[现代制造技术] 2

江西农业大学工学院 现代制造技术课后作业

绪 论

1．何谓特种加工？国外简称为：非传统加工（NTM 或 非常规机械加工（NCM） ？（常见特种加工方法的英文简称如何写）

答: 特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形 、改变性能或被镀覆等。

2．特种加工的本质和特点？

答：1.不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（如电、化学、光、声、热等）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型的工具。

3.加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，如电火花、线切割、电解加工时工具与工件不接

触。

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1．电火花加工主要方法有哪些方法？电火花加工机理？

答：方法：电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速

小孔加工、电火花表面强化与刻字。

机理：1.极间介质的电离、击穿，形成放电通道 2.介质热分解、电极材料融化、气体热膨胀

3.电极材料的抛出 4.极间介质的消电离

2．何谓电火花加工的极性效应？正极性加工和负极性加工各自适用于什么场合？加工中如何利用极性效应来提高加工效率降低工具损耗？

答：1）在电火花加工时，相同的材料（如用钢电极加工钢）两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电极比另

一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。

2）在生产中，将工件接脉冲电源正极（工具电极接脉冲电源负极）的加工称为正极加工，反之称为负极

加工。当采用窄脉冲精加工时，(纯铜加工钢时)宜选用正极加工：当采用长脉冲粗加工时，(纯铜加工钢

时)宜采用负极性加工。

3）充分利用极性效应：在窄脉冲宽度加工时，电子对正极的轰击作用大于正离子对负极的轰击作用，正

极的电蚀量大于负极的电蚀量，此时应采用正极性加工；在宽脉冲宽度加工时，正离子对负极的轰击作

用大于电子对正极的轰击作用，负极的电蚀量大于正极的电蚀量，此时，应采用负极性加工。最大限度

地提高工件的蚀除量，降低工具电极的损耗。

3．电火花加工的工作液有哪些作用？粗、精加工如何选择，工作液有哪些作用？

答: 1)工作液的作用是:(1)形成火花击穿放电通道,并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态;(2)对放电通道

产生压缩作用，并限制其扩展，使放电能量高度集中在绩效的区域内，既加强了腐蚀效

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果，又提高了放电仿形的精确性;(3)帮助电蚀产物的抛出和排除;(4)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的电弧放电。

2)粗加工时采用介电性能，粘度较大的全损耗系统用油（即机油）；

中、精加工时选用粘度小、流动性好、流动性好的煤油作为工作液。

4．电火花加工的工艺范围如何？

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，因此适用加工薄壁，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。

5．除常规影常规加工中，影响加工精度的因素外，影响电火花加工精度的主要因素有哪些？

答：放电间隙大小及其一致性，工具电极的耗损及“二次放电”。

6．由于电火花加工具有极性效应，因此短脉宽时

（1）选正极性加工，适合于什么加工？

（2）选负极性加工，适合于什么加工？

答：（1）适合于精加工；

（2）适合于粗加工

7．什么是电火花加工？

答：在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电性局部、瞬间产生的高温把金属蚀除下来的加工称为电火花加工。

8．电火花加工的难易程度与工件硬度无关，但与工件材料的 导电性 和 热学性 有关。

9．电火花加工常用的电极材料有黄铜、钢、铸铁、石墨、紫铜、铜钨合金、银钨合金

等。

10．下列措施哪个不能提高电火花加工的生产率。 （ C ）

A.提高脉冲频率 B.增加单个脉冲能量

C.减少单个脉冲能量 D.合理选用电极材料

11．在电火花成型机床中，为了便于排屑，常采用 定期抬刀，使工具电机附加振动和强迫循环 等办法。

12．什么是电规准？

答：电规准是指电火花加工过程中一组电参数，如电压、电流、脉宽、脉间、极性等

13．在电火花加工中采取哪些措施可以减小电极损耗？

答：1）正确选择极性和脉冲 2）利用吸附效应 3）利用传热效应 4）选用合适的电极工具材料

14.

