特种加工a卷答案

1.电火花加工：电火花加工在20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产，它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把工件材料蚀除下来.2. 表面变质层（电火花加工）：电火花加工过程中，在火花放电的瞬时高温和工作液的快速冷却作用下，材料的表面层发生了很大的变化，粗略地可把它分为熔化凝固层和热影响层。

3. 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同的。

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。

4. 加工速度 电火花加工时，工具和工件同时遭到不同程度的电蚀，单位时间内工件的电蚀量称之为加工速度，亦即生产率；一般采用体积加工速度m ν（3mm /min ）来表示，即被加工带的体积V 除以加工时间t ；m ν=V/t ；有时为了测量方便，也采用质量加工速度m ν来表示，单位为g/min 。

二1. 答：二者在原理上的相同点是基于带电粒子于真空中在电磁场的加速、控制作用下，对工件进行撞击而进行加工。

其不同处在于电子束加工加速转换成电能，在撞击工件时动能转换成热能使金属熔化、气化而被蚀除。

而离子束加工是电能使质量较大的正离子加速后，打到工件表面，是靠机械撞击能量使工件表面的原子层变形、破坏或切除分离，并不发热。

在工艺上：有离子刻蚀、渐射沉积、离子镀、离子注入（表面改性）等多种形式，而不象电子束加工，有打孔、切割、焊接、热处理等形式。

2. 答：间隙蚀除特性曲线是电火花放电间隙蚀除速度和放电间隙大小（间隙平均电压的大小）之间的关系，此关系可以定量地用作图法画成间隙蚀除特性曲线。

粗、精加工时，由于脉宽、峰值电流等电规准不同，同样大小间隙的蚀除速度也就不一样，总的来说，粗加工时蚀除速度较大，上凹的间隙蚀除特性曲线就高于精加工的曲线。

3. 超声加工系统中，超声振动系统主要有换能器、变幅杆和工具三部分组成。

超声频电振荡是通过换能器转换为机械振动的。

超声振动中变幅杆的主要左右是改变振动的振幅。

4. 四个阶段：极间的电离击穿形成放电通道，介质的热分解，电极材料溶化气化热膨胀，电极材料抛出，消电离。

当脉冲电压施加于工具电极与工件之间时，两极之间立即形成一个电场。

随着极间电压的升高或极间距离的减小，极间电场强度也将随着增大。

由于工具电极和工件的微观表面是凸凹不平的，极间距离又很小，因而极间电场强度是很不均匀的，两极间离得最近的突出点或尖端处的电场强度一般为最大，形成放电通道。

5.SL 技术的原理：SL 工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的，这种光敏树脂在一定波长和功率的紫外光的照射下迅速发生光聚合反应，由液态变成固态。

激光束的扫描轨迹由计算机控制，光点扫描到的地方就变成固态，这样一层层扫描直到整个零件制造完成。

LOM 工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用扫描整个截面。

因此成形厚壁零件的速度较快，易于制造大型零件。

工艺过程中不存在材料相变，因此不易引起翘曲变形，零件的精度较高，小于0.15mm 。

工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作用，所以LOM 工艺无需加支撑。

三．一、试列举几种采用特种加工工艺之后，对材料的可加工性和结构工艺性产生重大影响的实例。

答：这类实例是很多的，例如：⑴硬质合金历来被认为是可加工性较差的材料，因为普通刀具和砂轮无法对它进行切削磨削加工，只有碳化硅和金刚石砂轮才能对硬质合金进行磨削。

可是用电火花成形加工或电火花线切割加工却可轻而易举地加工出各式内外圆﹑平面﹑小孔﹑深孔﹑窄槽等复杂表面，其生产效率往往高于普通磨削加工的生产率。

更有甚者，金刚石和聚晶金刚石是世界上最硬的材料，过去把它作为刀具和拉丝模具等材料只有用金刚石砂轮或磨料“自己磨自己”，磨削时金刚石工具损耗很大，正是硬碰硬两败俱伤，确实是可加工性极差。

但特种加工中电火花可成形加工聚晶金刚石刀具、工具，而激光加工则不但“削铁如泥”而且可“削金刚石如泥”。

在激光加工面前，金刚石的可加工性和钢铁差不多了。

对过去传统概念上的可加工性，的确需要重新评价。

（2）对结构工艺性，过去认为方孔、小孔、小深孔、深槽、窄缝以及细长杆、薄壁等低刚度零件的结构工艺性很差，在结构设计时应尽量避免。

对E字形的硅钢片硬质合金冲模，由于90*内角很难磨削，因此常采用多块硬质合金拼镶结构的冲模。

但采用电火花成形加工或线切割数控加工，则很容易加工成整体硬质合金的E形硅钢片冲模，特种加工可使某些结构工艺性由“差”变“好”。

2. 电火花线切割加工过程的工艺和机理，与电火花穿孔成形加工既有共性，又有特性。

1、与成型加工的共同点（加工原理、机理、工艺、适应材料等相同）。

1）线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。

单个脉冲也有多种形式的放电形态，如开路、短路等。

2）线切割的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。

2、与成型加工的不同点（加工极性、工作液、放电状态、接触方式、电极形式、电极丝的加工特点、工具损耗等）1）由于电极工具是直径较小的细丝，故脉冲宽度、平均电流等不能太大，加工工艺参数的范围较小，属中、精正极性电火花加工，工件常接脉冲电源正极。

