特种加工课后习题答案

《特种加工》习题解答

概论

1.从特种加工的发生和发展来举例分析科学技术中有哪些事例是"物极必反" 有哪些事例是"坏事有时变为好事"

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,钢铁器皿、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.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:

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".

3.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差别) 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

1.两金属在(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.

2.有没有可能或在什么情况下可以用工频交流电源作为电火花加工的脉冲直流电源在什么情况下可用直流电源作为电火花加工用的脉冲直流电源(提示:轧辊电火花对磨,齿轮电火花跑合时,不考虑电极相对磨损的情况下,可用工频交流电源;在电火花磨削,切割下料等工具,工件间有高速相对运动时,可用直流电源代替脉冲电源,但为什么)

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下,可以直接用220V的50HZ交流电作为脉冲电源进行轧辊电火花对磨和齿轮电火花跑合等.不过回路中应串接限流电阻,限制放电电流不要过大.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,C=0.1-0.01),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.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.

4.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.

5,电火花加工时,什么叫做间隙蚀除特性曲线粗,中,精加工时,间隙蚀除特性曲线有何不同

脉冲电源的空载电压不一样时(例如80V,100V,300V三种不同的空载电压),间隙曲线有何不同试定性,半定量地作图分析之.

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,同样大小间隙的蚀除速度也就不一样,总的来说,粗加工时蚀除速度较大,上凹的间隙蚀除特性曲线就高于中,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曲线的A点将偏向左边.

S/ m

/V

6,在电火花加工机床上用Ф10mm的纯铜杆加工Ф10mm的铁杆,加工时两杆的中心矩偏距5mm,选用=200 s, i=5.4A,各用正极性和负极性加工10min, 试画出加工后两杆的形状,尺寸,电极侧面间隙大小和表面粗糙度值(提示:利用电火花加工工艺参数曲线图表来测算).

答:加工示意图见图2-1a.设先用正极性加工,加工后的图形见图b,负极损耗较大;负极性加工后的图形见图c,正极工具损耗较小.具体数据请自行在图中标明,并与书中工艺曲线图表进行对照比较).

图2-1

7,电火花加工一个纪年章浅型腔花模具,设花纹模电极的面积为10mm×20mm=200,花纹的深度为0.8㎜,要求加工出模具的深度为1㎜,表面粗糙度为=0.63 m,分粗,中,精三次加工,试选择每次的加工极性,电规准脉宽,峰值电流,加工余量及加工时间,并列成一表(提示:用电火花加工工艺参数曲线图表来计算).

答:可按书中电火花加工工艺曲线图表选择粗,中,精加工的规准.例如:

极

性

脉

宽

脉

间

峰值

电流

加工

余量

加工后表面粗糙度

时

间

粗加工(可不加抬刀)

负

600 s

100 s

10A

0.9㎜

3 m

约30min

中加工(加抬刀)

负

100 s

50 s

4A

0.08㎜

1.25 m

30min

精加工(加

正

20 s

50 s

2A

0.02㎜

30min

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.

5,电火花加工时,什么叫做间隙蚀除特性曲线粗,中,精加工时,间隙蚀除特性曲线有何不同脉冲电源的空载电压不一样时(例如80V,100V,300V三种不同的空载电压),间隙曲线有何不同试定性,半定量地作图分析之.

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,同样大小间隙的蚀除速度也就不一样,总的来说,粗加工时蚀除速度较大,上凹的间隙蚀除特性曲线就高于中,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曲线的A点将偏向左边.

S/ m

/V

6,在电火花加工机床上用Ф10mm的纯铜杆加工Ф10mm的铁杆,加工时两杆的中心矩偏距

5mm,选用=200 s, i=5.4A,各用正极性和负极性加工10min, 试画出加工后两杆的形状,尺寸,电极侧面间隙大小和表面粗糙度值(提示:利用电火花加工工艺参数曲线图表来测算).

答:加工示意图见图2-1a.设先用正极性加工,加工后的图形见图b,负极损耗较大;负极性加工后的图形见图c,正极工具损耗较小.具体数据请自行在图中标明,并与书中工艺曲线图表进行对照比较).

图2-1

7,电火花加工一个纪年章浅型腔花模具,设花纹模电极的面积为10mm×20mm=200,花纹的深度为0.8㎜,要求加工出模具的深度为1㎜,表面粗糙度为=0.63 m,分粗,中,精三次加工,试选择每次的加工极性,电规准脉宽,峰值电流,加工余量及加工时间,并列成一表(提示:用电火花加工工艺参数曲线图表来计算).

答:可按书中电火花加工工艺曲线图表选择粗,中,精加工的规准.例如:

极

性

脉

宽

脉

间

峰值

电流

加工

余量

加工后表面粗糙度

时

间

粗加工(可不加抬刀)

负

600 s

100 s

10A

0.9㎜

3 m

约30min

中加工(加抬刀)

负

100 s

50 s

4A

0.08㎜

1.25 m

30min

精加工(加

正

20 s

50 s

2A

0.02㎜

30min

第三章电火花线切割加工

1.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3A s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.

2.电火花加工和线切割加工时,如何计算脉冲电源的电能的利用率试估计一般线切割方波脉冲电源的电能利用率

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%

能量的消耗率为:

损耗能量:输入能量=75:100=3:4=75%

可见75%的能量损耗在限流电阻的发热上.

3.设计一个测量,绘制数控线切割加工的间隙蚀除特性曲线的方法(提示:使线切割等速进给,由欠跟踪到过跟踪).

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.间隙蚀除特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,调节伺服进给量的大小,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)很难测量,但可以用加工时的平均间隙电压大小来相对测量间隙值的大小.为此,要在工件和钼丝(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.

最初用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,待切割稳定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 点放电间隙为最佳放电间隙SB 此时的切割速度为最大.当以更大的进给速度(等速)切割时,由于没有伺服功能,进给速度大于可能的蚀除速度,放电间隙逐步减小,最后即将形成短路,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,易把钼丝顶弯,因此应多加小心.

4.一般线切割加工机床的进给调解特性曲线和电火花加工机床的进给特性曲线有何不同与有短路回退功能的线切割加工机床的进给调解特性曲线又有什么不同

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回不一样.上述无短路回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,亦即工具电极(钼丝)的进给速度vd 没有负值.

即使有短路回退功能的线切割机床,短路后的回退速度是固定的(不象电火花成型加工机床

那样短路后将以较高的速度vd0回退),所以进给调节特性曲线的左下部为窄小矩形,即放电间隙较小时,进给速度vd《0,一旦完全短路后,钼丝才低速(恒速)回退.

5.设计一个测量,绘制数控线切割加工机床的进给调解特性曲线的方法(提示:在线切割机床

上做空载模拟实验.用可调的的直流电源模拟火花间隙的平均电压).

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一定的了解.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来决定的.ue越大,vd亦大,ue小vd也小,

ue=0,vd=0或等速回退.为此可以用"模拟法"来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:使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—频"(u-f)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"电位器调压输入至"压—频"(u-f)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曲线.

6.今拟用数控线切割加工有8个齿的爪牙离合器,试画出其工艺示意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,故切割时必须有一个数控回转工作台附件.办法为先在圆套筒上钻一个∮1~2mm的穿丝孔,装夹好工件后,调整到穿丝

孔为最高点时穿丝,回转台转动切除爪牙的端面,见示意图.

