现代加工技术复习题知识讲解

现代加工技术复习题简答题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？答：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？答：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）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？答：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？答：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？答：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答：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？答：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答：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380 V 、50 Hz 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 答：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？答：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。

R(a ) 原理图(u u duE2）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答：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答：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；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答：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。

答：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光器的隔离室或其它地点，进行加工；4）无刀具，属于非接触式加工，无机械加工变形；5）对环境无特殊要求，便于自动控制连续加工，加工效率高，加工变形和热变形小；15、简述电子束加工原理答：电子束加工是利用电子高速运动时的冲击动能来加工工件的；在真空条件下，利用电流加热阴极发射电子束，再经过加速极加速，将具有很高速度和能量的电子束聚焦在被加工材料上，高速电子撞击工件，其动能绝大部分转化为热能，使工件材料局部、瞬时熔融，汽化蒸发而去除；所以说电子束加工是通过热效应进行加工的。

16、简述电子束加工特点答：1、电子束加工时，电子束聚焦直径小，可实现精密微细的加工。

2、电子束加工属非接触式加工，工件不受机械力作用，不产生宏现应力和变形。

3、加工材料范围很广，对脆性、韧性、导体、非导体及半导体材料都可加工。

4、电子束的能量密度高，因而加工生产率很高。

5、电子束容易控制，加工过程便于实现自动化。

6、电子束加工在真空中进行，因而污染少，加工表面不氧化，特别适用于加工易氧化的金属及合金材料，以及纯度要求极高的半导体材料。

17、简述离子束加工原理答：与电子束加工比较相似，离子束加工也是在真空条件下，把惰性气体，通过离子源产生离子束并经过加速、集束、聚焦后，投射到工件表面的加工部位，以实现去除加工。

与电子束加工相比，离子束加工具有更大的能量。

18、电子束和离子束加工为什么必须在真空条件下进行？答：1、只有在较高的真空条件中，电子和离子才能高速运动。

2、由于加工时的金属蒸汽会影响电子和离子发射，产生不稳定现象，所以在加工过程中，需要利用真空吸力，不断地把所产生的金属蒸汽抽出去。

19、简述超声波加工的原理答：超声波加工是利用振动频率超过16000 Hz的工具头的振动，通过悬浮液磨料的撞击和抛磨作用，对工件进行成型加工的一种方法；超声波加工时，在工件和工具之间注入液体（水或煤油等）和磨料混合的悬浮液，工具对工件保持一定的进给压力，并作高频振荡，频率为16~30kHz，振幅为0.01~0.15mm。

磨料在工具的超声振荡作用下，以极高的速度不断地撞击工件表面，使工件材料在瞬间高压下产生局部破碎；由于悬浮液的告诉搅动，又使磨料不断抛磨工件表面。

随着悬浮液的循环流动，使磨料不断得到更新，同时带走被粉碎下来的材料微粒。

在加工中，工具逐步伸入到工件中，工具的形状便被复制到工件上。

20、简述超声波加工的主要特点答：1、适合于加工各种硬脆材料，特别是某些不导电的非金属材料，例玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。

也可以加工淬火钢和硬质合金等材料，但效率相对较低。

2、加工时宏观切削力很小，不会引起变形、烧伤。

表面粗糙度Ra值很小，可达0.2 μm，加工精度可达0.05～0.02 mm，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度的零件。

3、由于工具材料较软，易制成复杂的形状，工具和工件又无需作复杂的相对运动，因此普通的超声波加工设备结构简单。

加工机床结构和工具均较简单，操作维修方便。

21、简述快速成形技术（RP）的原理答：RP是用离散/堆积即分层加工、迭加成形原理来制造产品原型，其原理为：产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。

该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。

22、简述快速成形技术的特点答：快速原型技术突破了“毛坯→切削加工→成品”的传统的零件加工模式，开创了不用刀具制作零件的先河，是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。

与传统的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下优点：1、可以制造任意复杂的三维几何实体。

2、快速性。

3、高度柔性。

4、是实现快速制造的核心。

23、简述立体光造型（SLA）工作原理答：由激光器发出的紫外光，经光学系统汇集成一支细光束，该光束在计算机控制下，有选择的扫描在光敏树脂体光敏树脂表面，利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理，一层一层固化光敏树脂；每固化一层后，工作台下降一精确距离，并按新一层表面几何信息，使激光扫描器对液面进行扫描，使新一层树脂固化并紧紧粘在前一层已固化的树脂上，如此反复，直至制作生成一零件实体模型。

综合题1、参照右图，简述电火花加工的一般过程： 脉冲电源提供脉冲电压→作用于工具电极和工件电极上→两电极之间的工作液被电离、介质被击穿→ 形成放电通道；在电场力作用下→电子奔向阳极、正离子奔向阴极→导致火花放电；电子和离子的高速运动→轰击阳极和阴极，使动能转化为热能（10000℃）→电极表面金属迅速熔化甚至汽化→工件表面形成一个极小的圆坑，工件被蚀除，工具不断进给→工件不断被蚀除。

A 特种加工的本质特点：1）工具硬度可以低于被加工材料的硬度（甚至不用工具）2）不依靠机械能，而是主要用其他能量（如电、化学、光、声、热等）去除材料 3）加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。