第一篇：特種加工填空題

一、填空題

1、特種加工主要采用 機(jī)械能 以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達(dá)到圖樣上全部技術(shù)要求。（1分）

2、電火花加工原理是基于 工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象，來(lái)蝕除多余的金屬，以達(dá)到對(duì)零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量等預(yù)定的加工要求。（2分）

3、電火花加工系統(tǒng)主要由 工件和工具、脈沖電源、自動(dòng)進(jìn)給和調(diào)節(jié)裝置

幾部分組成。（3分）

4、在電火花加工中，提高電蝕量和加工效率的電參數(shù)途徑有：提高脈沖頻率、增加單個(gè)脈沖能量、減少脈沖間隔。（3分）

5、電火花加工的表面質(zhì)量主要是指被加工零件的 表面粗糙度、表面變質(zhì)層、表面力學(xué)性能。（3分）

6、電火花加工的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：測(cè)量環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、放大驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)、調(diào)節(jié)對(duì)象。（3分）

7、電火花成型加工的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包含 伺服進(jìn)給控制系統(tǒng) 和 參數(shù)控制系統(tǒng)。（2分）

8、電火花加工是利用電火花放電腐蝕金屬的原理，用工具電極對(duì)工件進(jìn)行復(fù)制加工的工藝方法，其應(yīng)用范圍分為兩大類：穿孔加工、型腔加工。（2分）

9、線切割加工是利用 移動(dòng)的、作為負(fù)極的、線狀電極絲 和工件之間的脈沖放電所產(chǎn)生的電腐蝕作用，對(duì)工件加工的一種工藝方法。（2分）

10、快走絲線切割機(jī)床的工作液廣泛采用的是 乳化液，其注入方式為 噴入式。（2分）

11、線切割機(jī)床走絲機(jī)構(gòu)的作用：是使電極絲以一定的速度運(yùn)動(dòng)，并保持一定的張力。（2分）

12、線切割控制系統(tǒng)作用主要是：1）自動(dòng)控制電極絲相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡；2）自動(dòng)控制伺服的進(jìn)給速度。（2分）

13、快速成形技術(shù)（RP）最早產(chǎn)生于二十世紀(jì)70年代末到80年代初，目前RP技術(shù)的主流是： SLA立體光造型、LOM薄材疊層制造、SLS激光燒結(jié)、FDM熔融成型 四種技術(shù)。（4分）

14、快速成型的數(shù)據(jù)接口主要有：快速成型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式即STL格式 和 快速成型設(shè)備的通用數(shù)據(jù)接口即CLI 格式。（2分）

一、填空題

1、電火花加工是將電極形狀復(fù)制到工件上的一種工藝方法。

2、數(shù)控電火花機(jī)床數(shù)控?fù)u動(dòng)的伺服方式有自由搖動(dòng)、步進(jìn)搖動(dòng)、鎖定搖動(dòng)。

3、放電間隙是放電時(shí)工具電極和工件之間的距離。

4、電火花加工中常用的電極結(jié)構(gòu)形式是整體電極、組合電極、鑲拼式電極。

5、在用火花法校正電極絲垂直度時(shí)，電極絲要運(yùn)轉(zhuǎn)以免電極絲斷裂。

6、電化學(xué)加工包括從工件上去除金屬的電解加工和向工件上沉積金屬的電鍍、涂覆加工兩大類。

7、線切割加工的主要工藝指標(biāo)是切割速度、表面粗糙度、電極絲損耗量、加工精度、。

8、特種加工是直接利用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法。

9、電火花線切割加工的根本原理是用移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線作電極，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電，切割成形。

10、數(shù)控電火花線切割機(jī)床能加工各種高硬度、高強(qiáng)度、高韌度和高熔點(diǎn)的導(dǎo)電材料。

11、第一臺(tái)實(shí)用的電火花加工裝置的是1960年，蘇聯(lián)的拉扎林科夫婦發(fā)明的。

12、電火花線切割加工中被切割的工件作為 工件電極，電極絲作為 工具電極。電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。

13、根據(jù)走絲速度，電火花線切割機(jī)通常分為兩大類：一類是高速走絲電火花線切割機(jī)或往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)，這類機(jī)床的電極作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度為 8——10m/s，用于加工中、低精度的模具和零件?？熳呓z數(shù)控線切割機(jī)床目前能到達(dá)的加工精度為 正負(fù)0.01mm，表面粗糙度Ra＝ 2.5——0.6um。另一類是低速走絲電火花線切割機(jī)或單向走絲電火花線切割機(jī)，一般走絲速度低于 0.2m/s，用于加工高精度的模具和零件。慢走絲數(shù)控線切割機(jī)床的加工精度可達(dá) 正負(fù)0.001um，表面粗糙度Ra＜ 0.32。

14、高速走絲線切割機(jī)主要由機(jī)床、脈沖電源、控制系統(tǒng)三大部分組成。

15、高速走絲電火花線切割機(jī)的導(dǎo)電器有兩重：一重是圓柱形的，電極絲與導(dǎo)電器的圓柱面接觸導(dǎo)電，可以軸向移動(dòng)和圓周轉(zhuǎn)動(dòng)以滿足多次使用的要求；另一重是方形或圓形的薄片，電極絲與導(dǎo)電器的大面積接觸導(dǎo)電，方形薄片的移動(dòng)和圓形薄片的轉(zhuǎn)動(dòng)可滿足多次使用的要求。

16、線切割加工中罕用的電極絲有鉬絲、鎢絲、銅絲和鎢鉬合金絲。其中鎢絲和鉬絲 應(yīng)用快速走絲線切割中，而銅絲應(yīng)用慢速走絲線切割。

17、線切割加工時(shí)，工件的裝夾方式有懸臂式撐持裝夾，垂直刃口撐持裝夾，橋式撐持裝夾，和板式撐持裝夾。工件的裝夾方式一般采用橋式撐持。

18、電火花線切割加工罕用的夾具主要有磁性?shī)A具和專用夾具。

19、導(dǎo)電器的材料都采用硬質(zhì)合金，即耐磨又奔電。

20、脈沖電源波形及三個(gè)重要參數(shù)峰值電流、脈沖寬度、脈沖間隔。

21、電加工的工作液循環(huán)系統(tǒng)由循環(huán)導(dǎo)管、工作液箱和工作液泵等組成。工作液起排屑、冷卻、絕緣等作用。

22、章力調(diào)節(jié)器的作用眷漲 把伸長(zhǎng)的絲收入章力調(diào)節(jié)器使運(yùn)行的電極絲保持億一個(gè)恒定的章力上也稱恒章力機(jī)構(gòu)。

23、數(shù)控電火花線切割機(jī)床的編程，主要采用ISO編程、3 B編程、自動(dòng)編程三重格式編寫。

24、數(shù)控線切割機(jī)床U、V移動(dòng)工作臺(tái)，是具有錐度加工功能的電火花線切割機(jī)床的一個(gè)組成部分。

25、電火花線切割3B編程格式中，B表示分隔符，X表示X軸坐標(biāo)的絕對(duì)直，Y表示Y軸坐標(biāo)的絕對(duì)直，J表示加工線段計(jì)數(shù)長(zhǎng)度，G表示加工線段計(jì)數(shù)方向，Z表示加工指令。

26、線切割3B格式編程中計(jì)數(shù)長(zhǎng)度是在計(jì)數(shù)方向的基礎(chǔ)上確定的，是被加工的直線或圓弧在計(jì)數(shù)方向的坐標(biāo)軸上投影的長(zhǎng)度直之和，單位為μm。

27、線切割3B格式編程中加工直線時(shí)有四重加工指令：L1、L2、L3、L4。

28、線切割3B格式編程中加工順圓弧時(shí)由四重加工指令: SR1、SR2、SR3、SR4。

29、線切割3B格式編程中加工逆圓弧時(shí)也有四重加工指:NR1、NR2、NR3、NR4。30、線切割的加工工藝主要是電加工參數(shù)和機(jī)械參數(shù)的合理選擇。電加工參數(shù)包括峰直電流、脈沖寬度、脈沖間隔等。機(jī)械參數(shù)包括走絲速度和進(jìn)給速度等。

31、穿絲孔是電極絲相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，同時(shí)也是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，一般選在工件上的基準(zhǔn)點(diǎn)處，穿絲孔罕用直徑一般為 3至10mm。

32、電極絲定位調(diào)整的罕用方法有自動(dòng)找端面、自動(dòng)找中心、目測(cè)法。

33、電極絲垂直度找正的常見(jiàn)方法有用找正塊進(jìn)行火花法找正和用校正器進(jìn)行校正兩重。

34、電火花線切割中自動(dòng)找端面是靠檢測(cè)電極絲與工件之間的短路信號(hào)來(lái)進(jìn)行的。

35、當(dāng)加工沖孔模具時(shí)，以沖孔的凸模為基準(zhǔn)，凸模的間隙補(bǔ)償量 凸 = r絲+δ電，凹模 的間隙補(bǔ)償量 凹 = r絲+δ電-δ配。

36、當(dāng)加工落料模時(shí)，以落料的凹模為基準(zhǔn)，凸模的間隙補(bǔ)償量 凸 = r絲+δ電-δ配，凹模的間隙補(bǔ)償量 凹 = r絲+δ電。

37、數(shù)控電火花成形加工機(jī)床主要由主機(jī)、工作液箱和數(shù)控電源柜等部分組成。

38、數(shù)控電火花成形加工機(jī)床主軸頭作用裝夾及調(diào)整電極裝置。

39、數(shù)控電火花成形加工工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)的工作方式有吸入式、噴入式兩種。40、數(shù)控電火花成形加工工作液循環(huán)過(guò)濾裝置的過(guò)濾對(duì)象主要是熔融金屬飛屑和粉末狀電蝕產(chǎn)物。

41、電火花成形加工的主要工藝指標(biāo)有加工速度，加工深度，表面粗糙度和電極損耗 等

42、電火花成型加工中罕用的電極材料有石墨、紫銅、銀鎢合金、銅鎢合金、鋼 等，一般精密、小電極用紫銅來(lái)居工，而大的電極用石墨。

43、電火花成型加工中罕用的電極結(jié)構(gòu)可分為整體電極、組合電極 和鑲拼式電極等三種。

三、填空題

01．超精密機(jī)床導(dǎo)軌部件要求有極高的直線運(yùn)動(dòng)精度，不能有爬行。除要求導(dǎo)軌有很高的制造精度外，還要求導(dǎo)軌的材料具有（很高的穩(wěn)定性）、（耐磨性）和（抗振性）。02．精密和超精密加工機(jī)床主軸軸承的常用形式有（液體靜壓軸承）和（空氣靜壓軸承）。03．金剛石晶體的激光定向原理是利用金剛石在不同結(jié)晶方向上（因晶體結(jié)構(gòu)不同而對(duì)激光反射形成不同的衍射圖像）進(jìn)行的。

