特种加工考试答案_特种加工试题及答案
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1.切削加工的本质？特种加工与切削加工的不同点？
切削加工的本质：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。
特种加工与传统金属切削加工的区别:（P2）1）利用的主要能量形式不同；
2）工具硬度可以低于被加工材料硬度；
3）加工过程中工具和工件之间不存在显著机械切削力。
2.对超精密加工机床的要求？对超精密切削刀具的要求？超精密加工按加工方式分类？
对超精密加工机床的要求：高精度、高刚度、高稳定性、高自动化。（P16）对超精密切削刀具的要求：（P27）
1）极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量，保证刀具有很高的尺寸耐用度； 2）刃口能磨的极其锋锐，实现超薄切削；
3）刀刃无缺陷，切削时刀刃将复制在被加工表面上，从而得到超光滑的镜面；
4）与工件材料的抗粘结性好，化学亲和小，摩擦因数低，以得到极好的加工表面完整性。按加工方式分类：切削加工，磨料加工，特征加工和复合加工
(P13)3.金刚石晶体的解理现象？金刚石的相对磨削率？（P30-P31）
解理现象：指晶体受到定向的机械力作用时，可以沿某个平面平整的劈开的现象。
相对磨削率：金刚石的耐磨性通常用它的相对磨削率表示，指单位载荷和单位线速度下的磨削体积。4.精密磨削机理？（P39）
1）微刃的微切削作用； 2）微刃的等高切削作用；
3）微刃的滑挤、摩擦、抛光作用。
5.电火花加工的条件？电火花加工的机理？极间放电电压波形和电流波形如何？电火花电源按波形分类？（1）电火花加工的条件：（P51）
1）电极之间始终保持确定的距离；
2）放电点的局部区域达到足够高的电流密度，以确保被加工材料能在局部熔化、气化，否则只能加工被加工材料；
3）及时排除电极间的电蚀产物，以确保电极间介电性能的稳定； 4）在具有一定绝缘强度和一定粘度的电介质中进行放电加工。
（2）电火花加工的机理：是电力、热力、磁力、流体动力等综合作用的过程。（P52）
大致分为四个阶段: 1）极间介质的击穿与放电，形成放电通道；
2）能量的转换、分布与传递；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。
（3）极间放电电压波形和电流波形：见P53 图4-3（4）电火花电源按波形分类：矩形波，梳状波分组脉冲，三角形波，阶梯波，正弦波，高低压复合脉冲。（P68）6.何谓极性效应？为何产生？如何利用？如何降低工具电极相对损耗？二次放电现象？电规准？（1）极性效应：单纯由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象为极性效应。（P58）
（2）产生：在电火花放大过程中，正、负电极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用，在两极表面所分配到的能量不一样，因而熔化、气化抛出的电蚀量也不一样。同时电极表面的吸附，覆盖和镀覆作用也是产生极性效应的原因。（P58）
（3）利用：为了充分利用极性效应，最大限度降低工具电极的损耗，应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，正确选用极性，使工件的蚀除速度最高，工具损耗尽可能小。（4）降低工具电极相对损耗：首先要根据电极对材料特性确定最佳脉宽，其次有效利用电火花加工过程的各
种效应，如极性效应、吸附效应、传热效应。（P62）
（5）二次放电现象：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。（P65）
（6）电规准：电火花加工过程中一组电参数，如电压、电流、脉宽、脉间等。（P83）7.电火花加工的表面变质层如何划分？淬火钢和未淬火钢有何区别？（P66）
（1）表面变质层划分：对于熔化，气化材料，可将变质层分为熔化凝固层和热影响层。（2）淬火钢和未淬火钢区别：淬火钢的热影响层厚度比未淬火钢大。
8.何谓间隙蚀除特性曲线和调节特性曲线？画图并作简要说明？自动进给调节系统的方框图？（P74）
（1）间隙蚀除特性与调节特性曲线：
由图可知：当间隙过大，例如大于60μm（为A点的开路电压）时，电极工具将以较大的空载速度vdA向工件进给。随着放电间隙减小和火花率的提高，向下进给速度也逐渐减小，直至为零。当间隙短路时，工具将反向以vd0高速回退。在交点B，进给速度等于蚀除速度，是稳定的工作点和稳定的放电间隙。
Ⅰ-蚀除特性曲线 Ⅱ-调节特性曲线
（2）电火花加工进给调节装置：有测量环节、放大环节、执行环节等主要环节组成。
9.混粉加工的定义及作用机理？（P79）
