特种加工：名词解释+填空+简答题

12-13-2
《特种加工》复习：
名词解释
1.特种加工：特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、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，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。

2.电火花加工：电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。

3.极性效应：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。

4.电火花线切割：电火花线切割简称线切割。

它是在电火花穿孔、成形加工的基础上发展起来的。

它不仅使电火花加工的应用得到了发展，而且某些方面已取代了电火花穿孔、成形加工。

如今，线切割机床已占电火花机床的大半。

5.极间介质消电离：放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以免总是重复在同一处发生放电发生而导致电弧放电，这样可以保证按两级相对最近处或电阻率最小处形成下一击穿放电通道。

6.混气电解加工：混气电解加工就是将一定压力的气体（主要是压缩空气）用混气装置使之与电解液混合在一起，并使电解液成分为包含无数气泡的气液混合物，然后送入加工区进行电解加工。

7.电化学加工：电化学加工也称为电解加工，是利用金属在外电场作用下的高速局部阳极溶解实现电化学反应，对金属材料进行加工的方法。

8.阳极溶解：金属作为阳极发生氧化反应的电极过程。

9.阴极沉淀：
10.电极极化：一般将有电流通过电极时，电极的平衡状态被破坏，阳极电位向更加正的方向移动，阴极的电位向更加负的方向移动，电极电位偏离平衡电位的现象称为电极极化。

11.电化学钝化：在电解加工过程中海油一种叫钝化的现象，它使金属阳极溶解过程的超电位升高，使电解速度减慢。

12.电解加工：基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极，将工件按一定形状和尺寸加工成型的一种工艺方法，称为电解加工。

13.电解抛光：是以被抛工件为阳极，不溶性金属为阴极，两级同时浸入到电解槽中，通以直流电而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面光亮度增大的效果。

14.电解磨削：是由电解作用和机械磨削作用相结合而进行加工的，比电解加工的加工精度高，表面粗糙度小，比机械磨削的生产率高。

15.电铸加工：电铸是在芯模表面电沉积金属，然后使两者分离来支取零件的工艺。

16.涂镀加工：涂镀又称为刷镀或无槽电镀，是在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的技术。

17.激光加工：是利用光的能量，经过透镜聚焦，在焦点上达到很高的能量密度，考光热效应来加工各种材料
17.激光打孔：
18.激光切割：材料在激光热源照射下，工件与激光束相对移动，进行加工的过程。

19.激光焊接：激光焊接是以聚焦的激光束作为能源，利用轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种高效精密的焊接方法。

20.激光淬火：激光淬火是以高密度能量激光束作为能源，迅速加热工件并使其自冷硬化的
淬火工艺。

21.激光合金化：用高能激光束熔化在基体表面外加的合金元素和一薄层基体材料，在基体表面形成新合金化表面强化层的过程。

22.激光熔覆：利用激光将预置在基体上的涂层原料熔化，同时使基体表层发生熔化，形成冶金结合的涂层方法。

23.快速成形：又称为快速原型制造技术，是基于材料堆积的一种高新制造技术。

就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

24.光固化快速成形：基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。

这种液态材料在一定波长和功率的紫外激光的照射下能迅速发生光聚合反应，相对分子质量急剧增大，材料也就从液态转变成固态。

25.粉末快速成形：利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下逐层堆积成型。

薄片层叠快速成形：采用薄片材料，表面事先涂覆上一层热熔胶，用CO2激光器在计算机控制下按照CAD分层模型轨迹切割片材然后通过热压辊热压堆积成型。

熔丝堆积快速成形：利用热塑性材料的热熔性、粘结性，在计算机控制下层层堆积成型26.超声波加工：利用工具端面作超声频震动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型方法。

