特种加工复习资料
特种加工复习
特种加工复习第一章概论第二章电火花加工第三章电火花切割加工第四章电化学加工第五章激光加工第六章电子束和离子束加工第七章超声加工第八章快速成形技术（自学）第九章其它特种加工（自学）第十章特殊、复杂、典型难加工零件的特种加工技术（自学）考试题型一、判断题（12题，每题1分，共12分）二、选择题（13题，每题1分，共13分）三、填空题（6题，共有25空，每空1分，共25分）四、名词解释（5题，每题4分，共20分）五、问答题（5题，每题6分，共30分）考试方式：开卷考试范围：1-7章考试时间：16周具体时间周三下午1：30考试地点：待定复习思考题1.实现电火花加工需要满足哪几个条件?2.什么是电火花加工的极性效应? 如何在生产中利用极性效应？3.电火花加工表面质量包括哪几个部分?4.电火花加工脉冲电源的作用是什么?5.电火花加工自动进给调节系统的作用是什么?6.电火花加工常采用的电极材料有哪几种?7.电火花加工时的自动进给系统和车、钻、磨削时的自动进给系统，在原理上、本质上有何不同？为什么？8.电火花加工时，什么叫做间隙蚀除特性曲线？粗、中和精加工时，间隙蚀除特性曲线有何不同？9.型腔模电火花加工方法有哪几种？10.电火花加工的加工速度和电火花线切割加工切割速度的含义各是什么？11.电火花线切割加工按电极丝的运行速度如何划分？12.我国电火花加工和线切割加工，工件和工具一般如何与电源相接?13.线切割加工与电火花加工相比较，脉宽、单个脉冲能量及平均电流是偏大还是偏小?为什么？14.电火花加工和线切割加工所用工作液有何不同?15.电火花线切割加工机床控制系统的功能包括哪几部分?16.采用电火花加工型腔模具时，在电极设计中，需考虑设计排气孔和冲油孔，为什么？17. 电火花加工中的等脉冲电源的含义？18.高速走丝数控线切割轨迹控制一般采用什么方法？19.何谓电火花加工的“二次放电”？20.线切割加工时，工件厚度对加工质量有何影响？21.试说明特种加工与切削加工相比，两者的不同点? P222.线切割加工的主要工艺指标有哪些?P6723.电火花加工和线切割加工的英文缩写分别是什么？24. 电解加工（如套料、成形加工等）的自动进给系统和电火花加工的自动进给系统有何异同？为什么会形成这些不同？25.电解加工时，电流效率的含义是什么?P9126.电火花加工的放电机理是指什么？将“火花放电腐蚀现象”变成一种电火花加工技术的前提是必须解决哪些问题？27.简述电火花加工与电火花线切割加工的异同点。
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概论特种加工和切削加工的不同本质和特电是：①不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（如电，化学，光，声，热等）去除金属材料。
②工具硬度可以低于被加工材料的硬度，如激光，电子束等加工时甚至没有成形的工具。
③加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，如电火花，线切割，电解加工时工具与工件不接触。
第二章电火花加工Ⅰ电火花加工的原理是基于工具和工件（正负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸，形状及表面质量预定的加工要求。
★电火花加工条件：①必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为0.02-0.1mm。
如果过大不能击穿工作介质不会产生火花放电，太小形成短路也不能放电②火花放电必须是瞬时的脉冲放电③火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油皂化液或去离子水。
Ⅰ极性效应(为什么用单向脉冲直流电源）在电火花加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。
即使是相同材料，例如钢加工钢，正负电极的电蚀量也是不停的。