(俯视图)

切割的程序(一次切出凹,凸两个爪牙离合器)为:

BBBJ=穿丝孔距离GXL3(x向移动)

BBBJ=1/2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GXL1(x向移动)

BBBJ=齿宽GYL4(y向转动)

……

第四章电化学加工

1．从原理和机理上来分析，电化学加工有无可能发展成为"纳米级加工"或"原子级加工"技术？原则上要采用哪些措施才能实现？

答：由于电化学加工从机理上看，是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换，使之在电解液中"阳极溶解"而被去除来实现加工的，可以控制微量、极薄层"切削"去除。因此，电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密、微细加工。但是真的要实现它，从技术上讲还有相当难度。主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积，只要能把这种溶解或沉积的大小、方向控制到原子级上就可以了。但是由于它们的影响因素太多，如温度、成分、浓度、材料性能、电流、电压等，故综合控制起来还很不容易。

2．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Cu 2+正离子氧化而溶解入CuCl2溶液，而溶液中的Cu 2+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。

3．原电池、微电池、干电池、蓄电池中的正极和负极，与电解加工中的阳极和阴极有何区别？两者的电流（或电子流）方向有何区别？

答：原电池、微电池、干电池和蓄电池中的正极，一般都是较不活泼的金属或导电体，而其负极，则为较活泼的金属。例如干电池，正极为不活泼的石墨（碳）棒，负极为活泼金属锌，蓄电池的正极是不活泼的铅。金属与导电液体形成的微电池中的正极往往是不活泼的碳原子或杂质。两种活泼程度不同的金属（导电体）在导电溶液中发生电化学反应能产生电位差，电位较正的称为"正极"，流出电流（流入电子流），电位较低的流入电流（流出电子流）。电解加工时人为地外部加以电源，接电源正极称阳极，接电源负极的称阴极，阳极表面流出电流（流入电子流），阴极表面流入电流（流出电子流），两者的方向仍一致，见图4 -1。

4．举例说明电极电位理论在电解加工中有什么具体应用？

答：电极电位理论在研究、分析电解加工中有很重要的作用，具体应用在：

1）分析电极上电化学反应的产物在电解加工时，在阴阳两极都有电化学反应，可能参与反应的有电极金属材料、电解液中的有效成分以及水的电离产物H +、OH 。但真正能在电极上完成电化学反应的是什么？则需要应用电极电位理论加以分析判断。即：在阳极上，只有电极电位最"－"的离子才能参与反应。

2）估计某种金属材料电解加工的质量和可加工性每一种金属材料都是由不同元素所组成（真正由单一元素组成的材料极少），而在电解加工时，人们希望阳极金属的电解过程是均匀的。只有这样，加工表面的粗糙度值才会比较好，加工过程才能平稳。如果阳极金属材料的组成元素其电极电位相差很大，则在电解加工中会由于一些元素的电极电位较"＋"，而不能及时溶解，使加工表面形成一些凸出点，造成加工表面粗糙度值增大。更为严重的是这种凸出的质点会造成加工过程的短路、烧损电极，甚至使加工无法进行。例如铸铁和高碳钢中有C及Fe 3C存在，它们的电极电位高达+0.37V，而Fe/Fe 2+的电极电位仅为－0.59V，因此

C及Fe 3C在电解加工中几乎无法被阳极溶解而最终形成凸出质点，从而造成铸铁、高碳钢甚至渗碳钢的电解加工可加工性很差。

5．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。

6．在厚度为64mm的低碳钢钢板上用电解加工方法加工通孔，已知阴极直径24mm，端面平衡间隙?b＝0.2mm。求：（1）当阴极侧面不绝缘时，加工出的通孔在钢板上表面及下表面其孔径各是多少？（2）当阴极工具侧面绝缘，且阴极侧面工作圈高度b=1mm 时，所加工出的孔径是多少？

7．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。

8．电解加工时，何谓电流效率？它与电能利用率有何不同？如果用12V 的直流电源(如汽车蓄电池)作电解加工，电路中串联一个滑杆电阻来调节电解加工时的电压和电流(例如调到两极间隙电压为8V)，问：这样是否会降低电解加工时的电流效率？为什么？

答：电解加工时的电流效率是指按照法拉第电解定律所计算出的理论金属蚀除量与实际金属蚀除量之比。由于在电解加工阳极溶解的同时，还会出现如析氧等副反应，因此电解加工时电流效率一般小于1。

电能利用率是指电源输入的总能量在电解加工中用了多少，在其它方面（如线路损耗）又用了多少。如题所示，利用滑杆电阻可以调节电解加工时的输入电流、电压，而滑杆电阻本身产生的热损耗与电解加工无关。滑杆电阻的热损耗愈大，电能利用率愈低。而经过滑杆电阻调节电压、电流之后进行电解加工时，它的电流效率并没有变化，仍然是按照法拉第电解定律计算，与其它因素无关。

9．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 a ?=C（常数）如图4-3a 所示；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，如图4-3b 所示。

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"）。

10．如何用电极间隙的理论进行电解加工阴极工具的设计？

答：电解加工时的蚀除速度应遵循双曲线规律，即a? = C。对平板电极而言，当电极进给速度与阳极蚀除速度相等时，电极间隙相对平衡不变，称为端面平衡间隙。对于曲面电极各法线方向的平衡间隙等于：

第五章激光打印

1.激光为什么比普通光有更大的加工瞬时能量和功率密度为什么称它为"激"光

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.

其所以称之为"激光",是因为激光器中的工作物质吸收某一波长的光能,达到粒子数反转之后,再受到这一波长的光照后,就会瞬时受激,产生跃迁,并发出与此波长相同的激光.

2.试述激光加工的能量转换过程,即如何从电能具体转换为光能又转化为热能来蚀除材料的答:固体激光器一般都用亮度很高的氙灯将电能转变为光能,使激光器内的工作物质如红宝石中的铬离子,钕玻璃或钕钇铝石榴石(YAG)中的钕离子吸收光能,达到粒子数反转状态,经触发而产生功率密度很大的强激光,照射到工件上的光能转换为热能,使材料气化而蚀除材料.

3.固体,气体等不同激光器的能量转换过程是否相同如不相同,则具体有何不同

答:并不完全相同.固体激光器有由电能点燃氙灯等强光源(光泵),将电能转换为能使激光器吸收的一般光,到一定程度后发出激光.而气体激光器则直接由电激励激光物质,例如二氧化碳分子,使之连续产生激光.

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.从激光产生的原理来思考,分析,它以后如何被逐步应用于精密测量,加工,表面热处理,甚至激光信息存储,激光通信,激光计算机等技术领域的这些应用的共同技术基础是什么可以从中获得哪些启迪

答:激光之所以能广泛应用于上述高,新技术中,主要是基于它的一系列固有的特点,例如单色性,相干性,方向性极好,瞬时功率,能量密度极大等技术基础.

以激光通信为例,由于光的频率高,波长短,发射角小,故具有下列优点:

(1)信息容量大,传送路数多.因为信息容量和信息道的带宽成正比.带宽愈宽容量愈大.光波的频率极高,约可容纳100亿个通话线路;若每个电视台占用10MHZ带宽,则可同时播送1000万套电视节目而互不干扰.这是过去任何一种通信系统所不能达到的巨大通信容量.

