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文档简介
1、练习题一、填空题1、特种加工是指不采用(常规的刀具或磨具)对工件进行加工,而是直接利用(电能、电化学能、声能或光能等能量,或选择几种能量的复合形式)对材料进行加工的工艺方法2、特种加工的发明是在(1943)年由前苏联的(拉扎连柯夫妇)发现,继而进一步研究,最终发明了电火花加工。达到了(“以柔克刚”)的效果。3、特种加工中工具材料的硬度可以大大(低于)工件材料的硬度;4、特种加工加工过程中的(机械力)不明显;5、我国的特种加工技术起步较早,60年代末上海电表厂(张维良工程师)阳极机械切割的基础上发明了我国独创的快走丝线切割机床。6、按照传统的切削加工,除磨削外,其它切削加工一般需要安排在淬火工序
2、之前。采用电火花成形加工、电火花线切割加工或电解加工的零件常先安排淬火,再加工孔槽。7、电火花加工是在一定的液体介质中,利用脉冲放电对导电材料的电蚀现象来蚀除材料,从而使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定技术要求的一种加工方法。8、按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同,电火花加工大致可分为电火花穿孔成型加工、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六大类。8、火花放电时,电极表面的金属材料是怎样被蚀除下来的,这一微观的物理过程即电火花加工的机理,也就是电火花加工的物理本质。9、电火花加工的过程分为几个连续的阶段 :(1) 极间介质的
3、电离、击穿,形成放电通道(2) 电极材料的熔化、气化热膨胀(3) 电极材料的抛出(4) 极间介质的消电离10、在一般情况下电火花加工的生产率低于切削加工。为了提高生产率,常采用切削加工进行粗加工,再进行电火花加工。目前电火花小孔加工的生产率高于钻头钻孔。11、电火花加工必须具备哪几个条件?1)必须采用脉冲电源,以形成瞬时的脉冲放电。2)必须采用自动进给调节装置以保证工具电极与工件电极间微小的放电间隙。3)火花放电必须在具有一定绝缘强度的液体介质中进行以产生脉冲式火花放电,有利于排除电蚀产物和冷却电极及工件表面。12、带有工具电极库、能按程序自动更换电极的电火花加工机床叫电火花加工中心。13、D
4、7132中的32表示机床工作台的宽度为320 mm。CA6140 C620-1 CK6150 XH71314、电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成1、电火花加工蚀除金属材料的微观物理过程可分为(介质电离击穿)、(电极材料熔化、气化)、(蚀除物抛出)和(间隙介质消电离)四个阶段。2、电火花型腔加工的工艺方法有:(单电极加平动法)、(多电极更换法)、(分解电极法)、(简单电极数控创成法)等。3、影响电火花加工精度的主要因素有:(放电间隙的大小)及其一致性、(工具电极的损耗)及其稳定性、和(二次放电现象)。4、电火花加工按工件和工具电极相
5、对运动的关系可分为:电火花(穿孔成形加工)、电火花(线切割加工)、电火花(磨削加工)、电火花(展成加工)、电火花表面强化和刻字等类型。5、电火花型腔加工的工艺方法有:(单电极平动法)、(多电极更换法)、(分解电极法)、简单电极数控创成法等。6、电火花加工型腔工具电极常用的材料有:(纯铜)、(石墨)、(铜钨合金)等。 1、 特种加工 是直接利用电能、光能、声能、热能、化学能、电化学能及特殊机械能等多种形式的能量实现 添加或去除材料 的工艺方法来完成对零件的加工成型。2、电火花线切割加工的基本原娌是用移动的 细金属导线 作电极,对工件进行 脉冲火花放电 ,切割成形。3、数控电火花线切割机床能加工各
6、种高硬度高强度高韧度和高熔点的 导电材料 。4、第一台实用的电火花加工装置的是1960年, 苏联 的拉札林科夫妇发明的。5、电火花线切割加工中被切割的工件作为 工件电极 ,电极丝作为 工具电极 。电极丝接脉冲电源的 负极 ,工件接脉冲电源的 正极 。6、根据走丝速度,电火花线切割机通常分为两大类:一类是 高速走丝 电火花线切割机或往复走丝电火花线切割机,这类机床的电极作高速往复运动,一般走丝速度为 810m/s ,用于加工中、低精度的模具和零件。快走丝数控线切割机床目前能达到的加工精度为 正负0.01mm ,表面粗糙度Ra 2.50.6um 。另一类是 低速走丝 电火花线切割机或单向走丝电火花