这种单纯由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。
如果两电极材料不同，则极性效应更加复杂。
在生产中，我国通常把工件接脉冲电源的正极（工具电极接负极）时，称“正极性加工，反之工件接脉冲电源的负极（工具电极接正极）时，称“负极性加工，又称“反极性”加工。
②工具相对损耗原理Ⅰ正确选择极性和脉宽Ⅱ利用吸附效应Ⅲ利用传热效应Ⅳ减少工具电极损耗★RC线路脉冲电源：工作原理是利用电容充电储存电能，而后瞬时放出，形成火花放电来蚀除金属。
因为电容时而充电，时而放电，一弛一张；故又称“弛张式”脉冲电源。
★电火花穿孔成形加工：电火花穿孔加工是利用火花放电腐蚀金属的原理，用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法。
电火花穿孔成形加工：｛穿孔加工-冲模，粉末冶金模，挤压模，型孔零件，小孔，小异形孔，深孔｛型腔加工-型腔模（锻模，压铸模，塑料模，胶木模等），型腔零件。
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导电砂轮。当注入电解液后，在电解和机械磨削的双重作
用下，车刀的后刀面将很快精被磨光。
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电解磨削加工特点（与磨削相比）
优点： • 加工范围广，加工效率高 • 可提高加工精度及表面质量 • 砂轮磨损量小 缺点： • 刃口不易锋利 • 机床、夹具等需要防锈处理 • 需要吸、排气装置 • 需要直流电源、电解液过滤、循环系统等附属
金属蒸气
精
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1. 金属材料的比热容：使局部金属材料温度升高直至达到熔 点，而每克金属材料升高1°C所需之热量。
2. 金属的熔化热：每熔化1g材料所需之热量。
3. 熔融金属的比热容：使熔化的金属液体继续升温至沸点， 每克金属液体升高1°C所需之热量。
4. 金属的气化热：使熔融金属气化，每气化1g材料所需之热 量。
5. 蒸气的比热容：使金属蒸气继续加热成过热蒸气，每克金 属蒸气升高1°C所需之热量。
精
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线切割加工的特点
与电火花加工相比较
不同点：
• 电极工具直径小，脉冲宽度，平均电流不能太大。
属中、精正极性加工
• 疏松接触式轻压放电现象
• 采用水或水基工作液，不会引然起火，易实现安
全无人运转。
• 因电极丝与工件始终有相对运动，无稳定电弧放
电状态。
• 省掉成型工具电极的费用，缩短生产准备时间。
• 电极丝细，切缝窄，可凸，凹模同时加工，节省
材料。
• 电极丝的损耗对加工精度精 影响小。
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整个工件的编程举例
A→B→C→D→A
B B B40000GxL1 B 1B 9B90000GyL1 B30000B40000B60000GxNR1 B 1B 9B90000GyL4
设备
特种加工复习要点
一、1.电火花加工经历了哪些阶段? （1）极间介质的电离、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（电能变成动能，动能通过碰撞又转变成热能）（3）电极材料的抛出（通过工作液的气化和金属材料熔化、气化，热膨胀产生很高的瞬时压力）（4）极间介质的消电离2.特种加工的使能方式：热能、电能、光能、电节能、化学能、声能3．工件材料的去除形式：溶化、气化、电解4.特种加工按使能方式分（1）电加工：电解加工、电火花成型加工、电火花线切割加工（2）高能束流：激光加工、电子束加工、离子束加工、水射流加工（3）复合加工：超声加工、电解磨削5.电火花成型加工被广泛用于加工模具型腔的原因：可以加工尖角、锐边等几何细节6.