(2)通信距离远,保密性能好.由天线发射的波束,其发散角和λ∕D成正比(λ为波长,D为天线直径).所以波长愈短,天线愈大,发射就愈小.例如,对于波长为1 m的光波,若用直径20cm的透镜(就是激光的发射天线),那么发射角就只是1.1,而对于微波来说,即使使用庞大的天线,发射角仍有几度.由于激光束发射角很小,能量集中在狭小的范围内,以此可以把信息传送到很远的距离.这对空间通信,宇宙通信有重要的意义.激光束不仅发射角小,而且可以采用不可见光,因此敌人不易从中截获,保密性能好.

(3)结构轻便,设备经济.由于激光的发散角小,方向性好,光通信所需的发射天线和接收天线都可以做得很小.一般天线直径为几十厘米,重量不过几公斤.而功能类似的微波天线,重量以十吨,百吨计.

激光电视与普通电视相比,后者存在着屏幕小,亮度低,设备庞大等缺点.而激光电视则:

(1)摄像时无需外部照明,免除了庞大的照明设备,因而轻便,激动,还可以拍摄完全处于黑暗中的景物.以其狭窄的光束迅速扫描,即使在黑暗中也难于觉察.若采用不可见的紫外光或红外光,则肉眼根本无法发现,保密性极高.

(2)激光摄像无需成像光学系统.物体不管多远,都在焦点上.其有效范围仅受短距离的视觉和长距离的信号功率的限制.至于显示过程,在普通电视中,传递的电视图象显示在显象管的荧光屏上.而在激光电视中,图象可以通过显示器在普通的电影屏幕上.由于激光具有很高的亮度,所以激光电视图象的亮度很高,可以在白天普通的房子里观看,不需要暗室设备.

(3)激光显示不需要在真空条件下工作,显示图象的屏幕单独摆在大气空间,这样电视图象就可以放得很大.根据现有水平,图象面积可达3×4m 甚至更大.看电视和看电影一样.这是激光电视的一个重要特色.由于激光束很平行,激光显示的清晰度可以做得比较高.由于激光的颜色很纯,因而所显示图象色彩鲜艳.

以上给人的启迪是:任何一种物理化学现象,只要有它一定的与众不同的特点,就有可能发展成为一种有用的新技术,所谓天生其物,比有其用.

第六章电子束和离子束加工

1.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.

2.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.

3.子束,离子束,激光束三者相比,哪种束流和相应的加工工艺能聚焦得更细最细的焦点直径大约是多少

答:激光聚焦后焦点的直径取决于光的波长.波长为0.69 m的红色激光,聚焦的光斑直径很难小于1 m,因为聚焦透镜有像差等误差.二氧化碳气体激光器发光1.06 m的红外激光,其焦点光斑直径更大.波长较短的绿色激光和准分子激光器可获得较小的焦点,常用于精密,微细加工.电子束最佳时可获得0.25 m的聚焦直径.可用于制作大规模集成电路的光刻.如果用波长很短

的X光射线(波长为10-9-10-10,即1-0.1nm),可得到0.1 m左右的聚焦直径.

4.电子束加工装置和示波器,电视机的原理有何异同之处

答:它们都有一个电子枪用来发射电子,使电子奔向高电压的正极,而后再用线圈(电磁透镜)进行聚焦,用电场进行偏转,控制扫描出图形来.只不过电子束加工装置的功率较大,而示波器,电视机的功率较小而已.彩色电视机因有红,蓝,黄三种基本色,故需有三个电子枪,结构和控制更为复杂.

第七章超声加工

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.

2.一共振频率为25KHZ的磁致伸缩型超声清洗器,底面中心点的最大振幅为0.01mm,试计算该点最大速度和最大加速度.它是重力加速度g的多少倍如果是共振频率为50KHZ的压电陶瓷型超声清洗器,底面中心点的最大振幅为0.005mm,则最大速度和加速度又是多少

答:按教材中超声振动时的最大速度Vmax和最大加速度amax计算公式

Vmax=wA=2πfA=2π×25000×0.01=1570.8mm/s=1.57m/s,

amax=w A=4π ×25000 ×0.01=246.74×106mm/s =246740m/s ,

是地心加速度g=9.8m/s 的25000倍.

如果共振频率增加为一倍f=50KHZ,振幅减小成一半A=0.005mm,则

Vmax=1.57×2/2=1.57mm/s,

amax=246740×4/2=493480m/s ,

是地心加速度g的5000倍.

3.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.

4.超声波为什么能"强化"工艺过程,试举出几种超声波在工业,农业或其他行业中的应用. 答:超声波因具有较大的瞬时速度,尤其是瞬时加速度,故可用作强化工艺过程.如工业中的粉碎(使物质颗粒细化),乳化.在农业上可用强超声处理种子优化品种,在医学上可用强超声波击碎人体内的肾结石,胆结石等等.

第八章快速成型加工

1.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.

2.试对常用的快速成型工艺作一优缺点比较.

答:下表是4种快速成形工艺的综合比较.

几种最常用的快速成形工艺优缺点比较

有关指标

工

精

度

表面

质量

材料

价格

材料

利用率

运行成本

生产

效率

设备费用

市场占有率

%

液相固化SL法好

优

较贵

接近100%

较高

高

较贵

70

粉末烧结SLS法一般

一般

较贵

接近100%

较高

一般

较贵

10

纸片叠层LOM法一般

较差

较便宜

较差

较低

高

较便宜

7

熔丝堆积FDM法较差

较贵

接近

一般

较低

较便宜

6

第九章其它特种加工

试列表归纳,比较本章中各种特种加工方法的优缺点和适用范围.

答:

优点

缺点

适用范围

化学铣削加工

可大面积多工件同时加工

不易加工深孔,型孔

航空航天零件减薄,去毛刺

光化学腐蚀加工

可刻蚀精度的文字图案

刻蚀深度有限

用于相片制版,刻蚀精细的网孔图案

等离子体加工

可高速切割难加工材料

切割精度较差,割缝较宽

切割,下料各种难加工金属

挤压研磨

可去除内(外)表面的毛刺和改善表面质量

只是表面加工,不能改变尺寸

表面光整加工

水射流切割

可对任何材料切割下料,加工速度高,无毛刺,无残余应力

切缝较宽,尺寸精度较差

适用于石材,钢筋,水泥板等切削

磁性磨料研磨

可无应力表面光整加工

去除量小,生产率较低

精密零件的表面光整加工

2.如何能提高化学刻蚀加工和光化学腐蚀加工的精密度(分辨率)

答:在腐蚀液中加入保护剂等添加剂,以减小"钻蚀",详见教材有关章节.

3.从水滴穿石到水射流切割工艺的实用化,在思想上有何启迪要具体逐步解决什么技术关键问题

答:滴水穿石因能量密度较小,所以只能靠长年累月时间才能穿石.要提高穿石的速度,水射流切割技术中应使超高的水由小孔中喷出,尤其是水中混有细小磨料颗粒高速撞击工件表面,更能提高单位面积上的能量密度和切割速度.当然喷嘴的材料小孔的加工也是关键问题.

