1、一1電火花加工中，影響除率的主要因素的影響有？答：1）極性效應的影響，2）電參數對蝕除率的影響，3）金屬材料熱靴常數對除率的影響。2，RC脈沖電源的主要的優點和缺點？答：優點：1）結構簡單，工作可靠，成本低。2）在小功率時可獲得很窄的脈寬和很小的單個脈沖能量，可用作電火花光整加工和精微加工。 缺點：1）電容器放電速度很快，無法獲得較大的脈寬，因此無法實現長脈寬，低損耗的加工，很難在型腔加工中獲得應用。2）電能利用效率很低，最大不超過36%，因大部分電能經過電阻R時轉化為熱能損失掉，這在大功率加工是很不經濟的。3）生產效率低，因為電容器的充電時間tc比放電時間te長50倍以上，脈沖間歇系數太大。

2、4）工藝參數不穩定，而且放電間隙經過限流電阻，始終和直流電源直接聯通，沒有開關元件使之隔離開來，所以隨時都有放電的可能，并容易轉為電弧放電。3線切割加工的主要特點？答：1）用成形電極即簡單的電極絲就可對工件進行加工，降低成本，縮短時間。2）電極絲很細，可以加工微細異形物孔，窄縫和形狀復雜的工件。3）采用移動的長電極絲進行加工，單位長度的損耗很少，從而提高了加工精度。尺寸精度可達0.010.02mm，粗糙度可達Ra1.6um。4）可加工高強度，高脆性，高韌性，高熔點導電材料。5）實現微機控制，自動化程度高，操作方便。4線切割加工按走絲方式分為？答：高速走絲，低速走絲。5高速走絲線切割機床組成部分

3、？答：機床本體，脈沖電源，微機控制裝置，工作液循環系統等部分組成。6線切割加工電極絲接負極，工件接正極。8影響電火花線切割加工的因素有哪些？答：1）工作液，2）電極絲，3）穿絲孔9什么是電解加工？可分幾類？答：電解加工是利用金屬在電解液中產生的陽極溶解現象，進而去除多余的材料，將工件成形的一種電化學加工的方法。電解加工分為：電鍍和涂覆。10電化學加工可分為幾類？答：陽極電解蝕除和陰極電鍍沉積加工。11電化學加工的主要組成部分有哪些？答：直流電源，電解加工機床，電解液系統。12電解加工時電極反應方程式？答：陽極反應： Fe-2e4 - 4e 2 - 2e + 2 Fe4 Fe + 2O + 4

4、Fe陰極反應：2 + 2e 13 電解加工時，工件接正極，工具接負極。15 超聲波加工的特點？1）適合加工各種硬脆材料2)工具可用較軟的材料，做成較復雜的形狀，因此不需要工具和工件做比較復雜的相對運動，超聲加工機床的結構比較簡單，只需要一個方向進給，操作、維修方便。3）去除加工材料是靠極小磨料瞬時的局部撞擊作用，故工件表面的宏觀切削力很小，切削應力，切削熱也很小，不會引起變形及燒傷，表面粗糙度也較好，可達Ra1umRa0.1um，加工精度可達0.01mm0.02mm，而且可以加工薄壁、窄縫、低剛度零件。4）工件上被加工出的形狀與工具形狀一致，可以加工型孔，型腔及成形表面，還可以進行表面修飾加工

5、。5）超聲波加工機床、工具均比較簡單，操作、維修方便。16 超聲波加工的變幅桿為什么能夠放大振幅？ 變幅桿能擴大振幅是由于通過它的每一截面的振動器能量是不變的，截面小的地方能量密度大，振幅也大。17 影響超聲波加工速度的主要因素有？答：工具振動頻率、振幅、工具與工件之間的靜壓力、磨料的種類和粒度、懸浮液的濃度、供給及循環方式、工具與工件材料、加工面積和深度等。18 激光加工的主要特點?答：1）激光加工屬高能束流加工，功率密度可高達w/，幾乎可以加工任何金屬材料和非金屬材料。2）激光加工無明顯機械力，不存在工具損耗，加工速度快，熱影響區小，易實現加工過程自動化。3）激光可通過玻璃等透明材料進行加

