特种加工
《特种加工》习题
一、名词解释
特种加工:P2直接利用电能、活学能、光能和声能对工件进行加工，已达到一定的形状尺寸和表面粗糙度要求的加工方法叫特种加工；电火花加工：P7基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲放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、形状及表面质量预定的加工要求；极性效应：P14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极性效应；电火花线切割：P57利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作电极，利用数控技术进行脉冲火花放电，以不变应万变切割成形，可以切割二维、三维多维表面；极间介质消电离：P13电通道中的带点粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以避免是重复在同一处发生放电而导致电弧放电，这样可以保证按两极相对最近处或电阻率最小处形成下一击穿放电通道；混气电解加工：P101将一定压力的气体（主要是压缩空气）用混气装置使它与电解液混合在一起，使电解液成为包含无数起泡的混合液混合物，然后送人加工区进行电解加工；电化学加工：P79利用电化学反应进行金属去除和沉积的加工技术；阳极溶解：阳极发生氧化反应产生电解蚀除；阴极沉淀：阴极上发生电镀沉积；电极极化：P83当有电流通过时，电极电位的平衡状态遭到破坏，使阳极的电极电位向正极（代数值增大）、阳极的电极电位向负极移（代数值减小）；电化学钝化P83：使金属阳极溶解过程的电位升高，使电解速度减慢的现象；电解加工：P84利用金属在电解液中的电化学阳极溶解，将工件加工成形的；电解抛光：P109利用金属在电解液中的电化学阳极溶解对工件表面进行腐蚀抛光的；电解磨削：P111由电解作用和机械磨削作用相结合而进行加工的；电铸加工：P120用可导电的原模作阴极，用电铸材料（例如铜）作阳极，用电铸材料的金属盐溶液作电铸液加工的方法；涂镀加工：P123涂镀又叫刷镀或者无槽电镀，是在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的技术；激光加工：P128利用光的能量，经过透镜聚焦，在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工各种材料的；激光打孔：P136激光将工件材料在激光源照射下产生一系列的物理和化学反应以熔化和蒸发工件材料形成各种孔径；激光切割：P138利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开；激光焊接：利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池；激光淬火：是指铁基合金在固态下经激光照射，使表层激光照射，使表层被迅速加热至奥氏体化状态，并在激光停止照射后，快速自冷淬火得到马氏体组织的一种工艺方法。；激光合金化：是利用激光束使合金元素与基体表面金属混合熔化，在很短的时间内形成不同化学成分和结构的高性能表面合金层。；激光熔覆：是利用激光束在工件表面熔覆一层硬度高，耐磨，耐蚀和抗疲劳性好的材料，以提高工件的表面性能；快速成形：P169快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。；光固化快速成形：P149该工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这种液态材料在一定波长（λ=325mm）和功率（P=30mW）的紫外线激光的照射下能迅速发生光聚合反应，相对分子质量急剧增大，