7、线切割机,一般走丝速度低于 0.2m/s ,用于加工高精度的模具和零件。慢走丝数控线切割机床的加工精度可达 正负0.001um ,表面粗糙度Ra 0.32 。7、高速走丝线切割机主要由 机床 、 脉冲电源 、 控制系统 三大部分组成。8、高速走丝电火花线切割机的导电器有两种:一种是 圆柱形 的,电极丝与导电器的圆柱面接触导电,可以轴向移动和圆周转动以满足多次使用的要求;另一种是 方形或圆形 的薄片,电极丝与导电器的大面积接触导电,方形薄片的移动和圆形薄片的转动可满足多次使用的要求。9、线切割加工中常用的电极丝有 钼丝 、 钨丝 、 铜丝 和 钨钼合金丝 。其中 钨丝 、和 钼丝 应用快速走丝线
8、切缚恍,而 铜丝 应用慢速走丝线切割。10、线切割加工时,工件的装夹方式有 悬臂式支撑 装夹, 垂直刃口支撑 装夹, 桥式支撑 装夹,和 板式支撑 装夹。工件的装夹方式一般采用 桥式 。11 、电火花线切割加工常用的夹具主要有 磁性夹具 和 专用夹具 。12、导电器的材料都采用硬质合金,即 耐磨又导电 。13、 脉冲电源波形及三个重要参数 峰值电流 、 脉冲宽度 、 脉冲间隔 。14、电加工的工作液循环系统由 循环导管 、 工作液箱 和 工作液泵 等组成。工作液起 排屑 、 冷却 、 绝缘 等作用。15、张力调节器的作用就是 把伸长的丝收入张力调节器,使运行的电极丝保持在一个恒定的张力上 也称
9、恒张力机构。16、 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。17、数控线切割机床U、V移动工作台,是具有_ 锥度 _加工功能的电火花线切割机床的一个组成部分。18 、电火花线切割3B编程格式中,B表示 分隔符 ,X表示 X轴坐标的绝对值 ,Y表示 Y轴坐标的绝对值 ,J表示 加工线段计数长度 ,G表示 加工线段计数方向 ,Z表示 加工指令 。19、 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 长度值之和 单位为?m。20 、线切割3B格式编程中加工直线时有四种加工指令: L1
10、L2 L3 L4 。21、 线切割3B格式编程中加工顺圆弧时由四种加工指令: SR1SR2SR3SR422 、线切割3B格式编程中加工逆圆弧时也有四种加工指令: NR1NR2NR3NR4 。23 、线切割的加工工艺主要是 电加工参数 和 机械参数 的合娌选择。电加工参数包括 峰值电流 、 脉冲宽度 、 脉冲间隔 等。机械参数包括 走丝速度 和 进给速度 等。24 、电火花线切割加工工艺指标 加工速度 、 加工精度 、 表面粗糙度 。25 、穿丝孔是电极丝相对工件运动的起点,同时也是程序执行的起点,一般选在工件上的基准点处,穿丝孔常用直径一般为 310 mm。26 、电极丝定位调整的常用方法有
11、自动找端面 、 自动找中心 、 目测法 。27、 电极丝垂直度找正的常见方法有 用找正块进行火花法找正 和 用校正器进行校正 两种。28、 电火花线切缚恍自动找端面是靠检测电极丝与工件之间的 短路 信号来进行的。29、 当加工冲孔模具时,以冲孔的凸模为基准,凸模的间隙补偿量? 凸 =r丝 +电 凹模的间隙补偿量? 凹 =r丝 +电-配30、 当加工落料模时,以落料的凹模为基准,凸模的间隙补偿量?凸 =r丝 +电-配 凹模的间隙补偿量?凹 =r丝 +电31、 数控电火花成形加工机床主要由 主机 、 工作液箱 和 数控电源柜 等部分组成。32、数控电火花成形加工机床主轴头作用 装夹及调整电极装置
12、33、 数控电火花成形加工工作液循环过滤系统的工作方式有 吸入式 、 喷入式 两种。34、数控电火花成形加工工作液循环过滤装置的过滤对象主要是 熔融金属飞屑 和 粉末状电蚀产物 。35、 电火花成形加工的主要工艺指标有 加工速度,加工深度,表面粗糙度 和 电极损耗 等36、电火花成型加工中常用的电极材料有 石墨 、 紫铜 、 银钨合金 、 铜钨合金 、 钢 等,一般精密、小电极用 紫铜 来加工,而大的电极用 石墨 。37、 电火花成型加工中常用的电极结构可分为 整体电极 、 组合电极 和 镶拼式电极 等三种。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
13、要求。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。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。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。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 。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。7、电火花成型加工的自动进给调节系统,主要包含 伺服