电极损耗比的意义：工具电极的损耗量与工件去除量之比7.用电极损耗比评价电火花成型加工过程中电极损耗程度的理由：电极损耗量与工件去除量有关8.为了最大限度减少电极损耗：粗加工——半精加工——精加工9.影响电火花加工效率或速度的主要因素：单脉冲能量、放电频率、有效放电率（增大单脉冲放电能量，提高脉冲放电的频率，提高有效放电率）10.电极材料热学常数：熔点、沸点、热导率、比热容、熔化热、气化热等11.（1）紫铜：熔点虽低，但导热性好，因此损耗也小，可用作中小型腔加工（2）石墨：热血性能好，且容易吸附游离碳补偿电极损耗，且加工工艺性好，也被广泛应用。
但石墨电极表面光洁度与石墨材质结构关系密切，石墨电极很难加工出表面光洁度很高的表面光洁度，加工工件表面的表面光洁度可能不高（好加工）12.降低电火花加工的电极损耗措施：（1）合理地选择电极材料（热学常熟高）（2）利用电极表面的涂覆作用（必须采用负极性加工）（3）控制放电电流的上升速度（4）采用分布加工的工艺路线13.电火花加工的主要工艺指标：表面光洁度（粗糙度）、加工速度、电极损耗比14.最佳放电间隙的定义：在保证稳定加工的前提下，能达到最大加工速度的最大间隙（间隙：30~40um 电压：30V）15.测量方法：（1）峰值电压检测法，适用于独立式脉冲电源（2）平均值检测法，适用于非独立式脉冲电源，如RC电源16.（1）慢走丝：丝振小，切缝小，切割精度高；可实现自动穿孔，大锥度切割功能；丝只有一次性使用，一方面损耗问题对精度影响可排除，另一方面也造成成本提高走丝速度：0.2m/s，丝径0.3mm~0.01mm （2）快走丝：有利于排屑，提高加工速度；电极丝可重复使用，运行成本低；丝振难以克服，加工精度不及慢走丝速度：8~10m/s，丝径0.1~0.16mm17.电极击穿的阶段：极间介质的电离、击穿，形成放电通道，通道内的带电粒子撞击电极表面，使动能转化为电能，进而转化为热能，使电极表面瞬时达到很高的温度18.电火花放电是过渡过程，持续时间0.1us~10us19.电火花线切割加工：型芯、脱模锥度、凸模（至少四轴联动）20.电解加工（1）突出优点：加工效率高；表面质量好；光洁度好（2）存在的主要问题：加工精度难以控制；产生腐蚀污染21.电解加工产生复制误差主要发生在：初始加工间隙最大的地方22.电解加工的加工间隙（1）端面平衡间隙23. 在厚度为64mm的低碳钢钢板上用电解加工方法加工通孔，已知阴极直径 24mm，端面平衡间隙∆b＝0.2mm。
特种加工考试重点
第一章：概论1.特种加工与切削加工的不同点：①其不依靠机械能而依靠其他能量；②工具的硬度比工件的低；③没有显著的切削力。
2.特种加工对材料的可加工性及结构工艺性的影响：①提高了材料的可加工性；②改变了零件的典型工艺路线；③缩短了新产品的开发周期；④对零件结构设计影响很大；⑤重新评价传统结构工艺性的好坏。
第二章：电火花加工的基本原理和分类3.电火花加工的条件：①工具电极与工件表面必须保持一定的放电间隙；②必须是瞬时的脉冲放电；③放电必须是在绝缘介质中进行。
4.电火花加工的必要设备：①工具电极自动进给调节装置；②脉冲电源：产生脉冲放电；③必须要有绝缘的工作介质（煤油、机油）。
5.电火花加工的特点及应用：（1）特点：①电火花加工适合加工难切削的材料；②可以加工特殊及复杂的零件；③只能加工导电材料；④加工速度慢；⑤存在工具电极的损耗。
（2）应用：模具制造业。
6.电火花加工的机理：①极间介质电离、击穿，形成放电通道；②介质热分解，电极材料融化、气化、热膨胀；③电极材料的抛出；④极间介质的消电离。
7.影响材料放电腐蚀的主要因素：（1）极性效应，即正负极电蚀量不一样的现象：①正极性加工（工件接正极）：用于精加工，而且常用窄脉宽（防止离子加速后撞击工具，对工具造成大的损坏）；②负极性加工（工件接脉冲电源负极）：用于粗加工，而且常用于长脉宽（因离子相对电子质量大，加速慢）。
（2）电参数对电蚀量的影响：q = k w fψt ；（q：电蚀量，k：介电系数，w：单个脉冲的能量，f：脉冲频率，ψ：脉冲效率，t：时间）。
