特种加工技术考试试题库文档格式.docx
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直流电源，电解加工机床，电解液系统。
12电解加工时电极反应方程式？
阳极反应：
Fe-2e→
4-4e→
↑
2-2e→
+2→Fe
4Fe
+2
O+
→4Fe
↓
阴极反应：
2
+2e→
13电解加工时，工件接正极，工具接负极。
15超声波加工的特点？
1）适合加工各种硬脆材料2）工具可用较软的材料，做成较复杂的形状，因此不需要工具和工件做比较复杂的相对运动，超声加工机床的结构比较简单，只需要一个方向进给，操作、维修方便。
3）去除加工材料是靠极小磨料瞬时的局部撞击作用，故工件表面的宏观切削力很小，切削应力，切削热也很小，不会引起变形及烧伤，表面粗糙度也较好，可达Ra1um~Ra0.1um，加工精度可达0.01mm~0.02mm，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度零件。
4）工件上被加工出的形状与工具形状一致，可以加工型孔，型腔及成形表面，还可以进行表面修饰加工。
5）超声波加工机床、工具均比较简单，操作、维修方便。
16超声波加工的变幅杆为什么能够放大振幅？
变幅杆能扩大振幅是由于通过它的每一截面的振动器能量是不变的，截面小的地方能量密度大，振幅也大。
17影响超声波加工速度的主要因素有？
工具振动频率、振幅、工具与工件之间的静压力、磨料的种类和粒度、悬浮液的浓度、供给及循环方式、工具与工件材料、加工面积和深度等。
18激光加工的主要特点?
1）激光加工属高能束流加工，功率密度可高达
—w/
，几乎可以加工任何金属材料和非金属材料。
2）激光加工无明显机械力，不存在工具损耗，加工速度快，热影响区小，易实现加工过程自动化。
3）激光可通过玻璃等透明材料进行加工。
4）激光可以通过聚焦形成微米级的光斑，输出功率的大小又可以调节，因此可进行精密微细加工。
5）可以达到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值可达0.4~0.1um.
19激光加工基本设备有几部分？
由激光器、激光器电源、光学系统及机械系统等四大部分组成。
20影响激光加工的主要因素有？
输出功率与照射时间、焦距与发散角、焦点位置、光斑内能量分布、照射次数及工件材料等。
21化学铣削特点：
①可加工任何难切削的金属材料，而不受任何硬度和强度限制。
②适合大面积加工，可同时加工多件。
③加工过程中不会产生应力、裂缝、毛刺等缺陷，表面粗糙度可达Ra2.5~1.25um。
④加工操作方法比较简单。
22化学铣削的缺点？
①不适宜加工窄而深的槽和型孔等。
②原材料中缺陷和表面不平度，划痕等不易消除。
③腐蚀液对设备和人体有危害，需有适当的防护措施。
23化学铣削应用范围？
①主要用于较大工件的金属表面厚度减薄加工。
②用于在厚度小于1.5mm薄壁零件上加工复杂的型孔。
24化学铣削工艺过程？
表面预处理－涂保护层－固化－刻型－腐蚀－清洗－去保护层
25电子束加工的装置有:
电子枪、真空系统、控制系统和电源。
26精密微向加工有哪些：
电子束、离子束、激光。
27高压水加工基本原理与设备组成？
原理：
利用高压、高速的细径液流作为介质，对工件表面进行喷射，依靠液流产生的冲击作用去除材料实现对工件的切割。
组成：
超高压水发生装置、喷嘴、其他装置。
28快速成型加工工艺过程：
①建立产品的三维模型②三维模型的近似处理③三维模型的切片/分层处理④产品的成型加工⑤成型零件的后处理。
二
1.
一填空（11分）
1.特种加工技术引起了机械制造工艺技术领域内的许多变革,例如对:
1）2）3）4）5）等产生了一系列的影响.
2.电子束加工依靠转化为来加工的,而离子束加工则是依靠微观的.
3.超声加工适合于加工不导电的材料,还可以用于等.
4.快速成形技术的4种代表性工艺是:
1）2）3）4）.