27.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。

化学铣切加工：把工件非加工表面用耐腐蚀性涂层保护起来，需要加工的表面露出来，浸入到化学溶液中进行腐蚀，使金属按特定的部位溶解去除。

28.光化学加工：光学照相制版和光刻相结合的一种精密细微加工技术。

化学抛光：用硝酸或磷酸等氧化剂溶液，在一定条件下，使工件表面氧化，此氧化层又能逐渐溶入溶液，表面微凸起处被氧化较快而较多，微凹处则被氧化慢而少。

化学镀膜：在含金属盐溶液的镀液中加入一种化学还原剂，将镀液中的金属离子还原后沉积在被镀零件表面。

29.等离子体加工：利用电弧放电使气体电离成过热的等离子气体流束，靠局部熔化及气化来去除材料
30.磨料流加工：利用一种含磨料的半流动状态的粘弹性磨料介质在一定压力强迫在被加工表面上流过，由磨料颗粒的刮削作用去除工件表面微观不平材料的工艺方法。

水射流切割：利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料。

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（形状）、（尺寸）、（表
面质量）的加工方法，称为加工。

2.按照机加工原理把加工分为三类:( 机械加工 )、( 特种加工 )、( 过渡加工 )
3.特种加工一般按照加工时采用的能量类型分为（电火花加工）（电化学加工）（激光加工）
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（快速成形）
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（聚晶金刚石）（淬火钢）
（硬质合金钢）
5.常用的电极结构可分为（整体电极）（组合电极）（镶拼式电极）
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（穿孔成形加工）、电火
花（线切割加工）、电火花（高速小孔加工）、电火花（同步共轭回转加工）、电火花（磨削）和（镗磨）等类型
7.电火花型腔加工的工艺方法有：（单电极平动法）、（多电机更换法）、（分解电极法）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：（1）极间介质的电离，击穿，形成放
电通道；（2）介质热分解，电极材料熔化，气化热膨胀；（3）电极材料的抛出；（4）极间介质的消电离四个阶段。

9.电火花加工粗加工时工件常接（负）极，精加工时工件常接（正）极，线切割加工时工
件接（正）极，电解加工时工件接（正）极，电解磨削时工件接（正）极，电镀时工件接（负、、）极
10.电子束加工是在（真空）条件下，利用聚焦后（能量密度极高）（速度极高）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：（纯铜）和（石墨）
12.影响电火花加工精度的主要因素有：（间隙的大小）及其一致性、（电极损耗）及其
稳定性和（二次放电）现象
13.在特种加工，请说出三种热加工方法。

电火花加工，电化学加工，激光加工
14.激光的特性：（强度高）（单色性好）（相干性好）（方向性好）
15.电火花线切割机床控制系统的功能包括（轨迹）控制和（加工）控制
16.激光打孔时，多次照射能在不扩大孔径繁荣情况下将孔打深是由于（光管）效应的结果
17.特种加工有（电火花加工）（激光加工）（电化学加工）（电子束加工）（离子束加工）等
说出五种。

18.电火花加工大致可分为哪些几个连续阶段，即：（1）极间介质的电离，击穿，形成放电
通道；（2）介质热分解，电极材料熔化，气化热膨胀；（3）电极材料的抛出；（4）极间介质的消电离
19.电解加工的主要不足有：（不易达到较高的加工精度和加工稳定性）、（电极工具的设计
和修正比较麻烦，因而很难适用与单件生产）、(电解加工的附属设备较多，占地面积较大，成本高）、(电解产物必须进行妥善处理，否则将污染环境）
20.电子枪包括：（电子发射阴极）（控制栅极）（加速阳极）等几部分
21.电铸加工主要用于（复制精细的表面轮廓花纹）（复制注塑用模具）（电火花型腔加工）
等，试说出三种
22.影响电火花加工精度的主要因素有：（表面粗糙度）（加工间隙）（加工斜度）（加工深度）
等
23.涂镀技术主要用于：（修复零件磨损表面）（填补零件表面缺陷）（改善零件表面性能）
24.电化学极化主要发生在（阳极）上。

金属的钝化使金属阳极熔化过程的超电位（升高），
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：（表面粗糙度）（表面变质层）（表面力学性
能）
26.型腔模电火花加工方法有：单电极平动法，多电极更换法，分解电极加工法
27.超声波加工主要是利用磨料在（超声振动）作用下的（机械撞击）和（抛磨作用及超声
空化）作用来去除材料的，同时产生的（波干涉）和（共振）现象也加速了蚀除效果，适于加工硬脆材料。