04．電火花加工蝕除金屬材料的微觀物理過(guò)程可分為（介質(zhì)電離擊穿）、（介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、氣化）、（蝕除物拋出）和（間隙介質(zhì)消電離）四個(gè)階段。

05．目前金剛石刀具主要用于（鋁、銅及其合金等軟金屬）材料的精密與超精密車削加工，而對(duì)于（黑色金屬、硬脆）材料的精密與超精密加工，則主要應(yīng)用精密和超精密磨料加工。

06.超聲波加工主要是利用（磨料在超聲振動(dòng)作用下的機(jī)械撞擊和拋磨）作用來(lái)去除材料的，同時(shí)產(chǎn)生的液壓沖擊和空化現(xiàn)象也加速了蝕除效果，故適于加工（硬脆）材料。07．實(shí)現(xiàn)超精密加工的關(guān)鍵是（超微量去除技術(shù)），對(duì)刀具性能的要求是：（極高的硬度和耐磨性）、（刃口極其鋒利）、刀刃無(wú)缺陷、與工件材料的抗粘接性好，摩擦系數(shù)低。08．電火花加工型腔工具電極常用的材料有：（純銅）、（石墨）、（銅鎢合金）等。

09．影響電火花加工精度的主要因素有：（放電間隙的大?。┘捌湟恢滦?、（工具電極的損耗）及其穩(wěn)定性和（二次放電現(xiàn)象）。

10．電火花加工按工件和工具電極相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可分為：電火花（穿孔成形加工）、電火花（線切割加工）、電火花（磨削加工）、電火花（展成加工）、電火花表面強(qiáng)化和刻字等類型。

11．電火花型腔加工的工藝方法有：（單電極平動(dòng)法）、（多電極更換法）、（分解電極法）、簡(jiǎn)單電極數(shù)控創(chuàng)成法等。

12．實(shí)現(xiàn)超精密加工的技術(shù)支撐條件主要包括：（超精密加工機(jī)理與工藝方法）、（超精密加工機(jī)床設(shè)備）、（超精密加工工具）、（精密測(cè)量和誤差補(bǔ)償）、高質(zhì)量的工件材料、超穩(wěn)定的加工環(huán)境條件等。

13．激光加工設(shè)備主要包括電源、（激光器）、（光學(xué)系統(tǒng)）、（機(jī)械系統(tǒng)）、（控制系統(tǒng)）、冷卻系統(tǒng)等部分。

14．常用的超聲變幅桿有（圓錐形）、（指數(shù)形）及（階梯形）三種形式。

15．金剛石刀具在超精密切削時(shí)所產(chǎn)生的積屑瘤，將影響加工零件的（表面質(zhì)量）和（尺寸精度）。

16．精密和超精密磨料加工分為（固結(jié)磨料）加工和（游離磨料）加工兩大類。

17．精密與特種加工按加工方法可以分為（切削加工）、（磨料加工）、（特種加工）和（復(fù)合加工）四大類。18．電火花型腔加工的工藝方法有：（單電極加平動(dòng)法）、（多電極更換法）、（分解電極法）、（簡(jiǎn)單電極數(shù)控創(chuàng)成法）等。

第二篇：特種加工報(bào)告

特種加工總結(jié)報(bào)告

院 系：機(jī)械與汽車工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名：

特種加工總結(jié)報(bào)告

摘要：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能等各種能量進(jìn)行材料加工的重要工藝方法?，F(xiàn)階段，先進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展，作為先進(jìn)制造技術(shù)中的重要的一部分，特種加工對(duì)制造業(yè)的作用日益突顯。本文對(duì)什么是特種加工、特種加工的特點(diǎn)、種類以及發(fā)展趨勢(shì)等作了描述。闡述了特種加工在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的重要地位，大力發(fā)展特種加工的必要性。

關(guān)鍵詞：特種加工、特種加工技術(shù)、特點(diǎn)、應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì) 目錄： 引言

1、電火花加工

1.1 電火花放電沉積的基本原理與特點(diǎn) 1.2 極性效應(yīng)

1.3 電火花加工中電極損耗分析與解決措施 1.4 電火花加工的發(fā)展趨勢(shì)

2、特種加工技術(shù)的特點(diǎn)或應(yīng)用及發(fā)展前景 2.1特種加工技術(shù)的特點(diǎn)

2.2 特種加工引起的機(jī)械制造工藝技術(shù)變革 2.3特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 2.4總結(jié)

3、結(jié)束語(yǔ)

引言：

傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)對(duì)推動(dòng)人類的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展起到了重大的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新型工程材料不斷涌現(xiàn)和被采用，工件的復(fù)雜程度以及加工精度的要求越來(lái)越高，對(duì)機(jī)械制造工藝技術(shù)提出了更高的要求。由于受刀具材料性能、結(jié)構(gòu)、設(shè)備加工能力的限制，使用傳統(tǒng)的切削加工方法很難完成對(duì)高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、耐高溫和磁性等新材料，以及精密復(fù)雜、微細(xì)構(gòu)件或難以處理的形狀的加工。為了解決這些加工的難題，人們不斷開(kāi)發(fā)研究并成功采用“傳統(tǒng)的切削加工以外的新的加工方法—— 特種加工方法”解決了很多工藝問(wèn)題，在生產(chǎn)上發(fā)揮了很大的作用，引起了機(jī)械制造工藝技術(shù)領(lǐng)域的許多變革。特種加工是相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工而言的，實(shí)質(zhì)上是直接或復(fù)合利用電能、電化學(xué)能、化學(xué)能、光能、聲能、熱能、磁能、物質(zhì)動(dòng)能、甚至爆炸能等對(duì)工件進(jìn)行加工的工藝方法的總稱。正文

1.電火花加工

電火花加工的原理是基于工具和工件之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)蝕除多余的金屬，以達(dá)到對(duì)零件的尺寸形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。按工具電極和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式和用途的不同，電火花加工工藝大致可分為電火花成形加工、電火花線切割、電火花磨削和鏜磨、電火花同步共軛回轉(zhuǎn)加工、電火花高速小孔加工、電火花放電沉積與刻字六大類。

1.1 電火花放電沉積的基本原理與特點(diǎn)

電火花放電沉積的原理是利用脈沖電路的充放電原理，采用導(dǎo)電材料(硬質(zhì)合金、石墨、合金鋼、鋁和銅等)作為工具電極(陽(yáng)極)，在空氣或特殊的氣體中使之與被強(qiáng)化的金屬工件(陰極)之間產(chǎn)生火花放電。當(dāng)工具電極與工件達(dá)到某個(gè)距離電場(chǎng)強(qiáng)度足以使介質(zhì)電離擊穿時(shí)兩者之間就產(chǎn)生火花放電，使電極端部與工件表面微區(qū)發(fā)生熔化甚至氣化，熔融金屬在熱作用，電磁力和機(jī)械力的作用下沉積在工件表面。電極與工件的放電間隙頻繁發(fā)生變化，電極與工件間不斷發(fā)生火花放電，從而實(shí)現(xiàn)放電沉積。1.2 極性效應(yīng)

在電火花放電加工過(guò)程中，無(wú)論是正極還是負(fù)極，都會(huì)受到不同程度的電蝕。這種單純由于正、負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。因此，當(dāng)采用窄脈沖、精加工時(shí)應(yīng)選用正極性加工；當(dāng)采用長(zhǎng)脈沖、粗加工時(shí)，應(yīng)采用負(fù)極性加工，此時(shí)可得到較高的蝕除速度和較低的電極損耗。從提高加工生產(chǎn)率和減小工具損耗的角度來(lái)看，極性效應(yīng)愈顯著愈好，故在電火花加工中必須充分利用。當(dāng)用交變的脈沖電流加工時(shí)，單個(gè)脈沖的極性效應(yīng)便相互抵消，增加了工具的損耗，因此，電火花加工一般采用單向脈沖電源。

1.3 電火花加工中電極損耗分析與解決措施

電火花在整個(gè)加工過(guò)程中要受到各種干擾因素的影響, 這些干擾因素直接或間接地影響著加工質(zhì)量。在電火花加工過(guò)程中電極損耗分為絕對(duì)損耗和相對(duì)損耗。造成電極損耗的原因有：小面積精加工，加工件結(jié)構(gòu)尺寸偏小，加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電極裝夾不當(dāng)?shù)纫蛩亍Ｒ虼藶榱藴p少電極的損耗一般有以下方法：（1）有效排除電蝕物（2）電極材料和加工參數(shù)的合理選用（3）提高加工技能和安全操作意念等等。電火花加工電極損耗和變形是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。為了降低電極損耗程度, 減少變形, 除了充分利用放電過(guò)程的極性效應(yīng)和吸附效應(yīng)外, 同時(shí)也要選用適宜的電極材料, 并且在實(shí)際的加工過(guò)程中要根據(jù)具體的加工對(duì)象實(shí)施一定的加工技巧和選擇合適的加工參數(shù) 1.4 電火花加工的發(fā)展趨勢(shì)

電火花線切割加工技術(shù)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里間都是采用精規(guī)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行一次切割成型,其切割速度與加工表面質(zhì)量之間存在著一定的矛盾。中國(guó)特有的高速走絲電火花線切割機(jī)長(zhǎng)期存在的加工質(zhì)量問(wèn)題, 可以采用多次切割工藝來(lái)解決。現(xiàn)目前中速走絲電火花線切割機(jī)是一種價(jià)格較低, 加工精度、粗糙度、加工效率介于高速走絲與慢走絲的一種機(jī)床,具有很好的發(fā)展前景。特種加工的發(fā)展趨勢(shì)

為進(jìn)一步提高特種加工技術(shù)水平及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍, 當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn):1)采用自動(dòng)化技術(shù)。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,使加工設(shè)備向自動(dòng)化、柔性化方向發(fā)展, 這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。2)趨向精密化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展, 對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì), 特種加工的精密化研究已引起人們的高度重視, 3)開(kāi)發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。為適應(yīng)產(chǎn)品的高技術(shù)性能要求與新型材料的加工要求, 需要不斷開(kāi)發(fā)新工藝方法, 包括微細(xì)加工和復(fù)合加工, 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟(jì)型的復(fù)合加工, 如工程陶瓷、復(fù)合材料以及聚晶金剛石等。

2、特種加工技術(shù)的特點(diǎn)或應(yīng)用及發(fā)展前景 2.1特種加工技術(shù)的特點(diǎn)

