特种加工复习资料哈尔滨工业大学出版社刘晋春
第一章工艺过程的基本概念与组成
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例：如图所示销零件
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d.审查零件的结构工艺性。 2）由生产纲领、确定生产类型。 3）确定毛坯的种类，设计毛坯图。 4）拟定工艺路线。 5）计算加工余量以及工序尺寸和公差，并绘 制工序草图。 6）选择加工设备、工艺装备（刀、夹、量 具）、计算工艺参数和工时定额。 7）确定各主要工序技术检验要求和检验方法 8）填写工艺文件（编写工艺规程）
原则是：保证以最低的成本，最高的效率来达 到图纸上的全部尺寸和技术要求。这个原则包 括：质量、生产率、经济性三个方面的要求。
3.制定工艺规程的步骤
1）研究产品图纸，进行零件的工艺性分析。
a.首先要了解产品的工作原理和主要性能，明 确零件在仪器中的安装位置及作用。
b.分析零件主要表面的尺寸公差和技术要求， 明确主要技术条件合理性及关键性技术问题。
•选择不需要加工的表面作为粗基准时，首先 可以保证粗基准和被加工表面的相互位置精度 ，并有可能在一次装夹中把所有要加工的表面 全部加工完，在工厂中称为“一刀活”，这样 也可以减少工件的装夹次数，提高生产率。 图1-16a
若零件上有多个表面不需要加工，则应选 择其中与加工表面之间的位置精度要求最高的 表面作为粗基准。这样可首先保证它们之间的
1.2.1 机械加工工艺过程的组成
机械产品的生产过程：使原材料制成产品的全过程。
＜
直接生产过程 辅助生产过程
1.直接生产过程：按一定的顺序使被加工对象的尺寸、 形状、相互位置以及性能产生一定的变化，使之称为 成品的过程（也称之为工艺过程）。
•直接生产过程包括：
（1）零件毛坯的制造工艺过程： 制造方法有：铸、锻、焊、冲压、剪裁下料… … （2）零件机械加工工艺过程：在加工车间改变生产 对象的形状、尺寸、相对位置及性能，使之成为半成 品的过程。是直接生产过程的一部分。
哈工大举行刘晋春教授从教56载暨80华诞庆祝活动
种 加工 的奇葩 ， 开 遍 祖 国 山川 和全 地 球 !
( 白基成 黄 河 )
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晋春教授做 了 “ 从 电火花线切 割到 电火花铣削 的产生 和发展 看
创新 性 思 维 的作用 ” 的主题 报告 ， 受 到 了与会代表 的好评 。
在9 月6 日下 午举 行 的纪 念 刘 晋 春教授从 教5 6 载 暨8 0 华诞 座 谈会
上 ， 与会 的刘 晋 春教 授 的老 同事 以 及 弟子 回顾 了他 为我 国 电加
特种 加 工 新 技术 。 19 6 3年在 国 内最 早开 设 、 创 建 了特种加工
课程 并编 印 出教材 。 他历 任哈工 大机 械制造 教研 室 副主任及
主 任 ， 特 种 加 工 研 究 室 主 任 ， 曾兼 任 中 国机 械 工 程 学 会 第 六
届 理 事 ， 全 国 电加 工 学 会 第 四 届 理 事 长 。 2 0 0 8年9 月6 日 ， 刘
晋 春教 授 的 同事 、
弟 子2
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大厦
相
聚
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共
同庆祝 刘晋 春教 授从 教5 6载 暨8 0华诞 ， 正 在 哈尔滨参加全 国
特种加学会常务理 事会议 暨 电火花线切割加工 发展研讨会 的
专 家参加 了这一 活 动 。
在先 前 举 行 的2 0 0 8 年 电火 花 线 切 割加工 发 展 研 讨 会 上 ， 刘
j务的完成 ， 寄希望 于广大年青人 身
! 我 国从 事特种 加 工 的科研 工 作 者 、
人 员 、 工 人 、 教 师 和 学 生 ， 发 挥 你们 的聪 明 才智 ， 在 科 技 工 作 中发 挥 创 造 性 思 维 ， 进 行 创 造 性 力 更 生 ， 从 我 做 起 ， 从 现 在 做 起 ， 立 足 目前 ， 放 眼 世 界 。 刻 苦 学 习 、 消 化 、 吸 收 国 际 上 先 进 的 技术 ， 努力赶上 并 力争超过他们 ， 做到人无 我有 ， 人 有我精 。 相信青 出于蓝 而胜 于蓝 ， 长江后 ， 中国的特种加工 技术水平一 定会后 来居上 。 祝愿特种加工 这 “ 星 星之火 ” 燎遍祖 国大地 和世
特种加工资料
特种加工复习整理10161203班复习资料一、名词解释1.电火花加工：基于正负电极间脉冲放电时的电腐蚀现象，对材料进行加工，是一种电、热能量进行加工的方法。
2.线切割加工的切割速度：在保证一定的表面粗糙度的切割过程中，单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积的总和，单位为mm2/min。