4.人们日常工作和日常生活中,有哪些物品,商品(包括工艺美术品等),是由本书所述的特种加工方法制造的

答:很多家电的外壳,内部构件,如电视机,照相机,洗衣机等的模具都是由电火花,线切割等很多方法制造的.汽车,门窗,建筑用的铝材型品都是电火花,线切割加工的拉伸,挤压模具,又经过挤压抛光后拉制的.有些金黄色的手表壳,手链都是离子镀覆的氮化钛.有些太阳眼镜是离子镀覆的反光层.

珍珠项链等采用超声钻孔,金银首饰厂用超声清洗首饰.电动剃须刀的网罩是电铸的产物,手表中宝石轴承小孔都是经过激光打孔而后又用超声研磨的.诸如此类,不胜枚举.

爪牙侧面

穿丝孔

数控回转台

热加工课后习题答案

第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。 如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位 错” 。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体” 。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的 固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率， 细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。

2.常见的金属晶体结构有哪几种？a-Fe、丫- Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； a —Fe、Cr、V属于体心立方晶格； Y - Fe、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； Mg、Zn属于密排六方晶格； 3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同？ 答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为Uvw 1；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为hkl。 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增力口。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。 6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？ 答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡， 因而表现各向同性。 7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影

《特种加工》课后习题答案

《特种加工》习题解答 概论 1.从特种加工的发生和发展来举例分析科学技术中有哪些事例是"物极必反" 有哪些事例是"坏事有时变为好事" 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,钢铁器皿、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.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: 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". 3.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差别) 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 1.两金属在(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

特种加工期末考试题C卷及答案

上海第二工业大学（试卷编号：） 20 –20 学年第学期期终考试特种加工技术试卷 答案 一、填空：( 30 分，每空1分) 1、电火花加工中，单个脉冲放电所释放的能量取决于（极间放电电压）、（放电电流）、（放电持续时间）。 2、电火花加工过程中，电火花加工过程的稳定性对电蚀量有影响，对稳定性影响最大的是电火花加工的（自动进给和调节）系统，以及正确（加工参数）的选择和调节。为提高加工稳定性，改善排屑条件，提高加工速度和防止拉弧，常采用（强迫冲油）和（工具电极定时抬刀）。 3、电火花加工的电极材料对加工稳定性有影响，常用的电极材料有（铜）、（石墨）。 4、电火花加工后，材料的表面层可分为（熔化凝固）层和（热影响）层。 5、型腔的电火花加工方法主要有（单电极平动法）、（多电极更换法）、（分解电极法）。 6、电火花加工脉冲电源按输出脉冲波形可分为（矩形波脉冲电源）、（高低压复合脉冲电源）、（梳状波分组脉冲电源）、（阶梯波脉冲电源）等。 7、电解加工中，常用的电解液为（ NaCl ）、（ NaNO3 ）、 （ NaClO3 ）三种。 8、电解液的参数除除成分外，还有（粘性）、（温度）、（PH值）和浓度等。 9、影响电火花加工精度的主要因素有（放电间隙的大小）、（放电间隙的一致性）、（工具电极损耗）及其稳定性。 10、电火花加工的表面质量主要包括（表面粗糙度）、（表面变质层）、（表面力学性能）三部分。 二、选择题、（5 分、每题1分） 1、电火花加工使用（A）进行加工的。 （A）电能和热能（B）电能和光能 （C）声能和热能（D）光能和热能 2、对于电火花加工，我国通常把工件接脉冲电源的正极（工具电极接负极）时，称（B）加工 （A）极性（B）正极性 （C）其它（D）负极性 3、电火花加工存在电极损耗，该损耗多集中于电极的（ B ）。 （A）任意位置（B）尖角或底面 （C）上面（D）侧面

特种加工期末题 库

课程《特种加工技术》 1．精密加工哪些关键技术？ 精密加工机床、精密切削机理、稳定的加工环境、误差补偿、精密测量技术等。 2．常用微量进给装置有哪些种类？ 可将它归纳为6 种类型：机械传动或液压传动式；弹性变形式；热变形式；流体膜变形式；磁致伸缩式；电致伸缩式。上述6 种类型中，仅有弹性变形式和电致伸缩式微量进给机构的相关技术比较成熟，应用较普遍。尤其是电致伸缩微量进给装置，可以进行自动化控制，有较好的动态特性，可以用于误差在线补偿。 3．精密机床的精度指标有哪些？ 4．简述功率超声振动车削的切削机理及其与普通车削对比的优势。 功率超声车削有如下几方面的特点。 (1) 大幅度降低切削力。切削力降低到传统切削的1/3～1/20，纯切削时间c t 极短，大大降低摩擦因数，因而也降低了切削热，减小热损伤及表面残余应力，减小热变形等。 (2) 降低表面粗糙度值和显著提高加工精度。功率超声车削不产生积屑瘤，切削后端无毛刺。提高加工精度，如车削恒弹性合金3J53、钛合金TiC4 时，轮廓平均算术偏差a R 值由普通切削的3μm降低到0.3μm以下。形状和位置精度，用龙门刨床对硬铝、黄铜、碳素钢等进行功率超声刨削，得到2 m μ/400mm 的不直度，且与材料的种类无关。 (3) 提高工具寿命。由于切削温度低且冷却充分，使工具寿命明显提高，如切削弹性合金3J53 端面，刀具寿命可提高13 倍以上。 (4) 切削处理容易。切屑不缠绕在工件上，由于切屑温度接近室温不会形成派生热源，且排屑容易，切削脆铜时切屑不会到处飞散等。 (5) 提高切削液的使用效果。功率超声车削，当刀具与工件分离时，切削液易进切削区，冷却和滑润充分。采用机油加锭子油作冷却液时，功率超声切削效果最好。 (6) 提高已加工表面的耐磨性和耐腐蚀性。由于功率超声车削会在零件表面布满花纹，使零件在工作时在表面形成较强的油膜，这对提高滑动面耐磨性有重要作用。它能润滑活塞和汽缸套内孔表面间的滑动区，从而可以防止黏着和咬合。 5．超精密磨削机床应满足哪些要求？ 高几何精度、低速进给运动的稳定性、减少振动、减少热变形。 6．精神磨削机床的主轴有哪两种？陈述各自特点。 有以下两种：

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1、判断下列说法正误，并说明原因。 （1）马氏体是硬而脆的相。 （2）过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时,则冷速越大,所得马氏体的硬度越高。（3）钢中的合金元素含量越高,其淬火后的硬度也越高。 （4）本质细晶粒钢的晶粒总是比本质粗晶粒钢的晶粒细。 （5）同种钢材在同样的加热条件下,总是水冷的比油冷的淬透性好,小件的比大件的淬透性好。 2、马氏体组织有哪几种基本类型他们的形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？ 3、说明共析碳钢C曲线各个区、各条线的物理意义并指出影响C曲线形状和位置的主要因素。 4、淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区别影响钢淬透性的因素有哪些影响钢制零件淬硬层深度的因素有哪些？ 5、用20钢进行表面淬火和用45钢进行渗碳处理是否合适？为什么？ 6、一批45钢零件进行热处理时，不慎将淬火件和调质件弄混，如何区分开？为什么？ 7、将两个T12钢小试样分别加热到780℃和860℃,保温后以大于临界冷却速度的速度冷却至室温,试回答问题,并说明原因。 （1）哪个温度淬火后马氏体晶粒粗大？ （2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？ （3）哪个淬火后残余奥氏体量多？ （4）哪个淬火后末溶碳化物量多？ （5）哪个淬火适合？为什么？ 8、分别用45钢和15钢制造机床齿轮,要求齿表面具有高的硬度和耐磨性,心部具有良好的韧性.安排工艺路线,热处理工序目的及使用状态下的组织。 5-3、判断下列说法正误，并说明原因。 解：1.马氏体是硬而脆的相。错，马氏体是硬的相,渗碳体才是脆的相； 2.过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时,则冷速越大,所得马氏体的硬度越高。错，马氏体硬度取决于含碳量,与冷却速度无关。 3.钢中的合金元素含碳量越高,其淬火后的硬度也越高。错,合金元素对淬透性的影响大,但对硬度影响小 4.本质细晶粒钢的晶粒总是比本质粗晶粒钢的晶粒细。错,晶粒的大小与加