2.1.1 加工范圍上不受材料強(qiáng)度、硬度等限制。特種加工技術(shù)主要不依靠機(jī)械力和機(jī)械能去除材料，而是主要用其他能量（如電、化學(xué)、光、聲、熱等）去除金屬和非金屬材料，完成工件的加工。故可以加工各種超強(qiáng)硬材料、高脆性及熱敏材料以及特殊的金屬和非金屬材料。

2.1.2 以柔克剛。特種加工不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件并不接觸，加工過(guò)程中工具和工件間不存在明顯的強(qiáng)大機(jī)械切削力，所以加工時(shí)不受工件的強(qiáng)度和硬度的制約，在加工超硬脆材料和精密微細(xì)零件、薄壁元件、彈性元件時(shí)，工具硬度可以低于被加工材料的硬度。

2.1.3 加工方法日新月異，向精密加工方向發(fā)展。當(dāng)前已出現(xiàn)了精密特種加工，許多特種加工方法同時(shí)又是精密加工方法、微細(xì)加工方法，如電子束加工、離子束加工、激光束加工等就是精密特種加工；精密電火花加工的加工精密度可達(dá)微米級(jí)0.51μm，表面粗糙度可達(dá)鏡面 Ra0.02μm。2.1.4 容易獲得良好的表面質(zhì)量。由于在加工過(guò)程中不產(chǎn)生宏觀切屑，工件表面不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈、塑性變形，故可以獲得良好的表面粗糙度。殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷均比機(jī)械切割表面小，尺寸穩(wěn)定性好，不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變。

2.2 特種加工引起的機(jī)械制造工藝技術(shù)變革

2.2.1特種加工擴(kuò)大了可加工材料的范圍。特種加工方法使機(jī)制工藝可加工的材料范圍從普通材料發(fā)展到超硬材料和特殊材料，使任何材料的加工均成為可能。材料的可加工性不再與硬度、強(qiáng)度、韌性、脆性等成直接正比或反比關(guān)系。傳統(tǒng)上認(rèn)為很難加工的金剛石、硬質(zhì)合金、淬火鋼、石英、玻璃、陶瓷等材料，可以用電火花、超聲波、電解、激光等特種加工方法來(lái)加工。對(duì)電火花線切割而言，淬火鋼比未淬火鋼更易加工。2.2.2特種加工改變了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝性好與壞的“概念”。傳統(tǒng)的加工方法 認(rèn)為方孔、窄縫、小孔、深孔、彎孔等結(jié)構(gòu)工藝性差，有些情況下被認(rèn)為工藝性 很“壞 ”，甚至被列為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)禁區(qū)，特種加工使這一“壞”變成了可以，甚者可認(rèn)為好，因?yàn)閷?duì)于電火花穿孔、電火花線切割工藝來(lái)說(shuō)，加工方孔和加工圓孔的難易程度是一樣的。如：山形硅鋼片沖模，過(guò)去由于不易制造往往采用拼鑲結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在采用電火花線切割加工，既使是硬質(zhì)合金模具也可做成整體結(jié)構(gòu)；小深斜孔、排孔、群孔、小方孔篩網(wǎng)，薄壁、彈性、低剛度零件等，過(guò)去認(rèn)為的加 工難題，采用特種加工方法后變得容易了。

2.2.3特種加工改變了傳統(tǒng)的淬火工藝路線及零件不合格品的可修復(fù)性。特 種加工的出現(xiàn)，打破了淬火熱處理工序必須安排在除磨削以外的其它切削成型加工之后傳統(tǒng)工藝準(zhǔn)則。由于特種加工不受工件硬度的限制，所以有時(shí)為了避免成型加工后淬火熱處理引起的應(yīng)力變形，可以先淬火而后加工。過(guò)去認(rèn)為很多 不可修復(fù)的廢品，現(xiàn)在都可用特種加工方法來(lái)修復(fù)。例如 ：過(guò)去淬火前忘了鉆定位銷孔、銑槽等工藝，淬火后只能報(bào)廢，現(xiàn)在可以用電火花打孔、切槽進(jìn)行補(bǔ)救；加工尺寸超差及工作中磨損了的軸和孔，均可用電刷鍍修復(fù)。

2.2.4特種加工將改變新產(chǎn)品試制的傳統(tǒng)模式。傳統(tǒng)新產(chǎn)品的試制，往往是 刀具、模具、量具以及工裝夾具設(shè)計(jì)制造先行。例如：加工花鍵孔需要設(shè)計(jì)制造 花鍵孔拉刀；加工各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)直齒輪需要準(zhǔn)備滾刀或設(shè)計(jì)加工成形銑刀；大量 鈑金件 的異型孔 加工需 要沖模 ；復(fù)雜零件的試制所需要的刀具工裝更多?，F(xiàn)在采用數(shù)控電火花線切割，可直接加工花鍵孔、非標(biāo)直齒輪、鈑金異型孔，甚至可加工復(fù)雜的二次曲面零件；采用快速成型技術(shù)—— 增材加工法，可快速完成各種復(fù)雜零件的試制。可見(jiàn)，特種加工方法的采用不僅可加快產(chǎn)品試制速度，而且可以節(jié)約大量的新產(chǎn)品試制費(fèi)用，必將改變新產(chǎn)品設(shè)計(jì)試制的模式。

2.2.5特種加工技術(shù)已成為微細(xì)加工、納米加工的主要手段。目前，制造技術(shù)前沿逐漸轉(zhuǎn)向細(xì)小精微，微米、亞微米以及納米級(jí)制造成為制造業(yè)融入高 技術(shù)的切入點(diǎn)。而電子束、離子束、激光、電火花、電化學(xué)等電物理、電化學(xué)特種加工技術(shù)，正是近年來(lái)快速發(fā)展的微細(xì)和納米加工的主要手段。例如：離子注入、濺射、化學(xué)沉積（ＣＶＤ）、光刻、表面貼裝；磁頭、磁盤、晶片的納米級(jí)精密加工 ；納米材料的制造等。也就是說(shuō)特種加工已成為未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)的主要特征之一。

2.2.6特種加工引起了產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路的變革。特種加工使任何材料的加工 成為可能，解決了各種特殊復(fù)雜表面的加工，以及各種超精、光整或具有特殊要求的零件加工問(wèn)題，其中的快速成型技術(shù)又使產(chǎn)品的快速試制成為可能。所以特種工加工使產(chǎn)品設(shè)計(jì)中考慮的零件材料、制造工藝方法等有了更廣闊的選擇余地，甚至可以快速地將設(shè)計(jì)思想變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑停瑥亩巩a(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路趨“創(chuàng)意和制造的統(tǒng)一，即想到的就能做成”。隨著現(xiàn)代機(jī)械制造工藝的發(fā)展，不懂特種加工技術(shù)將不是一個(gè)合格的產(chǎn)品設(shè)計(jì)者與制造者。

2.3特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.3.1 采用自動(dòng)化技術(shù)充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，建立綜合參數(shù)自動(dòng)適應(yīng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等，進(jìn)而建立特種加工的CAD/CAM和FMS系統(tǒng)，這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

2.3.2 向工程化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展不斷改進(jìn)、提高高能束源品質(zhì)，對(duì)大功率、高可靠性、多功能、智能化加工設(shè)備的研發(fā)是今后的重點(diǎn)發(fā)展方向。

2.3.3 著力開(kāi)展精密化研究高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展，正向亞微米級(jí)和納米級(jí)邁進(jìn)，對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面 粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)的需要，大力開(kāi)發(fā)用于超精加工的特種加工技術(shù)（如等離子弧加工等）已成為重要的發(fā)展方向。

2.3.4污染問(wèn)題是影響和限制某些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙，加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣如果排放不當(dāng)，會(huì)造成環(huán)境污染，影響工人健康。必須花大力氣處理并利用廢氣、廢渣、廢液，向“綠色”加工的方向發(fā)展。2.4總結(jié)

特種加工技術(shù)集成了機(jī)械、電子、信息、材料技術(shù)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，發(fā)展異常迅速。現(xiàn)代特種加工技術(shù)主要是伴著高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、高脆性等難切削材料的出現(xiàn)，以及制造精密細(xì)小、形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊的零件的需要而產(chǎn)生的，具有其他常規(guī)加工技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已成為航空航天、汽車、儀器儀表、微型機(jī)械、輕工、模具等行業(yè)的支撐技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)。因此，特種加工技術(shù)還需更進(jìn)一步的發(fā)展：① 不斷改進(jìn)、提高高能束源品質(zhì)，并向大功率、高可靠性方向發(fā)展。②高能束流加工設(shè)備向多功能、精密化和智能化方向發(fā)展，力求達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化的目的。擴(kuò)大應(yīng)用范圍，向復(fù)合加工方向發(fā)展。③ 不斷推進(jìn)高能束流加工新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的工程化和產(chǎn)業(yè)化工作。隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)向高技術(shù)化邁進(jìn)，特種加工的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，我國(guó)特種加工機(jī)床的總擁有量已居世界前列。特種加工及其引起的機(jī)械制造工藝技術(shù)的變革，應(yīng)該引起我們思考與關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，特種加工技術(shù)必將不斷完善和迅速發(fā)展，反過(guò)來(lái)又必將推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，并發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

3、結(jié)束語(yǔ)

特種加工技術(shù)涵蓋了機(jī)械、材料等技術(shù),是一門綜合的科學(xué)加工技術(shù)其發(fā)展異常迅速。加工尺度的微細(xì)化,加工方法的復(fù)合化和加工過(guò)程的自動(dòng)化,已成為特種加工技術(shù)研究發(fā)展的熱點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展, 特種加工必將不斷完善和迅速發(fā)展, 特種加工必將成為推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代制造工業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量。

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第三篇：特種加工論文

加工間隙內(nèi)電解產(chǎn)物對(duì)微細(xì)電解加工

院（系）名稱：

班 級(jí)：姓 名： 學(xué) 號(hào)：

機(jī)電工程學(xué)院

的影響分析 加工間隙內(nèi)電解產(chǎn)物對(duì)微細(xì)電解加工的影響分析

摘要：微細(xì)電解加工時(shí)，由于間隙微小，生成的電解產(chǎn)物因難以從加工區(qū)域中移除而降低了加工速度甚至中斷加工。為保證加工的持續(xù)進(jìn)行，利用工具電極作間歇快速回退是移除間隙內(nèi)的電解產(chǎn)物、更新電解液的有效途徑之一。論文研究分析了間歇回退加工情況下電解產(chǎn)物移除速率對(duì)加工速度的影響，結(jié)果表明：加工速度并不隨加工間隙的減小而單調(diào)增大，實(shí)際加工速度存在極限值(極大值)。為兼顧加工效率和加工精度，應(yīng)以與之對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙。