28.激光加工设备主要包括电源、（激光器）、（光学系统）、（机械系统）、（激光电源）、冷却
系统等部分。

29.在众多的快速成型技术中，具有代表性的工艺是（光敏树脂液相固化成形）、（选择性激
光粉末烧结成形）、（薄片分层叠加成形）、（熔丝堆积成形）等四种。

30.等离子体具有极高的能量密度，这是由（机械压缩效应）、（热收缩效应）、（磁收缩效应）
等三种效应所造成。

31.常用的激光加工工艺有（激光打孔）、（激光切割）、（激光焊接）、（激光刻蚀打标记）。

32.电子束加工的主要应用有（高速打孔）、（加工型孔及特殊表面）、（刻蚀）、（焊接）、（热
处理）、（电子束光刻）等。

33.离子束加工的主要应用：（离子刻蚀加工）、（离子镀膜加工）、（离子注入加工）等。

34.超声加工的主要应用有：（型孔型腔加工）、（切割加工）、（复合加工）、（超声清洗）等。

35.电解加工的主要应用有：（深孔扩孔加工）、（型孔加工）、（型腔加工）、（套料加工）、（叶
片加工）、（电解倒棱去毛刺）、（电解刻字）、（电解抛光）。

★试列举几种采用特种加工工艺之后,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:
⑪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".
★工艺和特种加工工艺之间有何关系？应该说如何正确处理常规工艺和特种加工之间的关系？
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.
★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,本质上有何不同为什么会引起这种不同
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.
★数控线切割加工的主要工艺指标有哪些？
答：（1）切割速度；（2）表面粗超度；（3）电极丝损耗量；（4）加工精度
★电火花线切割加工的特点有哪些？
答：①、数控线切割加工是轮廓切割加工，勿需设计和制造成形工具电极，大大降低了加工费用，缩短了生产周期。

②、直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，适宜于加工低刚度零件及细小零件。

③、无论工件硬度如何，只要是导电或半导电的材料都能进行加工。

④、切缝可窄达仅 0.005mm ，只对工件材料沿轮廓进行“套料”加工，材料利用率高，能有效节约贵重材料。

⑤、移动的长电极丝
连续不断地通过切割区，单位长度电极丝的损耗量较小，加工精度高。

⑥、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。

⑦、通常用于加工零件上的直壁曲面，通过 X-Y-U-V 四轴联动控制，也可进行锥度切割和加工上下截面异形体、形状扭曲的曲面体和球形体等零件。

⑧、不能加工盲孔及纵向阶梯表面。

⑨、不适宜加工形状简单的大批量的零件。

⑩、轮廓加工所需的加工余量小，能有效地节约贵重的材料★电火花线切割加工主要应用在哪些方面？
答：①加工模具;②电火花成形加工用的电极;③试制新产品;④贵重的金属材料
★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？
答：从电化学过程来说，凡是反应过程中原子失去电子成为正离子（溶入溶液）的，称为氧化，反之，溶液中的正离子得到电子成为中性原子（沉积在阴极上）的称为还原，即由正离子状态还原成为原来的中性原子状态。

例如在精炼电解铜的时候，在电源正极上纯度不高的铜板上的铜原子在电场的作用下，失去两个电子成为Cu2+正离子氧化而溶解入CuCl2 溶液，而溶液中的Cu2+正离子在阴极上，得到两个电子还原成为原子而沉积在阴极上★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。

★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？
答：一般电解加工自动进给系统主要是控制均匀等速的进给速度，它的大小是事先设定的。