3. 二次放电：指已加工表面上由于电蚀产物等的介入而再次进行的非正常放电，集中反映在加工深度方向产生斜度和加工棱角棱边变钝方面。
4.化学加工：利用酸、碱、盐等化学溶液对金属产生化学反应，使金属腐蚀溶解，改变工件尺寸和形状的一种加工方法。
5.电解：利用金属在电解液中的“电化学阳极溶解”来将工件成型的，即金属阳极失去电子而溶解的过程。
6.刷镀：在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的技术。
镀液中的正离子在电场作用下在阴极表面获得电子而沉积涂镀在阴极表面。
7.离子束加工：在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速、聚焦后投射到工件表面的加工部位以实现加工的一种特种加工技术。
离子束加工是靠微观机械撞击能量来加工的。
8. 极性效应：在电火花放电加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。
这种单纯由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象即极性效应。
二、填空题1．特种加工中，电化学加工、化学加工和超声波加工等是不依靠热能去除材料的加工方法。
（电火花、电火花线切割、激光加工是依靠热能）2. 电火花加工零件表面变质层可分为熔化凝固层和热影响层两部分。
3. 电化学加工包括从工件中去处金属的电解加工和向工件上沉积金属的电镀、涂覆加工两大类。
4. 电解加工可应用于深孔加工、叶片（型面）加工、锻模（型腔）加工、管件内控抛光、各种型孔的倒圆和去毛刺、整体叶轮的加工等加工。
5．超声波换能器的作用是将高频电能转换成机械能，可以利用压电效应和磁致伸缩效应实现这一目的。
6．超声波加工是磨粒的机械撞击作用和抛磨作用以及超声波空化作用的综合结果来加工材料的。
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一、简答题1、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？P14 答：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。
即使是相同的材料，正负电极的电蚀也是不同的。
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。
从提高生产率和减少工具损耗角度来看，极性效应愈显著愈好。
1）一般在用短脉宽做精加工时，应将工件接正极，称正极性加工；在用长脉宽作粗加工时，应将工件接负极，称负极性加工。
2）合理选用工具电极的材料，根据电极对材料的物理性能、加工要求选用最佳的电参数，正确地选用极性，使工件的蚀除速度最高，工具损耗尽可能小。
2、电火花加工中为什么必须在有一定绝缘性能的工作液中进行？答：这有利于产生脉冲性火花放电，并排除放电间隙中的电蚀物，以免间隙中电蚀产物过多而引起已加工过的侧表面间“二次放电”，影响加工精度，还可以对电极及工件表面起较好的冷却作用。
3、电火花线切割加工火花放电过程中铝丝为何没有被所产生的高温熔断？答：铝丝是鸨钥合成的，具有鸨耐高温的特性，也有钥的柔韧度，加工时有冷却液的冷却，所以不会被所产生的高温熔断4、电解加工中电解液的主要作用是什么？答：1）作为导电介质传递电流；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。
5、试述超声加工的原理及空化作用？P156答：1）超声加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成形方法。
工作液受工具端面超声振动作用而产生的高频、交变的液压正负冲击波和“空化”作用，促使工作液钻入被加工材料的微裂缝处，加剧了机械破坏作用。
2）空化作用是指当工具端面以很大的加速度离开工作表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合，引起极强的液压冲击波，可以强化加工过程。
特种加工复习资料2017
一、填空题1、特种加工是直接利用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法。
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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、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。
10、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。
11、线切割控制系统作用主要是：自动控制电极丝相对于工件的运动轨迹、自动控制伺服的进给速度。
12、数控电火花线切割机床的编程，主要采用 ISO 编程、3B 编程、自动编程三种格式编写。
13、数控线切割机床U 、V 移动工作台，是具有锥度加工功能的电火花线切割机床的一个组成部分。