Abstract: the subtle electrochemical machining, as the tiny gaps, generated by electrolysis product from processing area to remove and reduce the processing speed and even interrupt processing.To ensure that the ongoing process, using the tool electrode for intermittent fast back is removed in the clearance product, electrolysis update electrolyte one of the effective ways.Paper analyzes the intermittent back under processing product electrolysis rate on the processing speed remove influence, and the results show that: the processing speed is not with the decrease of the machining gap increases and drab, actual processing speed limit(maximum value)there.For both the processing efficiency and machining precision, should be with as the matching gap value as an actual machining gap.關(guān)鍵詞：微細(xì)電解加工；電解產(chǎn)物；加工速度；間歇回退

電解是基于金屬陽(yáng)極在電解液中發(fā)生電化學(xué)溶解的原理，對(duì)工件進(jìn)行減材加工。在電解加工時(shí)，工件材料是以離子的形式被蝕除，理論上工件可達(dá)到微米甚至納米精度，因此在精密、微細(xì)制造領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。但電解加工時(shí)陰、陽(yáng)極間的電位差在加工間隙中形成的電場(chǎng)使工件上不希望被加工的部位和已加工部位都會(huì)被繼續(xù)蝕除，造成雜散腐蝕，這在很大程度上影響了電解加工的精度。因此，約束電場(chǎng)、改善流場(chǎng)是增強(qiáng)電解加工的集中蝕除能力、改善加工精度的基本途徑。為實(shí)現(xiàn)較高精度的微細(xì)電解加工，某個(gè)研究室提出了一種采用工具電極側(cè)面絕緣、微小加工間隙伺服控制、高頻窄脈沖電源、非線性低濃度電解液等方法集成的工藝路線，探索微細(xì)電解加工達(dá)到工業(yè)應(yīng)用要求的可行性。在微細(xì)電解加工過(guò)程中，加工問(wèn)隙微小是其最基本的特征，端面和側(cè)面的間隙一般在幾十微米以下叫，這樣小的間隙空間使得加工中生成的大量(相對(duì)于被蝕除掉的金屬體積)電解產(chǎn)物蓄積在加工區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致加工區(qū)局部電解液成分、濃度發(fā)生很大程度的改變，從而降低加工反應(yīng)速度甚至中斷加工。由于加工尺寸和間隙微小，常規(guī)電解加工時(shí)采用的強(qiáng)制沖液更新間隙中電解液的方法在微細(xì)電解加工無(wú)法應(yīng)用。為使微細(xì)電解加工能持續(xù)進(jìn)行，通過(guò)加工間隙伺服控制，利用工具電極間歇回退產(chǎn)生的抽吸作用排出電解產(chǎn)物、更新加工區(qū)內(nèi)部電解液將是一有效可行的技術(shù)途徑。l.電解加工的電化學(xué)過(guò)程分析

電解加工時(shí)，在工件金屬(陽(yáng)極)和工具電極(陰極)表面分別進(jìn)行著氧化和還原反應(yīng)。反應(yīng)是由發(fā)生在電極(這里的電極指的是在電化學(xué)反應(yīng)中作為電子導(dǎo)電相的金屬，而非工具電極)／溶液這兩種導(dǎo)體界面上的一系列性質(zhì)不同的過(guò)程組成，在電化學(xué)理論中統(tǒng)稱為“電極過(guò)程”。根據(jù)電極動(dòng)力學(xué)理論，一般情況下，電極過(guò)程大致由下列各單元步驟串聯(lián)而成：(1)液相傳質(zhì)步驟——反應(yīng)物粒子向電極表面附近液層遷移。

(2)表面前置轉(zhuǎn)化步驟——反應(yīng)粒子在電極表面或表面附近液層進(jìn)行反應(yīng)前的轉(zhuǎn)化，如反應(yīng)粒子的吸附、金屬絡(luò)離子的解離或其他化學(xué)變化。

(3)電化學(xué)反應(yīng)步驟(亦稱電子轉(zhuǎn)移步驟)反應(yīng)粒子在電極／溶液界面上得電子或失電子，生成 還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)產(chǎn)物。

(4)表面隨后轉(zhuǎn)化步驟——反應(yīng)粒子在電極表面或表面附近液層進(jìn)行反應(yīng)后的轉(zhuǎn)化，如反應(yīng)產(chǎn)物從電極表面脫附、復(fù)合、分解、歧化或其他化學(xué)變化。(5a)新相生成步驟--反應(yīng)產(chǎn)物生成新相(氣體或固相沉積層)。

(5b)反應(yīng)后液相傳質(zhì)步驟——可溶性反應(yīng)產(chǎn)物從電極表面向溶液內(nèi)部遷移。

(5b)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟——可溶性反應(yīng)產(chǎn)物向溶液內(nèi)部遷移和產(chǎn)生的新相被從加工間隙中移除。如這些電解產(chǎn)物不能及時(shí)有效地被移除掉而蓄積在加工間隙中，其中的金屬沉淀產(chǎn)物還會(huì)逐漸在陽(yáng)極表面沉積，形成一層薄膜，阻礙反應(yīng)的發(fā)生；陰極上生成的氫氣逐漸積聚，這樣不只是減慢了反應(yīng)速度，甚至可能在陰、陽(yáng)極問(wèn)搭成連續(xù)的氣泡橋或形成空穴，而使加工中斷。因此，在微小間隙加工時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟將取代換液良好時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)步驟而成為加工控制步驟，反應(yīng)產(chǎn)物的移除(或電解液的更新)速度制約著陽(yáng)極金屬的實(shí)際蝕除速度，成為在微細(xì)電解加工中影響實(shí)際加工速度的決定性因素。2電解產(chǎn)物移除策略

為了有效地移除電解產(chǎn)物，保證加工的持續(xù)進(jìn)行，常規(guī)電解加工主要利用高壓、高速的電解液流動(dòng)來(lái)帶走反應(yīng)產(chǎn)物(包括反應(yīng)熱)。但在微細(xì)電解加工時(shí)，由于電極本身尺寸微小，高沖液壓力可能導(dǎo)致電極發(fā)生振動(dòng)甚至變形；且由于加工間隙微小，電解液沿程壓力損失大，外部沖液對(duì)加工區(qū)域內(nèi)部較深處電解液的擾動(dòng)和更新能力很弱，這在深小孑L加工時(shí)尤其明顯。此時(shí)僅對(duì)加工區(qū)進(jìn)行外部沖液只能移除掉加工區(qū)域外部和淺表處的反應(yīng)產(chǎn)物，加工間隙 內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物仍會(huì)蓄積。在微細(xì)電解加工時(shí)，排出電解產(chǎn)物、更新加工間隙內(nèi)部電解液的能途徑，一是工具電極高速旋轉(zhuǎn)’，或是工具電極間歇回退引。電極高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于電解液具有一定粘性，旋轉(zhuǎn)電極的邊界將拽引著周圍的流體隨它一起作圓周運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)了間隙內(nèi)電解液的對(duì)流，改善了流場(chǎng)。電極旋轉(zhuǎn)排屑方式適用于單電極圓孑L加工和掃描加工。但由于在電極端部中心處離心力接近零，電解產(chǎn)物無(wú)法順利排出，故仍需依賴間歇回退來(lái)強(qiáng)化電解液更新“。

電極間歇回退是在加工過(guò)程中讓電極按一定時(shí)間間隔快速回退，使加工區(qū)域內(nèi)部的壓力驟然降低，形成強(qiáng)烈的抽吸作用，一方面可充分將加工區(qū)內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物(包括氣泡)帶出工件表面外，另一方面可迫使周圍新鮮電解液被吸入到加工區(qū)內(nèi)，并可通過(guò)熱對(duì)流抑制加工區(qū)內(nèi)的溫升。間歇回退方式對(duì)單電極和陣列電極加工都適用，在微細(xì)電解加工研究中得到了較多的應(yīng)用。

間歇回退加工過(guò)程如圖1所示，首先在回退前切斷加工電源，防止電極在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)孔側(cè)壁二次加工；然后電極逆進(jìn)給方向快速回退到距離加工表面外一定距離處，使外部電解液將其端部附著的反應(yīng)物盡量沖走；再根據(jù)進(jìn)給速度計(jì)算當(dāng)前加工位置，電極快速前進(jìn)到該位置，形成加工間隙，接通電源，繼續(xù)加工。在圖1中，T為每次回退(含快退、快進(jìn)過(guò)程)所需時(shí)間，由伺服控制裝置的響應(yīng)速度決定；T，為兩次回退之問(wèn)的進(jìn)給加工時(shí)間。加工最初時(shí)，間隙內(nèi)是新鮮電解液，電化學(xué)反應(yīng)步驟是加工過(guò)程控制步驟；加工一段時(shí)間后，隨著電解產(chǎn)物蓄積，間隙內(nèi)電解液實(shí)際電導(dǎo)率降低，電化學(xué)反應(yīng)速度隨之減小，這時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟成為控制步驟，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物在間隙內(nèi)積累到一定數(shù)量(并不一定需占據(jù)全部間隙空間)，加工中斷，此時(shí)需回退換液，如此往復(fù)。因此間歇回退加工過(guò)程實(shí)際由電化學(xué)反應(yīng)步驟和反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟交替控制，加工速度的計(jì)算和優(yōu)化必須綜合考慮由法拉第電解定律得出的陽(yáng)極金屬蝕除速度和反應(yīng)產(chǎn)物的移除速度的影響。

3間歇回退方式加工速度分析 當(dāng)加工間隙△很大，在曲線極值點(diǎn)的右側(cè)時(shí)，隨著△減小，加工速度會(huì)逐漸增大，這是由于 陽(yáng)極金屬蝕除速度。較小，電解產(chǎn)物生成速度較慢，對(duì)間隙內(nèi)加工條件的影響較小，此時(shí)電化學(xué)反應(yīng)步驟是加工過(guò)程的控制步驟，加工速度主要受影響。當(dāng)加工間隙減小到極值點(diǎn)附近時(shí)，此時(shí)加工程實(shí)際由電化學(xué)反應(yīng)步驟和反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟混合控制，兩個(gè)步驟的潛在反應(yīng)速度基本相同。當(dāng)加工間隙△繼續(xù)減小，趨近于零時(shí)，加工速度隨..△近似呈現(xiàn)線性減小，這是由于在加工間隙很小時(shí)，間隙空間內(nèi)容污(反應(yīng)產(chǎn)物)能力弱，陽(yáng)極金屬蝕除速度迅速降低，有效加工時(shí)間很短，此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟成為加工過(guò)程的控制步驟，加工速度主要受電解產(chǎn)物移除速度的影響。在微細(xì)加工感興趣的微小加工間隙(△<30 m)內(nèi)，如圖5所示，當(dāng)A值很小(=0．0005)時(shí)，B值對(duì)加工速度的影響很小。這是因?yàn)樵谖⑿〖庸らg時(shí)，產(chǎn)物生成速度快，有效加工時(shí)間丁，相對(duì)于回退時(shí)間丁n而言較小，對(duì)加工速度的影響也較小。這意味著，為了達(dá)到較好的加工精度，采用小間隙加工時(shí)，產(chǎn)物排出困難，A值很小，即便是提高電解液濃度和加工電壓(B值會(huì)隨之增大)，對(duì)加工速度的改善也非常有限；且較高的電解液濃度和加工電壓會(huì)導(dǎo)致集中蝕除能力變?nèi)?，加工區(qū)域的側(cè)面間隙擴(kuò)大。因此在微小加工間隙時(shí)應(yīng)采用低濃度電解液和低電壓加工，加工速度不會(huì)明顯下降，同時(shí)能更好地保證加工精度.4結(jié)論