6、工。4）激光可以通過聚焦形成微米級的光斑，輸出功率的大小又可以調節，因此可進行精密微細加工。5）可以達到0.01mm的平均加工精度和0.001mm的最高加工精度，表面粗糙度Ra值可達0.40.1 um.19 激光加工基本設備有幾部分？答：由激光器、激光器電源、光學系統及機械系統等四大部分組成。20 影響激光加工的主要因素有？答：輸出功率與照射時間、焦距與發散角、焦點位置、光斑內能量分布、照射次數及工件材料等。21 化學銑削特點：可加工任何難切削的金屬材料，而不受任何硬度和強度限制。適合大面積加工，可同時加工多件。加工過程中不會產生應力、裂縫、毛刺等缺陷，表面粗糙度可達Ra2.51.25 um。

7、加工操作方法比較簡單。22化學銑削的缺點？答：不適宜加工窄而深的槽和型孔等。原材料中缺陷和表面不平度，劃痕等不易消除。腐蝕液對設備和人體有危害，需有適當的防護措施。23 化學銑削應用范圍？答：主要用于較大工件的金屬表面厚度減薄加工。用于在厚度小于1.5mm薄壁零件上加工復雜的型孔。24 化學銑削工藝過程？表面預處理涂保護層固化刻型腐蝕清洗去保護層25 電子束加工的裝置有:電子槍、真空系統、控制系統和電源。26 精密微向加工有哪些：電子束、離子束、激光。27 高壓水加工基本原理與設備組成？答：原理：利用高壓、高速的細徑液流作為介質，對工件表面進行噴射，依靠液流產生的沖擊作用去除材料實現對工件的切

8、割。 組成：超高壓水發生裝置、噴嘴、其他裝置。28 快速成型加工工藝過程：建立產品的三維模型 三維模型的近似處理 三維模型的切片/分層處理 產品的成型加工 成型零件的后處理。二1. 一 填空(11分)1.特種加工技術引起了機械制造工藝技術領域內的許多變革,例如對:1) 2) 3) 4) 5) 等產生了一系列的影響.2.電子束加工依靠 轉化為 來加工的,而離子束加工則是依靠微觀的 .3.超聲加工適合于加工不導電的 材料,還可以用于 等.4.快速成形技術的4種代表性工藝是:1) 2) 3) 4) .5. , , 和 是依靠熱能去除材料的加工方法.6.電解加工是利用電化學 來進行加工,電鍍是利用電化

9、學 進行加工.7.電火花加工是前蘇聯 研究 開創和發明的.二 簡答題(26分)電火花加工主要優點和局限性.(5分) 電火花加工與線切割加工的區別與聯系.(9分)電解加工中電解液的作用.(4分)激光為什么比普通光有更大的瞬時能量和功率密度 為什么稱它為"激" 光 (8分)三.分析題(18分)1.從原理,機理上分析,電化學加工有無可能發展成為"納米級加工" 或"原子級加工"技術 原則上要采用哪些措施才能實現 (10分)2.分析電火花加工的自動進給調節系統和電解加工的進給系統 (8分)四.應用題(25分)1.舉例說明型腔模具電火花成形加工工

10、具電極的設計(10分)2.分別用3B代碼和ISO代碼來編寫下圖所示的線切割加工程序,圖中單位:毫米.(15分)特種加工技術試題答案:一:1.1)材料的可加工性;2)工藝路線的安排;3)新產品的試制過程4)產品零件設計的結構5)零件結構的工藝性好,壞的衡量標準2.動能 熱能 機械撞擊能量3.非金屬脆硬 清晰,焊接和探傷4.光敏樹脂掖相固化成形 選擇性粉末燒結成形 薄片分層疊加成形 熔絲堆積成形5.電火花加工 線切割加工 激光加工 電子束加工 等離子弧加工 (5中取4)6.陽極溶解 陰極沉積,涂覆7.拉扎林柯夫婦 開關觸點遭受火花放電腐蝕損壞的現象和原因二,1.優點:1)適合于加工任何難切削材料

11、2)可以加工特殊及復雜形狀的表面和零件局限性:1)主要用于金屬加工.在一定條件下可以加工半導體和非導體材料 2)加工速度較慢 3)存在電極損耗2.與電火花加工的共性:電壓,電流波形與電火花加工基本相似加工機理,生產率,表面粗糙度等工藝規律,材料可加工性與電火花加工基本相似與電火花加工的不同:電極采用直徑較小的細絲,平均加工電流,脈沖寬度不能太大,屬于重精加工,電極接正極采用水或水基工作液,有明顯的電解電流.但不會起火,易于實現無人運行一般沒有穩定電弧放電電極與工件之間存在"疏松接觸"式輕壓放電現象省掉了成形的工具電極,大大降低了成形電極的設計和制造電極絲較細,可以加工微細異