特种加工 习题答案

第一章概论 1．从特种加工的发生和发展来举例分析科学技术中有哪些事例是“物极必反”有哪些事例是“坏事有时变为好事” 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，钢铁器皿、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．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： （1）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度内角很难磨削，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．工艺和特种加工工艺之间有何关系？应该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。 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）；（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

金属材料与热处理课后习题答案

第1章金属的结构与结晶 一、填空： 1、原子呈无序堆积状态的物体叫，原子呈有序、有规则排列的物体称为。一般固态金属都属于。 2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的的直线，称为。 3、常见的金属晶格类型有、和三种。铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。 4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和 等。晶体缺陷的存在都会造成，使增大，从而使金属的提高。 5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。 6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。冷却曲线的纵坐标表示，横坐标表示。 7、与之差称为过冷度。过冷度的大小与有关， 越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。 8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。 10、金属在下，随温度的改变，由转变为的现象称为

同素异构转变。 二、判断： 1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。（） 2、非晶体具有各向同性的特点。（） 3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。（） 4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（） 5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（） 6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（） 7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（） 8、单晶体具有各向异性的特点。（） 9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（） 10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（） 11、金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。（） 三、选择 1、α—Fe是具有（）晶格的铁。 A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 2、纯铁在1450℃时为（）晶格，在1000℃时为（）晶格，在600℃时为 （）晶格。A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 3、纯铁在700℃时称为（），在1000℃时称为（），在1500℃时称为（）。

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一、名词解释： 1．极性效应 在电火花加工中，把由于正负极性接法不同而蚀除速度不同的现象叫极性效应。 2．线性电解液 如NaCl电解液，其电流效率为接近100%的常数，加工速度v L和与电流密度i的曲线为通过原点的直线（v L=ηωi），生产率高，但存在杂散腐蚀，加工精度差。 3．平衡间隙（电解加工中） 当电解加工一定时间后，工件的溶解速度vL和阴极的进给速度v相等，加工过程达到动态平衡，此时的加工间隙为平衡间隙Δb 。 4．快速成形技术 是一种基于离散堆积成形原理的新型成形技术，材料在计算机控制下逐渐累加成形，零件是逐渐生长出来的，属于“增材法”。 5．激光束模式 激光束经聚焦后光斑内光强的分布形式。 二、判断题： 01．实验研究发现，金刚石刀具的磨损和破损主要是由于111晶面的微观解理所造成的。（√） 02．电解加工时由于电流的通过，电极的平衡状态被打破，使得阳极电位向正方向增大（代数值增大）。（√） 03．电解磨削时主要靠砂轮的磨削作用来去除金属，电化学作用是为了加速磨削过程。（×） 04．与电火花加工、电解加工相比，超声波加工的加工精度高，加工表面质量好，但加工金属材料时效率低。（√） 05．从提高生产率和减小工具损耗角度来看，极性效应越显著越好，所以，电火花加工一般都采用单向脉冲电源。（√） 06．电火花线切割加工中，电源可以选用直流脉冲电源或交流电源。（×） 07．阳极钝化现象的存在，会使电解加工中阳极溶解速度下降甚至停顿，所以它是有害的现象，在生产中应尽量避免它。（×）08．电子束加工是利用电能使电子加速转换成动能撞击工件，又转换成热能来蚀除金属的。（√） 10．电火花加工是非接触性加工（工具和工件不接触），所以加工后的工件表面无残余应力。（×） 11．电化学反应时，金属的电极电位越负，越易失去电子变成正离子溶解到溶液中去。（√） 12．电解加工是利用金属在电解液中阴极溶解作用去除材料的，电镀是利用阳极沉积作用进行镀覆加工的。（×） 13．氯化钠电解液在使用中，氯化钠成分不会损耗，不必经常添加补充。（√） 14．由于离子的质量远大于电子，故离子束加工的生产率比电子束高，但表面粗糙度稍差。（×）

特种加工考试题(附有答案)

一、填空题（15分，每空1分） 1、特种加工主要采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。（1分） 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 的电腐蚀现象，来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状和表面质量等预定的加工要求。（2分） 3、电火花加工系统主要由工件和工具、脉冲电源、自动进给和调节装置 几部分组成。（3分） 4、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。（3分） 5、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。（3分） 6、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。（3分） 7、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。（2分） 8、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。（2分）9、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。（2分） 10、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。（2分） 11、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。（2分） 12、线切割控制系统作用主要是：1）自动控制电极丝相对于工件的运动轨迹； 2）自动控制伺服的进给速度。（2分） 13、快速成形技术（RP）最早产生于二十世纪70年代末到80年代初，目前RP 技术的主流是： SLA立体光造型、LOM薄材叠层制造、SLS激光烧结、FDM 熔融成型四种技术。（4分） 14、快速成型的数据接口主要有：快速成型技术标准数据格式即STL格式和快 速成型设备的通用数据接口即CLI 格式。（2分） 二、判断题（15分，每题1分） 1、目前线切割加工时应用较普遍的工作液是煤油。（错） 2、在型号为DK7740的数控电火花线切割机床中，D表示电加工机床。（对） 3、线切割机床通常分为两大类，一类是快走丝，另一类是慢走丝。（对） 4、3B代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。（错） 5、离子束加工必须在真空条件下进行。（对） 6、电火花加工中的吸附效应都发生在阴极上。（错） 7、线切割加工一般采用负极性加工。（错）

特种加工试题及答案

特种加工技术试题 一、填空题（每空1分，共10分） 1.电火花加工原理是基于，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。 2.电火花加工的条件包括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、必须是瞬时脉冲性放电、。 3.在采用长脉冲（t>100us）电火花粗加工时，应采用极性加工，可以得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。 4.二次放电是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。二次放电对加工精度的影响主要是在和使加工棱角边变钝。 5.电火花加工自动进给调节系统包括测量环节、、放大驱动环节、执行环节和调节对象几个主要环节。 6.电火花线切割加工总是采用极性加工。 7.利用原理对金属进行加工的方法即电化学加工。 8.是在电解加工中，使金属阳极溶解过程的超电位升高和电解速度减慢的现象。 9.混合气体的作用包括增加电解液中的电阻率，减少杂散腐蚀，使电解液向非线性方面转化和。 10.原子从高能态自发跃迁到低能态而发光的过程称为。 二、选择题（选择符合题意选项，多选或少选均不得分，每题3分，共30分） 1.电火花加工的局限在于（） A．主要用于加工金属等导电材料；B.一般加工速度较慢； C.存在电极损耗； D.工具的尖角很难精确到工件上 2.电火花加工提高电蚀量和生产率的途径包括（） A.提高脉冲频率f； B.增加单个脉冲能量WM C.增大脉冲间隙t D.提高工艺系数K 3.关于电火花线切割，以下说法正确的有（） A.线切割加工脉冲电源的脉宽较窄，单个脉冲能量、平均电流一般较小；