在微細(xì)電解加工過(guò)程中，隨著加工間隙減小，加工區(qū)域內(nèi)電解產(chǎn)物的移除和電解液更新困難，電解產(chǎn)物的移除步驟制約著陽(yáng)極金屬的實(shí)際蝕除速度，逐漸成為加工過(guò)程的控制步驟，最終決定了實(shí)際加工速度。在微小加工間隙時(shí)不能簡(jiǎn)單地根據(jù)陽(yáng)極金屬理想蝕除速度公式來(lái)確定加工間隙和加工速度等參數(shù)，否則會(huì)得出與實(shí)際情況矛盾的結(jié)果。加工速度的計(jì)算和優(yōu)化必須綜合考慮由法拉第電解定律得出的陽(yáng)極金屬蝕除速度和反應(yīng)產(chǎn)物的移除速度的影響。為了有效移除電解產(chǎn)物，保證加工的持續(xù)進(jìn)行，可采用工具電極間歇回退加工方式來(lái)強(qiáng)化加工間隙內(nèi)部電解液的更新。間歇回退加工時(shí)，實(shí)際加工速度并不隨加工間隙..△的減小而單調(diào)增大，實(shí)際加工速度存在極限值(極大值)，將對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙，可兼顧加工效率和加工精度。當(dāng)加工間隙△減小并趨近于零時(shí)，由于電解產(chǎn)物的影響，陽(yáng)極金屬蝕除速度并不會(huì)趨于無(wú)窮大，實(shí)際加工速度將隨△減小反而降低。參考文獻(xiàn)：

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第四篇：特種加工論文

特種加工技術(shù)的現(xiàn)代應(yīng)用及其發(fā)展研究

摘要：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光化學(xué)能或者復(fù)合能實(shí)現(xiàn)材料切削的加工方法，是難切削材料、復(fù)雜型面、低剛度零件及模具加工中的重要工藝方法。本文介紹了概念、特點(diǎn)、分類以及近些年應(yīng)用于特種加工的一些新方法、新工藝。

關(guān)鍵詞：特種加工 電火花加工 電化學(xué)加工 高能束流加工 超聲波加工 復(fù)合加工

1、特種加工技術(shù)的特點(diǎn)

現(xiàn)代特種加工（SP，SpciaI Machining）技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能及特殊機(jī)械能等多種能量或其復(fù)合以實(shí)現(xiàn)材料切除的加工方法。與常規(guī)機(jī)械加工方法相比它具有許多獨(dú)到之處。

1.1以柔克剛。因?yàn)楣ぞ吲c工件不直接接觸，加工時(shí)無(wú)明顯的強(qiáng)大機(jī)械作用力，故加工脆性材料和精密微細(xì)零件、薄壁零件、彈性元件時(shí)，工具硬度可低于被加工材料的硬度。

1.2用簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)加工復(fù)雜型面。特種加工技術(shù)只需簡(jiǎn)單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)即可加工出三維復(fù)雜型面。特種加工技術(shù)已成為復(fù)雜型面的主要加工手段。

1.3不受材料硬度限制。因?yàn)樘胤N加工技術(shù)主要不依靠機(jī)械力和機(jī)械能切除材料，而是直接用電、熱、聲、光、化學(xué)和電化學(xué)能去除金屬和非金屬材料。它們瞬時(shí)能量密度高，可以直接有效地利用各種能量，造成瞬時(shí)或局部熔化，以強(qiáng)力、高速爆炸、沖擊去除材料。其加工性能與工件材料的強(qiáng)度或硬度力學(xué)性能無(wú)關(guān)，故可以加工各種超硬超強(qiáng)材料、高脆性和熱敏材料以及特殊的金屬和非金屬材料，因此，特別適用于航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料的加工。

1.4可以獲得優(yōu)異的表面質(zhì)量。由于在特種加工過(guò)程中，工件表面不產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈、塑性變形，故有些特種加工方法可獲得良好的表面粗糙度。熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷均比機(jī)械切削表面小。各種加工方法可以任意復(fù)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

由于特種加工技術(shù)具有其它常規(guī)加工技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代加工技術(shù)中，占有越來(lái)越重要的地位。許多現(xiàn)代技術(shù)裝備，特別是航空航天高技術(shù)產(chǎn)品的一些結(jié)構(gòu)件，如工程陶瓷、渦輪葉片、燃燒室的三維型腔、型孔的加工和航空陀 螺、傳感器等精細(xì)表面尺寸精度達(dá)0.001Pm 或納米（nm）級(jí)精度，表面粗糙度#$ <0.01Pm 的超精密表面的加工，非采用特種加工技術(shù)不可。如今，特種加工技術(shù)的應(yīng)用已遍及到各個(gè)加工領(lǐng)域。

2、特種加工的幾種方法及分類

2.1電火花加工（也叫放電加工，EDM，ElectrosparkDischarge Machining）是一種電加熱加工過(guò)程。它是將工具電極和工件置于絕緣的工作液中，工件和工具分別接直流脈沖電源正極和負(fù)極，加上電壓，因電極之間的放電效應(yīng)，產(chǎn)生火花放電對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕來(lái)進(jìn)行加工。由于電極之間工件材料的微小體積上可集中很高的能量（106 ~ 107W / mm2）足以使材料熔化和蒸發(fā)?？偰芰康囊徊糠忠册尫诺焦ぞ唠姌O上造成工具磨損。因此，工具電極磨損和加工精度低是電火花加工的重要問(wèn)題也是研究發(fā)展工作的主攻方向。

電火花加工方法，按其加工過(guò)程中工具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式和加工用途的不同，可分為電火花穿孔和成形加工、電火花線切割、電火花磨削、電火花同步回轉(zhuǎn)加工及電火花強(qiáng)化與刻字等幾大類。電火花加工這種工藝方法在航空工業(yè)中直接進(jìn)入產(chǎn)品加工的比重是比較小，大多數(shù)用于工具和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造。它已廣泛用于加工各種模具、曲面零件、異形孔和盲孔，用電火花切割可切割沖模，二次曲面或空間曲面的零件，用電火花鏜、磨可加工高精度的小孔、外圓、內(nèi)外螺紋和齒輪等。如今，電火花加工和線切割電火花加工技術(shù)和設(shè)備都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，無(wú)論從設(shè)備自動(dòng)化完備程度、加工精度、效率和功能都有很大改觀。

2.2電解加工（ECM，Electrochemical Machining）屬于電化學(xué)加工范疇，它是利用金屬在電解液中發(fā)生“陽(yáng)極溶解”的原理，將零件加工成形的。加工時(shí)，工件接直流電源的正極（陽(yáng)極），按要求形狀制成的工具接負(fù)極（陰極），具有一定壓力的電解液從兩極間隙中迅速流過(guò)，于是工件表面的金屬按工具陰極的形狀迅速溶解，并隨即被高速的電解液沖走，這種加工方法沒(méi)有機(jī)械加工中切削力和切削熱的作用，也沒(méi)有電火花加工中的熱影響，在航空工業(yè)中，發(fā)動(dòng)機(jī)新結(jié)構(gòu)、新材料構(gòu)件廣泛利用電解加工，如鈦合金零件、高溫渦輪深細(xì)冷卻孔、整體渦輪和葉輪以及大型環(huán)形殼體件的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面、中小型支承件、盤形件腹板、特形孔均可采用電解加工。如今，電解加工技術(shù)已成為研制先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵制造技術(shù)之一。

電解加工的發(fā)展趨勢(shì)：進(jìn)一步拓寬電解加工的應(yīng)用范圍，提高加工精度，降低加工成本，提高生產(chǎn)率，建立電解加工柔性制造系統(tǒng)（FMS），開(kāi)展計(jì)算機(jī)數(shù) 2 控仿形電解加工技術(shù)研究，開(kāi)展理論研究和建立過(guò)程模型。

2.3復(fù)合加工（CM，Combined Machinin）是指用多種能量組合進(jìn)行材料去除的工藝方法，以便能提高加工效率或獲得很高的尺寸精度、形狀精度和表面完整性。對(duì)于陶瓷、玻璃和半導(dǎo)體等高脆性材料，復(fù)合加工是經(jīng)濟(jì)、可靠地實(shí)現(xiàn)高的成形精度和極低的表面粗糙度（可達(dá)10nm），并是使表面和亞表層的晶體結(jié)構(gòu)組織的損傷減少至最低程度的有效方法。復(fù)合加工的方法大多是在機(jī)械加工的同時(shí)，應(yīng)用流體力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、電力、磁力和聲波等能量進(jìn)行綜合加工。也有不用常規(guī)的加工方法而僅僅依靠化學(xué)、光學(xué)或液動(dòng)力等作用的復(fù)合加工。復(fù)合加工的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：復(fù)合加工是對(duì)傳統(tǒng)中常用的單一的機(jī)械加工、電加工和激光加工等方法的重要發(fā)展和補(bǔ)充。隨著精密機(jī)械大量使用脆性材料（如陶瓷、光學(xué)玻璃和寶石晶體等）以及電子工業(yè)要求超精密的晶體材料（如超大規(guī)模集成電路的半導(dǎo)體晶片、電子槍的單晶體LaB4 和藍(lán)寶石等），將促使對(duì)其他能量形式的加工機(jī)理進(jìn)行深入研究，并發(fā)展出多種多樣的適用

于各類特殊需求的最佳復(fù)合加工方法。發(fā)展虛擬制造技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真模擬有限元分析方法來(lái)精確優(yōu)化加工參數(shù)。如對(duì)脆性材料的物理化學(xué)特性多樣的研究，可以開(kāi)發(fā)出對(duì)脆性材料進(jìn)行無(wú)微細(xì)裂紋且經(jīng)濟(jì)性高的有效的工藝，并可預(yù)測(cè)出各種不同的復(fù)合加工工藝的物理參數(shù)和磨料特性下的表面精整質(zhì)量、形狀精度和材料去除率，以利于對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制。