材料也是从液态转变成固态；粉末烧结快速成形：P172（SLS）利用粉末材料（金属材料或非金属材料）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下逐层堆积成形；薄片层叠快速成形：P175LOM工艺采用薄片材料，加工时用CO2激光器或刀在计算机控制下按照CAD 分层模型轨迹切割片材，然后再通过热压辊热压，使当前与下面已成形的工件层粘接，从而堆积成形；熔丝堆积积快速成形：P176 FDM工艺是利用热塑料材料的热熔性、粘接性、，在计算机控制下层层堆积成形；超声波加工：P156超声波加工是指频率超过16000Hz的声波，超声波加工是利用工具端面作超声频震动，并通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种加工方法；化学加工：P179是利用酸、碱、盐等化学溶液对金属产生活学反应，使金属腐蚀溶解，改变工件的尺寸和形状（以致表面性能）的一种加工方法；化学铣切加工；P179 实际上是较大面积和较深尺寸的化学刻蚀。先把工件非加工表面用耐腐蚀性涂层保护起来，需要加工的表面露出来，浸入到化学溶液中进行腐蚀，使金属按特定的部位溶解去除的方法。光化学加工；P 181是光学照相制版和刻蚀（化学腐蚀）相结合的一种精密微细加工技术。化学抛光：P185一般是用硝酸或磷酸等氧化剂溶液，在一定条件下，使工件表面氧化，此氧化层又能逐渐溶入溶液，表面微凸起处被氧化较快二较多，微凹处则被氧化慢而减少；化学镀膜：P186在含有金属盐溶液中加入一种化学还原剂，将镀液中的金属离子还原后沉积在被镀零件表面；等离子体加工：P187是利用电弧放电使气体电离成过热的离子气体流束，靠局部熔化及气化来去除材料的；磨料流加工：P189利用一张含磨料的半流动状态的粘弹性磨料介质，在一定的压力下强迫在被加工表面上流过，由磨粒的刮削作用去除工件表面微观不平材料的工艺方法；水射流切割：P191利用高速高压水流对工件的冲击作用来去除材料的，又是简称水切割，或俗称水刀
二、填空
★通过从工件上去除材料或向工件表面添加材料，以获得具有要求的（形状）（尺寸）（表面质量）的加工方法，称为加工。
★按照机加工原理把加工分为三类：（机械加工）（特种加工）（快速成型）。
★特种加工一般按照加工时采用的能量类型分为（电火花加工）、（激光加工）、（电化学加工）超声加工、射流加工、电子束加工离子束加工、化学加工等基本加工方法，以及由这些基本加工方法组成的（快速成形）。
★电火花是便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料，如（聚晶金刚石）（淬火钢）（硬质合金钢）。
★常用的电极结构可分为（整体电极）（组合电极）（镶拼式电极）。
★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（高速小孔加工）、电火花（同步共轭回转加工）、电火花（磨削）和（镗磨）等类型。
★电火花型腔加工的工艺方法有：（单电极平动法）、（多电机更换法）、（分解电极法）、简单电极数控创成法等。
★电火花加工蚀除金属材料的微观物理过程可分为：（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。四个阶段。
★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。
★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）的电子束
对工件进行加工的方法。
★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）
★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、（工件和工具电极损耗）及其稳定性和（二次放电）现象。
★在特种加工中，请说出三种热加工方法。P3电火花加工，电子束加工，激光加工
★激光的特性：（强度高）（单色性好）（相干性好）（方向性好）。
★电火花线切割机床控制系统的功能包括（轨迹）控制和（加工）控制。
★激光打孔时，多次照射能在不扩大孔径繁荣情况下将孔打深是由于（光管）效应的结果。★特种加工有（电火花加工）（激光加工）（电化学加工）（电子束加工）（离子束加工）等
说出五种。
★电火花加工大致可分为哪些几个连续阶段，即：（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。
★电子枪包括：（电子发射阴极）（控制栅极）（加速阳极）等几部分。