5.,,和是依靠热能去除材料的加工方法.
6.电解加工是利用电化学来进行加工,电镀是利用电化学进行加工.
7.电火花加工是前苏联研究开创和发明的.
二简答题（26分）
电火花加工主要优点和局限性.（5分）
电火花加工与线切割加工的区别与联系.（9分）
电解加工中电解液的作用.（4分）
激光为什么比普通光有更大的瞬时能量和功率密度为什么称它为"
激"
光（8分）
三.分析题（18分）
1.从原理,机理上分析,电化学加工有无可能发展成为"
纳米级加工"
或"
原子级加工"
技术原则上要采用哪些措施才能实现（10分）
2.分析电火花加工的自动进给调节系统和电解加工的进给系统（8分）
四.应用题（25分）
1.举例说明型腔模具电火花成形加工工具电极的设计（10分）
2.分别用3B代码和ISO代码来编写下图所示的线切割加工程序,图中单位:
毫米.（15分）
特种加工技术试题答案:
一:
1.1）材料的可加工性;
2）工艺路线的安排;
3）新产品的试制过程4）产品零件设计的结构5）零件结构的工艺性好,坏的衡量标准
2.动能热能机械撞击能量
3.非金属脆硬清晰,焊接和探伤
4.光敏树脂掖相固化成形选择性粉末烧结成形薄片分层叠加成形熔丝堆积成形
5.电火花加工线切割加工激光加工电子束加工等离子弧加工（5中取4）
6.阳极溶解阴极沉积,涂覆
7.拉扎林柯夫妇开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因
二,
1.优点:
1）适合于加工任何难切削材料2）可以加工特殊及复杂形状的表面和零件
局限性:
1）主要用于金属加工.在一定条件下可以加工半导体和非导体材料2）加工速度较慢3）存在电极损耗
2.与电火花加工的共性:
–电压,电流波形与电火花加工基本相似
–加工机理,生产率,表面粗糙度等工艺规律,材料可加工性与电火花加工基本相似
与电火花加工的不同:
–电极采用直径较小的细丝,平均加工电流,脉冲宽度不能太大,属于重精加工,电极接正极
–采用水或水基工作液,有明显的电解电流.但不会起火,易于实现无人运行
–一般没有稳定电弧放电
–电极与工件之间存在"
疏松接触"
式轻压放电现象
–省掉了成形的工具电极,大大降低了成形电极的设计和制造
–电极丝较细,可以加工微细异型孔,窄缝和复杂形状的工件
–采用移动的长电极丝惊醒加工,单位长度上电极丝的损耗较低,对精度影响小（尤其慢走丝电极丝一次性使用）
3.在电解加工过程中,电解液的主要作用是:
①作为导电介质传进电流;
②在电场作用下进行电化学反应,使阳极溶解能顺利而有控制地进行;
③及时地把加工间隙内产生的电解产物及热量带走,起更新与冷却作用
4.因为激光器可在较长时间上吸收,积聚某一波长光的能量,然后在很短的时间内放出,并且通过光学透镜将大面积光通道上的激光束聚焦在很小的焦点上,经过时间上和空间上的两次能量集中,所以能达到很大的瞬时能量和功率密度.
其所以称之为"
激光"
是因为激光器中的工作物质吸收某一波长的光能,达到粒子数反转之后,再受到这一波长的光照后,就会瞬时受激,产生跃迁,并发出与此波长相同的激光.
三:
1.由于电化学加工从机理上看,是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换,使之在电解液中"
阳极溶解"
而被去除来实现加工的,可以控制微量,极薄层"
切削"
去除.因此,电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密,微细加工.但是要实现,从技术上讲还有相当难度.主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积,只要能把这种溶解或沉积的大小,方向控制到原子级上就可以了.但是由于他们的影响因素太多,如温度,成分,浓度,材料性能,电流,电压等,故综合控制起来还很不容易.