2.4高能束流加工 高能束流加工也稱為三束流加工，是利用能量密度很高的激光束 電子束或離子束等去除工件材料的特種加工方法的總稱，其中電子束加工技術(shù)改變了原有的設(shè)計(jì)思想，可將原有的高精度復(fù)雜難加工型面或無(wú)法加工的大型整體零件分成若干個(gè)易加工的單元，精加工和熱處理以后，用電子束將其焊接成整體零件。

2.5超聲波加工 它是利用加工工具的超聲頻振動(dòng)，通過(guò)磨料懸浮液加工硬脆材料的一種成形方法、超聲波加工的尺寸精度可達(dá)0.05 0.01mm，表面粗糟度Ra值可達(dá)0.8 0.1 m，它適宜加工任何脆硬材料，可加工各種孔和型腔，也可進(jìn)行套料切割、開(kāi)槽和雕刻等，由于超聲波加工的生產(chǎn)效率比電火花加工低，而加工精度和表面粗糟度相對(duì)較好，所以常用于對(duì)工件的拋磨和光整加工。

3、特種加工的發(fā)展趨勢(shì)

為進(jìn)一步提高特種加工技術(shù)水平及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍 , 當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn): 3 3.1、采用自動(dòng)化技術(shù)。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化 , 加大對(duì)特種加工的基本原理、加工機(jī)理、工藝規(guī)律、加工穩(wěn)定性等深入研究的力度 , 建立綜合工藝參數(shù)自適應(yīng)控制裝置、數(shù)據(jù)庫(kù)等(如超聲、激光等加工), 進(jìn)而建立特種加工的 CAD /CAM與 FMS(Flexible ManufacturingSystem,柔性制造系統(tǒng))系統(tǒng) , 使加工設(shè)備向自動(dòng)化、柔性化方向發(fā)展 , 這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。

3.2、趨向精密化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展 , 對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì) , 特種加工的精密化研究已引起人們的高度重視 , 因此 , 大力開(kāi)發(fā)用于超精加工的特種加工技術(shù)(如等離子弧加工等)已成為重要的發(fā)展方向。

3.3、開(kāi)發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。為適應(yīng)產(chǎn)品的高技術(shù)性能要求與新型材料的加工要求 , 需要不斷開(kāi)發(fā)新工藝方法 , 包括微細(xì)加工和復(fù)合加工 , 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟(jì)型的復(fù)合加工 , 如工程陶瓷、復(fù)合材料以及聚晶金剛石等。

3.4、污染問(wèn)題是影響和限制有些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙。加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣如果排放不當(dāng) , 會(huì)造成環(huán)境污染 , 影響工人健康。必須花大力氣處理并利用廢氣、廢液、廢渣 , 向“ 綠色 ” 加工的方向發(fā)展。

3.5進(jìn)一步開(kāi)拓特種加工技術(shù)。以多種能量同時(shí)作用 , 相互取長(zhǎng)補(bǔ)短的復(fù)合加工技術(shù) , 如電解磨削、電火花磨削、電解放電加工、超聲電火花加工等 ,需要不斷。

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第五篇：特種加工復(fù)習(xí)

1、要利用電腐蝕現(xiàn)象對(duì)金屬材料進(jìn)行尺寸加工，必須解決那幾個(gè)問(wèn)題？指出具體措施？

一 必須使工具電極和工件被加工表面之間經(jīng)常保持一定的放電間隙，這一間隙隨加工條件而定，通常約為0.02～0.1mm。

二火花放電必須是瞬間的脈沖性放電，放電間隙加上電壓后，延續(xù)一段時(shí)間，需停歇一段時(shí)間，延續(xù)時(shí)間一般為1～1000微妙，停歇時(shí)間一般需20～100微妙。

三火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行，例如煤油、皂化液或等離子水等。

2、結(jié)合圖2-2說(shuō)明電火花加工機(jī)床的工作原理？

工件1與工具4分別與脈沖電源2的兩輸出端相連，自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置3使工具和工件間保持一很小的放電間隙，當(dāng)脈沖電壓加到兩極之間時(shí)，便在當(dāng)時(shí)條件下工具端面和工件加工表面間某一相對(duì)間隙最小處或絕緣強(qiáng)度最低處擊穿介質(zhì)，在該局部產(chǎn)生火花放電，瞬時(shí)高溫時(shí)工具和工件表面都蝕除掉一小部分金屬，各自形成一個(gè)小凹坑。

3、指出電火花加工的特點(diǎn)？ 優(yōu)點(diǎn)：

適合于任何難切削導(dǎo)電材料的加工 可以加工特殊及復(fù)雜形狀的表面和零件 局限性

主要用于加工金屬等導(dǎo)電材料 一般加工速度較慢 存在電極損耗

4、指出電火花加工工藝方法分類？ 電火花穿孔成形加工 電火花線切割加工

電火花內(nèi)孔、外圓和成型磨削 電火花同步共軛回轉(zhuǎn)加工 電火花高速小孔加工 電火花表面強(qiáng)化、刻字

5、結(jié)合圖2-4說(shuō)明電火花加工機(jī)理？

極間介質(zhì)的電力、擊穿，形成放電通道，介質(zhì)熱分解、點(diǎn)擊材料融化、氣化熱膨脹，點(diǎn)擊材料的拋出，極簡(jiǎn)介質(zhì)的消電離

6、什么是極性效應(yīng)，產(chǎn)生極性效應(yīng)的原因，影響極性效應(yīng)的因素？ 單純由于正、負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。

在火花放電過(guò)程中，正、負(fù)電極表面分別受到負(fù)電子和正離子的轟擊和瞬間熱源的作用，在兩極表面所分配到的能量不一樣，因而熔化、氣化拋出的電蝕量也不一樣。

除了脈寬、脈間的影響外，還有脈沖峰值電流，放電電壓，工作液以及電極對(duì)的材料等都會(huì)影響到極性效應(yīng)。

7、什么是正極性加工？什么是負(fù)極性加工？什么時(shí)候采用正極性加工？什么時(shí)候采用負(fù)極性加工？要在加工過(guò)程中利用極性效應(yīng)，應(yīng)采用什么樣的脈沖電源？ 工件接脈沖電源的正極時(shí)，稱“正極性加工”，工件接脈沖電源的負(fù)極時(shí)，稱“負(fù)極性加工”。在段脈沖加工時(shí)，電子的轟擊作用大于離子的轟擊作用，正極的蝕除速度大于負(fù)極的蝕除速度，這是工件應(yīng)接正極。當(dāng)采用長(zhǎng)脈沖加工時(shí)，工件應(yīng)接負(fù)極。應(yīng)使用單向脈沖直流電源

8、電參數(shù)主要是指哪幾個(gè)？指出電參數(shù)對(duì)電蝕量的影響？

電壓脈沖寬度，電流脈沖寬度，脈沖間隔，脈沖頻率，峰值電流，峰值電壓，極性

提高脈沖頻率，增加單個(gè)脈沖能量，或者增加平均放電電流和脈沖寬度，減小脈間提高系數(shù)可提高電蝕量。

9、簡(jiǎn)述金屬材料的熱學(xué)常數(shù)對(duì)電蝕量的影響？

當(dāng)脈沖放電能量相同時(shí)，金屬的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱容、熔化熱、氣化熱越高，電蝕量將越少，越難加工，另一方面，熱導(dǎo)率越大的金屬，由于較多地把瞬時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)散失到其他部位，因而降低了本身的蝕除量。

10、電加工工作過(guò)程中工作液的作用？

形成火花擊穿放電通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)間隙的絕緣狀態(tài) 對(duì)放電通道產(chǎn)生壓縮作用 幫助電蝕產(chǎn)物的拋出和排除 對(duì)工具工件產(chǎn)生冷卻作用

11、影響加工穩(wěn)定性的因素？應(yīng)采用那些措施提高加工穩(wěn)定性？（1）加工過(guò)程的穩(wěn)定性：

加工過(guò)程不穩(wěn)定，會(huì)影響正常的放電加工，降低有效的脈沖利用率

對(duì)穩(wěn)定性影響最大的是電火花加工的自動(dòng)進(jìn)給和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以及正確加工參數(shù)的選擇和調(diào)節(jié)。A、隨著加工深度及加工面積的增加、加工復(fù)雜程度的增大。B、加工面積較小，而采用的加工電流較大。（以上因素都不利于電蝕產(chǎn)物的排出，影響加工穩(wěn)定性，降低加工速度，嚴(yán)重時(shí)將造成結(jié)碳拉弧，使加工難以進(jìn)行）措施：采用強(qiáng)迫沖油

工作電極定時(shí)抬刀 C、電極材料

措施：用銅加工鋼（2）其它影響因素：

脈沖電源的波形及其前后沿陡度：

影響能量的集中、分散程度。

電蝕產(chǎn)物拋出的速度：

過(guò)快會(huì)沖擊另一個(gè)電極。

過(guò)慢會(huì)粘在另一個(gè)電極上。

碳黑膜的形成

12、什么是加工速度？如何提高加工速度以及應(yīng)注意的事項(xiàng)？采用哪個(gè)指標(biāo)度量工具電極損耗？如何降低工具電極損耗（指出具體措施）？

加工速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)工件的蝕除量（也稱生產(chǎn)率）

Vw=V / t

或

Vm=m / t

Vw—體積加工速度（mm3 /min）

Vm—質(zhì)量加工速度（g /min）

V—被加工掉的體積（mm3）

m--被加工掉的質(zhì)量(g)

t—加工時(shí)間（min）

1）提高脈沖頻率（f）

縮小脈沖間歇時(shí)間，可以提高脈沖頻率，但脈沖間歇時(shí)間不能過(guò)短 2）增加單個(gè)脈沖的能量 途徑：增大電流

增大脈寬（放電時(shí)間）

說(shuō)明：增加單個(gè)脈沖的能量，可以提高加工速度，但會(huì)降低零件加工精度和使表面粗糙度變壞。3）提高工藝系數(shù)K及有效脈沖利用率

途徑：合理選擇電極材料、參數(shù)、工作液，改善工作液的循環(huán)過(guò)濾方式

生產(chǎn)實(shí)際中用工具相對(duì)損耗或稱損耗比θ作為工具電極耐損耗的指標(biāo)，即：

θ=VE / VW×100% 損耗速度VE 的單位也為mm3 /min 或g /min 相應(yīng)的損耗比θ也為體積相對(duì)損耗或質(zhì)量相對(duì)損耗