★电铸加工主要用于（复制精细的表面轮廓花纹）（复制注塑用模具）（电火花型腔加工）等，试说出三种。
★涂镀技术主要用于：（修复零件磨损表面）（填补零件表面缺陷）（改善零件表面性能）
★电化学极化主要发生在（阳极）上。金属的钝化使金属阳极熔化过程的超电位（升高），
使电解速度减慢。
★评定电火花加工表面完整性的主要参数是：（表面粗糙度）（表面变质层）（表面力学性能）
★型腔模电火花加工方法有：单电极平动法，多电极更换法，分解电极加工法
★超声波加工主要是利用磨料在（超声振动）作用下的（机械撞击）和（抛磨作用及超声
空化）作用来去除材料的，同时产生的（波干涉）和（共振）现象也加速了蚀除效果，适于加工硬脆材料
★在众多的快速成型技术中，具有代表性的工艺是（光敏树脂液相固化成形）、（选择性激
光粉末烧结成形）、（薄片分层叠加成形）、（熔丝堆积成形）等四种。
★等离子体具有极高的能量密度，这是由（机械压缩效应）、（热收缩效应）、（磁收缩效应）等三种效应所造成。
★常用的激光加工工艺有（激光打孔）、（激光切割）、（激光焊接）、（激光刻蚀打标记）。
★电子束加工的主要应用有（高速打孔）、（加工型孔及特殊表面）、（刻蚀）、（焊接）、（热
处理）、（电子束光刻）等。
★离子束加工的主要应用：（离子刻蚀加工）、（离子镀膜加工）、（离子注入加工）等。
★超声加工的主要应用有：（型孔型腔加工）、（切割加工）、（复合加工）、（超声清洗）等。★电解加工的主要应用有：（深孔扩孔加工）、（型孔加工）、（型腔加工）、（套料加工）、（叶片加工）、（电解倒棱去毛刺）、（电解刻字）、（电解抛光）。
三、简答题
★特种加工与传统切削加工的不同本质和特点是什么？P2
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。
★试举出三种因采用特种加工工艺后，对材料的可加工性和结构工艺性产生重大影响的实例。P5
答:?硬质合金历来被认为是可加工性较差的材料,因为普通刀具和砂轮无法对它进行切削磨削加工,只有碳化硅和金刚石砂轮才能对硬质合金进行磨削.可是用电火花成形加工或电火花线切割加工却可轻而易举地加工出各式内外圆、平面、小孔、深孔、窄槽等复杂表面, (2)对结构工艺性,过去认为方孔,小孔,小深孔,深槽,窄缝以及细长杆,薄壁等低刚度零件的结构工艺性很差,在结构设计时应尽量避免.对E字形的硅钢片硬质合金冲模,由于90*内角很难磨削,因此常采用多块硬质合金拼镶结构的冲模.但采用电火花成形加工或线切割数控加工,则很容易加工成整体硬质合金的E形硅钢片冲模,特种加工可使某些结构工艺性由"差"变"好".
★常规加工工艺和特种加工工艺之间有何关系？应该如何正确处理常规加工和特种加工的关系？
答:一般而言,常规工艺是在切削,磨削,研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺,而且今后也始终是主流工艺.但是随着难加工的新材料,复杂表面和有特殊要求的零件愈来愈多,常规,传统工艺必然会有所不适应.所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展.
特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺,但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺.
★电火花加工时的自动进给系统和车、钻、磨削时的自动进给系统，在原理上、本质上有何不同？
答:一般而言,常规工艺是在切削,磨削,研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺,而且今后也始终是主流工艺.但是随着难加工的新材料,复杂表面和有特殊要求的零件愈来愈多,常规,传统工艺必然会有所不适应.所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展.
特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺,但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺.
