特种加工练习题四、简答题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去除材料。

3）特种加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。

3、电火花加工型孔时，保证凸模与凹模配合间隙的方法有哪些？答：1）直接配合法；2）混合法；3）修配凸模法；4）二次电极法。

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：优点：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。

缺陷：1、主要用于加工金属等导电材料2、加工速度较慢，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、型腔的电火花加用的电极，为什么要设排气孔和冲油孔，如何设置？答：电火花成型加工时，型腔一般均为盲孔，排气、排屑条件较为困难，这直接影响加工效率与稳定性，精加工时还会影响加工表面粗糙度。

为改善排气、排屑条件，大、中型腔加工电极都设计有排气、冲油孔。

一般情况下，开孔的位置应尽量保证冲液均匀和气体易于排出。

9．脉冲宽度对电火花加工的正、负极选择有何影响，其影响机理是什么？在窄脉宽度加工时，由于电子惯性小，运动灵活，大量的电子奔向正极，并轰击正极表面，使正极表面迅速熔化和气化；而正离子惯性大，运动缓慢，只有一小部分能够到达负极表面，而大量的正离子不能到达，因此电子的轰击作用大于正离子的轰击作用，正极的电蚀量大于负极的电蚀量，这时应采用正极性加工。

在宽脉冲宽度加工时，因为质量和惯性都大的正离子将有足够的时间到达负极表面，由于正离子的质量大，它对负极表面的轰击破坏作用要比电子强，同时到达负极的正离子又会牵制电子的运动，故负极的电蚀量将大于正极，这时应采用负极性加工。

10．写出电火花加工型孔之前，凹模毛坯的准备工序？1）下料：用锯床切割所需材料 2）锻造：改善内部组织，并锻成所需的形状。

3）退火：消除锻造内应力，改善加工性能。

4）刨（铣）：刨六面，厚度留余量 0.4~0.6mm。

5）磨：磨出上下平面及相邻两侧面，对角尺。

6）划线：划出刃口轮廓，孔（螺孔、销孔、穿丝孔等）的位置。

7）加工形孔部分：当凹模较大时，为减少线切割加工量，需将型孔漏料部分铣（车）出，只切割刃口高度；对淬透形差的材料，可将型孔的部分材料去除，留 3~5mm 切割余量。

8）孔加工：加工螺孔、销孔、穿丝孔等。

9）淬火：达设计要求。

10）磨：磨削上下平面及相邻两侧面，对角尺。

11）退磁处理11．常用型腔电火花加工的工艺方法有哪些，各有何特点？(1)单电极平动加工法。

这种方法在我国应用最广，它是用一个成形电极加工出所需的型腔模。

优点是只需一个成形电极，一次装夹定位，但对于棱角要求高的型腔，加工精度难于保证。

(2)多电极更换法。

用两个以上的电极先后加工同一个型腔。

优点是仿形精度高，尤其适用于尖角、窄缝多的型腔模加工。

但这种工艺方法对电极重复制造精度要求高，电极更换时的装夹及重复定位精度也难保证。

(3)分解电极加工法。

以单电极平动加工为基础，根据型腔的几何形状把电极分解成主型腔电极和副型腔电极分别制造。

优点是可以在加工过程中使用不同的加工规准，有助于提高加工速度和加工质量，但必须注意主型腔和副型腔间的定位精度。

13．使用阶梯电极有何特殊作用?限制高峰期的用电量；能充分发挥粗加工的作用，大幅度提高生产效率，使精加工的加工余量降低到最小，特别适宜小斜度型孔的加工，易保证模具的加工质量，并且可减少电规准的转换次数。

14．什么是极性效应？影响极性效应的因素主要有哪些？单纯由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象称为极性效应。

除了脉冲宽度，脉冲间隔的影响外，脉冲峰值电流，放电电压，工作液以及电极对的材料等都会影响极性效应。

15．在型腔、型孔加工时，如何进行电规准的选择与转换？在电火花加工中，电规准的选择是否合理，直接关系到加工的生产效率和加工精度。

在实际生产中，电规准一般分为粗、半精、精三类。

粗规准主要用来粗加工，表面粗糙度可达到Ra5～10μm，生产率较高；半精规准主要用于半精加工，表面粗糙度可达到Ra1. 25～5μm;精规准主要用来进行精加工，表面粗糙度可达到Ra0.63～1. 25μm。

当型腔比较复杂且具有尖角部分时，可选用较小的粗规准或选用半精规准加工。

当要求生产率较高，或型腔孔斜度加大时，可选用粗规准加工。

当表面精度要求较高，或斜度要求较小时，应选用精规准加工。

16．影响电火花加工精度的主要因素有哪些？答：主要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，放电间隙，机床误差，工具电极的形状误差，工件安装定位误差等。

18．评价电极损耗的指标是什么？加工时怎样降低电极的损耗？答：工具电极体积相对损耗速度Ve与工件蚀除速度Vw之比的百分数，也可用长度相对损耗来表示。

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。

19. 为什么慢走丝比快走丝加工精度高？答：1）电极丝：快走丝用的是往复运动的钼丝，长时间加工，丝径减小，加工尺寸就变大。

慢走丝用的是一次性的铜丝或者镀锌丝等，从工件上只进行一次放电，不错往复使用。

2）机床的丝杠和导轨检测：快走丝没有闭环检测功能。

慢走丝有光栅尺进行检测，如果移动距离没有达到预定尺寸，光栅尺会检测到并让丝杠电机继续转动达到预定位置。

3）导丝器：快走丝的电极丝定位是靠导轮来定位，在导轮高速转动时，会有轴向和径向的跳动，导致精度和光洁度下降。

慢走丝是使用金刚石导丝器或者宝石导丝器，导丝器本身固定在上下级头上不动，不会出现丝抖的情况。

4）多遍加工：快走丝只能进行一次加工，材料会在加工后有些许变形。

慢走丝可以多遍加工，在粗割后材料会释放应力，精修时变形就会更小，达到高精度。

20. 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。

21. 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。

22.在电火花加工中，工作液的作用有哪些？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; 对放电通道产生压缩作用; 帮助电蚀产物的抛出和排除;对工具、工件产生冷却作用。

23. 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。

24. 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，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。

五、名词解释1.特种加工特种加工泛指用电能、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.极性效应在电火花加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。

即使是相同的材料，正负电极的电蚀也是不同的。

这种单纯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。

3.正极性加工（负极性加工）正极性加工: 工件接电源正极。

负极性加工:工件接电源负极。

4.电火花加工速度一般采用体积加工速度V m(mm3/min),即被加工掉的体积V除以加工时间t 。