14、进给控制系统 和 参数控制系统 。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。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。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。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。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。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
15、,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。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。二、选择题1、在电火花加工中存在吸附效应,它主要影响:( d )a、工件的可加工性; b、生产率; c、加工表面的变质层结构; d、工具电极的损耗2、 用电火花加工冲模时,若火花间隙能保证配合间隙的要求,应选用的工艺方法是:( a )a直接配合法; b、修配冲头法; c、修配电极法; d、阶梯电极法 3、 用电火花加工冲模时,若凸凹模配合间隙小于电火花加工间隙时,应选用
16、的工艺方法是:( b )a、直接配合法; b、化学浸蚀电极法;c、电极镀铜法; d、冲头镀铜法4、 电火花线切割加工属于( B )。 A 、放电加工 B 、特种加工 C 、电弧加工 D 、切削加工 5、 用线切割机床不能加工的形状或材料为(A )。A、盲孔 B、圆孔 C、上下异性件 D、淬火钢6、 在线切割加工中,加工穿丝孔的目的有( A ) A 、保证零件的完整性 B 、减小零件在切缚恍的变形 C 、容易找到加工起点 D 、提高加工速度 7、 线切割机床使用照明灯的工作电压为( B )。 A、6V B、36V C、 22OV D 、llOV8、 关于电火花线切割加工,下列说法中正确的是( A
17、 ) A 、快走丝线切割由于电极丝反复使用,电极丝损耗大,所以和慢走丝相比加工精度低 B 、快走丝线切割电极丝运行速度快,丝运行不平稳,所以和慢走丝相比加工精度低C 、快走丝线切割使用的电极丝直径比慢走丝线切割大,所以加工精度比慢走丝低 D 、快走丝线切割使用的电极丝材料比慢走丝线切割差,所以加工精度比慢走丝低 9、 电火花线切割机床使用的脉冲电源输出的是( A ) A 、固定频率的单向直流脉冲 B 、固定频率的交变脉冲电源 C 、频率可变的单向直流脉冲 D 、频率可变的交变脉冲电源 10、 在快走丝线切割加工中,当其他工艺条件不变时,增大短路峰值电流,可以( A ) A 、提高切割速度 B
18、、表面粗糙度会变好 C 、降低电极丝的损耗 D 、增大单个脉冲能量 11、 电火花线切割加工过程中,电极丝与工件间存在的状态有( C )A 、开路 B 、短路 C 、火花放电 D 、电弧放电 12、 在快走丝线切割加工中,电极丝张紧力的大小应根据( B )的情况来确定。 A 、电极丝的直径 B 、加工工件的厚度 C 、电极丝的材料 D 、加工工件的精度要求13、 线切割加工中,在工件装夹时一般要对工件进行找正,常用的找正方法有( A ) A 、拉表法 B 、划线法 C 、电极丝找正法 D 、固定基面找正法 14、 在利用3B 代码编程加工斜线时,如果斜线的加工指令为L3 ,则该斜线与X 轴正方
19、向的夹角为( C )。 A 、180? a 270? B 、180? a 270? C 、180? a Xe时,计数方向取GY B 、斜线终点坐标(Xe Ye ) ,当XeYe时,计数方向取GY C 、圆弧终点坐标(Xe Ye ) ,当XeYe时,计数方向取GX D 、圆弧终点坐标(Xe Ye ) ,当Xe19、加工开始,要以电极丝当前位置为参照点设置工件坐标系所用的指令是( )A、G92 B、 G90 C、 G91 D、 G9320、G41的含义是A、直线插补 B、 电极丝左补偿 C、圆弧插补 D、极丝右补偿21、在电火花加工中,由于脉冲电源在工件和工具两级的接法不同而存在蚀除量也不同的现象
20、,称( )BA、镀覆效应 B、极性效应 C、电解效应 D、化学效应22、在电火花线切割加工中,将示波器输入线的正极接工件,负极接电极丝,调整变频进给波形,当为最佳加工状态时,加工波( ),空载波和短路波( )。AA、最浓 很淡 B、消失 最浓 C、很淡 最浓 D、最浓 很淡23、电火花成型机床主要由( )两大部分组成。AA、机床本体和控制柜 B、机床本体和传动部分 C、气动部分和控制柜 D、数控部分和控制柜24、 电火花加工过程中,( )是实现工作液介质强迫循环的主要附件,其侧壁和底部开有冲油、抽油孔。BA、分度头 B、油杯 C、永磁吸盘 D、卡头25、工件接脉冲电源的正极时,为( )加工。A
