2010年12月自考《特种加工》串讲资料（安徽自考）

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。主要适用范围：用于离子刻蚀加工，离子镀膜加工和离子注入加工。
7、对机械制造部门提出的要求：
（1）、解决各种难切削材料的加工问题，如金刚石具有高硬度、高强度，（2）、解决各种特殊复杂表面的加工问题，如各种冲模、冷拔模上特殊截面的型孔加工，（3）、解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题，如对表面质量和精度要求很高的航天仪器。
8、特种加工的特点：
（1）、不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（如光、电、声等）去除金属材料，（2）、工具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地机械切削力，如电火花、线切割、电解加工时工具与工件不接触。
9、特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响：
（1）提高了材料的可加工性，（2）改变了零件的典型工艺路线，（3）特种加工改变了试制新产品的模式，（4）特种加工对产品零件的结构设计带来很大的影响，（5）对传统的结构工艺性的好与坏，需要重新衡量，（6）特种加工已经成为微细加工和纳米加工的主要手段。
10、如何提高材料的可加工性：
以往认为金刚石、硬质合金、石英等是很难加工的，现在可用电火花、电解、激光等多种方法来加工它们，材料的可加工性不再与硬度、强度、韧性、脆性等成直接比例关系。对于电火花、线切割加工而言，淬火钢比未淬火钢更易加工，特种加工方法使材料的可加工范围从普通材料发展到硬质合金、超硬材料和特殊材料。
11、如何改变零件的典型工艺路线：
    以往切削加工、成形加工等都必须安排在淬火热处理工序之前，这是一切工艺人员绝不可违反的工艺准则。特种加工的出现，改变了这种一成不变的程序格式，由于它基本上不受工件硬度的影响，而且为了免除加工后在引起淬火热处理变形，一般都是先淬火后加工。最典型的是电火花线切割加工、电火花成形加工和电解加工等，都应先淬火后加工。
12、为何特种加工改变了试制新产品的模式：
以往试制新产品的关键零部件时，必须先设计、制造相应的刀、夹、量具和模具，以及二次工装，现在采用数控电火花线切割，可以直接加工出各种标注和非标准直齿轮以及各种特殊、复杂的二次曲面体零件，这样可以省去设计和制造相应的刀、夹、量具、模具及二次工具，大大缩短了试制周期。快速成形技术更是试制新产品的必要手段，改变了过去传统的产品试制模式。
13、为何特种加工对零件产品的结构设计带来很大的影响：
主要有零件上尖角与圆角、零件与部件拼镶结构或整体结构的选定，如花键孔、轴，枪炮膛线的齿根部分，从设计观点为了减少应力集中，最好做成小圆角，又如各种变压器的山形硅钢片硬质合金冲模，过去由于不易制造，往往采用拼镶机构，而采用电火花、线切割加工后，可做成整体结构。特种加工使产品零件可以更多地采用整体结构。
14、电火花加工腐蚀的主要原因：
    电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部熔化、汽化而被蚀除掉，形成放电凹坑。
15、防止电火花腐蚀的方法：
（1）必须使工具电极和工件被加工表面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、皂化液等。
16、电火花加工的优点：
   （1）适合于任何难切削导电材料的加工，（2）可以加工特殊复杂形状的表面和零件。
17、电火花加工的局限性
   （1）主要用于加工金属等到点材料，但在一定条件下也可以加工半导体和非半导体，（2）一般加工速度较慢，（3）存在电极损耗。
18、电火花穿孔成形加工特点：
   （1）工具和工件间主要只有一个相对的伺服进给运动，（2）工具为成形电极，与被加工表面有相同的截面和相反的形状。
19、电火花线切割加工特点：
   （1）工具电极为顺电极丝轴线方向移动着的线状电极，（2）工具与工件在两个水平方向同时有相对伺服进给运动。
20、电火花内孔、外圆和成形磨削特点：
   （1）工具与工件有相对的旋转运动，（2）工具与工件间有径向和轴向的进给运动。
21、电火花同步共轭回转加工特点：
   （1）成形工具与工件均作旋转运动，但二者角速度相等或成整倍数，相对应接近的放电点可有切向相对运动速度，（2）工具相对工件可作纵、横向进给运动。
22、电火花加工的机理：
   （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。
23、极性效应的原则：
当采用窄脉冲（例如纯铜电极加工钢时，t<10μs）精加工时，应选用正极性加工；当采用长脉冲（例如纯铜加工钢时，t>80μs）粗加工时，应采用负极性加工，可以得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。
24、电火花加工时为何产生加工斜度的情况：
由于工具电极下端加工时间长，绝对损耗大，而电极入口处的放电间隙则由于电蚀产物的存在和“二次放电”的几率大而扩大，因而产生了加工斜度，形成所谓的“喇叭口”。
防止“二次放电”的措施常采用强迫冲油和工具电极定时抬刀等措施。
