽化工件表面形成一個(gè)極小的圓坑，工件被蝕除，工具不斷進(jìn)給工件不斷被蝕除。電火花加工必須解決的問(wèn)題1、由于在加工的不同階段，金屬蝕除的速

18、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、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

19、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、可以加工任何特殊及復(fù)雜形狀的工件；3、沒(méi)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(lái)的這一微觀物理過(guò)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

20、學(xué)常數(shù)5、工作液極性效應(yīng)對(duì)電蝕量的影響定義：?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(lái)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(lái)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

21、2）增加單個(gè)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(guò)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

22、果，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(guò)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(guò)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，從而提高加工精度

23、。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(wú)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：1）單個(gè)脈沖能量大，則表面粗糙度差；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)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

24、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 (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)間對(duì)電火花加工用脈沖電源的要求1、總的要求 有較高的加工速度、工具電極損耗低、加工過(guò)程穩(wěn)定性

25、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(guò)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。4)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、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

26、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；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(guò)程！等1）工作液循環(huán)方式：沖油式和抽油式；2）工作液過(guò)濾方式：自然沉淀法和介質(zhì)過(guò)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)：

27、 (1) 盲孔加工，工作液循環(huán)困難，電蝕產(chǎn)物排除條件差。 (2) 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400s)、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20400 s、峰值電流較小的參數(shù)進(jìn)行半精加工。3）精規(guī)準(zhǔn)：220 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工件之間的

28、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。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(wú)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(wú)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(guò)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)

29、現(xiàn)晝夜無(wú)人值守連續(xù)加工。 7、通常用于加工零件上的直壁曲面，通過(guò) 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(méi)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

30、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)。 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?？熳呓z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：是使電極絲以一

31、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 s) 、單個(gè)脈沖能量小、平均電流小(15 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(guò)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)作用1）自

32、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，慢走絲線切割加工普遍采用浸泡噴入復(fù)合式的工作液注

33、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(guò)蝕除速度，則放電間隙會(huì)越來(lái)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(lái)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(yáng)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

34、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(yáng)極溶解、陰極沉積）的方法稱為電化學(xué)加工；激光加工的原理激光加工是利用光能經(jīng)過(guò)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)生高溫熔融，來(lái)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(wàn)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(wú)刀具，

35、屬于非接觸式加工，無(wú)機(jī)械加工變形；5）對(duì)環(huán)境無(wú)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(lái)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(guò)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(shuō)電子束加工是通過(guò)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

36、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(guò)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(guò)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

37、、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，電子才能高速運(yùn)動(dòng)。2、在加工過(guò)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(guò)離子源產(chǎn)生離子束并經(jīng)過(guò)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

38、。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(wàn)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。超聲波加工的主要特點(diǎn)如下：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、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 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。3、由于工具材料較軟，易制成復(fù)雜的形狀，工具和工件