年梧州学院精密与特种加工技术考试复习题内附答案剖析

PAGEPAGE10《精密与特种加工技术》复习题单项选择题：C1.超精密加工机床中微量进给装置最常用的形式是（）a、机械传动式；b、热变形式；c、电致伸缩式；d、磁致伸缩式D2.金刚石晶体在高磨削率方向上，磨削率最低即最不容易磨的晶面是：（）a、100晶面；b、110晶面；c、101晶面；d、111晶面B3.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，应选用的工艺方法是：（）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D4.超精密加工机床中采用的T形总体布局为：主轴作Z向运动，进给系统作X向运动，因而主轴的驱动方式是：（）a、电动机通过带传动驱动；b、电动机通过柔性联轴器驱动；c、采用内装式同轴电动机驱动；d、b和c两种方式都有。A5.一般来说，精密电火花加工时电极是：（）a、高相对损耗；b、低相对损耗；c、零损耗；d、负相对损耗C6.下列工件材料选项中，不适于电火花加工的是（）a、硬质合金；b、钛合金；c、光学玻璃；d、淬火钢B7.电解加工型孔过程中，（）要求工具电极作自动伺服进给；b、要求工具电极作均匀等速进给；c、要求工具电极作均加速进给；d、要求工具电极整体作超声振动。A8.下列选项中不正确的选项是：（）a、电解加工中，加工速度与加工间隙成正比；b、电解加工中，加工速度与电流效率成正比；c、电解加工中，加工速度与工件材料的电化学当量成正比；d、电解加工中，加工速度与电解液的电导率成正比C9.在材质硬且脆的非金属材料上加工型孔时，宜采用的加工方法是（）a、电火花加工；b、电解加工；c、超声波加工；d、电子束加工D10.下列论述选项中正确的是（）a、电火花线切割加工中，只存在电火花放电一种放电状态；b、电火花线切割加工中，由于工具电极丝高速运动，故工具电极丝不损耗；c、电火花线切割加工中，电源可选用直流脉冲电源或交流电源；d、电火花线切割加工中，工作液一般采用水基工作液。B11.一般来说，精密电火花加工时电极是：（）a、低损耗；b、高损耗；c、零损耗；d、负损耗A12.用电火花加工冲模时，若加工间隙和配合间隙相同，应选用的工艺方法是：（）直接配合法；b、修配冲头法；c、修配电极法；d、阶梯电极法C13.超声波加工时，（）a、工具整体在作超声振动；b、只有工具端面在作超声振动；c、工具中各个截面都在作超声振动，但它们的相位在时间上不一致；d、工具不作超声振动。C14.下列四个选项中，属于超硬磨料的选项是（）a、白刚玉；b、棕刚玉；c、立方氮化硼；d、碳化硼D15.金刚石晶体的各向异性表现为（）a、各个晶面的硬度不同，110晶面的硬度最高；b、各个晶面的耐磨性不同，110晶面的磨削率最低，最不易磨损；c、各个晶面的面网密度不同，110晶面的面网密度最小；d、各个晶面的耐磨性不同，同一晶面不同方向上的耐磨性也不同。B16.电解加工型孔过程中，（）要求工具电极作自动伺服进给；b、要求工具电极作均匀等速进给；c、要求工具电极作均加速进给；d、要求工具电极整体作超声振动。D17．在电火花加工中存在吸附效应，它主要影响：（）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D18．超精密加工机床中主轴部件结构应用最广泛的是：（） 密排滚柱轴承结构；b、滑动轴承结构； c、液体静压轴承结构；d、空气静压轴承结构。A19．下列四个选项中，哪个是离子束加工所具有的特点（）a、加工中无机械应力和损伤；b、通过离子撞击工件表面将机械能转化成热能，使工件表面熔化而去除工件材料；c、工件表面层不产生热量，但有氧化现象；d、需要将工件接正电位（相对于离子源）。C20．一般来说，电解加工时工具电极是：（）a、低损耗；b、高损耗； c、基本无损耗；d、负损耗A21．高功率密度的电子束加工适于（）a、钢板上打孔；b、工件表面合金化； c、电子束曝光；d、工件高频热处理A28.电解加工型孔过程中，（）a求工具电极作均匀等速进给；b、要求工具电极作自动伺服进给；c、要求工具电极作均加速进给；d、要求工具电极整体作超声振动。是非判断题：1．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。（X）2．在金刚石晶面的激光衍射图像中，叶瓣所指的方向是该晶面的好磨方向。（√）3．超精密切削加工时切削速度经常根据机床及加工系统的动特性来选择。（√）4．电化学反应时，金属的电极电位越正，越易失去电子变成正离子溶解到溶液中去。（X）5．电解加工是利用金属在电解液中阳极溶解作用去除材料的，电镀是利用阴极沉积作用进行镀覆加工的。（√）6．激光加工与离子束加工相同，都要求有抽真空装置。（X）7．对于黑色金属、硬脆材料等的精密与超精密加工，目前主要应用金刚石刀具进行切削加工。（X）8．超声波加工时变幅杆之所以能扩大振幅，是由于通过它每一截面的振动能量是不变的（忽略传播损耗），截面小的地方能量密度大，振幅也就大。（√）9．在电火花加工中，电源一般选用直流脉冲电源或交流电源。（X）10．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。（√）11．法拉第电解定律认为电解加工时电极上溶解或析出物质的量与通过的电量成正比，它也适用于电镀。（√）12．电火花加工中粗加工时工件常接（正）极，精加工时工件常接（负）极。（X）13．超精密切削加工时切削速度经常根据刀具的耐用度来选择。（X）14．