14、电火花线切割3B 编程格式中，B 表示分隔符，X 表示 X 轴坐标的绝对值，Y 表示Y 轴坐标的绝对值），J 表示加工线段统计长度，G 表示加工线段统计方向，Z 表示加工指令。
15、线切割3B 格式编程中计数长度是在计数方向的基础上确定的是被加工的直线或圆弧在统计方向的坐标轴上投影的长度值之和，单位为mm 。
16、线切割3B 格式编程中加工直线时有四种加工指令： L1、L2、L3、L4 。
《特种加工》第五版刘晋春课后习题答案-完整版.docx
概论1.答:这种事例还是很多的.以”物极必反”来说，人们发明了螺旋桨式飞机，并不断加大螺旋桨的转速和功率以提高飞机的飞行速度和飞行高度.但后来人们发现证实螺旋桨原理本身限制了飞机很难达到音速和超音速，随着飞行高度愈高，空气愈稀薄，螺旋桨的效率愈来愈低,更不可能在宇宙空间中飞行•于是人们采用爆竹升空的简单原理研制出喷气式发动机取代了螺旋桨式飞行器，实现了洲际和太空飞行.由轮船发展成气垫船，也有类似规律. 以”坏事变好事”来说，火花放电会把接触器、继电器等电器开关的触点烧毛、损蚀, 而利用脉冲电源瞬时、局部的火花放电高温可用作难加工材料的尺寸加工.同样，铝饭盒盛放咸菜日久会腐蚀穿孔，钢铁器IIIL、小刀等在潮湿的环境下会腐蚀.钢铁在风吹雨淋时遭受锈蚀，海洋船舰的钢铁船体为了防止海水的腐蚀，得消耗巨资进行防锈、防蚀. 人们研究清楚钢铁电化学锈蚀的原理后，创造了选择性阳极溶解的电解加工方法.这些都是”坏事变好事“的实例.2.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、窄槽等复杂表而，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，在结构设计时应尽暈避免.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”.3.答:一般而言，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愈来愈多，常规，传统工艺必然会有所不适应.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.第二章电火花加工1•答:(1)两金属在真空中火花放电时，当电压(电位差)超过一定时即产生”击穿”，电子由”」极逸出飞向”+”极，由于真空中没有物质阻挡电子的运动，所以没有正离子形成, 没有发热的放电”通道”的概念,示波器，显彖管屮电子流的运动与此类似.基本上没有” 电蚀产物”生成.(2)两金属在空气中放电的例子是电火花表面强化，涂覆.电焊，等离子切割，等离子焊等，也是在空气中放电，利用电子流在空气中撞击气体原子形成放电通道，在通道中和工件表面产生大量的热能用于强化，涂覆，切割和焊接.(3)在纯水，蒸憎水或去离子水中，两金属间电火花放电与在煤油中类似,只是水分子, 原子受电子，正离子撞击发热气化,最后分解为氧原子和氢原子(分子),而不像煤油中会分解出碳原子(碳黑微粒)和氢气等.⑷,(5)在乳化液中和煤油中放电过程,详见教材中有关章节，不再另行论述.2.如提示所述，在不需要”极性效应”,不需要考虑电极损耗率等的情况卞，可以直接用220V的50HZ交流电作为脉冲电源进行轧馄电火花对磨和齿轮电火花跑合等.不过冋路中应串接限流电阻，限制放电电流不要过尢如需精规准对磨或跑合，则可在交流工频电源上并联RC电路(R=500・1000,00.1・0.01),再接到两个工件上.在用高速转动的金属轮或圆片作电火花磨削，电火花切割，下料时，如果可以不计电极损耗率，则就可以用全波整流或整流后并联电解电容滤波的直流电源进行电火花磨削.由于工具电极高速转动，所以一般不会产生稳定电弧烧伤工件.最好是经调压变压器降压到5-100V 再整流供磨削之用，一则可以调节电压或电流，二则和220V交流电源隔离，以保障人身避免触电的危险.3.答: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.4.答:不同之处在于电火花共轨同步回转加工时：(1)工具电极和工件的转动方向相同；(2)转速严格相等(或成倍角,比例关系)；(3)工具和工件上瞬时放电点之间有很慢的相对移动.而电火花磨削时工具和工件可以同向或反向转动;工具和工件的转速并不相同，磨削点Z间有很大的相对移动.加工内螺纹时，其所以不会”乱扣”,是因为加工中工具电极和工件的转向和转速相等，工具和工件鬪周表面上有着”各点对应叫勺关系,所以能把工具表面的螺纹形状复制到工件表面上去而不会”乱扣”.在内孔中用平动法加工内螺纹，木质上和共辘同步回转法相同,不同之处在于平动法加工时工件不转动而代之以工具电极在平动头中作”公转”行星式运动,其内外圆上” 各点对应”的规则仍然存在.5.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，中，精加工时，由于脉宽，峰值电流等电规准不同,同样末小间隙的蚀除速度也就不一样，总的來说，粗加工时蚀除速度较大,上凹的间隙蚀除特性曲线就高于屮，精加工的曲线.