特种加工1Word下载.docx

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激光切割；

激光焊接；

激光淬火；

激光合金化；

激光熔覆；

快速成形；

光固化快速成形；

粉末烧结快速成形；

薄片层叠快速成形；

熔丝堆积积快速成形；

超声波加工；

；

化学加工；

化学铣切加工；

光化学加工；

化学抛光；

化学镀膜；

等离子体加工；

磨料流加工；

水射流切割

二、填空

1.通过从工件上去除材料或向工件表面添加材料，以获得具有要求的（）（）（）的加工方法，称为加工。

2.按照机加工原理把加工分为三类：

（）（）（）。

3.特种加工一般按照加工时采用的能量类型分为（）、（）、（）超声加工、射流加工、电子束加工离子束加工、化学加工等基本加工方法，以及由这些基本加工方法组成的（）。

4.电火花是便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料，如（）（）（）。

5.常用的电极结构可分为（）（）（）。

6.电火花加工按工件和工具电极相对运动的关系可分为：

电火花（）加工、电火花（）加工、电火花（）加工、电火花（）加工、电火花（）和（）等类型。

7.电火花型腔加工的工艺方法有：

（）、（）、（）、简单电极数控创成法等。

8．电火花加工蚀除金属材料的微观物理过程可分为：

（）、（）、（）和（）四个阶段。

9．电火花加工粗加工时工件常接（）极，精加工时工件常接（）极；

线切割加工时工件接（）极；

电解加工时工件接（）极；

电解磨削时工件接（）极；

电镀时工件接（）极。

10.电子束加工是在（）条件下，利用聚焦后（）、（）的电子束对工件进行加工的方法。

11．电火花型腔加工时使用最广泛的工具电极材料是：

（）和（）。

12．影响电火花加工精度的主要因素有：

（）及其一致性、（）及其稳定性和（）现象。

13.在特种加工中，请说出三种热加工方法。

14.激光的特性：

（）、（）、（）、（）。

15.电火花线切割机床控制系统的功能包括（）控制和（）控制。

16.激光打孔时，多次照射能在不扩大孔径的情况下将孔打深是由于（）效应的结果。

17.特种加工有（）、（）、（）、（）、（）等，试说出五种。

18.电火花加工大致可分哪几个连续阶段，即：

（）、（）、（）、（）、（）。

19.电解加工的主要不足有：

（）、（）、（）、（）。

20.电子枪包括：

（）、（）、（）等几部分。

21.电铸加工主要用于（）、（）、（）等，试说出三种。

22.影响电火花加工精度的主要因素有：

等。

23.涂镀技术主要用于：

（）、（）、（）。

24.电化学极化主要发生在（）极上。

金属的钝化使金属阳极溶解过程的超电位（），使电解速度减慢。

25、评定电火花加工表面完整性的主要参数是：

（）、（）、（）。

26、型腔模电火花加工方法有：

27.超声波加工主要是利用磨料在（）作用下的（）和（）作用来去除材料的，同时产生的（）和（）现象也加速了蚀除效果，故适于加工硬脆材料。

28．激光加工设备主要包括电源、（）、（）、（）、（）、冷却系统等部分。

29．在众多的快速成形技术中，具有代表性的工艺是：

（）、（）、（）、（）等四种。

30．等离子体具有极高的能量密度，这是由（）、（）、（）等三种效应所造成的。

31.常用的激光加工工艺有：

（）、（）、（）、（）等。

32.电子束加工的主要应用有：

（）、（）、（）、（）、（）、（）等。

33.离子束加工的主要应用有：

（）、（）、（）等。

34.超声加工的主要应用有：

（）、（）、（）、（）等。

35.电解加工的主要应用有：

三、思考题

*1.试举出三种因采用特种加工工艺后，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.常规加工工艺和特种加工工艺之间有何关系？

应该如何正确处理常规加工和特种加工的关系？

答：

常规工艺是在切削、磨削、研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺，而且今后也始终是主流工艺。

但是随着难加工的新材料、复杂表面和有特殊要求的零件越来越多，常规传统工艺必然难以适应。

所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展，特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺，但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺。

3.试述两金属电极在

（1）真空中；

（2）空气中；

（3）纯水中；

（4）线切割乳化液中；

（5）煤油中；

火花放电时，在宏观和微观过程以及电蚀产物有何相同及相异之处？

*4.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？

电火花加工时工具电极和工件间并不接触，火花放电时需通过自动调节系统保持一定的放电间隙，而车、钻、磨削时是接触加工，靠切削力把多余的金属除去，因此进给系统是刚性的、等速的，一般不需要自动调节。

？

*5.数控线切割加工影响表面粗糙度的主要因素有哪些？

影响切割加工表面粗糙度的主要因素有工件材料的性质、刀具的几何形状、切削用量等。

6.数控线切割加工的主要工艺指标有哪些？

7.数控电火花加工中常用的工作液有哪几种？

8.电火花线切割加工的特点有哪些？

（列出4种以上）

9.电火花线切割加工主要应用在哪些方面？

10.电火花加工和线切割加工时，粗、中、精加工时的生产率和脉冲电源功率、输出电流大小有关。

用什么方法、标准来衡量、判断脉冲加工性能的好坏（绝对性能和相对性能）？

（提示：

测量其单位电流的生产率）

11.为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程，而阴极沉积是还原过程？

*12.阳极钝化现象在电解加工中是优点还是缺点？

举例说明。

答：

电极钝化现象的存在，使电解加工中阳极溶解速度下降甚至停顿。

从生产率的角度出发人们不希望选用能产生钝化现象的钝化型电解液。

但是，当采用NaCl等非钝化型电解液工作时，虽然生产率很高，但因为杂散腐蚀严重，成形精度较差，严重影响了电解加工的应用。

而当采用钝化型电解液加工时，尽管电极工具的非工作面没有绝缘，但当加工间隙达到一定尺寸后，对应的工件表面就会产生钝化膜，可以避免产生杂散腐蚀，提高加工精度，促进电解加工的推广应用。