电致伸缩微量进给装置的三大关键技术是电致伸缩传感器、微量进给装置的机械结构及其驱动电源。（√）15．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。（√）16．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。（√）19．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，但加工金属材料的效率较低。（√）20．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）。（√）21．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。（X）22．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。（√）23．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。（√）24．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。（X）25．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。（√）26．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。（√）27．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。（X）28．阶梯形变幅杆振幅放大倍数最高，但受负载阻力时振幅衰减严重，且容易产生应力集中。（√）29．在超精密磨削时，如工件材料为硬质合金，则需选用超硬磨料砂轮。（√）30．电解加工时，串连在回路中的降压限流电阻使电能变成热能而降低电解加工的电流效率。（X）31．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。（√）填空题：1．实现超精密切削加工对刀具性能的要求是：（极高的硬度和耐磨性）、（刃口及其锋利）、刀刃无缺陷、与工件材料的抗粘接性好，摩擦系数低。2．精密和超精密加工机床主轴轴承的常用形式有（液体静压轴承）和（空气静压轴承）。3．金刚石晶体的激光定向原理是利用金刚石在不同结晶方向上（因晶体结构不同而对激光放射形成不同的衍射图像）进行的。4．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）、（介质热分解、电极材料熔化、气化）、（蚀除物抛出）和（间隙介质电离）四个阶段。5．超精密加工机床的关键部件主要有：（精密主轴部件）、（导轨部件）和（进给驱动系统）等。6．电火花加工粗加工时工件常接（负）极，精加工时工件常接（正）极；线切割加工时工件接（正）极；电解加工时工件接（正）极；电解磨削时工件接（正）极；电镀时工件接（负）极。7.电子束加工是在（真空）条件下，利用（聚焦后能量密度极高、速度极高的电子）对工件进行加工的方法。8．精密和超精密磨料加工分为（固结磨料）加工和（游离磨料）加工两大类。9．电火花型腔加工时使用最广泛的工具电极材料是：（纯铜）和（石墨）。10．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）。11．超精密机床主轴的驱动方式主要有电动机通过带传动驱动、（电动机通过柔性联轴器驱动）和（采用内装式同轴电动机驱动）三种。12．超精密加工中超稳定的加工环境条件主要指（恒温）、（恒湿）、（防振）和（超净）四个方面的条件。13．目前金刚石刀具主要用于（铝、铜及其合金等软金属）材料的精密与超精密加工，而对于（黑色金属）材料的精密与超精密加工，则主要应用精密和超精密磨料加工。14．电火花加工按工件和工具电极相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。15．若工件为铁，工具为铜，在NaCl电解液中进行电解加工时，阳极溶解生成（Fe(OH)2），阴极生成（H2），电解液内最终生成物是Fe（OH）3。16．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。17.超精密加工机床的总体布局形式主要有以下几种：（T形布局）、（十字形布局）、（R-θ布局）、（立式结构布局）等。18．实现超精密加工的技术支撑条件主要包括：（超精密加工机理与工艺方法）、（超精密加工机床设备）、（超精密加工工具）、（精密测量和误差补偿）、高质量的工件材料、超稳定的加工环境条件等。19．激光加工设备主要包括电源、（激光器）、（光学系统）、（机械系统）、控制系统、冷却系统等部分。20．常用的超声变幅杆有（圆锥形）、（指数形）及（阶梯形）三种形式。21．超精密机床导轨部件要求有极高的直线运动精度，不能有爬行。除要求导轨有很高的制造精度外，还要求导轨的材料具有（很高的稳定性）、（耐磨性）和（抗振性）。22．精密和超精密加工机床主轴轴承的常用形式有（液体静压轴承）和（空气静压轴承）。23．金刚石晶体的激光定向原理是利用金刚石在不同结晶方向上（因晶体结构不同而对激光放射形成不同的衍射图像）进行的。24．目前金刚石刀具主要用于（铝、铜及其合金等软金属）材料的精密与超精密车削加工，而对于（黑色金属、黑硬）材料的精密与超精密加工，则主要应用精密和超精密磨料加工。25.超声波加工主要是利用（磨料在超生振动作用下的机械撞击和抛磨）作用来去除材料的，同时产生的液压冲击和空化现象也加速了蚀除效果，故适于加工（硬脆）材料。