25、对自动进给调节系统的一般要求：
   （1）有较广的速度调节跟踪范围，（2）有足够的灵敏度和快速性，（3）有必要的稳定性。
26、电规准的选择：
   （1）粗规准主要采用较大的电流，较长的脉冲宽度（t=50-500μs），采用铜电极时电极相对损耗应低于1%；（2）中规准采用脉冲宽度一般为10-100μs；（3）精规准采用小的电流，高的频率、短的脉冲宽度（一般为2-6μs）。
27、纯铜的优点：
   （1）不容易产生电弧，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R_a1.25μs的表面粗糙度，（4）用过的和废铜电极经锻造后还可做其他型腔加工用的电极，材料利用率高。
28、石墨电极的优点：
   （1）机械加工成形容易，容易修正，（2）电火花加工的性能也很好，在宽脉冲大电流情况下具有更小的电极损耗。
29、电规准的选择：
   （1）在粗加工时，要求生产率和低电极损耗，这时应优先考虑采用较宽的脉冲宽度，然后选择合适的脉冲峰值电流，必应注意加工面积和加工电流之间的配合关系，（2）中规准一般选用脉冲宽度t_i为20-400μs，电流峰值î_e为10-25A进行加工，（3）精加工窄脉宽时，一般选用窄脉宽（t_i=2-20μs）、小峰值电流（î_e<10A）进行加工。
30、电火花共轭同步回转加工螺纹原理：
采用工件与电极同向同步旋转，工件作径向进给来实现。工件预孔按螺纹内径制作，工具电极的螺纹尺寸及其精度按工件图样的要求制作，但电极外径应小于工件预孔0.3-2mm。加工时，电极穿过工件预孔，保持两者轴线平行，然后使电极和工件以相同的方向和相同的转速旋转，同时工件向工具电极径向切入进给，从而复制出所要求的内螺纹。
31、电火花共轭同步回转加工的优点：
   （1）由于电极贯穿工件，且两轴线始终保持平行，因此加工出来的内螺纹没有通常用电火花攻螺纹所产生的喇叭口，（2）能得到好的几何精度和表面粗糙度，维持高的稳定性，
（3）可降低对电极设计和制造的要求。
32、电火花共轭同步回转加工的应用范围：
   （1）各类螺纹环规及塞规，特别是适于硬质合金材料及内螺纹的加工，（2）精密的内、外齿轮加工，特别适用于非标准内齿轮加工，（3）精密的内外锥螺纹、内锥面油槽等的加工，
（4）静压轴承油腔、回转泵体的高精度成形加工，（5）梳刀、精密斜齿条的加工。
33、电火花线切割加工与电火花成形加工的共性表现：
   （1）线切割的电压、电流波形与电火花加工的基本相似，（2）线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似可以加工硬质合金等一切导电材料。
34、线切割加工相比于电火花加工的不同特点：
   （1）由于电极工具是直径较小的细丝，故脉冲宽度、平均电流等不能太大，加工工艺参数的范围较小，属中、精正极性电火花加工，工件常接脉冲电源正极，（2）采用水或水基工作液，不会引燃起火，容易实现安全无人运转，（3）一般没有稳定电弧放电状态，（4）电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象，（5）省掉了成形的工具电极，导电降低了成形工具电极的设计和制造费用，加工周期短，（6）电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件，（7）由于采用移动的长电极丝进行加工，使单位长度电极丝的损耗较小，从而对加工精度影响比较小。
35、电解加工与其他加工方法相比较的特点：
   （1）加工范围广，（2）电解加工的生产率较高，约为电火花加工的5-10倍，（3）可以达到较好的表面粗糙度（R_a1.25-0.2μs）和±0.1mm左右的平均加工精度，（4）由于加工过程中不存在机械切削力，所以不会产生有切削力所引起的残余应力和变形，没有飞边毛刺，
（5）加工过程中阴极工具在理论上不会耗损，可长期使用。
36、电解加工的主要缺点和局限性为：
   （1）不易达到较高的加工精度和加工稳定性，（2）电极工具的设计和修正比较麻烦，因而很难适用于单件生产，（3）电解加工的附属设备较多，占地面积较大机床要有足够的刚性和防腐性能，造价高，对电解加工而言，一次性投资较大，（4）电解产物需进行妥善处理，否则将污染环境。
37、三种常见的电解液：NaCl、NaNO₃、NaClO₃
（1）、NaCl电解液
优点：具有较大的蚀除速度，电流效率高，导电能力强，而且使用范围广，价格便宜；
缺点：杂散腐蚀严重，复制精度较差。
（2）、NaNO₃­
优点：是一种钝化型电解液，成形精度高，而且对机床设备的腐蚀性小，使用安全，价格也不高；缺点：电流效率低，生产率也低，另外加工时在阴极有氨气析出，所以NaNO₃会被消耗。
（3）NaClO₃电解液
优点：散蚀能力小，加工精度高，导电能力强；
缺点：腐蚀作用很小，价格较贵，而且是一种强氧化剂，使用时要注意安全防火。
38、电解液中混入气体后的作用：
   （1）增加了电解液的电阻率，减少了杂散腐蚀，是电解液向非线性方面转化，
   （2）降低电解液的密度和粘度，增加流速，均匀流场。
38、（1）叶片的原理：
我国目前叶片加工多数采用氯化钠电解液的混气电解加工法，增加了电解液的电阻率，减少了杂散腐蚀，是电解液向非线性方面转化，降低电解液的密度和粘度，增加流速，均匀流场。
（2）叶片的工艺：