2 4 工具 5 工作液

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15. 电火花加工的过程大致可以分成四个阶段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熔化、气化热膨胀 、3） 电极材料的抛出 、4） 极间介质的消电离 。

16.目前，电火花成型加工中，应用最多的工作液是 煤油 ，快走丝线切割加工中广泛使用 钼丝 作为电极丝， 专用乳化液 作为工作液；而慢走丝则采用 连续移动的细金属丝 作为电极丝， 离子水作为工作液。

17．如下图所示为脉冲参数与脉冲电压、电流波形图，则1～10分别表示什么？

答:1.脉冲周期 2.放电时间 3.脉冲宽度 4.脉冲间隔 5.脉冲峰值电压或空载电压 6.空载 7火花 8不稳

定电弧 9稳定电弧 10.短路

18. 电火花可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属。（ R ）

快、慢走丝线切割机床的电极丝在加工中都是双向运动的。（F）

以下不属于特种加工技术的是（ A ）。

A.数控铣削加工 B.电火花成型加工 C.快走丝线切割加工 D.激光加工

19.用线切割机床不能加工的形状或材料为（ B ）。

A.圆孔 B.盲孔 C.上下异型件 D.硬质合金

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1．电火花加工与电火花线切割加工的异同点是什么？

同：加工机理，工艺规律基本相似

异：电火花线切割加工相比电火花加工 1）是工具的直径较小细丝，故脉冲宽度，平均电流等都较小，加工工

艺参数的范围也较小 2）一般没有稳定电弧放电状态 3）电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放

电现象 4）省掉了成型的工具电极，大大成型的工具电极的设计和制造费用，也缩短了生产准备时间及加

工周期 5）电极丝比较细小，可以加工微细异形孔，窄缝和复杂形状工件 6）由于采用的是移动的长电

极丝进行加工，使得单位长度电极丝的损耗较少，从而对加工精度影响较小 7）电火花线切割加工采用

水或水基工作液，电火花加工则采用煤油。

2．线切割加工一般采用什么极性加工？为什么？

答：1）正极性加工

2）a:电极丝细，脉冲宽度即平均电流不能太大

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b：短脉冲加工中，正极性加工保护电极。

3．目前线切割加工时应用较普遍的工作液是什么？如何使用？

答：1) 慢走丝：去离子水，浸泡式

2）快走丝：乳化液，浇注式

4．线切割机床通常分为两大类，一类是往复高速走丝电火花线切割机床，另一类是单向低速走丝电火花线切割机床。它们的特点：在电极丝和工件之间浇注工作液介质，工作台在水平面两个坐标方向格子按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服进给移动，从而合成各种轨迹,把工件切割成形。

5. 将下图填写完整。

1 绝缘底板 2 工件

5 钼丝

6．将下图填写完整。

3 工件阳极

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7．电解加工的工艺范围如何？

答：加工范围广，不受金属材料本身力学性能的限制，可以加工硬质合金、淬火钢、不锈钢、耐热合金等高硬

度、高强度及韧性金属材料，并可加工叶片、锻模等各种复杂型面。

8．何谓电解液？何谓电解质？何谓电解液的质量分数？

答: 电解液：电解质溶于水后的溶液。

电解质：溶于水后能导电的物质。

电解质溶液质量分数：电解质在电解液中所占的质量分数。

9．电解加工中，常用的电解液有： NaCl、NaNO3、NaClO3。

10．电化学加工按其加工原理分为几类？其具体应用方法（各说出两种）？

答：1）共有三类

2）（1）阳极溶解（电解加工、电解抛光）

（2）阴极沉积，涂覆进行加工（电镀、电铸）

（3）电化学加工与机械加工相结合（电解磨削 电火花蚀除、机械刮除）

11．选择电解加工的三原则有？

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答：1）适用于难加工材料的加工 2）适用于复杂形状的加工 3）适用于批量大的零件的加工

1、在生产中，将接脉冲电源正极的加工称为正极性加工。在宽脉冲宽度进行粗加工时，

应采用 负极性加工 加工。

7、离子束加工利用的能量为和。

9、超声加工是基于局部撞击作用，因此越是而越是的韧性 材料则不容易加工。

35、电解加工使用的电源是。

A．直流电源 B．交流电源 C．脉冲电源 D．数控系统

4、下面几个线切割加工路径中最好的是 。

A B C D

5、下列几种加工方法中，加工过程中工具电极无损耗的是。

A．电火花加工 B．超声加工 C．电解加工 D．线切割加工

10、电火花加工中，精加工一般常采用 B 。

A．宽脉冲、负极性 B．窄脉冲、正极性 C．宽脉冲、正极性

1、脉冲能量相同时，金属熔点、沸点、热导率、比热容、熔化热、汽化热越低，电蚀量越少。

（ F ）

3、电解加工利用电化学加工的阴极溶解作用。 （ F ）

5、线切割加工中，加工速度越高，加工精度越高。 （ F ）

三、判断对错题。（共10分，每题1分。正确的打√错误的打Χ）

3、电镀加工利用电化学加工的阳极沉积作用。 （ Χ ）

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5、电化学加工中，工作液主要用于冷却和排屑。 （ Χ ）