定义：在工作液中添加一定数量的硅、铝、镍等微粉，达到有效降低电火花加工后的表面粗糙度值的目的。作用机理：1）加工放电间隙明显增大，使放电对工件表面的冲击力减小，从而使放电凹坑中蚀除抛出量减少，形成较浅的放电凹坑。
2）金属及半导体微粉与被加工表面之间将产生微放电，形成分散式放电状况，有效的防止放电凹坑的多次重叠，使凹坑较浅。
3）分散极间电容，使极间电容减小，从而有效的减小了放电脉冲能量。
4）混粉工作液中的微粉对工件表面有抛光作用，磨料喷射加工等作用。
10.RC电源属于何种电源？按电极丝运行速度，线切割机床分为？
RC电源属于：弛张式脉冲电源。（P69）
按电极丝运行速度：高速走丝线切割机床和低速走丝线切割机床。（P103）11.线切割与电火花加工的不同点？（P102）
1）不需要制造复杂的成形电极；
2）能够方便快捷的加工薄壁，窄槽，异形孔等复杂结构零件；
3）一般采用精规准一次加工成形，在加工过程中大都不需要转换加工规准； 4）电极丝的损耗较少，从而对加工精度影响较小；
5）工作液多采用水基乳化液，很少使用煤油，不易引燃起火，容易实现安全无人操作运行； 6）没有稳定的拉弧放电状态；
7）脉冲电源的加工电流较小，脉冲宽度较窄，属于中、精加工范畴，采用正极性加工方式。12.线切割机床控制系统的功能？（P106）
在电火花线切割加工过程中，根据工件的形状和尺寸要求，自动控制电极丝相对于工件的运动轨迹和进给速度，实现对工件的形状和尺寸加工
主要功能包括轨迹控制和加工控制：
（1）轨迹控制就是精确控制电极丝相对于工件的运动轨迹，以获得所需的形状和尺寸；
（2）加工控制主要包括对伺服进给速度、电源装置、走丝机构、工作液系统以及其它的机床操作控制。13.3B格式编程？
P107 14.画出活泼金属和不活泼金属的双电层图形？双电层？电极电位？极化？超电压？端面平衡间隙15.双电层图形：见P119 图6-4 双电层：金属表面带负电，溶液带正电。（P119）
电极电位:产生在金属和它的盐溶液之间的电位差称为该金属的电位电极。（P119）
极化：当有电流通过电解池时，电极的平衡状态被破坏，阳极电位向正方向增大，阴极电位向负方向增大，即所谓的极化现象。（P122）
超电压：极化后的电极电位（E）与平衡电位的增值。（P122）端面平衡间隙：加工过程中达到动态平衡状态时的加工间隙。（P127）15.何为浓度超电压？化学超电压？电阻超电压？（P122）
浓度超电压：为了保持电化学电流和加工速度，必须增加一个外加电压，即为浓度超电压。化学超电压：要克服钝化膜的电阻，就需要额外增加电源电压，这个电压称之为电阻超电压。
电阻超电压：为保证电化学过程继续进行，必须增大外电源电压以补偿由于化学反应二引起的电位变化，由此所提高的电压值称为化学超电压。
16.电解液的作用？基本要求及常用电解液的类型？钝化？活化？
作用：1）作为导电介质传递电流；
2）参与电化学反应；
3）及时带走电解产物及热量，起到更新极间介质状态及冷却的作用。（P130）
基本要求：1）电导率要高，流动性要好，可以保证用较低的加工电压获得较大的加工电流，减少发热；
2）电解质在溶液中的电离度和溶解度要大；
3）阳极的电解产物应是不溶性的化合物，便于处理；
4）性能稳定，操作使用安全，对设备产生的腐蚀作用轻，不易燃，不爆炸，对环境污染和人体危害小；
5）价格低廉，适应性广，使用寿命长。（130）
常用电解液的类型：酸性溶液，中性溶液和碱性溶液。（P132）
钝化：由于电极反应，会在阳极金属表面形成一层致密而又非常薄的粘膜（钝化膜），从而使金属表面失去原有的活泼性，导致金属的溶解过程减慢，这就是通常所说的阳极钝化现象。（P122）活化：在电化学加工中，把去掉钝化膜的过程叫做活化。（P122）17.提高电解加工精度的措施？电流效率？
（1）提高电解加工精度：（P131）
1）脉冲电流电解加工：改善流场特性；间隙中存在压力波动，可降低电解液流速；电流效率一般高于直流加工，平均电流比直流加工时低，所以加工去除速度低于直流加工。
2）小间隙电解加工
3）改进电解液：复合型电解液，低浓度电解液 4）混气电解加工（2）电流效率：指电解时，在电极上实际沉积或溶解的物质的量与按理论计算出的析出或溶解量之比，通常用符号η表示。实际蚀除量100%（P124）
理论蚀除量18.电解磨削与机械磨削以及电解加工的不同点？（P156）
电解磨削比机械磨削有较高的生产率。
电解磨削与电解加工：电解加工时工件表面形成的钝化膜是靠活性离子进行活化，或靠高的电流密度破坏，电解产物的排除是靠高速流动的电解液的冲刷作用。电解磨削时，工件表面氧化膜的去除是靠砂轮上磨粒的机械刮除作用，采用小型离心泵。电解磨削比电解加工具有较好的加工精度和表面粗糙度。
19.电解加工、电铸、电刷镀的原理？
电解加工：利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理实现金属零件的成形加工。（P117）