2.电火花加工自动进给调节系统是保证工具和工件保持一定的"
平均"
放电间隙,由于工件的蚀除速度和电极的损耗是随机的,变化的,所以电火花加工是不等速进给调节系统,又称为伺服系统.电解加工间隙与加工速度在一定范围内成双曲反比关系,能够相互平衡补偿,其自动进给系统是等速进给系统,不需要回退.
四
1.型腔模具电火花成形加工工具电极的设计要考虑电极材料的选择和电极尺寸设计亮了方面:
1）材料的选择:
为了提高加工精度,点击材料要选择耐蚀性高的材料,如纯铜,铜钨合金,银钨合金及石墨等.铜钨合金,银钨合金成本较高,机械加工较难,采用较少,在其特殊的情况下使用.采用较多的是纯铜和石墨.
2）电极尺寸的确定
a）径向尺寸
计算公式:
a=A±
Kb
–a—电极水平尺寸
–A—型腔图样名义尺寸
–K—与标注有关的系数,单边为1,双边为2
–b—单边缩放量b=SL+Hmax+hmax+r
SL—单边加工间隙（放电间隙）
Hmax—加工前表面微观不平度最大值
hmax—加工后表面微观不平度最大值
r—摇动量
–±
—按缩放原则确定
根据上述公式,设计如图的工具电极:
a1=A1–2b
a2=A2+2b
c=C
r1=R1–b
b）高度尺寸
只要考虑加工结束时,电机夹具不和夹具模块或压板发生接触,以及同一电极重复使用而增加的高度即可.
2.
3B代码:
B400000B0B400000GXL1
B0B100000B100000GYL2
B300000B0B300000GXL3
B241420B241420B241420GXL1
B241420B241420B841420GYNR4
B100000B0B100000GXL1
B100000B0B229290GXSR2
B270710B270710B270710GXL3
B0B141420B141420GYL4
ISO代码:
G91G92X-200.0Y-482.84
G01X200.0
G01Y-382.84
G01X-100.0
G01X141.42Y141.42
G02X-200.0Y0I141.42J-141.42
G03X70.71Y-70.71I-100.0J0
G01X-200.Y-341.42
G01Y-482.84
三
一、填空
1、特种加工主要采用机械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以达到图样上全部技术要求。
（1分）
2、电火花加工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、形状和表面质量等预定的加工要求。
（2分）
3、电火花加工系统主要由工件和工具、脉冲电源、自动进给和调节装置
几部分组成。
（3分）
4、在电火花加工中，提高电蚀量和加工效率的电参数途径有：
提高脉冲频率、增加单个脉冲能量、减少脉冲间隔。
5、电火花加工的表面质量主要是指被加工零件的表面粗糙度、表面变质层、表面力学性能。
6、电火花加工的自动进给调节系统主要由以下几部分组成：
测量环节、比较环节、放大驱动环节、执行环节、调节对象。
7、电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含伺服进给控制系统和参数控制系统。
8、电火花加工是利用电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，其应用范围分为两大类：
穿孔加工、型腔加工。
9、线切割加工是利用移动的、作为负极的、线状电极丝和工件之间的脉冲放电所产生的电腐蚀作用，对工件加工的一种工艺方法。
10、快走丝线切割机床的工作液广泛采用的是乳化液，其注入方式为喷入式。
11、线切割机床走丝机构的作用：
是使电极丝以一定的速度运动，并保持一定的张力。
12、线切割控制系统作用主要是：
1）自动控制电极丝相对于工件的运动轨迹；
2）自动控制伺服的进给速度。
13、快速成形技术（RP）最早产生于二十世纪70年代末到80年代初，目前RP技术的主流是：
SLA立体光造型、LOM薄材叠层制造、SLS激光烧结、FDM熔融成型四种技术。
（4分）
14、快速成型的数据接口主要有：
快速成型技术标准数据格式即STL格式和快速成型设备的通用数据接口即CLI格式。
二、判断题（15分，每题1分）
1、目前线切割加工时应用较普遍的工作液是煤油。
（错）
2、在型号为DK7740的数控电火花线切割机床中，D表示电加工机床。
（对）
3、线切割机床通常分为两大类，一类是快走丝，另一类是慢走丝。