电解磨削、电解研磨等加工方法也是利用了阳极钝化现象的存在而开发出来的。

它们利用了钝化膜对金属表面的保护作用，采用机械去除钝化膜的方法，使金属微观表面凸点的钝化膜被刮除，并迅速电解，而低凹处的钝化膜起保护作用，使局部不被电解，最终使金属表面的整平作用加快，可实现精加工。

13.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？

14.电解加工的电极间隙蚀除特性和电火花加工时的电极间隙蚀除特性有何不同？

为什么？

15.激光为什么比普通光有更大的瞬时能量和功率密度？

16.试述激光加工的能量转换过程。

即如何从电能具体转换为光能又转换为热能来去除材料的？

*17.电子束加工和离子束加工在原理上和应用范围上有何异同？

二者在原理上的相同点是均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是基于电能使电子加速转换成动能，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、溅射沉积、离子镀、离子注入（表面改性）等多种形式，而不像电子束加工，有打孔、切割、焊接、热处理等形式。

18.电子束加工、离子束加工和激光束三者相比各自的适用范围如何，三者各有什么优缺点？

三者都适用于精密、微细加工，但电子束、离子束需在真空中进行，因此加工表面不会被氧化、污染，特别适合于"

清洁"

、"

洁净"

加工。

离子束主要用于精微"

表面工程"

，激光因可在空气中加工，不受空间结构的限制，故也适用于大型工件的切割、热处理等工艺

19.超声波加工的进给系统有何特点？

20.超声波为什么能"

强化"

工艺过程，试举例说明。

*21.快速成形工艺原理与常规加工工艺有何不同？

其具有什么特点？

22.试对光固化和粉末烧结两种快速成形工艺的优缺点做比较。

23.从水滴石穿到水射流切割工艺的实用化，在思想上有何启迪？

要具体逐步解决什么技术关键问题？

24.从微观上看，每一次电火花放电加工大致可分哪几个连续阶段，各有什么特点？

25.简述电火花加工用的工作液和电解加工用的电解液的作用。

26.简要说明超声加工机床的主要组成及各部分的作用、超声加工的原理。

27.什么是极性效应，什么正极性加工，什么负极性加工？

28.特种加工与切削加工有什么不同？

29.电火花加工自动进给系统的任务是什么？

对自动进给系统的一般要求有哪些？

30试述离子束加工的基本原理、特点和主要应用。

31.简述超声加工的原理和特点

*32．电子束和离子束加工为什么必须在真空条件下进行？

因为在真空中进行，污染少，材料加工表面不氧化。

在高真空中，电子和离子才能高速运动。

33.激光加工设备包括哪四大部分？

各有什么作用？

34.电子束加工的基本原理及主要应用。

35．电火花加工中的极性效应是什么？

加工中如何利用极性效应来提高加工效率降低工具损耗？

线切割加工一般采用什么极性加工？

36.电解加工的主要优缺点有哪些？

*37.激光加工的原理是什么，激光加工通常的应用场合有哪些？

激光加工的原理：

激光加工是以激光为热源对工件进行热加工，激光加工就是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合作用过程。

激光加工技术具有许多其他加工技术所无法比拟的优点，所以应用较广。

目前已成熟的激光加工技术包括：

激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光打标技术、激光去重平衡技术、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光划线技术、激光切割技术、激光热处理和表面处理技术

38.什么频率范围内的波称为超声波？

超声加工系统中，超声振动系统主要有哪几部分组成？

39.超声频电振荡是如何转换为机械振动的？

超声加工系统中变幅杆的作用是什么？

*40．电铸和电镀加工的原理是什么？

两者的主要区别在哪里？

电铸和电镀的基本原理是一样的，即通过电解方式获得所需要的金属层。

但电铸和电镀的目的不同，电铸是通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品；

电镀是利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层。

目的不同采用工艺方法也就不同。

前者采用能够容易分离的铸模材料（如低温合金、铝合金、某些非金属）或使铸模上形成一层钝化膜（如在钢模上镀铬、钝化等）；

电镀要求结合良好（不能分离），就会采取使制件表面能够处于活化状态的工艺方法，以确保镀层和基体（制件）的结合良好。

电镀和电铸所用的电解液基本体系是一样的，可以用于电铸的电解液，同样可以用于电镀。

但在成分含量、添加剂用与不用等方面一般都会有所区别。

电铸成型的基本原理是什么

通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品

*41．试述光敏树脂液相固化成形的工艺原理和特点及应用。

*42．电解加工是利用什么原理使工件加工成形的？

电铸加工是基于什么原理？

四、综合分析

*1.某新款智能手机外壳的计算机设计已完成，其材质为塑料，为在很短的时间内造出数百件样件，请你提出可行的快速制造方案，并对方案所涉及的特种加工技术原理、装置及其特点进行阐述。

如果该产品通过了各种验证，要进行大批量生产，请选用一种特种加工技术制造其模具，请阐述所用技术的原理和特点。

*2.在我国某最新型战机的研发过程中，需要制造一个形状复杂、性能要求高的的钛合金部件（如图所示），如用传统的机械工艺制造，需分为几个零件制造，且制造难度大、工期长、成品率低、材料利用率不到5%。

先采用一种先进的制造工艺整体制造，不但减轻了重量，性能极大提升、且生产速度很快。

试分析所用的是哪种先进制造技术？

简述其基本原理和工艺特点，再举两个该技术在其它领域应用的实例。

（注：

带*为作业题，作业必须手写，计入平时成绩，务必在考试前交给我）

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