2）采用水或水基工作液，不会引起火，容易实现安全无人运转，但由于工作液的电阻率远比煤油小，因而在开路状态下，仍有明显的电解电流。

3）一般没有稳定电弧放电状态。

因为电极丝与工件始终有相对运动，尤其是快速走丝电火花线切割加工，因此，线切割加工的间隙状态可以认为是由正常电火花放电、开路和短路这三种状态组成，但往往在单个脉冲内有多种放电状态。

4）电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象。

5）省掉了成形的工具电极，大大降低了成形工具电极的设计和制造费用，用简单的工具电极，靠数控技术实现复杂的切割轨迹，缩短了生产准备时间，加工周期短，这不光对新产品的试制有意义，对大批生产也增加了快速性和柔性。

6）由于电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。

7）由于采用移动的长电极丝进行加工，使单位长度电极丝的损耗较少，从而对加工精度的影响比较小。

三线切割加工的应用范围1）加工模具适用于各种形状的冲模。

2）加工电火花成形加工用的电极一般穿孔加工用的电极以及带锥度型腔加工用的电极，用线切割加工特别经济，同时也适用于加工微细复杂形状的电极。

3）加工零件在试制新产品时，用线切割在坯料上直接割出零件，由于不另行制造模具，可以大大缩短周期，降低成本。

1、极性效应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同的。

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。

如果两圾材料不同，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“正圾性”加工；反之，工件按脉冲电源的负极(工具电极接正极)时，称“负极性”加工、又称“反极性”加工。

4.电解加工过程及其特点过程：利用金属在电解质溶液中的电化学阳极溶解，将工件加工成型的。

随着工件表面金属材料的不断溶解，工具阴极不断地向工件进给，溶解的电解产物不断地被电解液冲走，工件表面也就逐渐被加工成接近于工具电极的形状，如此下去直至将工具的形状复制到工件上。

电解磨削的基本原理和特点：电解磨削属于电化学机械加工的范畴。

电解磨削是由电解作用和机械磨削作用相结合而进行加工的，比电解加工具有较好的加工精度和表面粗糙度，比机械磨削有较高的生产率。

与电解磨削相近似的还有电解和电解研磨。

1、原理：电化学机械复合加工图4-42所示为电解磨削加工过程原理图，图中1为磨料砂粒，2为导电砂轮的结合剂铜或石墨，3为被加工工件，4为电解产物(阳极钝化薄膜)，间隙中被电解液5充满。

电流从工件3通过电解液5而流向磨轮，形成通路，于是工件(阳极)表面的金属在电流和电解液的作用下发生电解作用(电化学腐蚀)，被氧化成为一层极薄的氧化物或氢氧化物薄膜4，一般称它为阳极薄膜。

但刚形成的阳极薄膜迅速被导电砂轮中的磨料刮除，在阳极工件上又露出新的金属表面并被继续电解。

这样，由电解作用和刮除薄膜的磨削作用交替进行，使工件连续地被加工，直至达到一定的尺寸精度和表面粗糙度。

2、特点：加工范围广，效率高由于它主要是电解作用，因此只要选择合适的电解液就可以用来加工任何高硬度与高韧性的金属材料。

例如腐削硬质合金时，与普通的金刚石砂轮磨削相比较，电解磨削的加工效率要高3—5倍。

加工表面质量好因为砂轮并不主要磨削金属，磨削力和磨削热都很小，不。

会产生磨削毛刺、裂纹．烧伤现象，一般表面粗糙度可优于R a0.16m砂轮磨损小例如磨削硬质合金，普通刃磨时，碳化硅砂轮的磨损量为切除硬质合金质量的4~6倍；电解磨削时，砂轮的磨损量不超过硬质合金切除量的50％一100％，与普通金则石砂轮磨削相比较，电解磨削用的金刚石砂轮的损耗速度仅为它们的l／5一1／10，可显著降低成本。

四.编程题如图四所示的凸模，考虑线径补偿，设所用钼丝直径为φ0.12 mm，单边放电间隙为0.01 mm，试编制其加工程序。

（详细列出分析过程，计算，程序）若考虑线径补偿，设所用钼丝直径为φ0.12 mm，单边放电间隙为0.01 mm，则应将整个零件图形轮廓沿周边均匀增大一个0.01＋0.12/2＝0.07的值，得到图5.20(b)中虚线所示的轮廓后，按虚线轮廓(即丝中心轨迹)编程，则所编写的加工程序如下：B63 B9930 B009930 GY L2；引入直线段B0 B0 B040125 GX L1；直线A'→B' B10011 B90102 B090102 GY L1；直线B'→C' B30074 B40032 B060148 GX NR4；圆弧C'→D'B10011 B90102 B090102 GY L4；直线D'→A' B63 B9930 B009930 GY L4；引出直线段D；停机结束。