当脉冲电源的空载电压不一样时，例如电压较高为300V时，其击穿间隙，平均放电间隙都大于100V或80V的放电间隙，因此横坐标上的A点(电火花击穿间隙)将大于100V或80V时的间隙.间隙特征曲线原点不动，整个曲线稍向右移.同理,80V空载电压的间隙特征1川线的A点将偏向左边.第三章电火花线切割加工1. 答:可用单位电流（每安培电流）的生产率来衡量，即可客观地判断脉冲电源加工性能的好坏•例如某脉冲电源峰值电流25A时的切割速度为100mm2/min,另一电源峰值电流27A时切割速度为106mm2/min,则前者的相对生产率为100/25=4mm2/min,优于后者106/27=3.9mm2/min .又如某线切割脉冲电源3A s吋切割速度为100mm2/min,另一电源3,5A 时为124mm2/min,则前者相对切割速度为33.3mm2/min,后者35.5mm2/min.2. 答:设脉冲电源的空载电压为100V，加工时火花放电间隙的维持电压为25V则消耗在晶体管限流电阻上的电压为100-25=75V,由此可以算出电能利用率:有用能量:输入能量=25:100=1:4=25%能呈的消耗率为:损耗能量:输入能量二75:100-3:4-75%可见75%的能塑损耗在限流电阻的发热上.3. 答:这一习题有一定的难度，需对间隙蚀除特性曲线和线切割加工伺服进给系统有一定深度的理解才行.间隙蚀除待性曲线是蚀除速度和放电间隙（间隙平均电压）的关系曲线（参见第二章电火花加工的伺服进给）•线切割加工时，调节伺服进给屋的大小，可以在一定程度上改变平均放电间隙•例如把进给速度人为放慢，处于”欠进给”状态,则平均放电间隙偏大，反之，进给速度过高，”过进给"时，则放电间隙偏小.测绘间隙蚀除特性曲线时，利用"改变预置进给速度”来改变放电间隙的大小•实际上放电间隙的大小（绝对值）很难测重,但可以用加工时的平均间隙电压大小来相对测呈间隙值的大小.为此，要在工件和钳丝（导电块）或直接在电源输出端并一个满刻度100V（用于测空载，偏空载时的开路间隙电压）,20V（用于测偏短路时的间隙电压）的直流电压表•实际测绘时，先不用线切割机床的“自动档"（伺服）进给，而采用”人工档"（等速进给）进给功能.最初川较慢的等速进给速度进行切割，此时处于”欠跟踪“的进给状态，待切割稳立后就记下进给速度和此时的间隙平均电压，在坐标上作出曲线上的某一点•以后稍微调快进给速度（仍为等速进给）,同样测得第二，三'''点的数据•当调节到进给速度约等于蚀除速度时，此时即为最佳状态B点放电间隙为鼓佳放电间隙SB此时的切割速度为鼓大.当以更大的进给速度（等速）切割时,「II于没有伺服功能，进给速度人于可能的蚀除速度，放电间隙逐步减小履后即将形成短路，放电间隙为零. 此时应尽快停止进给，并事先作好记录.在曲线最高点B只右，用上述方法比较容易做出间隙蚀除特性曲线的右半部分.但B 点左边的曲线、因放电间隙逐步减小并趋于短路，易把钳丝顶弯、因此应多加小心.4•答:一般线切割机床的进给的进给系统，往往没有短路回退功能，或短路后经一定时间例如30s后仍不能自动消除短路状态，则回退256步（相当于0.256 mm）,如仍不能消除短路,则自动停止进给或同时报警.这与电火花成型加工机床遇短路即退冋不一样.上述无短路冋退功能的线切割机床的进给特性曲线就不会有横坐标左下部分的曲线,亦即工具屯极（钳丝）的进给速度vd没有负值.即便有短路回退功能的线切割机床，短路后的回退速度是I古I处的（不象电火花成型加丁机床那样短路后将以较高的速度vd（）回退），所以进给调节特性曲线的左下部为窄小矩形，即放电间隙牧小时，进给速度vd《0,—旦完全短路后，钳丝才低速（恒速）回退.5.答:这一习题也有一定难度，需对线切割机床的变频进给系统有-•定的了解•线切割机床的进给速度vd是由火花放电间隙的平均电压ue來决定的.lie越尢vd亦尢ue小vd也小,ue-0,vd-0或等速冋退•为此可以用"模拟法”來测绘线切割加工机床的进给调解特性曲线•具体的的方法是:便线切割机床处于加工状态，可不开丝筒，不开高频电源，但应使工作台处于”人工” 等速进给状态•此时工作台进给的”取样电压"，并不是来自火花放电间隙的平均电压ue（ue再经电阻分压成10-12v的电压, 经”变频调节"电位器送至”压一频"（uJ）转换器，将此低电压u转换成进给脉冲,频率为f,另工作台进给）,而是由+12V的外加电压,经”变频调节"电位器调圧输入至”压一频"（uJ）转换器.低电压0V相当于间隙短路，最高10〜12V相当于间隙开路状态. 可以将此电压由低向高调节，例如0V,2V,4V,6V,8V,10V......直至12V,模拟不同的ue•记录下每种不同电压时的工作台进给速度（可以从控制器面板数显表上测得），然后即可绘制出进给调节特性Illi 线.6•今拟用数控线切割加工有8个齿的爪牙离合器，试画出其工艺示怠图并编制出相应的线切割3B相应程序.答:由于爪牙离合器工件是圆筒形的，端面上需切割出8个爪牙方齿，故切割时必须冇一个数控回转工作台附件.