12、型孔,窄縫和復雜形狀的工件采用移動的長電極絲驚醒加工,單位長度上電極絲的損耗較低,對精度影響小(尤其慢走絲電極絲一次性使用)3.在電解加工過程中,電解液的主要作用是:作為導電介質傳進電流;在電場作用下進行電化學反應,使陽極溶解能順利而有控制地進行;及時地把加工間隙內產生的電解產物及熱量帶走,起更新與冷卻作用4.因為激光器可在較長時間上吸收,積聚某一波長光的能量,然后在很短的時間內 放出,并且通過光學透鏡將大面積光通道上的激光束聚焦在很小的焦點上,經過時間上和空 間上的兩次能量集中,所以能達到很大的瞬時能量和功率密度.其所以稱之為"激光",是因為激光器中的工作物質吸收某一波長

13、的光能,達到粒子數 反轉之后,再受到這一波長的光照后,就會瞬時受激,產生躍遷,并發出與此波長相同的激光.三:1.由于電化學加工從機理上看,是通過電極表面逐層地原子或分子的電子交換,使之在電解液中"陽極溶解"而被去除來實現加工的,可以控制微量,極薄層"切削"去除.因此,電化學加工有可能發展成為納米級加工或原子級的精密,微細加工.但是要實現,從技術上講還有相當難度.主要是由于電化學加工的實質是實現選擇性陽極溶解或選擇性陰極沉積,只要能把這種溶解或沉積的大小,方向控制到原子級上就可以了.但是由于他們的影響因素太多,如溫度,成分,濃度,材料性能,電流,電壓等,故

14、綜合控制起來還很不容易.2.電火花加工自動進給調節系統是保證工具和工件保持一定的"平均"放電間隙,由于工件的蝕除速度和電極的損耗是隨機的,變化的,所以電火花加工是不等速進給調節系統,又稱為伺服系統.電解加工間隙與加工速度在一定范圍內成雙曲反比關系,能夠相互平衡補償,其自動進給系統是等速進給系統,不需要回退.四1.型腔模具電火花成形加工工具電極的設計要考慮電極材料的選擇和電極尺寸設計亮了方面:1)材料的選擇:為了提高加工精度,點擊材料要選擇耐蝕性高的材料,如純銅,銅鎢合金,銀鎢合金及石墨等.銅鎢合金,銀鎢合金成本較高,機械加工較難,采用較少,在其特殊的情況下使用.采用較多的是

15、純銅和石墨.2)電極尺寸的確定a) 徑向尺寸計算公式:a=A±Kba電極水平尺寸A型腔圖樣名義尺寸K與標注有關的系數,單邊為1,雙邊為2b單邊縮放量 b=SL+Hmax+hmax+ rSL單邊加工間隙(放電間隙)Hmax加工前表面微觀不平度最大值hmax加工后表面微觀不平度最大值r搖動量±按縮放原則確定根據上述公式,設計如圖的工具電極:a1 = A1 2ba2 = A2 + 2bc = Cr1 = R1 bb) 高度尺寸只要考慮加工結束時,電機夾具不和夾具模塊或壓板發生接觸,以及同一電極重復使用而增加的高度即可.2.3B代碼:B400000 B0 B400000 GX L1

16、B0 B100000 B100000 GY L2B300000 B0 B300000 GX L3B241420 B241420 B241420 GX L1B241420 B241420 B841420 GY NR4B100000 B0 B100000 GX L1B100000 B0 B229290 GX SR2B270710 B270710 B270710 GX L3B0 B141420 B141420 GY L4ISO代碼:G91 G92 X-200.0 Y-482.84G01 X200.0G01 Y-382.84G01 X-100.0G01 X141.42 Y141.42G02 X-200

17、.0 Y0 I141.42 J-141.42G01 X-100.0G03 X70.71 Y-70.71 I-100.0 J0G01 X-200. Y-341.42G01 Y-482.84三一、填空1、特種加工主要采用 機械能 以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達到圖樣上全部技術要求。（1分）2、電火花加工原理是基于 工具和工件（正、負電極）之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現象，來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀和表面質量等預定的加工要求。（2分）3、電火花加工系統主要由 工件和工具、 脈沖電源 、自動進給和調節裝置 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途