进给速度的大小与端面平衡间隙有直接关系（双曲线关系），而端面平衡间隙又直接影响到阴极形状（成形加工时）。

在正常电解加工时，主要依照电流的大小来进行控制，但在电极开始进入或即将退出工件时，由于加工面积的变化，则不能按照电流的大小进行控制。

电火花加工的自动进给控制系统的目的是保证某一设定加工间隙（放电状态）的稳定，它是按照电极间隙蚀除特性曲线和调节特性曲线来工作的，它的进给速度不是均匀等速的。

之所以形成这种不同的进给特性，主要是电解加工中存在平衡间隙，进给速度大，
平衡间隙变小。

在进给方向、端面上不易短路；而电火花加工中不存在平衡间隙，进给
速度稍大于蚀除速度，极易引起短路，所以必须调节进给速度以保证放电间隙。

★电解加工时的电极间隙蚀除特性与电火花加工时的电极间隙蚀除特性有何不同？
为什么？
答：电解加工时，电极间隙蚀除特性曲线是一条双曲线，即υ a ∆ = C （常
数）；而电火花加工的蚀除特性曲线则是一条蚀除速度在起点和终点都为零的上凸
二次曲线。

电解加工时，只要电极不发生短路，电极间隙愈小，阳极工件的蚀除速
度就愈高，生产率就愈高；反之，当电极间隙变大时，蚀除速度将下降。

电火花加工时，当放电间隙为零时，蚀除速度也为零。

其实，当放电间隙很小
时，排屑困难，短路率增加，蚀除速度将大大下降，甚至无法正常加工；而当放
电间隙过大时，间隙无法击穿，蚀除速度也为零（相当于非线性电解液中电解加
工时有一“切断间隙”）。

★激光为什么比普通光有更大的加工瞬时能量和功率密度
答:因为激光器可在较长时间吸收,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.
★电子束加工和离子束加工在原理上和在应用范围上有何异同
答:二者在原理上的相同点是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加速转换成电能,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,渐射沉积,离子镀,离子注入(表面改性)等多种形式,而不象电子束加工,有打孔,切割,焊接,热处理等形式
★电子束加工,离子束加工和激光加工相比各自的使用范围如何,三者各有什么优缺点答: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
★超声加工时的进给系统有何特点
答:超声加工时的进给系统是靠重锤通过杠杆使工具轻轻压在工件上,靠轻微的压力使工具端面和磨粒与工件表面接触,工件表面去掉多少,进给多少,是悬浮式的柔性进给系统,而不是刚性的进给系统实现的,它与机械加工和电火花加工的进给系统不一样★快速成型的工艺原理与常规加工工艺有何不同具有什么优点
答:快速成型在工艺原理上是"增材法",与切削加工,电火花蚀除,电化学阳极溶解等"减材法"不同.其特点是整个工艺过程建立在激光(断层)扫描,数控技术,计算机CAD技术,高分子材料等高科技基础之上,因此工艺先进,柔性好,生产周期短.
★试对光固化和粉末烧结两种快速成型工艺的优缺做作比较
答：光固化成型方法的特点是精度高、表面质量好、原材料利用率将近100%，能制造出形状特别复杂、特别精细的零件。

粉末烧结的成型方法的特点是材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、石蜡等材料的零件。

特别是可以直接制造金属零件。

★从微观上,每一次电火花放电加工大致可分为哪几个连续阶段,各有什么优缺点
答：（1）极间介质的电离，击穿，形成放电通道；（2）介质热分解，电极材料熔化，气化热膨胀；（3）电极材料的抛出；（4）极间介质的消电离
★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
答：电解加工中电解液的主要作用是：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。

★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
答：超声加工机床为实现旋转超声加工,一般要由机床本体、超声波电源、超声振动系统、主轴旋转系统、主轴轴向进给系统、轴向力反馈保护系统等组成。

超声波振荡系统的作用是将高频电振荡电能变为机械振动能。

超声波发生器将工频交流电能转变为有一定功率输出的超声频电振荡，换能器将超声频电振荡转变为超声机械振动，通过振幅扩大棒（变幅杆）使固定在变幅杆端部的工具振产生超声波振动，迫使磨料悬浮液高速地不断撞击、抛磨被加工表面使工件成型。

★什么是极性效应,什么是正极性加工,什么是负极性加工？。