要降低工具電極損耗必須充分利用極性效應(yīng)、吸附效應(yīng)、傳熱效應(yīng)等，這些效應(yīng)又相互影響，綜合作用，具體如下： １、正確選擇極性和脈寬：

一般，短脈寬精加工時(shí)采用正極性加工，長(zhǎng)脈寬粗加工時(shí)采用負(fù)極性加工。２、利用吸附效應(yīng)： 什么是吸附效應(yīng)？

煤油－－熱分解－－大量碳微粒－－碳和金屬結(jié)合（膠團(tuán)）－－膠團(tuán)外層脫落（帶負(fù)電荷的碳膠粒）－－吸附在正極

當(dāng)正極表面溫度在４00度左右，并能維持一段時(shí)間時(shí)，就能形成一定強(qiáng)度和厚度的化學(xué)吸附膜（碳黑膜）。由于碳的熔點(diǎn)、氣化點(diǎn)很高，所以，碳黑膜可對(duì)電極起到保護(hù)和補(bǔ)償作用，從而實(shí)現(xiàn)低損耗加工。結(jié)論：

碳黑膜只能在正極表面形成，若利用吸附效應(yīng)的補(bǔ)償作用來(lái)實(shí)現(xiàn)電極的低損耗，就必須采用負(fù)極性加工

13、影響加工精度的主要因素有哪幾個(gè)？如何提高加工精度（是指措施）？ 影響加工精度的主要因素有：

放電間隙的大小及其一致性

相應(yīng)措施：縮小放電間隙

（由公式知：采用較小的加工歸準(zhǔn)）

精加工的放電間隙（單面）一般只有 0.01mm,而粗加工時(shí)則可達(dá)0.5mm以上。

工具電極損耗及其穩(wěn)定性

對(duì)策：

穿孔加工時(shí)：讓電極貫穿型孔來(lái)補(bǔ)償電極的損耗。

型腔加工時(shí)：采用更換電極的方法

“二次放電”

14、電火花加工的表面質(zhì)量主要包括那幾部分？指出表面粗糙度與脈沖能量的關(guān)系？電火花加工的表面粗糙度與加工速度的關(guān)系如何？影響表面粗糙度的因素？

電火花加工的表面質(zhì)量包括：表面粗糙度、表面變質(zhì)層、表面力學(xué)性能。單個(gè)脈沖能量

實(shí)驗(yàn)得： Rmax=KR*te0.3*ie0.4 Rmax 實(shí)測(cè)的表面粗糙度 KR 常數(shù)

te 脈沖放電時(shí)間 ie 峰值電流

加工速度愈大，表面粗糙度愈差。（數(shù)據(jù)書）

對(duì)策：采用平動(dòng)或搖動(dòng)(工作臺(tái)按一定軌跡做微量移動(dòng))加工工藝可大為 改善。（慢）提示：一般電火花加工到Ra2.5~0.63之后采用其它研磨方法改善其表面粗糙度比較經(jīng)濟(jì)

影響表面粗糙度的因素有1單個(gè)脈沖能量、2加工速度、3工件材料對(duì)加工表面粗糙度、4工具電極的表面粗糙度。

15、電火花加工過(guò)程中材料的表面層由哪兩部分組成？并指出它們的特點(diǎn)？ 大致可分為：

1）熔化凝固層

位于工件表面最上層，它被放電時(shí)瞬時(shí)高溫熔化而又滯留下來(lái)，受工作液快速冷卻而凝固。對(duì)于碳鋼來(lái)說(shuō)，熔化層在金相照片上呈白色，谷又稱之為白層。它與基體完全不同，是一種樹(shù)枝狀的淬火鑄造組織，與內(nèi)層的結(jié)合也不牢固。

熔化層的厚度隨脈沖能量的增大而增厚，一般不超過(guò)0.1mm

2)熱影響層

它位于熔化層和基體之間.熱影響層的金屬材料并沒(méi)有變化,只是受到高溫的影響,使材料的金相組織發(fā)生了變化,它與基體材料之間沒(méi)有明顯的界限。

對(duì)淬火鋼：熱影響層包括再淬火區(qū)、高溫回火區(qū)和低溫回火區(qū)。對(duì)未淬火鋼：熱影響層主要為淬火區(qū)

因此，淬火鋼的熱影響層厚度比未淬火鋼大。

16、簡(jiǎn)述電火花加工后材料表面的力學(xué)性能？（1）顯微硬度及耐磨性

一般來(lái)說(shuō)，電火花加工表面最外層的硬度比較高，耐磨性好。但對(duì)于滾動(dòng)摩擦，由于是交變載荷，尤其是干摩擦，則因其熔化凝固層和基體結(jié)合不牢，容易剝落而磨損。因此，有些要求高的模具需把電火花加工后的表面變質(zhì)層事先磨掉。（2）殘余應(yīng)力

電火花加工表面存在殘余應(yīng)力，大部分表現(xiàn)為拉應(yīng)力。影響殘余應(yīng)力的大小及其分布的因素：

材料在加工前的熱處理狀態(tài)

脈沖能量

結(jié)論；對(duì)表面層要求高的零件，應(yīng)盡量避免使用較大的加工規(guī)準(zhǔn)。（3）耐疲勞性

電火花加工的耐疲勞性比機(jī)械加工表面低許多倍 因?yàn)楸砻嬗袣堄嗬瓚?yīng)力，和顯微裂紋。對(duì)策：可采取回火、噴丸處理等。

使用很小的電規(guī)準(zhǔn)加工。（即電火花精微加工）

17、對(duì)脈沖電源的總的要求？具體要求？脈沖電源的種類及各自的特點(diǎn)？ 總的要求：有較高的加工速度

工具電極損耗低

加工過(guò)程穩(wěn)定性好

工藝范圍廣 具體要求：

1）所產(chǎn)生的脈沖應(yīng)是單向的，沒(méi)有負(fù)半波，或負(fù)半波很小，最大限度的利用極性效應(yīng)。

2）脈沖電壓的前后沿應(yīng)該較陡，一般采用矩形波脈沖電源。使加工過(guò)程穩(wěn)定，放電寬度和能量比較穩(wěn)定。3)電參數(shù)能在較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)

4）工作可靠、成本低、維修方便、壽命長(zhǎng)、體積小、節(jié)省能源等。RC線路脈沖電源（馳張式脈沖電源）RC線路脈沖電源的最大優(yōu)點(diǎn)：

1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠、成本低。

2）在小功率時(shí)可獲得很窄的脈寬和很小的單個(gè)脈沖能量，可用于光整加工和精微加工。RC線路脈沖電源的缺點(diǎn)：

1）電能利用率低。最大不超過(guò)36%。2）生產(chǎn)效率低。由圖2-12知，脈間大。

3）工藝參數(shù)不穩(wěn)定。受放電間隙及介質(zhì)的影響。(電源本身不能獨(dú)立產(chǎn)生脈沖,放電間隙與直流電源直接連通,隨時(shí)都有放電的可能,并容易轉(zhuǎn)為電弧放電)晶體管式脈沖電源

晶體管式脈沖電源是利用功率晶體管作為開(kāi)關(guān)元件而獲得單向脈沖的。

它具有脈沖頻率高，脈沖參數(shù)容易調(diào)節(jié)、脈沖波形好、易實(shí)現(xiàn)多回路加工和自適應(yīng)控制等自動(dòng)化要求的優(yōu)點(diǎn)。在中小型脈沖電源中，都采用晶體管式脈沖電源 高低壓復(fù)合脈沖電源 多回路脈沖電源

所謂多回路脈沖電源是在加工電源的功率級(jí)并聯(lián)分割出相互隔離絕緣的多個(gè)輸出端，可以同時(shí)供給多個(gè)回路的放電加工。

可提高生產(chǎn)效率，在大面積、多工具、多孔加工時(shí)很有必要。等脈沖電源

所謂等脈沖電源是指每個(gè)脈沖在擊穿介質(zhì)后所釋放的單個(gè)脈沖能量相等。

對(duì)于矩形波脈沖電流來(lái)說(shuō)，每次放電過(guò)程的電流幅值相等，就意味著每個(gè)脈沖放電電流持續(xù)時(shí)間相等。放電凹坑大小均勻。節(jié)能型脈沖電源

自選加工規(guī)準(zhǔn)和智能化、自適應(yīng)控制電源

18、結(jié)合圖2-21說(shuō)明自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用？ 自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用：

維持一定的平均放電間隙，保證電火花加工的正常穩(wěn)定進(jìn)行，以獲得好的加工效果。自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用： 維持一定的平均放電間隙，保證電火花加工的正常穩(wěn)定進(jìn)行，以獲得好的加工效果。

19、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本組成？指出各部分的作用？

1調(diào)節(jié)對(duì)象：為工具和工件之間的放電間隙，應(yīng)控制放電間隙在0.1~0.01mm之間。

2測(cè)量環(huán)節(jié)：直接測(cè)量電極間隙及其變化是很困難的，都是采用測(cè)量與放電間隙成比例關(guān)系的電參數(shù)來(lái)間接反映放電間隙的大小。

3比較環(huán)節(jié)：把從測(cè)量環(huán)節(jié)得來(lái)的信號(hào)（如間隙平均電壓信號(hào)）和“給定值”的信號(hào)（如預(yù)制的伺服參考電壓）進(jìn)行比較，再按此差值來(lái)控制加工過(guò)程（工具是進(jìn)給還是回退）。大多數(shù)比較環(huán)節(jié)包含或合并在測(cè)量環(huán)節(jié)中。

4放大驅(qū)動(dòng)器：由測(cè)量環(huán)節(jié)獲得的信號(hào)，一般都很小，難于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，必須要有一個(gè)放大環(huán)節(jié)，通常稱它為放大器。

5執(zhí)行環(huán)節(jié)： 執(zhí)行環(huán)節(jié)也稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)，常采用不同類型的伺服電動(dòng)機(jī)，它能根據(jù)控制信號(hào)的大小及時(shí)地調(diào)節(jié)工具電極的進(jìn)給速度，以保持合適的放電間隙。

20、指出電火花穿孔加工機(jī)床的主要組成部分？并指出主機(jī)主要由哪幾部分組成？ 電火花穿孔成形加工機(jī)床主要由以下幾部分：

主機(jī)（包含自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)）

自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)

工作液凈化及循環(huán)系統(tǒng)

主機(jī)主要包括：床身、立柱、工作臺(tái)、主軸頭及工作液槽等幾部分。

21、在沖模的電火花加工中，指出直接用凸模加工凹模的各方面注意事項(xiàng)？

電極材料選擇：電極材料的選擇應(yīng)注意凸凹模不要選用用一種鋼材型號(hào)。點(diǎn)擊的設(shè)計(jì)：工具電極的尺寸精度和表面粗糙度要比凹模高一級(jí)一般精度不低于IT7，表面粗糙度小于Ra1.25，且直線度、平面度和平行度在100mm的長(zhǎng)度上不大于0.01mm。