B.加工速度随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大和脉冲间隔的减小而提高； C.表面粗糙度数值随峰值电流、脉冲宽度的增大及脉冲间隔的减小而增大 D.线切割加工的工件具有黑白交错相间的条纹 4.电解加工的缺点在于（） A.不易达到较高的加工精度和加工稳定性 B.电解加工的附局设备较多，占地面积较大，机床要有足够的刚性和防腐性能，造价高。 C.电极工具的设计和修正比较麻烦 D.电解产物需进行妥善处理，污染环境 5.钢在NaCl水溶液中电解加工，阳极反应产物为（） A.H2 B.Cl2 C.Fe(OH）2 D.Fe(OH）3 6.关于电解加工的规律，（）不正确。 A.电化学当量愈大，生产率愈高； B.电流密度越高，生产率越高； C.加工间隙越小，蚀除速度也就越高Ｄ．采用低质量分数的电解液生产效率高７．由于激光的（），从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。 Ａ．高强度Ｂ．高方向性Ｃ．高单色性Ｄ．高相干性 ８．钕玻璃激光器的特点包括（） Ａ．价格低，可做较大尺寸Ｂ．较高的光学均匀性 Ｃ．导热性较好Ｄ．机械性能好 ９．激光切割具有()优点。 Ａ．几乎不受切割材料的限制Ｂ．无力接触式加工 Ｃ．精密加工以连续输出方式工作Ｄ．切缝细小，可以实现窄缝切割及雕刻 １０．激光加工的基本设备由（）组成。 Ａ．激光器Ｂ．激光器电源Ｃ．光学系统Ｄ．机械系统 三、简答题（共２０分） １．简述对电火花加工自动进给系统的一般要求。（４分） ２．什么是型腔模电火花加工的分解电极法？特点是什么？（４分） ３．什么是电极的极化？具体包括哪几种？（４分） ４．电解磨削的电化学阳极溶解的机理与电解加工相比有什么不同？（４分）

特种加工试卷题库[1](可编辑修改word版)

一、名词解释： 1.极性效应 在电火花加工中，把由于正负极性接法不同而蚀除速度不同的现象叫极性效应。 2.线性电解液 如NaCl电解液，其电流效率为接近100%的常数，加工速度v L和与电流密度i的曲线为通过原点的直线（v L=ηωi），生产率高，但存在杂散腐蚀，加工精度差。 3.平衡间隙（电解加工中） 当电解加工一定时间后，工件的溶解速度vL和阴极的进给速度v相等，加工过程达到动态平衡，此时的加工间隙为平衡间隙Δb 。 4.快速成形技术 是一种基于离散堆积成形原理的新型成形技术，材料在计算机控制下逐渐累加成形，零件是逐渐生长出来的，属于“增材法”。 5.激光束模式 激光束经聚焦后光斑内光强的分布形式。 二、判断题： 01.实验研究发现，金刚石刀具的磨损和破损主要是由于111晶面的微观解理所造成的。（√） 02.电解加工时由于电流的通过，电极的平衡状态被打破，使得阳极电位向正方向增大（代数值增大）。（√） 03.电解磨削时主要靠砂轮的磨削作用来去除金属，电化学作用是为了加速磨削过程。（×） 04.与电火花加工、电解加工相比，超声波加工的加工精度高，加工表面质量好，但加工金属材料时效率低。（√） 05.从提高生产率和减小工具损耗角度来看，极性效应越显著越好，所以，电火花加工一般都采用单向脉冲电源。（√） 06.电火花线切割加工中，电源可以选用直流脉冲电源或交流电源。（×） 07.阳极钝化现象的存在，会使电解加工中阳极溶解速度下降甚至停顿，所以它是有害的现象，在生产中应尽量避免它。（×） 08.电子束加工是利用电能使电子加速转换成动能撞击工件，又转换成热能来蚀除金属的。（√） 10.电火花加工是非接触性加工（工具和工件不接触），所以加工后的工件表面无残余应力。（×） 11.电化学反应时，金属的电极电位越负，越易失去电子变成正离子溶解到溶液中去。（√） 12.电解加工是利用金属在电解液中阴极溶解作用去除材料的，电镀是利用阳极沉积作用进行镀覆加工的。（×） 13.氯化钠电解液在使用中，氯化钠成分不会损耗，不必经常添加补充。（√）

特种加工试题(答案)

特种加工作业3 一、填空题: 1、电极丝定位调整的罕用方法有自动找端面、自动找中心、目测法。线切割3B格式编程中加工逆圆弧时也有四种加工指:NR1 、NR2 、NR3 、NR4 2、线切割3B格式编程中加工直线时有四重加工指令：L1 、L2 、L3 、L4 。 4、数控电火花线切割机床的编程，主要采用ISO编程、3 B编程、自动编程三种格式编写。 5、电火花线切割加工罕用的夹具主要有磁性夹具和专用夹具。 6、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计数方向的坐标轴上投影的长度直之和，单位为μm。 7、激光的特性有：（强度高）（单色性好）（相干性好）（方向性好） 二、判断题: 1. 利用电火花线切割机床不仅可以加工导电材料，还可以加工不导电材料。（×） 2. 如果线切割单边放电间隙为0.01mm, 钼丝直径为0.18mm，则加工圆孔时的电极丝补偿量为0.19mm。（×） 3. 在慢走丝线切割加工中，由于电极丝不存在损耗，所以加工精度高。（×）

4. 由于电火花线切割加工速度比电火花成形加工要快许多，所以电火花线切割加工零件的周期就比较短。（×） 5. 在线切割加工中，当电压表、电流表的表针稳定不动，此时进给速度均匀、平稳，是线切割加工速度和表面粗糙度均好的最佳状态。（×） 6. 线切割机床在加工过程中产生的气体对操作者的健康没有影响。（×） 7. 直线的3B代码编程，是以直线的起点为原点建立直角坐标系，X 和Y为直线终点坐标（Xe，Ye）的绝对值。（√） 8. 线切割3B格式编程加工圆弧时，以该圆弧的圆心为坐标的原点，X、Y取该圆弧起点的坐标值。坐标值的负号均不写，单位为?m。（√）9. 晶体管矩形波脉冲电源广泛用于快走丝线切割机床，它一般由脉冲发生器、推动级、功放级及直流电源四个部分组成。（√） 10. 慢走丝线切割机床，除了浇注式供液方式外，有些还采用浸泡式供液方式。（√） 11.由于离子的质量远大于电子，故离子束加工的生产率比离子束高，但表年粗糙度稍差。（×） 12.粉末快速成形是利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，在激光束控制下逐层堆积成型。（×） 13.水射流切割就是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料，但加工精度不高，只能切割部分材料。（×） 14.电化学加工也称为电解加工，是利用金属在内电场作用下的高速