★数控线切割加工的主要工艺指标有哪些？P69
答：（1）切割速度；（2）表面粗超度；（3）电极丝损耗量；（4）加工精度
★电火花线切割加工的特点有哪些？（列出4种以上）P58
答：①、数控线切割加工是轮廓切割加工，勿需设计和制造成形工具电极，大大降低了加工费用，缩短了生产周期。②、直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，适宜于加工低刚度零件及细小零件。③、无论工件硬度如何，只要是导电或半导电的材料都能进行加工。④、切缝可窄达仅 0.005mm ，只对工件材料沿轮廓进行“套料”加工，材料利用率高，能有效节约贵重材料。⑤、移动的长电极丝连续不断地通过切割区，单位长度电极丝的损耗量较小，加工精度高。⑥、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。⑦、通常用于加工零件上的直壁曲面，通过 X-Y-U-V 四轴联动控制，也可进行锥度切割和加工上下截面异形体、形状扭曲的曲面体和球形体等零件。⑧、不能加工盲孔及纵向阶梯表面。⑨、不适宜加工形状简单的大批量的零件。⑩、轮廓加工所需的加工余量小，能有效地节约贵重的材料
★电火花线切割加工主要应用在哪些方面？P59
答：①加工模具;②电火花成形加工用的电极;③试制新产品;④贵重的金属材料
★为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程，而阴极沉积是还原过程？
答：从电化学过程来说，凡是反应过程中原子失去电子成为正离子（溶入溶液）的，称为氧化，反之，溶液中的正离子得到电子成为中性原子（沉积在阴极上）的称为还原，即由正离子状态还原成为原来的中性原子状态。例如在精炼电解铜的时候，在电源正极上纯度不高的铜板上的铜原子在电场的作用下，失去两个电子成为Cu2+正离子氧化而溶解入CuCl2 溶液，而溶液中的Cu2+正离子在阴极上，得到两个电子还原成为原子而沉积在阴极上
★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。
★电解加工（如套料、成形加工等）的自动进给系统和电火花加工的自动进给系统有何异同？为什么会形成这些不同？
答：一般电解加工自动进给系统主要是控制均匀等速的进给速度，它的大小是事先设定的。进给速度的大小与端面平衡间隙有直接关系（双曲线关系），而端面平衡间隙又直接影响到阴极形状（成形加工时）。在正常电解加工时，主要依照电流的大小来进行控制，但在电极开始进入或即将退出工件时，由于加工面积的变化，则不能按照电流的大小进行控制。
电火花加工的自动进给控制系统的目的是保证某一设定加工间隙（放电状态）的稳定，它是按照电极间隙蚀除特性曲线和调节特性曲线来工作的，它的进给速度不是均匀等速的。
之所以形成这种不同的进给特性，主要是电解加工中存在平衡间隙，进给速度大，平衡间隙变小。在进给方向、端面上不易短路；而电火花加工中不存在平衡间隙，进给速度稍大于蚀除速度，极易引起短路，所以必须调节进给速度以保证放电间隙
★电解加工的电极间隙蚀除特性和电火花加工时的电极间隙蚀除特性有何不同？为什么？答：电解加工时，电极间隙蚀除特性曲线是一条双曲线，即υ a ? = C，而电火花加工的蚀除特性曲线则是一条蚀除速度在起点和终点都为零的上凸二次曲。电解加工时，只要电极不发生短路，电极间隙愈小，阳极工件的蚀除速度就愈高，生产率就愈高；反之，当电极间隙变大时，蚀除速度将下降。
电火花加工时，当放电间隙为零时，蚀除速度也为零。其实，当放电间隙很小时，排屑困难，短路率增加，蚀除速度将大大下降，甚至无法正常加工；而当放电间隙过大时，间隙无法击穿，蚀除速度也为零（相当于非线性电解液中电解加工时有一“切断间隙”）。
★激光为什么比普通光有更大的瞬时能量和功率密度？
答:因为激光器可在较长时间吸收,积聚某一波长光的能量,然后在很短的时间内放出,并且通过光学透镜将大面积光通道上的激光束聚焦在很小的焦点上,经过时间上和空间上的两次能量集中,所以能达到很大的瞬时能量和功率密度.
★电子束加工和离子束加工在原理上和应用范围上有何异同？
答:因为激光器可在较长时间吸收,积聚某一波长光的能量,然后在很短的时间内放出,并且通过光学透镜将大面积光通道上的激光束聚焦在很小的焦点上,经过时间上和空间上的两次能量集中,所以能达到很大的瞬时能量和功率密度.
★电子束加工、离子束加工和激光束三者相比各自的适用范围如何，三者各有什么优缺点？答:三者都适用于精密,微细加工,但电子束,离子束需在真空中进行,因此加工表面不会被氧化,污染,特别适合于"清洁","洁净"加工.离子束主要用于精微"表面工程",激光因可在空气中加工,不受空间结构的限制,故也适用于大型工件的切割,热处理等工艺
★超声波加工的进给系统有何特点？
答:超声波因具有较大的瞬时速度,尤其是瞬时加速度,故可用作强化工艺过程.如工业中的粉碎(使物质颗粒细化),乳化.在农业上可用强超声处理种子优化品种,在医学上可用强超声波击碎人体内的肾结石,胆结石等等.