工具電極應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度

工具電極的截面輪廓尺寸除了要考慮配合間隙外，還要比預(yù)定加工的型孔尺寸均勻的縮小一個(gè)加工時(shí)的火花放電間隙

電極的制造：線切割的方法

22、指出型腔模電火花加工常用的工藝方法？及各種方法的特點(diǎn)？

單電極平動(dòng)法：只需要一個(gè)電極，一次裝夾定位，便可達(dá)到±0.05mm的加工精度，方便派出電蝕產(chǎn)物。缺點(diǎn)是難以獲得高精度的型腔模，特別是難以加工出清棱清角的型腔。

多電極更換法：一般用兩個(gè)電極進(jìn)行粗精加工，另外更換電機(jī)是要求定位裝夾精度高。

分解電極法：優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)主副型腔不同的加工條件選擇不同的加工規(guī)準(zhǔn)，缺點(diǎn)是更換電機(jī)時(shí)主型腔和副型腔電極之間要求有精確的定位。

23、電火花表面強(qiáng)化的原理及電火花表面層的特點(diǎn)？

在工具電極和工件之間接上RC電源，由于振動(dòng)器L的作用，使電極與工件之間的放電間隙開(kāi)路，短路頻繁變化，工具電極與攻擊案件在空氣中不斷產(chǎn)生火花放電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表面的強(qiáng)化。1）當(dāng)采用硬質(zhì)合金做電極材料時(shí)，硬度可達(dá)1100~1400HV或更高。2）當(dāng)使用鉻錳，鎢鉻鈷合金，其耐磨性比原表層提高2~5倍。

3）當(dāng)用石墨做電極材料強(qiáng)化45鋼，用食鹽水做腐蝕性實(shí)驗(yàn)時(shí)，耐腐蝕性提高90%。4）耐熱性大大提高，提高了工件使用壽命。5）疲勞強(qiáng)度提高2倍左右。

6）硬化層厚度約為0.01~0.3mm。

24、純銅電極和石墨電極的特點(diǎn)？ 純銅的特點(diǎn)：

1）不容易產(chǎn)生電弧，在較困難的情況下也能穩(wěn)定加工。2）精加工比石墨電極損耗小

3）采用精微加工能達(dá)到優(yōu)于Ra1.25的表面粗糙度 4）材料可重復(fù)利用

5）機(jī)械加工性能不如石墨好 石墨電極的特點(diǎn)：

1）機(jī)械加工成型容易，容易修正． 2）在寬脈沖大電流情況下具有更小的電極損耗

3）容易產(chǎn)生電弧燒傷（加工時(shí)應(yīng)配合有短路快速切斷裝置）4）精加工時(shí)電極損耗大，表面粗糙度只能達(dá)到Ra2.5，25、穿孔和型腔加工的主要工藝指標(biāo)？ 表面粗糙度 精度 生產(chǎn)率 電極損耗率

26、對(duì)加工過(guò)程起重大影響的主要因素有那些？ 電極工具 工件材料 沖抽油 抬刀

平動(dòng)等情況

27、型腔加工中電歸準(zhǔn)的選擇、電歸準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的原則？單電極平動(dòng)發(fā)加工平動(dòng)量分配的一般原則？ 電規(guī)準(zhǔn)選擇及轉(zhuǎn)換：沖模加工中，常選用粗、中、精三種規(guī)準(zhǔn)，每種規(guī)準(zhǔn)有可分幾檔。粗規(guī)準(zhǔn)：產(chǎn)率高，工具電極損耗小

中規(guī)準(zhǔn)：用于過(guò)渡性加工，減少精加工時(shí)的加工余量，提高加工速度

精規(guī)準(zhǔn)：最終保證模具所要求的配合間隙，表面粗糙度，刃口斜度等質(zhì)量指標(biāo)。故因采用小的電流，高的頻率，短的脈沖寬度

單電極平動(dòng)發(fā)加工平動(dòng)量分配的一般原則：是采用一個(gè)電極完成型腔的粗中精加工的，首先采用低損耗，高生產(chǎn)率的粗加工進(jìn)行加工，然后利用平動(dòng)點(diǎn)各做平面小圓運(yùn)動(dòng)，按粗中精的順序逐級(jí)改變電規(guī)準(zhǔn)。

28、小孔、小深孔加工的特點(diǎn)及注意事項(xiàng)？

特點(diǎn)：加工面積小，深度大，直徑一般為φ0.05－ φ2mm，深徑比達(dá)20以上；盲孔加工，排屑困難。工具電極截面積小，易變形，不易散熱電極損耗大。措施：采用雙孔管狀電極（后圖），電極作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，管電極中通入高壓工作液，并設(shè)工具電極導(dǎo)向裝置，可得到較快的加工速度。電極材料可選銅鎢合金絲、鎢絲、鉬絲、銅絲等。

29、請(qǐng)列舉除電火花穿孔成形加工及電火花線切割加工外的其它電火花加工方法？ 電火花磨削

電火花共軛回轉(zhuǎn)加工 電火花展成銑削加工

（微機(jī)控制的五坐標(biāo)數(shù)控電火花機(jī)床）金屬電火花表面強(qiáng)化 電火花刻字

30、加工型腔模時(shí)，電極的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些方面的因素？（1）電極材料的選擇

（2）電極的設(shè)計(jì)與所加工模具的大小、形狀、復(fù)雜程度有關(guān)；與電極材料、電加工參數(shù)、深度、余量及間隙有關(guān)；當(dāng)采用平動(dòng)法加工時(shí)還應(yīng)考慮所選用的平動(dòng)量電極的尺寸包括：水平尺寸、高度尺寸（3）排氣孔和沖油孔設(shè)計(jì)

1、指出高速走絲線切割機(jī)床與低速走絲線切割機(jī)床的不同(至少8方面)？

快走絲為往復(fù)運(yùn)動(dòng) 慢走絲為單向運(yùn)動(dòng)

快走私速度為8～10m/s 慢走絲速度為0.2m/s

快走絲精度 0.01～0.02mm 慢走絲精度 0.002～0.005mm

快走絲主要用導(dǎo)輪偏移式絲架 慢走絲主要用雙坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)

快走絲峰值電流一般在100~500A 慢走絲平均電流1~5A

快走絲電源脈寬較窄（2~60μm）慢走絲脈寬極短（0.1~1μm）

快走絲用鉬絲 慢走絲用鍍鋅黃銅絲

快走絲工作液 專用乳化液 慢走絲工作液 離子水 或 絕緣性能較高的煤油

快走絲工作液用澆注方式 慢走絲工作液用浸泡方式

快走絲數(shù)控系統(tǒng) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)系統(tǒng) 慢走絲 伺服電動(dòng)機(jī)加碼盤點(diǎn)半閉環(huán)系統(tǒng)或全閉環(huán)系統(tǒng)

2、線切割加工中為減少材料割離后的變形，最好將工件與其夾持部分分割的線段安排在切割總程序的首端。（對(duì)或錯(cuò)）錯(cuò)

3、電火花線切割加工機(jī)床主要由哪幾部分組成？

機(jī)床主體 脈沖電源 控制系統(tǒng) 工作液循環(huán)系統(tǒng) 機(jī)床附件

4、指出線切割加工與電火花加工的不同點(diǎn)？

電火花加工和線切割加工都是利用電脈沖高頻放電對(duì)工件進(jìn)行電蝕加工，不過(guò)電火花加工是要事先制作電極的。要加工什么形狀的工件，就要制作什么樣的電極；而線切割加工則是利用導(dǎo)電的鉬絲對(duì)工件進(jìn)行電蝕加工。

切割的形狀則是由編程軟件繪制出圖形，然后輸入到線切割機(jī)床的控制器里，線切割機(jī)床則按照編程切割加工出所需的形狀的工件。

電火花一般可以加工盲孔的形狀的工件，也可以加工通透的工件；而線切割加工則只能加工通透性的工件，不能加工盲孔的工件。

電火花穿孔成型所加工的零件表面較為光亮，粗糙度隨著電流的調(diào)低而越來(lái)越高。所加工出零件的形狀主要依賴于加工銅棒的形狀，不能隨意的加工任意的形狀的工件，并且在加工過(guò)程中所使用的工作液為了保證加工零件的尺寸要求及形狀要求通常選用的是具有一定的粘性油質(zhì)工作液，這種工作液在加工的過(guò)程中會(huì)有明顯刺鼻的異味產(chǎn)生但是放電的火花并不是很強(qiáng)烈。在電火花穿孔成型所加工工程中，工件往往是完全浸沒(méi)在工作液中進(jìn)行加工的。在加工過(guò)程中還可以加工盲孔。

電火花線切割加工的零件表面有明顯的黑色碳化物，加工的精度和表面粗糙度是由走絲的快慢來(lái)確定的。慢走絲能達(dá)到精度0.5μm，表面粗糙度能達(dá)到0.2μm，快走絲能達(dá)到精度20μm，表面粗糙度能達(dá)到3.2μm。而在我們實(shí)驗(yàn)中所用到的電火花線切割機(jī)FW2P則是一臺(tái)快走絲的電火花線切割加工機(jī)。能達(dá)到的精度和粗糙度應(yīng)該是后者的指標(biāo)。另外電火花線切割加工可以加工出任意形狀的零件，由于加工速度比較慢通常是加工形狀復(fù)雜的小型零件。在毛坯上往往是選擇薄板類工件經(jīng)行加工，由于在加工過(guò)程中沒(méi)有傳統(tǒng)機(jī)床的直接力的沖擊因而在加緊和固定上比較方便。但是由于是電火花線切割加工是通透的切割，所以不能加工盲孔。在工作液的選擇上，通常選用的是導(dǎo)電質(zhì)的液體，通常水就可以了。在電火花線切割加工過(guò)程中有明顯的放電過(guò)程，有強(qiáng)烈的電火花產(chǎn)生，沒(méi)有明顯刺鼻的氣味產(chǎn)生。

5、指出影響線切割加工工藝指標(biāo)的因素？

電參數(shù) 脈沖寬度 脈沖間隔 開(kāi)路電壓 放電峰值電流 放電波形

電極絲及其移動(dòng)速度 工件厚度及材料

6、指出合理調(diào)節(jié)變頻進(jìn)給的方法？ 用示波器觀察和分析加工狀態(tài)的方法

用電壓表和電流表觀察分析加工狀態(tài)的方法

按加工電流和短路電流的比值調(diào)節(jié) 計(jì)算出不同空載電壓是不同的比值