想要q增加，途径：①增加f：要靠降低脉冲间隔来实现，若降低脉冲间隔太利害会产生消电离太难，从而会产生电弧放电烧焦工件表面，影响加工精度；②提高w：这样可以提高效率，但是粗糙度会增加。
（3）金属材料热学系数对电蚀量的影响：熔点、沸点、比热容、熔化热、汽化热的升高都会导致电蚀量的减少，热导率的上升，从而电蚀量的降低。
特种加工总复习
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特种加工技术
横坐标-放电间隙 纵坐标-蚀除速度 理论上，希望进给调 节特性曲线Ⅱ与间隙 蚀除特性曲线Ⅰ相交 于最高点B。
图2-21 间隙蚀除特性与调节特性曲线
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总复习题
9.型腔模电火花加工方法有哪几种？P37
答：主要有单电极平动法、多电极更换法和分解电极法。
10.电火花加工的加工速度和电火花线切割加工切割速度的含义 各是什么？ P17,P67 答：电火花加工的加工速度是指单位时间内工件的电蚀量， 单位为mm3/min；电火花线切割加工切割速度是指单位时间内 电极丝中心线在工件上切过的面积总和，单位为mm2/min。
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特种加工技术
总复习题
21.试说明特种加工与切削加工相比，两者的不同点? P2 答： ①不是主要依靠机械能，而是主要用其它能量去除材料； ②工具硬度可以低于被加工材料的硬度； ③加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械加工力。 22.线切割加工的主要工艺指标有哪些?P67 答：主要工艺指标有切割速度、表面粗糙度、电极丝损耗量、 加工精度等。 23.电火花加工和线切割加工的英文缩写分别是什么？P55 答：分别是ＥＤＭ和ＷＥＤＭ。
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特种加工技术 我国电火花加工和线切割加工，工件和工具一般如何与电源 相接? 短脉冲（ <40微秒）加工时： 电子轰击作用大于正离子的轰击作用，正极的蚀除速度大于 负极的蚀除速度，所以工件接正极。“正极性加工”，表面 质 量高，效率低，用于精加工。 长脉冲（ >300微秒）加工时： 质量和惯性大的正离子有足够的时间加速，正离子轰击作用 大于电子的轰击作用，负极的蚀除速度大于正极的蚀除速 度，所以工件接负极。“负极性加工 ”，表面质量差，效率 高；用于粗加工。
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1.电火花加工又称为放电加工（简称EDM),也称仿形加工，还有称脉冲放电加工的，它是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法。
在加工过程中，靠工具电极和工件电极之间的脉冲性火花放电蚀除多余的材料。
2.电火花加工的过程：（1）极间介质的电离、击穿，形成放电通道。
（2）电极材料的熔化、气化热膨胀。
（3）电极材料的抛出（4）极间介质的消电离。
3.电火花加工的两种类型：穿孔加工和型腔加工4.L2=L1+2SL(SL为单边火花间隙值)5.穿孔加工的具体方法：（1）间接法（2）直接法（3）混合法（4）阶梯工具电极加工法6.目前常用的电极材料有紫铜（纯铜）、黄铜、钢、石墨、铸铁、银钨、铜钨合金等7.常用的电极结构形式主要有整体式、组合式、镶拼式三中基本类型。
8.（1）放电间隙是放电时工具电极和工件3件的距离，它的大小一般在0.01~0.5mm，粗加工时间间隙较大，精加工时则较小。
（2）脉冲宽度Ti简称脉宽，是加到电极和工件上放电间隙两段的电压脉冲的持续时间。
（3）脉冲间隔T0称脉间或间隔，它是两个电压脉冲之间的间隔时间（4）放电时间（5）加工电压（6）加工电流（7）正、负极性加工9.电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作过滤盒循环系统、机床附件等部分组成。