18、徑有：提高脈沖頻率、增加單個脈沖能量、減少脈沖間隔。（3分）5、電火花加工的表面質量主要是指被加工零件的 表面粗糙度、表面變質層、表面力學性能 。（3分）6、電火花加工的自動進給調節系統主要由以下幾部分組成：測量環節、 比較環節、 放大驅動環節、 執行環節、 調節對象。（3分）7、電火花成型加工的自動進給調節系統，主要包含 伺服進給控制系統 和 參數控制系統 。（2分）8、電火花加工是利用電火花放電腐蝕金屬的原理，用工具電極對工件進行復制加工的工藝方法，其應用范圍分為兩大類：穿孔加工、型腔加工。（2分）9、線切割加工是利用 移動的、作為負極的、線狀電極絲 和工件之間的脈沖放電所產生的電腐蝕作用

19、，對工件加工的一種工藝方法。（2分）10、快走絲線切割機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、線切割機床走絲機構的作用：是使電極絲以一定的速度運動，并保持一定的張力。（2分）12、線切割控制系統作用主要是：1）自動控制電極絲相對于工件的運動軌跡；2）自動控制伺服的進給速度。（2分）13、快速成形技術（RP）最早產生于二十世紀70年代末到80年代初，目前RP技術的主流是： SLA立體光造型 、LOM薄材疊層制造 、SLS激光燒結 、FDM熔融成型 四種技術。（4分）14、快速成型的數據接口主要有：快速成型技術標準數據格式即STL格式 和 快速成型設備的通用數據接口即

20、CLI 格式。（2分）二、判斷題（15分，每題1分）1、目前線切割加工時應用較普遍的工作液是煤油。 （錯）2、在型號為DK7740的數控電火花線切割機床中，D表示電加工機床。 （對）3、線切割機床通常分為兩大類，一類是快走絲，另一類是慢走絲。 （對）4、3B代碼編程法是最先進的電火花線切割編程方法。 （錯）5、離子束加工必須在真空條件下進行。 （對）6、電火花加工中的吸附效應都發生在陰極上。 （錯）7、線切割加工一般采用負極性加工。 （錯）8、電火花穿孔加工時，電極在長度方向上可以貫穿型孔，因此得到補償，需要更換電極。 （錯）9、弛張式脈沖電源電能利用率相當高，所以在電火花加工中應用較多。（錯

21、）10、電火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求電規準的調節范圍相對較大。（對）11、電火花成型加工屬于盲孔加工，工作液循環困難，電蝕產物排除條件差。（對）12、電火花加工的粗規準一般選取的是窄脈沖、高峰值電流。 （錯）13、在采取適當的工藝保證后，數控線切割也可以加工盲孔； （錯）14、當電極絲的進給速度明顯超過蝕除速度，則放電間隙會越來越小，以致產生短路。 （對）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）1、快走絲線切割加工中，常用的電極絲為鉬絲。 （對）2、3B代碼編程法是最先進的電火花線切割編程方法。 （錯）3、電火花線切割加工可以用來制造成形

22、電極。 （對）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）5、電子束加工必須在真空條件下進行。 （對）6、電火花加工中的吸附效應都發生在陽極上。 （對）7、線切割加工一般采用正極性加工。 （對）8、電火花成型加工時，電極在長度方向上損耗后無法得到補償，需要更換電極。 （對）9、電火花成型加工中的自動進給調節系統應保證工具電極的進給速度等于工件的蝕除速度； （對）10、電火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求電規準的調節范圍相對較小。（錯）11、電火花成型加工電極損耗較難進行補償。 （對）12、數控線切割加工是輪廓切割加工，不需設計和制造成形工具電極。 （對）13、數控線

23、切割加工一般采用水基工作液，可避免發生火災，安全可靠，可實現晝夜無人值守連續加工。 （對）14、電火花加工的粗規準一般選取的是寬脈沖、高峰值電流。 （對）15、線切割機床走絲機構的作用是使電極絲以一定的速度運動，并保持一定的張力。 （對）16、電極絲的進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）17、通常慢走絲線切割加工中廣泛使用直徑為0.1 mm以下的細鉬絲作為電極絲。 （錯） 三、簡答題（30分，每題6分）1、特種加工與傳統切削加工方法在加工原理上的主要區別有哪些？（6分）答：1）特種加工是用機械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達到圖樣上

24、全部技術要求。（2分）2）特種加工打破傳統的硬刀具加工軟材料的規律，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，工具與工件不受切削力的作用。（2分）2、特種加工的本質特點是什么？（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）特種加工不依靠機械能，而是主要用其他能量（如電、化學、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進給和調節裝置，使工具和工件之間保持合適的放電間隙