★快速成形工艺原理与常规加工工艺有何不同？其具有什么特点？
答:超声波因具有较大的瞬时速度,尤其是瞬时加速度,故可用作强化工艺过程.如工业中的粉碎(使物质颗粒细化),乳化.在农业上可用强超声处理种子优化品种,在医学上可用强超声波击碎人体内的肾结石,胆结石等等.
★试对光固化和粉末烧结两种快速成形工艺的优缺点做比较。
SLA快速原型技术的优点是：
1、系统工作稳定。系统一旦开始工作，构建零件的全过程完全自动运行，无需专人看管，直到整个工艺过程结束。
2、尺寸精度较高，可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。
3、表面质量较好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。
4、系统分辨率较高，因此能构建复杂结构的工件。
SLA快速原型的技术缺点：
1、随着时间推移，树脂会吸收空气中的水分，导致软薄部分的弯曲和卷翅。
2、氦-镉激光管的寿命仅3000小时，价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化，成型时间较长，因此制作成本相对较高。
3、可选择的材料种类有限，必须是光敏树脂。由这类树脂制成的工件在大多数情况下都不能进行耐久性和热性能试验，且光敏树脂对环境有污染，使皮肤过敏。
SLS快速原型技术的优点是：
1、与其他工艺相比，能生产最硬的模具。
2、可以采用多种原料，例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。
3、零件的构建时间短，可达到1in/h高度。
4、无需对零件进行后矫正。
5、无需设计和构造支撑。
选择性烧结的最大优点是可选用多种材料，适合不同的用途、所制作的原型产品具有较高的硬度，可进行功能试验。
SLS快速原型技术缺点是：
1、在加工前，要花近2小时的时间将粉末加热到熔点以下，当零件构建之后，还要花5-10小时冷却，然后才能将零件从粉末缸中取出。
2、表面的粗糙度收粉末颗粒大小及激光点的限制。
3、零件的表面一般是多孔性的，为了使表面光滑必须进行后处理。
4、需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性，加工的成本高。
5、该工艺产生有毒气体，污染环境。
★从微观上看，每一次电火花放电加工大致可分哪几个连续阶段，各有什么特点？
答：（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
★简述电火花加工用的工作液和电解加工用的电解液的作用。
答电火花工作也作用：(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;(3)帮助电蚀产物的抛出和排除;(4)对工具,工件起冷却作用;
电解加工工作也的作用：作为导电介质传递电流；在电解作用下进行电化学反应，使阳极溶液能顺利而有控制的进行；及时地把加工间隙内产生的电解液产物及热量带走，起更新与冷却的作用。
★简要说明超声加工机床的主要组成及各部分的作用、超声加工的原理。
1）答：一般要由机床本体、超声波电源、超声振动系统、主轴旋转系统、主轴轴向进给系统、轴向力反馈保护系统、磨料工作夜循环系统等组成。
超声发声器的作用：将工频交流电转变成为有一定功率输出的超声频电震荡以提供工件端面往复振动和去除加工材料的的能量。
声学部分：是将高频电震荡转换成机械振动，目前实现这一目的的可利用电压效应和磁致伸缩效应两种。
机床：支撑声学部件，使工具以一定的压力作用在工件上。
磨料工作夜循环系统：加工过程中定时拾起工具并补充磨料
2）超声加工的原理：利用超声振动的工具，带动工件和工具间的磨料悬浮液，冲击和抛磨工件的被加工部位，使其局部材料被蚀除而成粉末，以进行穿孔、切割和研磨等，以及利用超声波振动使工件相互结合的加工方法。
★什么是极性效应，什么正极性加工，什么负极性加工？
答：1）极性效应：是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。