办法为先在圆套筒上钻一个9 Kmm的穿丝孔，装夹好工件后，调幣到穿丝孔为豉高点时穿丝,冋转台转动切除爪牙的端而，见示意图. （俯视图）切割的程序（一次切出卩儿凸两个爪牙离合器）为：BBBJ=穿丝孔距离GXL3（x向移动）BBBJ=l/2齿宽GYL4（y向转动）BBBJ=齿深GXL3（x向移动）BBBJ=齿宽GYL4（y向转动）BBBJ=齿深GXLl（x向移动）BBBJ=Ui^ GYL4（y向转动）第四章电化学加工1. 从原理和机理卜來分析，电化学加T有无可能发展城为•纳米级加T“或”原子级加T”技术？原则上要采用哪些摘篇才腌实现？答，rtiJ•电化学加工从机理卜•&是通过电极衰而渥层地原子或分子的电子交换，便Z在电解液中“阳极iffWifu被£除來丈現加T的，町以控制微量、极薄氏切削吆除.闵此，电化学加丁有町能发展成为纳米级加T•或原子级的特密、微细册工・但是真的耍实现它，从技术上训还有相F难度。
特种加工
《模具特种加工》复习提纲1. 特种加工与切削加工的不同点。
（1）不是主要依靠机械能，而是主要用其他的能量去除金属材料。
（2）工具硬度可以低于被加工材料的硬度。
（3）加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械能力。
2.电火花加工设备的电极材料常用纯铜和石墨，其共同优点和各自的优点是what?共同的优点：在宽脉冲粗加工时都实现低损耗。
纯铜的优点：1）不容易产生电子弧，在较困难的条件下也能稳定加工。
2）精加工比石墨电极损耗小3）采用精微加工能达到优于Ra1.25的表面粗糙度4)经锻造后还可以做其他型腔加工用的电极，材料利用率高石墨的优点：1）机械加工成型设备，容易修正2）电火花加工的性能也很好，在宽脉冲大电流下具有更小的电极损耗3. 离子束加工原理？是在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速聚焦，使之撞击到工件表面4. 高速走丝或低速走丝线切割机床常用何种材料的电极丝？低速：铜丝高速：钼丝5.电火花加工原理是基于工具和工件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，形状及表面质量预定加工要求6.电火花加工必须创造条件解决哪些问题？a)必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米。
b)火花放电必须是瞬间的脉冲性放电，放电延续一段时间后需停歇一段时间，放电延续时间一般为1~1000usc)火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。
7.电化学加工原理？利用在阳阴电极表面发生得失电子的化学反应作用为基础对金属进行加工8.工作液在电火花加工中的作用？1)形成火花击穿放电间隙通道，并在放点结束后迅速恢复间隙的绝缘状态2)对放电通道产生的压缩作用3)帮助电蚀产物的抛出和排除4)对工具，工件的冷却作用5)对电蚀量有较大的影响9.电火花加工的极性效应？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。
10. 何为“空化作用”？超声加工是哪些作用的综合结果？哪个为主要的作用？空化作用——指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时空泡闭合引起极强的液压冲击波，可以强化加工过程结果：磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果。
耄耋之年 宝刀未老——访我国特种加工专家刘晋春教授
《 加工与模具｝ｏ８ 电 ２ｏ 年第 １ 期
专 访・ 稿 专
耄 耋 之 年 宝 刀 末 老
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访 我 国特 种 加 工 专 家 刘 晋 春教 授
编者 按 ：刘晋春教授是 我 国特 种加 工领域 的著名 专 家、哈 尔滨工业 大 学博 士生导师 ，
年 至 １６ 年 被 派 往 前 苏联 进 修 ，有 幸 在 世 界 电火 ９２ 花加 工 发 明人 鲍 ・ ・ 洛 拉扎 连 柯 院 士和 他 的高 徒 鲍 ・ ・ 洛 迪 赫 教 授 指 导 下 ，在前 苏 联 科 学 院 尼 卓
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耘 、 开 拓 进 取 、 建 树 丰 厚 ，请 介 绍 一 下 您 在 特种
的课 程 ；培 养 了 电加 工 面 的２ 名 博 士研 究 生 和 ５ ３ 名 硕 士 研 究 生 ；② 开展 了 电加 工 和 特 种 加 工 的 ５
刘 教 授 ：好 的 。我 １ ２ 年 １ 生 于 江 苏 无 锡 ， ９８ 月
科 研 工 作 ，取 得 了一些 科 研 成 果 ；③ 参 加 了全 国 电加 工 学 会 的工 作 ，从 事 电加 工 和 特 种 加 工 技术 的普 及 和 提 高 ］ 作 。这 也 是 我 一 辈 子 所 做 的主要 二