21、A、正极性 B、负极性 C、无极性 D、有极性26、当采用宽脉冲粗加工时,应采用( )加工,可以提高加工速度,降低电极损耗。BA、正极性 B、 负极性 C、无极性 D、有极性27、 电火花成型加工中,以下哪一个不是常见的冲油方式( )。F A、下冲油 B、上冲油 C、下抽油 D、上抽油 E、侧抽油 F、混合冲油28、一般加工浅型腔,如纪念币时,应采用( )方式。EA、下冲油 B、上冲油 C、下抽油 D、上抽油 E、 侧抽油 F、混合冲油29 在电火花线切割加工中,应在( )位置放置磁铁,一防止工件掉下打断电极丝。CA、未切割 B、起点 C、已切割 D、终点 30、一般快走丝线切割机床加工采用专
22、用( )作为工作介质,起绝缘、排屑、冷却作用。CA、去离子水 B、煤油 C、乳化液 D、汽油31、线切割加工之前,应确定电极丝相对于工件基准面、线、孔的坐标位置。若要求的位置精度不高,可采用( )。AA、目测法 B、火花法 C、电阻法32、电火花加工可以加工通孔和盲孔,前者一般称为电火花( )加工,后者一般称为电火花( A )加工,二者在工艺方法上有较大的区别。AA、穿孔、成型 B、成型、穿孔 C、穿孔、线切割 D、钻孔33、电火花成型机床的加工中,操作人员不得用手触碰( ),否则有触电的危险。CA、机床 B、工件 C、电极 D、工作液介质34、由于铜钨合金和银钨合金的成本较高,机械加工困难,
23、故较少采用,常采用( )AA、纯铜和石墨 B、石墨和纯银 C、纯银 D、纯钨35、型腔侧面的修光依靠( )的改变实现。AA、平动量 B、电规准 C、极性转换 D、 电极336、利用3B 代码编程加工斜线OA ,设起点O 在切割坐标原点,终点A 的坐标为Xe =17mm Ye = 5mm ,其加工程序为( A ) A 、Bl7 B5 B17000 Gx L1 B 、B B5000 B Gx L1 C 、Bl7000 B5000 B17000 GY L1 D 、B B5000 B005000 GY L1 E 、B17 B5 B Gx L1三、判断题1、从提高生产率和减小工具损耗角度来看,极性效应越
24、显著越好,所以,电火花加工一般都采用单向脉冲电源。()2、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。() 3、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。()4、等脉冲电源是指每个脉冲在介质击穿后所释放的单个脉冲能量相等。对于矩形波等脉冲电源,每个脉冲放电持续时间相同。()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
25、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)8、电火花穿孔加工时,电极在长度方向上可以贯穿型孔,因此得到补偿,需要更换电极。(错)9、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。(错)10、电火花成型加工和穿孔加工相比,前者要求电规准的调节范围相对较大。(对)11、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。(对)12、电火花加工的粗规准一般选取的是窄脉冲、高峰值电流。 (错)13、在采取适当的工艺保证后,数控线切割也可以加工盲孔; (错)14、当电极丝的进给速度明显超过蚀除速度,则放电间
26、隙会越来越小,以致产生短路。 (对)15、通常慢走丝线切割加工中广泛使用直径为0.1 mm以上的黄铜丝作为电极丝。 (对)1、快走丝线切割加工中,常用的电极丝为钼丝。 (对)2、3B代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。 (错)3、电火花线切割加工可以用来制造成形电极。 (对)4、快走丝线切割的电极丝材料比慢走丝差,所以加工精度较后者低。 (错)5、电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阳极上。 (对)7、线切割加工一般采用正极性加工。 (对)8、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。 (对)9、电火花成型加工中的自动进给调
27、节系统应保证工具电极的进给速度等于工件的蚀除速度; (对)10、电火花成型加工和穿孔加工相比,前者要求电规准的调节范围相对较小。(错)11、电火花成型加工电极损耗较难进行补偿。 (对)12、数控线切割加工是轮廓切割加工,不需设计和制造成形工具电极。 (对)13、数控线切割加工一般采用水基工作液,可避免发生火灾,安全可靠,可实现昼夜无人值守连续加工。 (对)14、电火花加工的粗规准一般选取的是宽脉冲、高峰值电流。 (对)15、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。 (对)16、电极丝的进给速度若明显落后于工件的蚀除速度,则电极丝与工件之间的距离越来越大,造成开路。