25、；（2分）2、火花放電必須是瞬時的、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中進行。（2分）4、什么是電火花加工的機理？火花放電過程大致可分為哪四個連續的階段？（6分）答：電火花加工的機理是指電火花加工的物理本質，即火花放電時，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階段：1、極間介質的電離、擊穿，形成放電通道；（1分）2、介質熱分解、電極材料融化、氣化，熱膨脹；（1分）3、電極材料的拋出；（1分）4、極間介質的消電離；（1分）5、電火花加工的優缺點有哪些？（6分）答：電火花加工的優點主要體現在以下四個方面： 1、

26、特別適合任何難以進行切削加工的材料；（1分）2、可以加工特殊或形狀復雜的表面和零件；（1分）3、工具與工件不接觸，作用力極小；（1分）4、脈沖放電時間短，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電材料；（1分）2、加工速度較慢（需進行預加工，去除大部分余量）且存在一定的電極損耗。（1分）6、簡要敘述電火花加工的應用場合（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、軟和高熔點的導電材料；（2分）2、加工時工件與工具不接觸，無切削力，因此適于加工薄壁、窄槽、低剛度及微細精密的零件。（2分）3、可以加工任何形狀特殊、結構復雜的工件

27、；（1分）4、脈沖電源的參數可以任意調節，能在同一臺機床上進行粗加工、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，并在放電結束后迅速恢復放電間隙的絕緣狀態；（2分）2）壓縮放電通道，并限制其擴展，使放電能量高度集中在極小的區域內，既加強了蝕除的效果，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程，有助于防止出現破壞性電弧放電；（1分）4）加速電蝕產物的排除；（1分）8、簡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

28、的放電能量，以蝕除金屬。（2分）脈沖電源輸入為380 V、50 Hz的交流電，其輸出應滿足如下要求：（4分）1）足夠的放電能量2）短時間放電3）波形單向4）主要參數有較寬的調節范圍5）有適當的脈沖間隔時間9、簡述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）當直流電源接通后，電流經限流電阻向電容器充電，電容器兩端的電壓上升，電能往電容器上儲存；（2分）2）當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，電容器上儲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到絕緣狀態；此后，電容器再次充電，重復

29、上述過程！（2分）10、對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、加工過程穩定性好、工藝范圍廣，從而，能適應粗加工、半精加工、精加工的要求；能適應不同材料的加工；能采用不同工具電極材料進行加工。（2分）2、具體要求：1）所產生的脈沖應該是單向的；其目的是最大限度地利用極性效應，以提高生產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該較陡；其目的是保證加工工藝過程相對穩定。（1分） 3）脈沖電源的主要參數應能在很寬的范圍內可以調節；其目的是滿足粗加工、半精加工、精加工的不同要求。（1分）4）工作可靠、成本低、操作方便、節能省電

30、。（1分）11、簡述快走絲線切割機床的工作過程（6分）答：快走絲線切割機床是利用細鉬絲作為電極，多工件進行火花放電“切割”加工；貯絲筒使鉬絲作正、反向交替移動，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。（3分）工作臺在水平面兩個坐標方向上，各自按預定的控制程序、并根據火花間隙狀態作伺服進給移動，從而合成各種曲線運動，將工件切割成型。（3分）12、簡述電化學反應加工的基本原理（6分）答：當兩銅片接上約10v的直流電流并插入CuCl2的水溶液時，即形成通路，在金屬片和溶液的界面上，必定會產生電化學反應，溶液中的Cu+2移向陰極，在陰極上析出為銅；同時，在陽極上的Cu原子因失去電子

31、而成為Cu+2，進入溶液；這便是電解(電鍍)液中的電化學反應；（4分） 這種以電化學反應為基礎，對金屬進行加工（陽極溶解、陰極沉積）的方法稱為電化學加工；（2分）13、簡述激光加工的基本原理（6分）答：激光加工是利用光能經過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應下產生高溫熔融，來加工各種材料；（2分）激光加工時，把光束聚集在工件的表面上，由于區域小、亮度高，其焦點處的功率密度極高，溫度可以達到一萬多度；在此高溫下，可以在瞬間熔化和蒸發任何堅硬的材料，并產生很強的沖擊波，使熔化物質爆炸式地噴射去除。（4分）14、簡述激光加工的特點（6分）答：1）不受工件材料硬度、熔點、導電性等各種性質的影響