记 者 ：刘 教 授 ，作 为 我 国特 种 加 工 业 界 的 元
老 ，半 个 多世 纪 以 来您 为我 国特 种 加工 事业 的创 建 与发 展 做 出 了卓 越 的贡 献 。 那 么 ，能否 请 您 谈
谈您 的从 业 经 历 ？
编 写 出版 了 电加 工 和 特 种 加 Ｔ 教材 并 建 立 了相 应
发 芽 、开花 、结 果 。
记 者 ：您 １ ６ 年 底 结 束 在 前 苏 联 的 进 修 回 ２ ９
精密加工与特种加工
02213精密加工与特种加工一、课程性质及其设置目的与要求(一)课程性质和特点精密加工与特种加工技术是机械制造工艺的重要组成部分,也是机械制造业的重要研究发展方向之一。
《精密与特种加工技术》课程是高等教育自学考试机制类专业的重要专业课程之一,此课程的学习有助考生掌握生产实践中的各种先进制造技术,在工作中能适应技术进步对制造技术的要求,同时对高等教育培养更多复合性、创新性人才有重要意义。
(二)本课程基本要求考生通过课程学习,获得精密加工与特种加工的基本原理、常用加工设备及常用精密及特种加工工艺的系统知识,初步具备分析、选择和使用各种常用精密、特种加工工艺的能力,具体要求是:1. 获得精密、特种加工的基本理论和专业知识,包括常用加工工艺的加工原理、设备组成和有关应用实例。
2. 在对各种常用精密特种加工工艺综合理解、比较的基础上,具有选择加工工艺、分析加工工艺过程及解决实际工艺问题的能力。
3. 了解精密、特种加工技术应用现状和发展趋势。
(三)本课程与相关课程的联系《精密加工与特种加工》课程是机械制造学科一门综合性、专业性很强的专业课程,是多学科知识的融合应用,课程知识点多,有较多的综合应用实例。
课程自学要求考生具有较好的《大学物理》、《电工电子学》、《数控技术》、《机械工程材料》、《机械制造技术》等专业基础课程相关知识,同时本门课程的学习对后续的课程设计、毕业设计等环节具有重要指导意义。
二、课程内容与考核目标第一章概论(一)课程内容本章概述了精密与特种加工技术的产生背景、分类、发展方向,讨论了精密与特种加工工艺对材料可加工性和结构工艺性等的影响。
(二)学习要求了解各种精密与特种加工技术产生原因、掌握其分类方法及应用特点。
1(三)考核知识点与考核要求1、领会:精密与特种加工技术基本概念,对材料可加工性和结构工艺性等的影响;2、掌握:精密与特种加工技术分类、应用特点第二章金刚石刀具精密切削加工(一)课程内容本章概述了精密切削加工方法及其实现条件,分析超精密机床组成及其关键部件,重点讨论金刚石刀具材料特点及金刚石刀具的结构。
《特种加工》课程教学大纲
《特种加工》课程教学大纲一、课程基本概况课程名称：特种加工课程名称(英语）:Non-Tradition Machining（NTM）课程编号:BL04110/ZL04089课程总学时:28课程学分：1.5课程分类：选修开设学期：7适用专业：机械设计制造及其自动化专业/机械设计与制造先修课程：金属工艺学、金属切削原理与刀具、机械制造工艺二、课程的性质、目的和任务《特种加工》是机械设计制造及其自动化/机械设计与制造专业的一门专业任选课程。
开设目的是使学生初步了解除常规切削加工以外的新的加工方法，掌握常用的几种现代加工方法的特点和适用范围。
其主要任务是：1、培养学生对物理、化学、电工、液压、机械等多门课程各种学科知识的综合应用能力,巩固并深化前期课程。
2、通过本课程使学生了解电火花加工、电化学加工、超声加工、激光加工、电子束和离子束加工以及快速成形技术、化学加工、磨料加工等特种加工方法的基本原理,基本设备,工艺规律，主要特点和适用范围，从而具有能合理选择加工方法的基础知识，提高其解决工艺难题的能力，以适应当今社会制造业发展的需求。
三、主要内容、重点及深度第一章概论（一）目的要求使学生了解特种加工产生的背景和发展过程，及特种加工的分类及影响。
（二）教学重点:特种加工的主要特点和特种加工的分类（三）教学难点：理解特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响。
（四）教学内容(2学时）第一节特种加工的产生及发展第二节特种加工的分类第三节特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响第二章电火花加工（一）目的要求通过本章的学习,掌握电火花加工的基本原理和加工机理；了解电火花穿孔成型加工的各种加工方法，理解电火花加工用脉冲电源、自动进给调节系统及电火花加工机床；掌握电火花加工中电规准的选择和转换的原则,运用原理控制加工精度、表面粗糙度、蚀除速度等.（二）教学重点:电火花加工概念及加工特点、极性效应、加工速度和损耗速度、自动进给调节系统的作用、电规准。
特种加工复习资料 哈尔滨工业大学出版社 刘晋春
特种加工第一章绪论切削加工的本质和特点：一是靠刀具材料比工件更硬；二是靠机械能把工件上多余的材料切除。
特种加工与切削加工的区别：（1）不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（如电，化学，光，声，热等）去除金属材料。