28、 (对)17、通常慢走丝线切割加工中广泛使用直径为0.1 mm以下的细钼丝作为电极丝。 (错)四、简答题1、电火花加工中工具电极相对损耗的含义是什么?如何降低工具电极的相对损耗?答:工具电极体积相对损耗用电极损耗速度ve与工件蚀除速度vw之比的百分数表示,即=ve/vw100% 。也可用长度相对损耗L来表示。降低工具电极相对损耗的途径:正确选择电极的极性 短脉宽精加工时,选正极性加工,将工件接正极;用长脉宽粗加工时,选负极性加工,将工件接负极。正确选择电极的材料 选择熔点高、沸点高的材料,选择导热性好的材料。常用石墨和纯铜作电极材料。正确选择脉宽等电参数。利用加工过程中的吸附效应来补偿和减小电
29、极损耗,炭黑膜通常只在正极上形成,工具应接正极损耗小。2、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。1、特种加工与传统切削加工方法在加工原理上的主要区别有哪些?答:1)特种加工是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。2)特种加工打破传统的硬刀具加工软材料的规律,刀具硬度可低于被加工材料的硬度。3)特种加工过程中,工具与工件不受切削力的作用。2、特种加工的本质特点是什么?答:1)特种加工所使用的工具硬度可以低于被加工材料的硬度; 2)特种加工不依靠机械能,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除材料 3)特种加工过程中
30、工具和工件之间不存在显著的机械切削力。3、电火花加工必须解决的问题有哪些?答:1)由于在电火花加工的不同阶段,金属蚀除的速度不同,因此必须具有工具电极的自动进给和调节装置,使工具和工件之间保持合适的放电间隙;2)火花放电必须是瞬时的、单极性、脉冲放电;3)火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。4、什么是电火花加工的机理?火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段?答:电火花加工的机理是指电火花加工的物理本质,即火花放电时,电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的这一微观物理过程。火花放电过程大致可分为如下四个阶段:1)极间介质的电离、击穿,形成放电通道;2)介质热分解、电极材料融化、气化,热膨
31、胀;3)电极材料的抛出;4)极间介质的消电离;5、电火花加工的优缺点有哪些?答:电火花加工的优点主要体现在以下四个方面: 1)特别适合任何难以进行切削加工的材料;2)可以加工特殊或形状复杂的表面和零件;3)工具与工件不接触,作用力极小;4)脉冲放电时间短,冷却作用好,加工表面热影响小。但存在以下缺陷:1)主要用于加工金属等导电材料;2)加工速度较慢(需进行预加工,去除大部分余量)且存在一定的电极损耗。6、简要叙述电火花加工的应用场合答: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,因此适于加工薄壁、窄槽、低刚度及微
32、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。7、在电火花加工中,工作液的作用有哪些?答:1)形成火花放电通道,并在放电结束后迅速恢复放电间隙的绝缘状态;2)压缩放电通道,并限制其扩展,使放电能量高度集中在极小的区域内,既加强了蚀除的效果,又提高了放电仿型的精确性;3)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电弧放电;4)加速电蚀产物的排除;8、简述电火花加工用的脉冲电源的作用和输出要求答:脉冲电源作用:把工频交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流,向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量
33、,以蚀除金属。脉冲电源输入为380 V、50 Hz的交流电,其输出应满足如下要求:1)足够的放电能量2)短时间放电3)波形单向4)主要参数有较宽的调节范围5)有适当的脉冲间隔时间9、简述RC线路脉冲电源的工作过程答:RC线路脉冲电源的工作过程:1)当直流电源接通后,电流经限流电阻向电容器充电,电容器两端的电压上升,电能往电容器上储存;2)当电容器两端的电压上升到工具与工件之间间隙的击穿电压时,电容器上储存的电能就瞬间释放,形成较大的脉冲电流;3)电容器上的电能释放后,电压下降到接近于0,极间工作液又迅速恢复到绝缘状态;此后,电容器再次充电,重复上述过程!10、对电火花加工用脉冲电源的要求有哪些