32、，幾乎對所有金屬和非金屬都可以進行激光加工；（2分）2）激光能聚集成極小的光斑，可以進行細微和精密加工；（1分）3）可使用反射鏡，將激光輸送到遠離激光器的隔離室或其它地點，進行加工；（1分）4）無刀具，屬于非接觸式加工，無機械加工變形；（1分）5）對環境無特殊要求，便于自動控制連續加工，加工效率高，加工變形和熱變形小；（1分）15、簡述電子束加工原理（6分）答：電子束加工是利用電子高速運動時的沖擊動能來加工工件的；（1分）在真空條件下，利用電流加熱陰極發射電子束，再經過加速極加速，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，其動能絕大部分轉化為熱能，使工件材料局部、瞬時熔

33、融，汽化蒸發而去除；（4分） 所以說電子束加工是通過熱效應進行加工的。（1分）16、簡述電子束加工特點（6分）答：1、電子束加工時，電子束聚焦直徑小，可實現精密微細的加工。（1分）2、電子束加工屬非接觸式加工，工件不受機械力作用，不產生宏現應力和變形。（1分）3、加工材料范圍很廣，對脆性、韌性、導體、非導體及半導體材料都可加工。（1分）4、電子束的能量密度高，因而加工生產率很高。（1分）5、電子束容易控制，加工過程便于實現自動化。（1分）6、電子束加工在真空中進行，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體材料。（1分）17、簡述離子束

34、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，通過離子源產生離子束并經過加速、集束、聚焦后，投射到工件表面的加工部位，以實現去除加工。（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動。（3分）2、由于加工時的金屬蒸汽會影響電子和離子發射，產生不穩定現象，所以在加工過程中，需要利用真空吸力，不斷地把所產生的金屬蒸汽抽出去。（3分）19、簡述超聲波加工的原理（6分）答：超聲波加工是利用振動頻率超過16000 Hz的工具頭的振動，通過懸浮液

35、磨料的撞擊和拋磨作用，對工件進行成型加工的一種方法；（2分）超聲波加工時，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，工具對工件保持一定的進給壓力，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生局部破碎；由于懸浮液的告訴攪動，又使磨料不斷拋磨工件表面。隨著懸浮液的循環流動，使磨料不斷得到更新，同時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，工具的形狀便被復制到工件上。（4分）20、簡述超聲波加工的主要特點（6分）答：1、適合于加工各種硬脆材料，特別是某些不導電的非

36、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合金等材料，但效率相對較低。（2分）2、加工時宏觀切削力很小，不會引起變形、燒傷。表面粗糙度Ra值很小，可達0.2 m，加工精度可達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，易制成復雜的形狀，工具和工件又無需作復雜的相對運動，因此普通的超聲波加工設備結構簡單。加工機床結構和工具均較簡單，操作維修方便。（2分）21、簡述快速成形技術（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品原型，其原理為：產品三維CAD模型分層離散按離散后的平面幾何信

37、息逐層加工堆積原材料生成實體模型。（3分）該技術集計算機技術、激光加工技術、新型材料技術于一體，依靠CAD軟件，在計算機中建立三維實體模型，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、熔結、聚合或化學反應等手段逐層有選擇地加工原材料，從而快速堆積制作出產品實體模型。（3分）22、簡述快速成形技術的特點（6分）答：快速原型技術突破了“毛坯切削加工成品”的傳統的零件加工模式，開創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）與傳統的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下優點：（4分）1、可以制造任意復雜的三維幾何實體。2、快速性。3、高度柔性。

38、4、是實現快速制造的核心。23、簡述立體光造型（SLA）工作原理（6分）答：由激光器發出的紫外光，經光學系統匯集成一支細光束，該光束在計算機控制下，有選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理，一層一層固化光敏樹脂；（3分）每固化一層后，工作臺下降一精確距離，并按新一層表面幾何信息，使激光掃描器對液面進行掃描，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，直至制作生成一零件實體模型。（3分）四、綜合題1、參照右圖，簡述電火花加工的一般過程： 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、介質被擊穿 形成放電通道；在電場力作用下電子奔

39、向陽極、正離子奔向陰極導致火花放電；電子和離子的高速運動轟擊陽極和陰極，使動能轉化為熱能（10000）電極表面金屬迅速熔化甚至汽化工件表面形成一個極小的圓坑，工件被蝕除，工具不斷進給工件不斷被蝕除。A特種加工的本質特點：1）工具硬度可以低于被加工材料的硬度（甚至不用工具） 2）不依靠機械能，而是主要用其他能量（如電、化學、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械切削力。B特種加工與傳統切削加工方法在原理上的主要區別：1）用機械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達到圖樣上全部技術要求。2）打破傳統的硬刀具加工軟材料的規律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度。3）在特