（2）工件硬度可以低于被加工材料的硬度，如激光，电子束等加工时甚至没有成形的工具。
（3）加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，如电火花，线切割，电解加工时工具与工件不接触。
第二章电火花加工30面图、 41面电极的设计第一节、电火花加工又称放电加工，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、瞬时产生的高温把金属蚀除下来。
因放电过程中可见到电火花，所以称为。
电火花加工的原理：基于工具和工件（正，负电极）之间脉冲性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，形状及表面质量预定的加工要求。
电火花加工的条件（1）必须是工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常为0.02~0.1mm。
（2）火花放电必须是瞬时的脉冲性放电。
（3）火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油，皂化液或去离子水等。
电火花加工的特点1主要优点（1）适合于任何难切削导电材料的加工。
由于加工中的材料的去除是靠放电时的电热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电性及其热学特性，如熔点，沸点，比热容，热导率，电阻率等，而几乎与其力学性能无关。
（2）可以加工特殊及复杂形状的表面和零件。
由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工宏观的切削力，因此适宜加工低刚度工件及微细加工。
2局限性（1）主要用于加工金属等导电材料，但在一定条件也可以加工半导体和非导体材料。
（2）一般加工速度较慢。
（3）存在电极消耗。
电火花加工工艺方法分类按工具电极和工件相对运动的方式和用途不同，大致可分为（1）电火花穿孔成形加工（2）电火花线切割（3）电火花磨削和镗磨（4）电火花同步共轭回转加工（5）电火花高速小孔加工（6）电火花表面强化与刻字。
精密与特种加工(第1讲)
教学计划：
课堂授课：24学时 实验教学：8学时
教学大纲：
特种加工技术：30学时 精密切削磨削技术：2学时
请你认真思考以下产品的加工方法!
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雕刻的水晶作品
请你认真思考以下产品的加工方法!
1-工件 2-脉冲电源 3-自动进给调节装置 4-工具 5-工作液 6-过滤器 7-工作液泵 8-被蚀除的材料
一、电火花加工的原理和设备组成
4．工作原理：
1）工具和工件与电源的两极相接，均浸在 有一定绝缘度的流体介质（通常用煤油或 矿物油）中。 2）脉冲电压加到两极之间，在工具电极向 工件电极运动中，将极间最近点的液体介 质击穿，形成火花放电。 3）由于放电通道截面积很小，通道中的瞬 时高温使材料熔化和气化。单个脉冲能使 工件表面形成微小凹坑，而无数个脉冲的 积累将工件上的高点逐渐熔蚀。 4）随着工具电极不断地向工件作进给运动， 工具电极的形状便被复制在工件上。 5）加工过程中所产生的金属微粒，则被流 动的工作液流带走。 6）总能量的一小部分也释放到工具电极上 形成一定的工具损耗。
第三节 特种加工对材料可加工性和结构性的影响
提高了材料的加工性
材料的加工性不再与硬度、强度 等成直接、比例关系。
第三节 特种加工对材料可加工性和结构性的影响
改变了零件的典型工艺路线
成形加工 淬 淬
火
火
成形加工
第三节 特种加工对材料可加工性和结构性的影响
对产品零件的结构设计带来很大影响
雕刻的水晶作品
特种加工
《特种加工》课程教学大纲课程名称：特种加工英文名称：Unconventional Machining开课学期：第5学期学时：32（其中实验学时：12）课程类型：专业必修课开课专业：数控技术专业、机电工程专业选用教材：《特种加工》刘晋春、赵家齐主编，机械工业出版社第2版主要参考书：1．材料工程丛书：《特种加工手册》. 胡传忻，夏志东等. 北京工业大学出版社.2001,04.第一版2．《现代加工技术》. 张辽远编著.机械电子工业出版社， 2002, 09，第一版3．《先进电火花加工技术》，赵万生，国防工业出版社2003.104.学院自编讲义执笔人：彭雪鹏一、课程性质、目的与任务本课程介绍非机械加工方法——特种加工。
本课程的目的及任务是：1、使学生了解与常规切削加工方法不同的一些特种加工新工艺。
懂得可以用电、化学、热、光、声等能的形式度南加工材料、复杂的加工便意义一些精密、细微、第港督等有特殊要求的零件进行加工。
2、使学生初步了解掌握电火花加工、电解加工、激光加工、超声加工等以及复杂加工的基本原理、基本规律。
是学生具有能合理选择加工方法的基础知识，提高其解决工艺难题的能力。
3、培养学生对物理、化学、电工、液压、机械等多门课程各种学科知识的综合应用能力，巩固并深化前期课程。