4、3B代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。
5、离子束加工必须在真空条件下进行。
6、电火花加工中的吸附效应都发生在阴极上。
7、线切割加工一般采用负极性加工。
8、电火花穿孔加工时，电极在长度方向上可以贯穿型孔，因此得到补偿，需要更换电极。
9、弛张式脉冲电源电能利用率相当高，所以在电火花加工中应用较多。
（错）
10、电火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求电规准的调节范围相对较大。
（对）
11、电火花成型加工属于盲孔加工，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差。
12、电火花加工的粗规准一般选取的是窄脉冲、高峰值电流。
13、在采取适当的工艺保证后，数控线切割也可以加工盲孔；
14、当电极丝的进给速度明显超过蚀除速度，则放电间隙会越来越小，以致产生短路。
15、通常慢走丝线切割加工中广泛使用直径为0.1mm以上的黄铜丝作为电极丝。
1、快走丝线切割加工中，常用的电极丝为钼丝。
2、3B代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。
3、电火花线切割加工可以用来制造成形电极。
4、快走丝线切割的电极丝材料比慢走丝差，所以加工精度较后者低。
5、电子束加工必须在真空条件下进行。
6、电火花加工中的吸附效应都发生在阳极上。
7、线切割加工一般采用正极性加工。
8、电火花成型加工时，电极在长度方向上损耗后无法得到补偿，需要更换电极。
9、电火花成型加工中的自动进给调节系统应保证工具电极的进给速度等于工件的蚀除速度；
10、电火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求电规准的调节范围相对较小。
11、电火花成型加工电极损耗较难进行补偿。
12、数控线切割加工是轮廓切割加工，不需设计和制造成形工具电极。
13、数控线切割加工一般采用水基工作液，可避免发生火灾，安全可靠，可实现昼夜无人值守连续加工。
14、电火花加工的粗规准一般选取的是宽脉冲、高峰值电流。
15、线切割机床走丝机构的作用是使电极丝以一定的速度运动，并保持一定的张力。
16、电极丝的进给速度若明显落后于工件的蚀除速度，则电极丝与工件之间的距离越来越大，造成开路。
17、通常慢走丝线切割加工中广泛使用直径为0.1mm以下的细钼丝作为电极丝。
三、简答题（30分，每题6分）
1、特种加工与传统切削加工方法在加工原理上的主要区别有哪些？
（6分）
1）特种加工是用机械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以达到图样上全部技术要求。
2）特种加工打破传统的硬刀具加工软材料的规律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度。
3）特种加工过程中，工具与工件不受切削力的作用。
2、特种加工的本质特点是什么？
1）特种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）特种加工不依靠机械能，而是主要用其他能量（如电、化学、光、声、热等）去除材料（2分）
3）特种加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。
3、电火花加工必须解决的问题有哪些？
1、由于在电火花加工的不同阶段，金属蚀除的速度不同，因此必须具有工具电极的自动进给和调节装置，使工具和工件之间保持合适的放电间隙；
2、火花放电必须是瞬时的、单极性、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。
4、什么是电火花加工的机理？
火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段？
电火花加工的机理是指电火花加工的物理本质，即火花放电时，电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的这一微观物理过程。
火花放电过程大致可分为如下四个阶段：
1、极间介质的电离、击穿，形成放电通道；
2、介质热分解、电极材料融化、气化，热膨胀；
3、电极材料的抛出；
4、极间介质的消电离；
5、电火花加工的优缺点有哪些？
电火花加工的优点主要体现在以下四个方面：
1、特别适合任何难以进行切削加工的材料；