40、種加工中，工具與工件不受切削力的作用。特種加工技術的應用：1、 難加工材料的加工；2、 復雜型面、微細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；特種加工對材料可加工性和結構工藝性等的影響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、改變了試制新產品的模式4、影響了產品零件的結構設計5、改變了傳統零件工藝結構的評價標準6、成為微細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質精加工高頻淬火及回火精磨2、落料模凸、凹模加工的現工藝路線為： 下料鍛造正火粗加工高頻淬火及回火線切割加工電

41、火花加工定義： 在加工過程中，使工具和工件之間不斷產生脈沖性的火花放電，靠放電時，局部、瞬時產生的高溫，將金屬蝕除下來。電火花加工原理 基于工具和工件（正、負電極）之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現象，來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀和表面質量等預定的加工要求。參照右圖，簡述電火花加工的一般過程： 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、介質被擊穿 形成放電通道；在電場力作用下電子奔向陽極、正離子奔向陰極導致火花放電；電子和離子的高速運動轟擊陽極和陰極，使動能轉化為熱能（10000）電極表面金屬迅速熔化甚至汽化工件表面形成一個極小的圓坑，工件被蝕除，工具不

42、斷進給工件不斷被蝕除。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進給和調節裝置，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中進行。電火花加工系統的基本組成1、工件和工具；2、脈沖電源；3、自動進給和調節裝置 電火花加工的特點1、特別適合任何難以進行切削加工的材料；2、可以加工特殊或形狀復雜的表面和零件；3、工具與工件不接觸，作用力極小；4、脈沖放電時間短，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電材料；2、加工速度較慢（需進行預加工，

43、去除大部分余量）；3、存在電極損耗，；電火花加工的應用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、軟和高熔點的導電材料；2、可以加工任何特殊及復雜形狀的工件；3、沒有機械加工時那樣的切削力，因此適于加工薄壁、窄槽、低剛度及微細精密的零件。4、脈沖電源的參數可以任意調節，能在同一臺機床上進行粗加工、半精加工或精加工。電火花加工的機理 電火花加工的機理是指電火花加工的物理本質，即火花放電時，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。電火花腐蝕的四個階段1、極間介質的電離、擊穿，形成放電通道；2、介質熱分解、電極材料融化、氣化，熱膨脹；3、電極材料的拋出；4、極間介質

44、的消電離；影響材料放電腐蝕的因素:1、極性效應2、吸附效應3、電參數4、金屬材料的熱學常數5、工作液極性效應對電蝕量的影響定義：單純由于正、負極性不同，而彼此電蝕量不同的現象叫極性效應。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電極發生作用的大小是不同的。吸附效應對電蝕量的影響正電極表面能吸附工作液中分解、游離出來的帶負電的碳離子，形成熔點和氣化點比較高的薄層碳黑膜，保護正極，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層。極性效應和吸附效應可以提高加工生產率、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

45、的脈沖電源。電參數對電蝕量的影響提高電蝕量和加工效率的電參數途徑有：1）提高脈沖頻率2）增加單個脈沖能量3）減少脈沖間隔放電所產生的熱能主要消耗在以下幾個方面：1、向電極其它部位和工作液中傳導；2、使局部金屬材料溫度升高，達到熔點；3、熔化金屬材料；4、使熔化后的金屬材料繼續升溫至沸點；5、使熔融金屬氣化；6、使金屬蒸氣繼續加熱成過熱蒸氣；金屬材料熱學常數對電蝕量的影響1）金屬材料的熔點、沸點，比熱容，熔化熱，氣化熱愈高，電蝕量將愈小，愈難加工；2）導熱率大的金屬材料，能將熱量傳導、散失到其它部位，降低本身的蝕除量；工作液對電蝕量的影響1）形成火花放電通道，并在放電結束后迅速恢復間隙的絕緣狀態

46、；2）壓縮放電通道，并限制其擴展，使放電能量高度集中在極小的區域內，既加強了蝕除的效果，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程，有助于防止出現破壞性電弧放電；4）加速電蝕產物的排除； 實驗表明：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，強化電蝕產物的拋出效應；但是，粘度過大不利于電蝕產物的排出，影響正常放電。 所以，粗加工使用粘度大的機油，精加工時使用粘度小的煤油；提高加工速度的途徑1、選用適當的脈沖寬度2、選用適當的脈沖間隔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