电铸：金属的电解沉积原理来精确复制某些复杂或特殊形状工件的特种加工方法。利用电化学过程中的阴极沉积现象来进行成型加工的，即在原模上通过电化学方法沉积金属，然后分离以制造或复制金属制品。
电刷镀：在金属表面局部快速电化学沉积金属。（P166）
20.激光特点？跃迁？自发辐射？受激辐射？受激吸收？粒子数反转？激光加工设备的基本组成？激光打孔与那些因素有关？
激光特点：单色性好，相干性好和方向性好和能量密度高等特性。（P171）
跃迁：原子在光的照射下从高（低）能态跳到低（高）能态发射（吸收）光子的过程就是跃迁。自发辐射：处于激发态的原子，在没有外界信号作用下，自发的跃迁到低能态时产生的光辐射。（P170）受激辐射：处于激发态的原子，在频率为v21的外界入射信号作用下，从E2能级跃迁到E1能级上，在跃迁过程中，原子辐射出的光子能量为hv21,该光子与外界输入信号处于同一状态，这一辐射过程称受激辐射.（P171）
受激吸收：处于低能级的原子在外界信号的作用下从低能级向高能级跃迁的过程。（P171）
粒子数反转：由于受激吸收作用的存在，使处在高能级（激发态）的原子数目大于低能级（基态）的原子数目的现象。（P171）
设备的基本组成：包括激光器、电源、光学系统、冷却系统、机械系统、控制系统及安全系统等。（174）激光打孔与那些因素有关：1）激光照射能量与照射时间
2）焦距与发散角 3）焦点的位置
4）光斑内的能量分布 5）激光的照射次数 6）工件材料。（P179-P180）
21.电子束加工装置的控制系统控制内容？（206）
包括束流聚焦控制、束流位置控制、束流强度控制、工作台位移控制束流通断时间控制、束流偏转控制以及电磁透镜控制等几部分。
22.离子束加工的物理基础？分类？电子束和离子束加工的不同点？
（1）离子束加工的物理基础是离子束射到材料表面时所发生的撞击效应、溅射效应和注入效应。（P210）（2）分类：1）离子束刻蚀加工；
2）离子镀膜加工：包括溅射镀膜和离子镀。
3）离子注入加工。（P212）
（3）电子束和离子束加工的不同点：
1）带正电荷的离子质量比电子大成千上万倍，离子束比电子束具有更大的撞击动能；
2）电子束加工主要通过热效应来蚀除材料或光化学作用来进行曝光，而离子束加工是通过质量较大的离子束的动能，在撞击工件材料时，引起材料变形、分离、破坏等机械作用进行加工。3）电子束加工是电能转化成热能，而离子束加工是电能转化成动能。
23.超声波加工的本质、特点？空化作用？超声加工设备的组成？超声振动系统包括？（P192-194）
超声波加工的本质：利用工具端面做超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。特点：1）适合于加工硬脆材料；
2）工具形状可以较复杂，而机床结构简单，操作方便； 3）宏观切削力很小，所以工件被加工表面完整性较好。
空化作用：指工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔，促使工作液钻入被加工工件表面材料的微裂纹处。当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空腔闭合，引起极强的液压冲击波，加速了磨料对工件表面的破碎作用。
超声加工设备的组成：超声波发生器，超声振动系统，超声加工机床本体，磨料悬浮液冷却及循环系统。超声振动系统包括：超声换能器，变幅杆及工具三部分。24.等离子体？加工原理？具有极高的能量密度？（P228）
气体在高温下离解成正离子及自由电子，整体仍旧保持电中性，这种高温电离气体称为等离子体。加工原理：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工件材料。具有极高的能量密度原因：1）机械压缩效应；
2）热收缩效应； 3）磁收缩效应。
25.超高压水射流切割设备的组成？磨料喷射加工的设备组成？
（1）超高压水射流切割设备的组成: 超高压水发生装置、喷嘴、超高压管路系统、执行机构、电气控制系统等（P219）
（2）磨料喷射加工的设备组成：1）储藏、混合和载运磨料装置；（P236）
2）工作室； 3）粉尘集收器；
4）干燥气体供应装置。
26.电流效率解释？为什么大于1？
电流效率是指电解时，在电极上实际沉积或溶解的物质的量与按理论计算出的析出或溶解量之比，通常用符号η表示 27.磨削，精密磨削，超精密磨削机理？ 28.快速成型的原理？以及典型的运用技术？
原理：
分层物体制造技术LOM 立体平板印刷技术SLA 选择性激光烧结技术SLS 熔丝沉积制造技术FDM 三维印刷技术3DP
弹道微控制造技术BPM
第二章电火花加工1．两金属在（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......
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