叶轮上的叶片是逐个加工的，采用套料法加工，可以加工等截面的大面积异形孔或用于等截面薄行零件的下料，加工量大，周期长，而且质量不易保证，叶轮强度高，质量好。
39、电镀与电铸的主要区别：
电镀的工艺目的是表面装饰，防锈蚀；镀层厚度为0.001-0.05mm；精度要求：只要求表面光亮，光滑；镀层牢度：要求与工件牢固粘结；阳极材料：用镀层金属同一材料；镀液：用自配的电镀液；工作方式：需要镀槽，工件浸泡在镀液中，与阳极无相对运动。
电铸的工艺目的是复制、成形加工；镀层厚度为0.05-5mm或以上；精度要求：有尺寸及形状精度要求；镀层牢度：要求与原模能分离；阳极材料：用镀层金属同一材料；镀液：用自配的电镀液；工作方式：需要镀槽，工件与阳极可相对运动或静止不动。
40、电子束加工的原理：
在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高的电子束，以极高的速度冲击到工件被加工部位，是被加工部位熔化和气化，被真空系统抽走。
41、电子束加工特点：
   （1）由于电子束能够极其微细地聚焦，甚至能聚焦到0.1μs，所以加工面积可以很小，是一种精密微细的加工方法，（2）电子束能量密度很高使照射部分的温度超过材料的熔化和气化温度，去除材料靠瞬时蒸发，是一种非接触式加工，工件不受机械力作用，不产生宏观应力和变形，（3）电子束的能量密度高，因而加工生产率很高，（4）可以通过磁场或电场对电子束的强度、位置、聚焦等进行直接控制，所以整个加工过程便于实现自动化，（5）由于电子束加工是在真空中进行，因而污染少，加工表面不会氧化，（6）电子束加工需要一整套专用设备和真空系统，价格较贵，生产应用有一定局限性。
42、离子束加工的原理：
在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速聚焦，使之撞击工件表面，实现加工。
43、离子束加工的特点：
   （1）离子束加工是所有特种加工方法中最精密、最微细的加工方法，是当代纳米加工技术的基础，（2）由于离子束加工是在高真空中进行，所以污染少，特别适用于对易氧化的金属的加工，（3）离子束加工是靠离子轰击材料表面的原子来实现的，（4）离子束加工设备费用高，成本高，加工效率低，因此应用范围受到一定限制。
名词解释
1、摇动加工：采用数控电火花加工机床时，利用工作台按一定轨迹作微量移动来修光侧面的，为区别夹持在主轴上的平动头的运动。
2、激光加工：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，靠光热效应来加工各种材料的。
3、电解质溶液：凡溶于水后能导电的物质（即电解质）与水形成的溶液称为电解质溶液。
4、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，使之撞击到工件表面，实现对工件加工。
5、电火花加工：从工件上去除金属的电解加工和向工件上沉积金属的加工方法。
6、二次放电：指侧面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。
7、电子束加工：在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高的电子束轰击工件被加工部位，使该部分的材料熔化和气化，从而进行加工。
8、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，单纯由正、负极不同而彼此电蚀量不一样的现象。
9、电规准：电火花加工过程中一组电参数，如电压、电流、脉宽、极性等，电规准选择正确与否，将直接影响着模具加工工艺指标。
10、单电极平动法：采用一个电极完成型腔的粗、中、精加工的。首先采用低损耗、高生产率的粗规准进行加工，然后利用平动头各点作平面小圆运动，按照粗、中、精的顺序逐级改变电规准。
11、极化：当有电流通过时，电极电位的平衡状态遭到破坏，使阳极的电极电位向正移（代数值增大）、阴极的电极电位向负移（代数值减小），这种现象称为极化。
12、浓差极化：阳极表面液层中金属离子的扩散与迁移速度缓慢，来不及扩散到溶液中去，使阳极表面造成金属离子堆积，引起了电位值增大，这就是浓差极化。
13、电化学极化：电化学极化主要发生在阴极上，从电源流入的电子来不及转移给电解液中的H⁺离子，因而在阴极上积累过多的电子，使阴极电位向负移，从而形成了电化学极化。
14、钝化：电解过程中，使金属阳极溶解过程的超电位升高，使电解速度减慢的现象称为钝化。
15、活化：使金属钝化膜破坏的过程称为活化，通入还原气体或加入某些活性离子等，也可以采用机械办法来破坏钝化膜。
16、整体叶片：叶身型面形状比较复杂，精度要求较高，加工批量大，在发动机和汽轮机制造中占有相当大的劳动量。
17、光管效应：用激光多次照射，其深度可以大大增加，锥度可以减小，而孔径几乎不变的现象称为光管效应。
18、超声加工：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。
19、空化：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。
 
注：07年至09年试卷选择和填空题都是以前试卷里面的，名词解释也是，都已经打出来了，大题就是上面整理出来的那些
 


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