10.我国的电火花机床的型号为D71D7140 D为电加工机床71为电火花穿孔、成形机床40为机床工作台横向行程cm11.线切割机床按走丝速度不同分为高速走丝（快走丝）、慢走丝机床。
电极丝的速度为7~10m/s，属于高走丝，低于0.2m/s为慢走丝。
12.线切割加工和电火花加工的不同点：（1）从加工原理来看，电火花加工时电极形状复制到工件上的一种工艺方法：而线切割加工是利用移动的细金属导线作电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成形地一种工艺方法。
（2）从产皮形状角度看，电火花加工必须先用数控加工等方法加工出与产品形状长相似的电极：线切割加工中产品的形状是通过工作台按给定的控制程序移动而合成的，只对工件进行轮廓图形加工，余料仍可利用。
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特种加工复习资料一、填空题二、选择题1、下列各项中对电火花加工精度影响最小的是( D )。
A、放电间隙B、加工斜度C、工具电极损耗D、工具电极直径2、若线切割机床的单边放电间隙为0.01mm，钼丝直径为0.18 mm，则加工圆孔时的补偿量为( A )。
A、0.10 mmB、0.11 mmC、0.20 mmD、0.21 mm3、用线切割机床加工直径为10 mm的圆孔，当采用的补偿量为0.12 mm时，实际测量孔的直径为10.02 mm。
若要孔的尺寸达到10 mm，则采用的补偿量为( A )。
A、0.10 mmB、0.11 mmC、0.12 mmD、0.13 mm4、用线切割机床不能加工的形状或材料为( A )。
A、盲孔B、圆孔C、上下异形件D、淬火钢5、第一台高速走丝线切割机床是由（ B ）发明研制出来的。
A、美国B、中国C、瑞士D、日本6、电火花线切割加工的特点有（ C ）。
A、必须考虑电极损耗B、不能加工精密细小、形状复杂的零件C、不需要制造电极D、不能加工盲孔类和阶梯型面类工件7、数控电火花高速走丝线切割所用的工作液和电极材料是选用（ C ）。
A、纯水和钼丝B、机油和黄铜丝C、乳化液和钼丝D、去离子水和黄铜丝8、线切割编程时，计数长度应以（ A ）为单位。
A、微米B、毫米C、纳米D、厘米9、加工斜线OA，设起点O在切割坐标原点，终点A的坐标是为X e=17，Y E=5 mm。
其加工程序为（ B ）。
A、B17B5B17GXL1B、B17000B5000B17000GXL1C、B5000B0B17000GYLD、B5000B0B17000GYL110、加工半圆AB，切割方向从A到B，起点坐标为A（-5，0），终点坐标B（5，0），其加工程序为（ D ）。
A、B5000BB10000GXSR2B、BB5000B1000GYSR2C、B5000BB1000GYSR2D、B5000BB10000GYSR211、电解加工是利用金属在电解液中的电化学（ A ）溶解，将工件加工成形的。
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以下几个问题是老师上课时重点讲解的内容，作为同学们复习时的一个参考，本次考试采取开卷形式，包括十道简答题。
一. 电火花加工对工具电极材料有哪些要求？
二．喷气发动机、汽轮机中整体叶轮的叶片，一般采用什么方法加工？为什么？三．电火花线切割工作液应具有什么性能？
四. 电火花或者线切割加工时，如何计算脉冲电源的电能利用率？
五. 简述电火花加工的机理？
六. 大面积电火花加工中，加工条件的选择要注意哪些?
七．什么叫极性效应?在电火花加工时选择极性效应的原则是什么?
八．喷气发动机套上的冷却孔，飞机机翼的吸附屏的孔，孔数达数百万个，直径Φ0.2~0.003mm,一般常采用什么方法进行高速打孔？为什么？
九．高精度的图形，如集成电路、光电器件和光集成器件等微电子学器件亚微米图形的刻蚀，一般采用什么方法加工？为什么？。