特种加工考试攻略必看.docx
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特种加工考试攻略必看
1、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。
2、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。
3、两金属在
（1）在真空中火花放电;
（2）在空气中;（3）在纯水（蒸馏水或去离子水）中;（4）在线切割乳化液中;（5）在煤油中火花放电时,在宏观和微观过程以及电蚀产物方面有何相同和相异之处？
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,显象管中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,蒸馏水或去离子水中,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.
（4）,（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
4、不同波长的红外线,红光,绿光,紫光,紫外线光能转换为热能的效率有何不同？
答:
不同波长,频率的光所含的能量E=hv,其中v为光的频率,h为普朗克常数.可见光所含的能量和其频率成正比.但照射到物体上后光能转换成热能的大小,即光能转换的频率,却随波长（频率）和物体对该光波的吸收率不同而不同.例如红光或红外线照射到人体皮肤上,人们感觉到远比绿光,紫光更温暖,因为皮肤吸收红光的效率远比其他广博为高.同样激光打孔,切割时,影响光能转换为热能效率的因素,除材料对该光波的吸收率外,还有反射率也起很大作用,因此很难加工反射率很高的光洁镜面
5、试判断超声加工时:
（1）工具整体在作超声振动;
（2）只有工具端面在作超声振动;（3）工具各个横截面都在作超声振动,单个截面同一时间的振幅并不一样;（4）工具各个横截面依次都在作"原地踏步"式的振动.以上各点,哪种说法最确切有无更确切的说法
答:
以上说法中,（3）比较确切,超声波在工具（变幅杆）内传递时,各个横截面都在作超声振动,单个截面在同一时间的振幅不一样,有的截面始终为零（如固定超声系统的驻波点）,有的有时振幅最大,如工具端面的加工点。
最确切的说法是,应按教材中的超声波在固体中的传播过程,各质点都在传播方向上振动,但传到端面后波在反射,两者的合成运动才是各质点的实际运动
6、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.
7、微弧氧化后的表面陶瓷层的具有哪些优良的功能？
8、电火花加工用脉冲电源的要求有哪些？
（和简答题第10题重复）
9、简述离子束加工原理及离子束加工的有哪些工作方式？
答：
离子束加工原理：
与电子束加工比较相似，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。
离子束加工的四种工作方式：
（1）、离子束溅射去除加工，即将被加速的离子聚焦成细束，射到被加工表面上。
被加工表面受“轰击”后，打出原子或分子，实现分子级去除加工。
（2）、离子束溅射镀膜加工，即用加速的离子从靶材上打出原子或分子，并将这些原子或分子附着到工件上，形成“镀膜”。
又被称为“干式镀”
（3）、离子束溅射注入加工，即用高能离子（数十万KeV）轰击工件表面，离子打入工件表层，其电荷被中和，并留在工件中（置换原子或填隙原子），从而改变工件材料和性质。
（4）、离子束曝光，即用在大规模集成电路制作中，与电子束相比有更高的灵敏度和分辨率。
10、超声波加工的原理和主要特点是什么？
答：
超声波加工的原理：
超声波加工是利用振动频率超过16000Hz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；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。
超声波加工的主要特点如下：
（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0.2μm，加工精度可达0.05～0.02mm，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。
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、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、电火花加工中工具电极相对损耗的含义是什么？
如何降低工具电极的相对损耗？
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、简述如下图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。
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
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。
14、简述激光加工的特点
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。
（4分）
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16000Hz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0.2μm，加工精度可达0.05～0.02mm，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。
24、电火花共轭同步回转加工和电火花磨削在原理上有何不同?
工具电极和工件上的瞬间放电之间有无相对移动?
加工内螺纹时为什么不会"乱扣"？
用铜螺杆做工具电极,在内孔中用平动法加工内螺纹,在原理上和共轭同步回转法有何异同？
答:
不同之处在于电火花共轭同步回转加工时:
（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,磨削点之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,工具和工件圆周表面上有着"各点对应"的关系,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,本质上和共轭同步回转法相同,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.
25、电火花线切割时,粗,种,精加工时生产率的大小和脉冲电源的功率,输出电流的大小有关.用什么方法衡量,判断脉冲电源加工性能的好坏（绝对性能和相对性能）？
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3As时切割速度为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.
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