34、?答:总的要求:有较高的加工速度、工具电极损耗低、加工过程稳定性好、工艺范围广,从而,能适应粗加工、半精加工、精加工的要求;能适应不同材料的加工;能采用不同工具电极材料进行加工。具体要求:1)所产生的脉冲应该是单向的;其目的是最大限度地利用极性效应,以提高生产率和减少工具电极的损耗。 2)脉冲电压波形的前后沿应该较陡;其目的是保证加工工艺过程相对稳定。 3)脉冲电源的主要参数应能在很宽的范围内可以调节;其目的是满足粗加工、半精加工、精加工的不同要求。4)工作可靠、成本低、操作方便、节能省电。11、简述快走丝线切割机床的工作过程答:快走丝线切割机床是利用细钼丝作为电极,多工件进行火花放电“切割”
35、加工;贮丝筒使钼丝作正、反向交替移动,加工能源由脉冲电源供给,电极丝和工件之间浇注专用工作液介质。工作台在水平面两个坐标方向上,各自按预定的控制程序、并根据火花间隙状态作伺服进给移动,从而合成各种曲线运动,将工件切割成型。12、简述电化学反应加工的基本原理答:当两铜片接上约10v的直流电流并插入CuCl2的水溶液时,即形成通路,在金属片和溶液的界面上,必定会产生电化学反应,溶液中的Cu+2移向阴极,在阴极上析出为铜;同时,在阳极上的Cu原子因失去电子而成为Cu+2,进入溶液;这便是电解(电镀)液中的电化学反应; 这种以电化学反应为基础,对金属进行加工(阳极溶解、阴极沉积)的方法称为电化学加工;
36、13、简述激光加工的基本原理答:激光加工是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度,依靠光热效应下产生高温熔融,来加工各种材料;激光加工时,把光束聚集在工件的表面上,由于区域小、亮度高,其焦点处的功率密度极高,温度可以达到一万多度;在此高温下,可以在瞬间熔化和蒸发任何坚硬的材料,并产生很强的冲击波,使熔化物质爆炸式地喷射去除。14、简述激光加工的特点答:1)不受工件材料硬度、熔点、导电性等各种性质的影响,几乎对所有金属和非金属都可以进行激光加工;2)激光能聚集成极小的光斑,可以进行细微和精密加工;3)可使用反射镜,将激光输送到远离激光器的隔离室或其它地点,进行加工;4)无刀具,属于非接触式加工
37、,无机械加工变形;5)对环境无特殊要求,便于自动控制连续加工,加工效率高,加工变形和热变形小;15、简述电子束加工原理答:电子束加工是利用电子高速运动时的冲击动能来加工工件的;在真空条件下,利用电流加热阴极发射电子束,再经过加速极加速,将具有很高速度和能量的电子束聚焦在被加工材料上,高速电子撞击工件,其动能绝大部分转化为热能,使工件材料局部、瞬时熔融,汽化蒸发而去除;所以说电子束加工是通过热效应进行加工的。16、简述电子束加工特点答:1、电子束加工时,电子束聚焦直径小,可实现精密微细的加工。2、电子束加工属非接触式加工,工件不受机械力作用,不产生宏现应力和变形。3、加工材料范围很广,对脆性、韧
38、性、导体、非导体及半导体材料都可加工。4、电子束的能量密度高,因而加工生产率很高。5、电子束容易控制,加工过程便于实现自动化。6、电子束加工在真空中进行,因而污染少,加工表面不氧化,特别适用于加工易氧化的金属及合金材料,以及纯度要求极高的半导体材料。17、简述离子束加工原理答:与电子束加工比较相似,离子束加工也是在真空条件下,把惰性气体,通过离子源产生离子束并经过加速、集束、聚焦后,投射到工件表面的加工部位,以实现去除加工。与电子束加工相比,离子束加工具有更大的能量。18、电子束和离子束加工为什么必须在真空条件下进行? 答:1、只有在较高的真空条件中,电子和离子才能高速运动。2、由于加工时的金
39、属蒸汽会影响电子和离子发射,产生不稳定现象,所以在加工过程中,需要利用真空吸力,不断地把所产生的金属蒸汽抽出去。19、简述超声波加工的原理答:超声波加工是利用振动频率超过16000 Hz的工具头的振动,通过悬浮液磨料的撞击和抛磨作用,对工件进行成型加工的一种方法;超声波加工时,在工件和工具之间注入液体(水或煤油等)和磨料混合的悬浮液,工具对工件保持一定的进给压力,并作高频振荡,频率为1630kHz,振幅为0.010.15mm。磨料在工具的超声振荡作用下,以极高的速度不断地撞击工件表面,使工件材料在瞬间高压下产生局部破碎;由于悬浮液的告诉搅动,又使磨料不断抛磨工件表面。随着悬浮液的循环流动,使磨
40、料不断得到更新,同时带走被粉碎下来的材料微粒。在加工中,工具逐步伸入到工件中,工具的形状便被复制到工件上。20、简述超声波加工的主要特点答:1、适合于加工各种硬脆材料,特别是某些不导电的非金属材料,例玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。也可以加工淬火钢和硬质合金等材料,但效率相对较低。2、加工时宏观切削力很小,不会引起变形、烧伤。表面粗糙度Ra值很小,可达0.2 m,加工精度可达0.050.02 mm,而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度的零件。3、由于工具材料较软,易制成复杂的形状,工具和工件又无需作复杂的相对运动,因此普通的超声波加工设备结构简单。加工机床结构和工具均较简单,操作维修方便