特种加工课程是高等院校机械类的一门专业课，在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生从事机械制造行业相关工作扩展事业。
通过本课程使学生在了解电火花加工、电化学加工、超声加工、激光加工、电子束和离子束加工以及化学加工、磨料加工等特种加工方法的基本原理，基本设备，工艺规律，主要特点和适用范围，以适应当今社会制造业发展的需求。
二、教学基本要求1.要求课堂讲解内容简练、清晰，概念正确，突出重点、难点，取舍得当，举例合适。
2.严格遵守教学大纲要求组织教学内容。
3.作业是检验学生学习情况的重要教学环节，为了帮助学生掌握课程的基本内容，适当安排一定数量的分析讨论案例。
精密与特种加工技术
100μm
5μm 1μm
1μm
0.05μm 0.01μm
0.1μm
0.005μm 0.001μm
Anhui Polytechnic University
安徽工程大学
7
精密与特种加工技术
第一章 绪论
用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键 零件加工，如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密 导轨、精密滚动轴承等，在当前制造工业中占有极重 要的地位。 超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为0.1～ 0.01μm数量级，表面粗糙度Ra值为0.01μm数量级的加 工方法。
其它能量
电 电化学 光 声 化学能等
Anhui Polytechnic University
安徽工程大学
22
精密与特种加工技术
第一章 绪论
1943年，前苏联拉扎林柯夫妇在研究开关触点遭受
火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，逆向思维，用细
铜丝在淬火钢上加工出小孔，开创和发明了电火花加
工—特种加工中的先驱。
10-1 10-2 10-3
超高精密磨床 激光高精度 超精密研磨机 测长仪
离子束加工 扫描电镜 分子对位加工 电子线分析 仪 2000 年份
安徽工程大学
11
1900
1920
1940
1960
1980
精密加工与超精密加工的发展（Taniguchi，1983）
Anhui Polytechnic University
Ra ＜0.02μm
Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.002μm Ra ＜0.01μm
Anhui Polytechnic University
特种加工串讲复习资料2010年12月整理
《特种加工》串讲复习资料（2010年12月整理）1、电火花成形加工能量来源是电能、热能，加工原理是熔化、气化（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、形状及表面质量预定的加工要求），电火花成形加工机床主要由主机、脉冲电源、自动进给系统、工作液净化及循环系统几部分组成。
主要适用范围：从数微米的孔、槽到数米的超大型模具、工件等，如圆孔、方孔以及冲模、塑料模，还可刻字、表面强化、涂覆加工。
2、电火花线切割加工能量来源是电能、热能，加工原理是熔化、气化（利用移动的细金属导线作电极，利用数控技术对工件进行脉冲火花放电、可切割成形各种二维、三维多维表面），电火花线切割加工设备主要由机床本体、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机床附件等几部分组成。
主要适用范围：切割各种冲模、塑料模、粉末冶金模等二维及三维直纹面组成的模具及零件，可直接切割各种样板、硅钢片冲片，也常用于钼、钨、半导体材料或贵重金属的切割。
3、激光加工能量来源是光能、热能，加工原理是熔化、气化，激光加工的基本设备包括激光器、电源、光学系统及机械系统等四大部分。
主要适用范围：精密加工小孔、窄缝及成形切割、刻蚀。
如不锈钢板上打小孔，还可焊接、热处理。
4、超声加工能量来源是声能、机械能，加工原理磨料高频撞击，超声加工设备一般包括超声发生器、超声振动系统、机床本体和磨料工作循环系统。
主要适用范围：加工、切割脆硬材料。
如玻璃、石英、金刚石等，可加工型孔、型腔、小孔、深孔以及切割等。
5、电子束加工能量来源是电能、热能，加工原理是熔化、气化（在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高的电子束冲击工件被加工部位，使该部分材料熔化和汽化，被真空系统抽走），电子束加工装置主要是由电子枪、真空系统、控制系统和电源等部分组成。
主要适用范围：可用于打孔、切割、蚀刻、焊接、热处理和光刻加工等。
6、离子束加工能量来源是电能、动能，加工原理是原子撞击（在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速聚焦，使之撞击到工件表面，实现对工件加工），离子束加工装置主要由离子源、真空系统、控制系统和电源等部分。