47、電規準，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。2工具電極的損耗及其穩定性：電火花穿孔加工時，電極在長度方向上可以貫穿型孔，因此得到補償；但電火花成型加工時，電極損耗后無法得到補償，需要更換電極；3二次放電 電火花加工的表面質量：表面粗糙度、表面變質層、表面力學性能影響表面粗糙度的因素：1）單個脈沖能量大，則表面粗糙度差；2）材料熔點高，則表面粗糙度好；3）工具電極的表面粗糙度對工件表面粗糙度有復印現象；4）工作液的電阻率降低，可以形成多個并存的放電通道，脈沖放電能量被分散，相應的放電痕跡較小，可以獲得較好的表面粗糙度。表面變質層：火花放電的瞬時高溫和工作

48、液快速冷卻的結果，表面變質層的厚度大約在0.010.5 mm之間，一般將其分為熔化層和熱影響層 顯微裂紋：火花放電的瞬時高溫和工作液快速冷卻的結果；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；（硬質合金、預先熱處理、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，其輸出應滿足如下要求： (1) 足夠的放電能量 (2) 短時間放電 (3) 波形單向 (4) 主要參數有較寬的調節范圍 (5) 有適當的脈沖間隔時間對電火

49、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、加工過程穩定性好、工藝范圍廣，從而，能適應粗加工、半精加工、精加工的要求；能適應不同材料的加工；能采用不同工具電極材料進行加工。2、具體要求1）所產生的脈沖應該是單向的；目的：最大限度地利用極性效應，以提高生產率和減少工具電極的損耗。 2）脈沖電壓波形的前后沿應該較陡（一般采用矩形波脈沖電源）；目的：保證加工工藝過程比較穩定。 3）脈沖電源的主要參數應能在很寬的范圍內可以調節；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、節能省電。RC線路脈沖電源的組成：兩個回路：充電回路和放電回路1、充電回路：

50、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線路脈沖電源的原理：1）、當直流電源接通后，電流經限流電阻向電容器充電，電容器兩端的電壓上升，電能往電容器上儲存；2）、當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，電容器上儲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到絕緣狀態；此后，電容器再次充電，重復上述過程！弛張（RC）式脈沖電源優點1、結構簡單，工作可靠，成本低2、在小功率時可以獲得很窄的脈寬和很小的單個脈沖能量，可用作光整加工和精微加工但電能利用率低自動進給調節系統作用維持一定的“平均”放

51、電間隙，保證電火花加工正常而穩定地進行，以獲得較好的加工效果；從原則上講，應是工具電極的進給速度等于工件的蝕除速度；自動進給調節系統的技術要求1、有較廣的速度調節跟蹤范圍；2、有足夠的靈敏度和快速性；3、有必要的穩定性和抗干擾能力；4、應體積小、結構簡單可靠、操作維修方便；自動進給調節系統的組成 電火花成型加工的自動進給調節系統，主要包含伺服進給控制系統和參數控制系統。 伺服進給控制系統：主要用于控制放電間隙的大小 參數控制系統：主要用于控制電火花成型加工中的各種參數(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等。伺服進給系統一般有如下要求： (1) 有較廣的速度調節跟

52、蹤范圍。 (2) 有足夠的靈敏度和快速性。 (3) 有較高的穩定性和抗干擾能力。自動伺服進給調節系統的基本組成部分電火花加工的自動進給調節系統主要由以下幾部分組成：1、測量環節、2、比較環節、3、放大驅動環節、4、執行環節、5、調節對象我國國標規定，電火花成型機床均用D71加上機床工作臺面寬度的1/10表示；線切割機床均用D77加上機床工作臺面寬度的1/10表示 例如D7132：D表示電加工成型機床(若該機床為數控電加工機床，則在D后加K，即DK)；71表示電火花成型機床；32表示機床工作臺的寬度為320 mm。電火花成型加工機床結構：機床包括主機、電源箱、自動進給調節系統、工作液循環和過濾系

53、統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過濾系統包括：工作液箱、電動機、泵、過濾裝置、工作液槽、管道、閥門、計量表等1）工作液循環方式：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，用工具電極對工件進行復制加工的工藝方法，其應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： (1) 盲孔加工，工作液循環困難，電蝕產物排除條件差。 (2) 電極損耗較難進行補償。 (3) 材料去除量大，表面粗糙度要求嚴格。 (4) 加工面積變化大，要求電規準的調節范圍相應也大。 電蝕產物的排除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