金属学与热处理课后习题答案

第七章金属及合金的回复和再结晶 7-1 用冷拔铜丝线制作导线，冷拔之后应如何如理，为什么？ 答： 应采取回复退火（去应力退火）处理：即将冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，并保温足够时间，然后缓慢冷却到室温的热处理工艺。 原因：铜丝冷拔属于再结晶温度以下的冷变形加工，冷塑性变形会使铜丝产生加工硬化和残留内应力，该残留内应力的存在容易导致铜丝在使用过程中断裂。因此，应当采用去应力退火使冷拔铜丝在基本上保持加工硬化的条件下降低其内应力（主要是第一类内应力），改善其塑性和韧性，提高其在使用过程的安全性。 7-2 一块厚纯金属板经冷弯并再结晶退火后，试画出截面上的显微组织示意图。 答：解答此题就是画出金属冷变形后晶粒回复、再结晶和晶粒长大过程示意图（可参考教材P195，图7-1） 7-3 已知W、Fe、Cu的熔点分别为3399℃、1538℃和1083℃，试估算其再结晶温度。答： 再结晶温度：通常把经过严重冷变形（变形度在70%以上）的金属，在约1h的保温时间内能够完成超过95%再结晶转变量的温度作为再结晶温度。 1、金属的最低再结晶温度与其熔点之间存在一经验关系式：T ≈δTm，对于工业纯金属 再 来说：δ值为，取计算。 2、应当指出，为了消除冷塑性变形加工硬化现象，再结晶退火温度通常要比其最低再结晶温度高出100-200℃。 =，可得： 如上所述取T 再 =3399×=℃ W 再 Fe =1538×=℃ 再 =1083×=℃ Cu 再 7-4 说明以下概念的本质区别： 1、一次再结晶和二次在结晶。 2、再结晶时晶核长大和再结晶后的晶粒长大。 答： 1、一次再结晶和二次在结晶。 定义 一次再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度，保温足够时间后，在原来的变形组织中产生了无畸变的新的等轴晶粒，位错密度显着下降，性能发生显着变化恢复到冷变形前的水平，称为（一次）再结晶。它的实质是新的晶粒形核、长大的过程。 二次再结晶：经过剧烈冷变形的某些金属材料，在较高温度下退火时，会出现反常的晶粒长大现象，即少数晶粒具有特别大的长大能力，逐步吞食掉周围的小晶粒，其最终尺寸超过原始晶粒的几十倍或上百倍，比临界变形后的再结晶晶粒还要粗大得多，这个过程称为二次再结晶。二次再结晶并不是晶粒重新形核和长大的过程，它是以一次再结晶后的某些特殊晶粒作为基础而异常长大，严格来说它是特殊条件下的晶粒长大过程，并非是再结晶过程。 本质区别：是否有新的形核晶粒。 2、再结晶时晶核长大和再结晶后的晶粒长大。 定义

特种加工习题答案

每一次火花放电，就会在工件表面蚀出一个带凸边的( )正确答案：【凹坑】 2、可以在人造革上用( )加工出大量的微孔，使其具有真皮革那样的透气性。正确答案：【电子束】 3、电铸成型是利用电化学过程中的( )现象来进行成型加工的。正确答案：【阴极沉积】 4、在超声波加工中，振幅扩大棒又称为变幅杆，其作用是将( )放大。正确答案：【振幅】 5、预先用传统方法去除大部分加工余量，可以减少工件在线切割加工中的( )。正确答案：【变形】 6、激光焊接一般无需( )和( )，只需将工件的加工区域“热熔”在一起即可。正确答案：【焊料焊剂】 7、特种加工不主要依靠( )，而是主要依靠其他能量去除金属材料。正确答案：【机械能】 8、在电火花加工中，正负电极间产生电火花现象，使放电通道产生( )。正确答案：【高温高压】 9、电火花加工和电火花线切割加工的原理是( )。正确答案：【相同的】 10、我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床( )宽度的1/10表示。正确答案：【工作台面】 11、( )是一个使装在其上的电极能产生向外机械补偿动作的工艺附件。正确答案：【平动头】 12、( )的好坏直接关系到电火花机床的性能，所以( )往往是电火花机床制造厂商的核心机密之一。正确答案：【电源电源】 13、电火花成型加工的( )，主要包含伺服进给系统和参数控制系统。正确答案：【自动进给调节系统】 14、电火花加工中的蚀除产物，一部分以气态形式抛出，其余大部分以( )固体微粒分散悬浮在工作液中。正确答案：【球状】 15、在电火花ISO编程中，代码M05的含义是( )。正确答案：【忽略接触感知】 16、快速走丝线切割机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为( )m/s。正确答案：【8-10】 17、慢速走丝线切割机床的电极丝从一个单方向通过加工间隙，不( )使用。正确答案：【重复】 18、慢速走丝线切割机床走丝速度低于( )m/s。正确答案：【】

特种加工技术 习题集 附答案

补充资料《特种加工技术》习题集 0总论 1.特种加工在国外也叫做“非传统加工技术”,其“特”在何处？ 2.试述特种加工技术与传统加工技术的并存关系,并说明特种加工技术对现代制造业存在的必然性与影响。 3.人们常言“打破传统,锐意创新”,特种加工技术的产生与发展对于科研与工程技术人员从事发明创新工作有何启迪？试举例说明生产、生活中还有哪些可以变害为利产生发明与创新的例子？ 第1章电火花成形加工(EDM SINKING) 一、简答题 4.试述电火花加工的工作原理及工艺特点。 5.电火花加工机床有哪些附件？其各自的用途如何？ 6.电火花工作液有哪些供液方式？各自的优缺点如何？ 7.常用的电火花工具电极材料有哪些？ 8.电火花磨削与传统机械磨削有何差异？ 9.试述电火花铣削的工作原理、特点及工艺实施形式。 10.“反拷法”就是何含义？其应用场合如何？ 11.“群电极”就是什么含义？如何制备？应用于何种场合？ 12.简述共轭回转电火花加工的工作原理及特点。 13.超大深径比的深小孔加工的难点何在？对策如何？ 二、选择题 1.电火花深小孔加工应当选择以下作为工作液; A、自来水; B、煤油; C、去离子水(工业纯水) ; D、乳化液 2.电火花共轭回转加工的最早发明人就是: A、中国人; B、美国人 C、俄国人 D、德国人 3、欲将小型交叉孔口毛刺去除彻底干净,最好采用加工方法来完成。 A、锉刀; B、砂带磨削 C、砂轮磨削 D、电火花工艺 4.欲保证最高的加工精度,电火花加工中工作液供给方式最好采用。 A、静态淹没工件; B、侧面冲液 C、工具电极内部抽吸 D、工具电极内部射出 5.对于象筛网零件有成千上万个小孔需要加工,为保证生产率,电火花加工宜采用以下 工具电极、 A、单个实心电极逐个加工; B、单个空心电极逐个加工 C、实心群电极 D、空心管群电极 三、判断题 1、电火花加工中的吸附效应都发生在正极上。( F ) 2、电火花成型加工时,电极在长度方向上损耗后无法得到补偿,需要更换电极。( F ) 3、电火花成型加工中的自动进给调节系统应保证工具电极的进给速度等于工件的蚀除速度;( T) 4、电火花成型加工与穿孔加工相比,前者要求电规准的调节范围相对较小。( F) 5、电火花成型加工电极损耗较难进行补偿。(T ) 6、在型号为DK7740的数控电火花线切割机床中,D表示电加工机床。( T ) 7、弛张式脉冲电源电能利用率相当高,所以在电火花加工中应用较多。( F) 8、电火花成型加工属于盲孔加工,工作液循环困难,电蚀产物排除条件差。( T ) 9、电火花加工的粗规准一般选取的就是窄脉冲、高峰值电流。( F ) 10、电火花成型加工电极损耗较难进行补偿。( T)