41、。21、简述快速成形技术(RP)的原理答:RP是用离散/堆积即分层加工、迭加成形原理来制造产品原型,其原理为:产品三维CAD模型分层离散按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料生成实体模型。该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体,依靠CAD软件,在计算机中建立三维实体模型,并将其切分成一系列平面几何信息,以此控制激光束的扫描方向和速度,采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料,从而快速堆积制作出产品实体模型。22、简述快速成形技术的特点答:快速原型技术突破了“毛坯切削加工成品”的传统的零件加工模式,开创了不用刀具制作零件的先河,是一种前所未有的薄层迭加的加工方法
42、。与传统的切削加工方法相比,快速原型加工具有以下优点:1、可以制造任意复杂的三维几何实体。2、快速性。3、高度柔性。4、是实现快速制造的核心。23、简述立体光造型(SLA)工作原理答:由激光器发出的紫外光,经光学系统汇集成一支细光束,该光束在计算机控制下,有选择的扫描在光敏树脂体光敏树脂表面,利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理,一层一层固化光敏树脂;每固化一层后,工作台下降一精确距离,并按新一层表面几何信息,使激光扫描器对液面进行扫描,使新一层树脂固化并紧紧粘在前一层已固化的树脂上,如此反复,直至制作生成一零件实体模型。五、编程题:为如下图形,按3B格式编出电极丝中心轨迹的程序。ABCDE解:R=
43、5, AB=4, BC=5-3=2EA段:B3000B4000B6000GxSR4 AB段:B0B0B40000 GyL2BC段:BBB20000GxL3 CD段:B-5000B0B20000GySR2DE段:B3000B-4000B4000GyL3AB段:B40000B20000B40000GxL1BC段:BBB20000GxL1 CD段:B0B20000B20000GySR2 DE段:B0B0B30000GyL4EF段:BBB80000GxL3FA段:BBB30000GyL2解:R=25, AE=25-15=10, DE=20 AB段:B0B25000B25000GySR1BC段:B45B
44、15B45000GxL3 CD段:B-20000B-15000B30000GySR3DE段:BBB20000GxL1EA段:BBB10000Gy L2六、综合题1、参照右图,简述电火花加工的一般过程:脉冲电源提供脉冲电压作用于工具电极和工件电极上两电极之间的工作液被电离、介质被击穿 形成放电通道;在电场力作用下电子奔向阳极、正离子奔向阴极导致火花放电;电子和离子的高速运动轰击阳极和阴极,使动能转化为热能(10000)电极表面金属迅速熔化甚至汽化工件表面形成一个极小的圆坑,工件被蚀除,工具不断进给工件不断被蚀除。2、特种加工的本质特点:1)工具硬度可以低于被加工材料的硬度(甚至不用工具) 2)不
45、依靠机械能,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除材料 3)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。3、特种加工与传统切削加工方法在原理上的主要区别:1)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。2)打破传统的硬刀具加工软材料的规律,刀具硬度可低于被加工材料的硬度。3)在特种加工中,工具与工件不受切削力的作用。4、特种加工技术的应用:1) 难加工材料的加工;2) 复杂型面、微细表面和低刚度零件的加工;3) 高精密表面的加工;4) 特殊要求零件的加工,如薄壁和弹性零件等;5、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)
46、改变了零件的典型工艺路线3) 改变了试制新产品的模式4) 影响了产品零件的结构设计5) 改变了传统零件工艺结构的评价标准6) 成为微细加工的主要手段7) 改变了零件的典型工艺路线,例如:落料模凸、凹模加工的原工艺路线为: 下料锻造正火粗加工调质精加工高频淬火及回火精磨落料模凸、凹模加工的现工艺路线为: 下料锻造正火粗加工高频淬火及回火线切割加工6、编写冷冲模(凸模)的程序,采用0.18mm的电极丝,放电间隙为0.015mm(单边)材料:Cr12,=50技术要求:切割表面粗糙度Ra控制在0.81.6m基本知识的全面复习1、电火花加工定义: 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,