2、可以加工特殊或形状复杂的表面和零件；
3、工具与工件不接触，作用力极小；
4、脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热影响小。
但存在以下缺陷：
1、主要用于加工金属等导电材料；
2、加工速度较慢（需进行预加工，去除大部分余量）且存在一定的电极损耗。
6、简要叙述电火花加工的应用场合（6分）
1、可以使用硬度不高的紫铜或石墨作工具电极，去加工任何硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料；
2、加工时工件与工具不接触，无切削力，因此适于加工薄壁、窄槽、低刚度及微细精密的零件。
3、可以加工任何形状特殊、结构复杂的工件；
4、脉冲电源的参数可以任意调节，能在同一台机床上进行粗加工、半精加工或精加工。
7、在电火花加工中，工作液的作用有哪些？
1）形成火花放电通道，并在放电结束后迅速恢复放电间隙的绝缘状态；
2）压缩放电通道，并限制其扩展，使放电能量高度集中在极小的区域内，既加强了蚀除的效果，又提高了放电仿型的精确性；
3）加速电极间隙的冷却和消电离过程，有助于防止出现破坏性电弧放电；
4）加速电蚀产物的排除；
8、简述电火花加工用的脉冲电源的作用和输出要求（6分）
脉冲电源作用：
把工频交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量，以蚀除金属。
脉冲电源输入为380V、50Hz的交流电，其输出应满足如下要求：
1）足够的放电能量
2）短时间放电
3）波形单向
4）主要参数有较宽的调节范围
5）有适当的脉冲间隔时间
9、简述RC线路脉冲电源的工作过程（6分）
RC线路脉冲电源的工作过程：
1）当直流电源接通后，电流经限流电阻向电容器充电，电容器两端的电压上升，电能往电容器上储存；
2）当电容器两端的电压上升到工具与工件之间间隙的击穿电压时，电容器上储存的电能就瞬间释放，形成较大的脉冲电流；
3）电容器上的电能释放后，电压下降到接近于0，极间工作液又迅速恢复到绝缘状态；
此后，电容器再次充电，重复上述过程！
10、对电火花加工用脉冲电源的要求有哪些？
1、总的要求：
有较高的加工速度、工具电极损耗低、加工过程稳定性好、工艺范围广，从而，能适应粗加工、半精加工、精加工的要求；
能适应不同材料的加工；
能采用不同工具电极材料进行加工。
2、具体要求：
1）所产生的脉冲应该是单向的；
其目的是最大限度地利用极性效应，以提高生产率和减少工具电极的损耗。
（1分）
2）脉冲电压波形的前后沿应该较陡；
其目的是保证加工工艺过程相对稳定。
3）脉冲电源的主要参数应能在很宽的范围内可以调节；
其目的是满足粗加工、半精加工、精加工的不同要求。
4）工作可靠、成本低、操作方便、节能省电。
11、简述快走丝线切割机床的工作过程（6分）
快走丝线切割机床是利用细钼丝作为电极，多工件进行火花放电“切割”加工；
贮丝筒使钼丝作正、反向交替移动，加工能源由脉冲电源供给，电极丝和工件之间浇注专用工作液介质。
工作台在水平面两个坐标方向上，各自按预定的控制程序、并根据火花间隙状态作伺服进给移动，从而合成各种曲线运动，将工件切割成型。
12、简述电化学反应加工的基本原理（6分）
当两铜片接上约10v的直流电流并插入CuCl2的水溶液时，即形成通路，在金属片和溶液的界面上，必定会产生电化学反应，溶液中的Cu+2移向阴极，在阴极上析出为铜；
同时，在阳极上的Cu原子因失去电子而成为Cu+2，进入溶液；
这便是电解（电镀）液中的电化学反应；
（4分）
这种以电化学反应为基础，对金属进行加工（阳极溶解、阴极沉积）的方法称为电化学加工；
13、简述激光加工的基本原理（6分）
激光加工是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应下产生高温熔融，来加工各种材料；
激光加工时，把光束聚集在工件的表面上，由于区域小、亮度高，其焦点处的功率密度极高，温度可以达到一万多度；
在此高温下，可以在瞬间熔化和蒸发任何坚硬的材料，并产生很强的冲击波，使熔化物质爆炸式地喷射去除。
14、简述激光加工的特点（6分）
1）不受工件材料硬度、熔点、导电性等各种性质的影响，几乎对所有金属和非金属都可以进行激光加工；
2）激光能聚集成极小的光斑，可以进行细微和精密加工；
3）可使用反射镜，将激光输送到远离激
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