金属学及热处理课后习题答案解析第六章

第六章金属及合金的塑性变形和断裂 2）求出屈服载荷下的取向因子，作出取向因子和屈服应力的关系曲线，说明取向因子对屈服应力的影响。 答： 1）需临界临界分切应力的计算公式：τk=σs cosφcosλ，σs为屈服强度=屈服载荷/截面积 需要注意的是：在拉伸试验时，滑移面受大小相等，方向相反的一对轴向力的作用。当载荷与法线夹角φ为钝角时，则按φ的补角做余弦计算。 2）c osφcosλ称作取向因子，由表中σs和cosφcosλ的数值可以看出，随着取向因子的增大，屈服应力逐渐减小。cosφcosλ的最大值是φ、λ均为45度时，数值为0.5，此时σs为最小值，金属最易发生滑移，这种取向称为软取向。当外力与滑移面平行（φ=90°）或垂直（λ=90°）时，cosφcosλ为0，则无论τk数值如何，σs均为无穷大，表示晶体在此情况下根本无法滑移，这种取向称为硬取向。 6-2 画出铜晶体的一个晶胞，在晶胞上指出： 1）发生滑移的一个滑移面 2）在这一晶面上发生滑移的一个方向 3）滑移面上的原子密度与{001}等其他晶面相比有何差别 4）沿滑移方向的原子间距与其他方向有何差别。 答： 解答此题首先要知道铜在室温时的晶体结构是面心立方。 1）发生滑移的滑移面通常是晶体的密排面，也就是原子密度最大的晶面。在面心立方晶格中的密排面是{111}晶面。 2）发生滑移的滑移方向通常是晶体的密排方向，也就是原子密度最大的晶向，在{111}晶面中的密排方向<110>晶向。 3）{111}晶面的原子密度为原子密度最大的晶面，其值为2.3/a2，{001}晶面的原子密度为1.5/a2 4）滑移方向通常是晶体的密排方向，也就是原子密度高于其他晶向，原子排列紧密，原子间距小于其他晶向，其值为1.414/a。 6-3 假定有一铜单晶体，其表面恰好平行于晶体的（001）晶面，若在[001]晶向

精密与特种加工技术课后习题解答

精密与特种加工技术复习资料 第一章 1.精密与特种加工技术在机械制造领域的作用与地位如何？答：目前，精密和特种加工技术已经成为机械制造领域不可缺少的重要手段，在难切削材料、复杂型面、精细零件、低刚度零件、模具加工、快速原形制造以及大规模集成电路等领域发挥着越来越重要的作用，尤其在国防工业、尖端技术、微电子工业方面作用尤为明显。由于精密与特种加工技术的特点以及逐渐被广泛应用，已引起了机械制造领域的许多变革，已经成为先进制造技术的重要组成部分，是在国际竞争中取得成功的关键技术。精密与特种加工技术水平是一个国家制造工业水平的重要标志之一。 2.精密与特种加工技术的逐渐广泛应用引起的机械制造领域的那些变革？ 答：⑴提高了材料的可加工性。 ⑵改变了零件的典型工艺路线。 ⑶大大缩短新产品试制周期。 ⑷对产品零件的结构设计产生很大的影响。 ⑸对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响。 3.特种加工工艺与常规加工工艺之间有何关系？应该改如何

正确处理特种加工与常规加工之间的关系？ 答：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越来越多，常规传统工艺必然难以适应。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。 4.特种加工对材料的可加工性以及产品的结构工艺性有何影响？举例说明. 工件材料的可加工性不再与其硬度，强度，韧性，脆性，等有直接的关系，对于电火花，线切割等加工技术而言，淬火钢比未淬火钢更容易加工。 对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响，以往普遍认为方孔，小孔，弯孔，窄缝等是工艺性差的典型，但对于电火花穿孔加工，电火花线切割加工来说，加工方孔和加工圆孔的难以程度是一样的，相反现在有时为了避免淬火产生开裂，变形等缺陷，故意把钻孔开槽，等工艺安排在淬火处理之后，使工艺路线安排更为灵活。 第二章

精密加工与特种加工复习题

《精密加工与特种加工》 一、单项选择题 1、立方氮化硼砂轮磨削时可采用下列哪种磨削液（A）。 A、油性液 B、乳化液 C、无机盐水溶液 D、水 2、以下材料最适合超声加工的是（ C ）。 A、合金钢 B、低碳钢 C、金刚石 D、紫铜 3、金刚石晶体的各向异性表现为（D）。 A、金刚石晶体的各个晶面的硬度不一样，110晶面的硬度最高 B、金刚石晶体的各个晶面的耐磨性不一致，110晶面的摩削率最低，最不容易磨损 C、金刚石晶体的各个晶面的面网密度不一样，110晶面的面网密度最小 D、金刚石晶体的各个晶面的耐磨性不同，同一个晶面上不同方向上的耐磨性不一样 4、下列四个选项中，属于超硬磨料的选项是（C）。 A、白刚玉 B、棕刚玉 C、立方氮化硼 D、碳化硼 5、下列四个砂轮修整方法选项中，哪个修整方法具有整形和修锐两个功能（D）。 A、喷射法 B、滚压挤压法 C、研磨法 D、电火花修整法 6、超精密加工机床中采用的T型总体布局为：主轴做Z向运动，进给系统做X向运动，因而其主轴 的驱动方式是（D）。 A、电动机通过带传动驱动 B、电动机通过柔性连轴节驱动主轴 C、采用内装式电动机驱动 D、B与C两种方式都有 7、下列的材料选项中哪个可选作测量平台的制作材料（A）。 A、铸铁 B、45号钢 C、合金钢 D、硬质合金 8、多齿分度盘的齿数为1440，则其分度增量是（C）。 A、1度 B、1/1440度 C、1/4度 D、4度 9、下列的四个圆度，直线度误差测量方法中，既可用于在线测量，又可用于实时控制的选项是（B）。 A、导轨直线度的反转测量法 B、导轨直线度的2点测量法 C、零件圆度的转位测量法 D、零件圆度的3点测量法 10、下列四个机构选项中，哪个机构选项是具有误差均化效果（A）。 A、多齿分度盘 B、正弦工作台 C、压电陶瓷驱动器的微量进给机构 D、隔振垫 11、下列四种工件材料选项中，哪一个选项不适用于电火花加工（B）。 A、硬质合金 B、光学玻璃 C、铜 D、45号碳钢 12、选取制造空气主轴和轴承的材料时，不可采用的材料是（D）。 A、不锈钢 B、铟钢 C、花岗岩 D、45号碳钢 13、高功率密度的电子束加工是针对（D）。