47、靠放电时,局部、瞬时产生的高温,将金属蚀除下来。2、电火花加工原理 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。3、参照右图,简述电火花加工的一般过程: 脉冲电源提供脉冲电压作用于工具电极和工件电极上两电极之间的工作液被电离、介质被击穿 形成放电通道;在电场力作用下电子奔向阳极、正离子奔向阴极导致火花放电;电子和离子的高速运动轰击阳极和阴极,使动能转化为热能(10000)电极表面金属迅速熔化甚至汽化工件表面形成一个极小的圆坑,工件被蚀除,工具不断进给工件不断被蚀除。4、电火花加工必须解决的问题1) 由于在加
48、工的不同阶段,金属蚀除的速度不同,因此必须具有工具电极的自动进给和调节装置,使工具和工件之间保持合适的放电间隙;2) 火花放电必须是瞬时的、单极性、脉冲放电;3) 火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。5、电火花加工系统的基本组成1) 工件和工具;2) 脉冲电源;3) 自动进给和调节装置 5、电火花加工的特点1) 特别适合任何难以进行切削加工的材料;2) 可以加工特殊或形状复杂的表面和零件;3) 工具与工件不接触,作用力极小;4) 脉冲放电时间短,冷却作用好,加工表面热影响小但存在以下缺陷:1) 主要用于加工金属等导电材料;2) 加工速度较慢(需进行预加工,去除大部分余量);3) 存在
49、电极损耗;6、电火花加工的应用1) 可以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) 可以加工任何特殊及复杂形状的工件;3) 没有机械加工时那样的切削力,因此适于加工薄壁、窄槽、低刚度及微细精密的零件。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。7、电火花加工的机理 电火花加工的机理是指电火花加工的物理本质,即火花放电时,电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的这一微观物理过程。电火花腐蚀的四个阶段1) 极间介质的电离、击穿,形成放电通道;2) 介质热分解、电极材料融化、气化,热膨胀;3) 电极材料的抛出;4) 极间介质的消
50、电离;8、影响材料放电腐蚀的因素:1) 极性效应2) 吸附效应3) 电参数4) 金属材料的热学常数5) 工作液9、极性效应对电蚀量的影响定义:单纯由于正、负极性不同,而彼此电蚀量不同的现象叫极性效应。原因:由于在不同的脉冲宽度下,工作液中所电离出来的电子与离子对电极发生作用的大小是不同的。10、吸附效应对电蚀量的影响正电极表面能吸附工作液中分解、游离出来的带负电的碳离子,形成熔点和气化点比较高的薄层碳黑膜,保护正极,从而减少电极的损耗; 吸附层主要是石墨化的碳素层,其次是粘附在电极表面的金属微粒粘结层。极性效应和吸附效应可以提高加工生产率、减少工具损耗,必须充分利用; 因此,电火花加工所用的脉
51、冲电源都是单向、直流的脉冲电源。11、电参数对电蚀量的影响提高电蚀量和加工效率的电参数途径有:1)提高脉冲频率2)增加单个脉冲能量3)减少脉冲间隔12、放电所产生的热能主要消耗在以下几个方面:1) 向电极其它部位和工作液中传导;2) 使局部金属材料温度升高,达到熔点;3) 熔化金属材料;4) 使熔化后的金属材料继续升温至沸点;5) 使熔融金属气化;6) 使金属蒸气继续加热成过热蒸气;13、金属材料热学常数对电蚀量的影响1)金属材料的熔点、沸点,比热容,熔化热,气化热愈高,电蚀量将愈小,愈难加工;2)导热率大的金属材料,能将热量传导、散失到其它部位,降低本身的蚀除量;14、工作液对电蚀量的影响1)形成火花放电通道,并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态;2)压缩放电通道,并限制其扩展,使放电能量高度集中在极小的区域内,既加强了蚀除的效果,又提高了放电仿型的精确性;3)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电弧放电;4)加速电蚀产物的排除; 实验表明:介电性好、密度和粘度大的工作液有利于压缩放电通道,提高放电的能量密度,强化电蚀产物的抛出效应;但是,粘度过大不利于电蚀产物的排出,影响正常放电。 所以,粗加工使用粘度大的机油,精加工时使用粘度小的煤油;15、提高加工速度的途径1) 选用适当的脉冲宽度2) 选用适当的脉
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