26．金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件的（表面质量）和（尺寸精度）。27．精密与特种加工按加工方法可以分为（切削加工）、（磨削加工）、（特种加工）和（复合加工）四大类。名词解释：1．什么叫电火花加工中的极性效应？如何在生产中利用极性效应？答：在电火花加工中，即使电极材料相同，但正、负电极上的蚀除速度仍是不同的，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。在短脉宽的脉冲加工时，电子轰击是主要的，正极蚀除量大于负极；在长脉宽的脉冲加工时，离子轰击是主要的，负极蚀除量大。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。如用交变脉冲电流加工时，单个脉冲的极性效应便相互抵消，增加了工具的损耗，因此，电火花加工一般都采用单向脉冲电源。一般在用短脉宽做精加工时，应将工件接正极，称正极性加工；在用长脉宽做粗加工时，应将工件接负极，称负极性加工2．电子束加工、离子束加工和激光加工各自的工作原理和应用范围如何？各有什么优缺点？答：三者都适合于精密、微细加工，但电子束、离子束加工需在真空中进行，因此加工表面不会被氧化、污染，特别适合于“洁净”加工。电子束加工是基于电能使电子加速转换成动能，在撞击工件时动能转换成热能使材料熔化、气化而被蚀除，主要用于打孔、切割、焊接、热处理等。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，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，主要用于精微表面工程，有离子刻蚀、溅射沉积、离子镀、离子注入等形式。激光加工是靠高能量密度的光能转换成热能使材料熔化、气化而被蚀除，可在空气中加工，不受空间结构的限制，故也使用于大型工件的切割、焊接、热处理等工艺。

3、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。4、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。5、对电火花加工用脉冲电源的要求有哪些？答：（1）、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。（2）、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。6、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。7、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，热膨胀；（3）、电极材料的抛出；（4）、极间介质的消电离。8.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θ=ve/vw×100%。也可用长度相对损耗θL来表示。降低工具电极相对损耗的途径：①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。②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。③正确选择脉宽等电参数。④利用加工过程中的吸附效应来补偿和减小电极损耗，炭黑膜通常只在正极上形成，工具应接正极损耗小。9.超精密加工的难点是什么？超精密切削对刀具性能有哪些要求？为什么单晶金刚石被公认为理想的超精密切削刀具材料？答：实现超精密加工的关键是超微量去除技术。超微量加工时，工具和工件表面微观的弹性变形和塑性变形是随机的，精度难以控制；工艺系统的刚度和热变形对加工精度有很大影响；去除层越薄，被加工表面所受的切应力越大，材料就越不易被去除。超微量切削往往是在晶粒内进行，相当于从材料晶格上逐个地去除原子，切削力一定要超过晶体内部的原子结合力才能产生切削作用，其单位面积上的切应力急剧增大，因此要求采用高硬度、高耐磨性的刀具材料。超精密切削对刀具性能的要求1）极高的硬度和耐磨性；2）刃口能磨得极其锋利3）刀刃无缺陷4）与工件材料的抗粘接性好，摩擦系数低。单晶金刚石被公认为理想的、不可代替的超精密切削刀具材料，是因为它有着一系列优异的特性，如硬度极高，耐磨性和强度高，导热性能好，和有色金属摩擦系数小，能磨出极锋利的刀刃等。10．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。综合题：1、按3B格式编出电极丝中心轨迹为如下图形的程序。ABABCDE2、按3B格式编出电极丝中心轨迹为如下图形的程序。‘‘F解：AB段：BBB60000GxL1BC段：B2B4B40000GyL4CD段：BBB20000GyL4DE段：B20000B0B20000GxSR4EF段：BBB60000GxL3FG段：B0B20000B20000GySR3GH段：BBB20000GyL2HA段：B2B4B40000GyL1计算题：1.用NaCl电解液在低碳钢上加工Φ50mm的圆孔，深度为30mm，若要求10min内加工完，需要用多大电流？若电源电压为12V，δE=2V，电导率σ为0.02/·mm，求达到平衡时的加工间隙是多少？（Fe的体积电化学当量ω为2.22mm3/(A·min)解：设η＝100%，vl＝h/t＝30/10＝3mm/minI＝iA＝A·