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。
★电火花加工自动进给系统的任务是什么？对自动进给系统的一般要求有哪些？
答：任务是维持一定的平均放电间隙S，保证电火花加工正常而稳定的进行，以获得较好的加工效果。
主要要求有：有较广的速度调节跟踪范围；有足够的灵敏度和快速性；有必要的稳定性；
★简离子束加工的基本原理、特点和主要应用。
答：离子束加工的基本原理：
离子束加工是在真空条件下，先由电子枪产生电子束，再引入已抽成真空且充满惰性气体之电离室中，使低压惰性气体离子化。由负极引出阳离子又经加速、集束等步骤，最后射入工件表面离子束工主要特点如下： 1.加工的精度非常高。 2.污染少。
3.加工应力、热变形等极小、加工精度高。
4.离子束加工设备费用高、成本贵、加工效率低。主要应用：
1. 刻蚀加工；
2.镀膜加工；
3.离子注入加工；
★简述超声加工的原理和特点
答：超声加工是磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果。特点; ：（1）适合加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料，例如玻璃、陶瓷、石英、宝石、金刚石等。2）工具可用较软的材料做较复杂的形状;故不需要使工具和工件作比较复杂的相
对运动，因此超声加工机床的结构简单，只需一个方向轻压进给，操作，维修方便；3)由于去除加工材料是靠极小磨料时局部的撞击作用，故工件表面的宏观切削力很小，切削应力，气息热很小，不会引起变形及烧伤，表面粗超度也较好。
★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）由于加工是的金属蒸汽会影响电子和离子的发射，产生不稳定现象，所以在加工过程中需要利用真空吸力，不断把所产生的金属蒸汽抽出去。
★激光加工设备包括哪四大部分？各有什么作用？
答：激光加工的设备包括激光器，电源，光学系统及机械系统等四大部分
1）激光器是激光加工的重要设备，它把电能转变成光能，产生激光束 2）激光器电源为激光器提供所需要的能量及控制功能
3）光学系统包括激光聚焦系统和观察瞄准系统，后者能观察和调整激光束的焦点位置，并将加工位置显示在投影仪上
4）机械系统主要包括床身，能在三坐标范围内移动的工作台及机电控制系统等。随
着电子技术的发展，目前已采用计算机技术来控制工作台的移动，实现激光加工器的数控操作
★电子束加工的基本原理及主要应用。
答：激光加工的设备包括激光器，电源，光学系统及机械系统等四大部分
1）激光器是激光加工的重要设备，它把电能转变成光能，产生激光束 2）激光器电源为激光器提供所需要的能量及控制功能
3）光学系统包括激光聚焦系统和观察瞄准系统，后者能观察和调整激光束的焦点位置，并将加工位置显示在投影仪上
4）机械系统主要包括床身，能在三坐标范围内移动的工作台及机电控制系统等。随
着电子技术的发展，目前已采用计算机技术来控制工作台的移动，实现激光加工器的数控操作
★电火花加工中的极性效应是什么？加工中如何利用极性效应来提高加工效率降低工具损
耗？线切割加工一般采用什么极性加工？为什么？
答：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。
从提高生产率和减少工具损耗角度来看，极性效应愈显著愈好。1）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；在用长脉宽作粗加工时，应将工件接负极，称负极性加工。2）合理选用工具电极的材料，根据电极对材料的物理性能、加工要求选用最佳的电参数，正确地选用极性，使工件的蚀除速度最高，工具损耗尽可能小。
线切割采用正极性加工，因为电极工具是直径较小的细丝，故脉冲宽度、平均电流不能太大，加工工艺参数的范围较小，属中、精正极性电火花加工。
★电解加工的主要优缺点有哪些？
答：电解加工的优点有：