8、电规准是电切削加工中所选用的一组电脉冲参数。 （ √ ）

10、电子束加工必需在真空状态下加工，而离子束加工不必需在真空状态下加工。

（Χ）

5、目前，快走丝线切割加工中广泛使用 钼丝 作为电极丝， 专用乳化液 作为工作液； 而慢走丝则采用 镀锌的黄铜丝 作为电极丝， 去离子水 作为工作液。

4、快、慢走丝线切割机床的电极丝在加工中都是双向运动的。（ F ）

2、电火花加工中的极性效应是什么？（2％）加工中如何利用极性效应来提高加工效率降低工具损耗？（2％）线切割加工一般采用什么极性加工？（1％）

答:（1）由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应；

（2）当采用窄脉冲精加工时，应选用正极性加工；当采用长脉冲粗加工时，应采用负极性加工；

（3）线切割加工一般采用单个脉冲能量小，脉宽窄，频率高的脉冲参数进行正极性加工。

电火花加工可以加工通孔、盲孔，而线切割加工只能加工通孔。（ R ）

1. 电火花加工可以加工通孔、盲孔，而线切割加工只能加工通孔。（ R ）

2. 电火花成型机粗加工时可用较小的脉冲，精加工时可用较大的脉冲。（ F ）

3. 窄脉冲宽度加工时，应采用负极性加工。（ F ）

4. 快、慢走丝线切割机床的电极丝在加工中都是双向运动的。（ F ）

1．以下不能加工非金属脆硬材料的特种加工方法有（ C ）。

A．电火花加工 B．超声波加工 C．电解磨削加工 D．激光加工

4. 何谓高速走丝线切割机床？ 其加工有何优势？

答:(1) 高速走丝线切割机床是指一般走丝速度为8至10 m/s的往复高速走丝电火花切割机床。

(2) 优势：1）加工模具 适用于加工各种形状的冲模，加工精度高达0.01至0.02 mm ，还可

加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模和带锥度的模具；2）加工切割电火花成形加工用的电极，特别经济，也可加工微细复杂形状的电极；3）可加工零件，如试制切割特殊微电机硅钢片定转子铁心，由于不需要另行制造模具，大大缩短制造周期，此外还可降低成本修改设计、变更加工程序比较方便，对加工精度的影响较小，加工精度较高等。

5. 何谓低速走丝线切割机床？ 其加工有何优势？

答：(1)该种机床是指一般走丝速度低于0.2 m/s的单向低速走丝电火花切割机床。

（2）优势：1）加工模具 适用于加工各种形状的冲模，加工精度高达0.01至0.02 mm ，还

可加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模和带锥度的模具；2）加工切割电火花成形加工用的电极，特别经济，也可加工微细复杂形状的电极；3）可加工零件，如试制切割特殊微电机硅钢片定转子铁心，由于不需要另行制造模具，大大缩短制造周期，此外还可降低成本修改设计、变更加工程序比较方便，对加工精度的影响较小，加工精度较高等。

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18. 什么是电规准？

答：电规准是指电火花加工过程中一组电参数，如电压、电流、脉宽、脉间、极性等。

48．试分析影响线切割加工速度的因素。

答：(1）减少脉冲间隔则平均电流增加，加工速度提高；

(2) 开路电压：电压提高，加工间隙变大，排屑容易，可以提高加工速度和稳定性；

(3)机械部件及材料;

(4) 工件厚度，工作液浓度，钼丝张紧度等。

2．试分析影响表面粗糙度的因素。

答：（1）脉冲宽度：加大脉冲宽度则加工速度提高，表面粗糙度差；

（2）放电峰值电流：加大放电峰值电流，则加工速度提高、表面粗糙度变差；

（3）工件厚度及材料影响表面粗糙度；

（4）机械部件精度、工作液等。

3．试分析影响加工精度的因素。

答：1）电参数的影响 脉冲宽度，脉冲间隔，开路电压，放电峰值电流，放电波形

2）非电参数的影响 电极丝及其移动速度 工件厚度及材料 预置进给速度

此外机械部分精度和工作液也会对加工精度产生影响。

1、目前线切割加工时应用较普遍的工作液是煤油。（F ）

2、快走丝线切割使用的电极丝材料比慢走丝差，所以加工精度比慢走丝低。（F ） 7