1）加工范围广，不受金属材料本身力学性能的限制可以加工高硬度，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
2）电解加工的生产率较高，且加工生产率不直接受加工精度和表面粗超度的限制 3）可以达到较好的表面粗超度（Ra1.25-0.2um）和+-0.1mm左右的平均加工精度 4）由于加工过程中不存在机械切削力，所以不会产生有切削力所引起的残余应力和变
形，没有飞边毛刺 5）加工过程中阴极工具在理论上不会损耗，可长期使用缺点及局限性：1）不易达到较高的加工精度和加工稳定性；
2）电极工具的设计和修正比较麻烦，因而很难适用与单件生产 3）电解加工的附属设备较多，占地面积较大，成本高
4）电解产物必须进行妥善处理，否则将污染环境
★激光加工的原理是什么，激光加工通常的应用场合有哪些？
答：1）激光加工是利用光的能量，经过透镜聚焦，在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工各种材料的。
2）激光打孔、激光切割、激光刻蚀标记、表面热处理，表面改性等
★什么频率范围内的波称为超声波？超声加工系统中，超声振动系统主要有哪几部分组成？答：1）激光加工是利用光的能量，经过透镜聚焦，在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工各种材料的。
2）激光打孔、激光切割、激光刻蚀标记、表面热处理，表面改性等
★超声频电振荡是如何转换为机械振动的？超声加工系统中变幅杆的作用是什么？
答：超声频电振荡是通过换能器转换为机械振动的。变幅杆的作用是改变振动的振幅
★电铸和电镀加工的原理是什么？两者的主要区别在哪里？
答：电镀：是一种电沉过程，是基体物质（通常为工件）表面通过电化学反应使金属附着于物体表面上的过程。其目的是改变物件的表面特性或尺寸。
电铸：是通过电沉积的方法使金属在铸模上沉积形成壳层，其形状和粗糙度与芯模相同。即电铸是用电沉积的方法加工或复制工件。
主要区别：
1. 电镀层一般较薄,通常只有几微米至几十微米,而电铸层的厚度通常在零点几至几个毫米.
2. 电镀要求沉积的金属与基体牢固结合,而电铸是沉积的金属最后要与基体完全分离.
3. 电铸时时往往需要预铸,即往导电层或分离层上预沉积一层金属.
★试述光敏树脂液相固化成形的工艺原理和特点及应用。
答：光敏树脂液相固化成型的工艺原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的，这种液态材料在一定波长和功率的紫外线激光的照射下能迅速发生光聚合反应，相对分子质量急剧增大，材料也就从液态转变成固态这种方法的特点是精度高，表面质量好，原材料利用率将近100%，能制造形状特别复杂，特别精细的零件，制作出来的原型件，可快速翻制各种模具。应用 1）可直接制作各种各种树脂功能件，用作结构验证和功能测试；
2）可制作比较精细和复杂的零件，
3）可制作出有透明效果的制件
4）可制作出来的原型件可快速翻制各种模具
★电解加工是利用什么原理使工件加工成形的？电铸加工是基于什么原理？
答:电解加工时利用金属在电解液中的电化学阳极溶解，将工件加工成型的。电铸成形是利用电化学过程中的阴极沉积现象来进行成形加工的
四、综合分析
★喷气发动机、汽轮机中整体叶轮的叶片，一般采用什么方法加工？请阐述所采用的加工方法的基本原理和特点。
答：一般采用电解加工中的导套加工。导料加工方法可以加工等截面的大面积异型孔或用等截面薄型零件的下料。叶片型面形状比较发杂，精度要求较高，加工批量大。采用机械加工困难较大，生产效率低。加工周期长，而采用电解加工则不受叶片材料硬度和韧性的限制，在一次行程中就可加工出发杂的叶身型面，生产效率高，表面粗糙度小。叶轮上的叶片是逐个加工的，采用套料法加工加工完一个叶片，退出阴极，分度后再加工下一个叶片。
★试分析电火花加工、超声加工、激光加工，三种特种加工方法各自加工的能量来源、加工原理、加工机理、及相同点和不同点，各举一典型应用实例。
答：加工的能量来源：电能、震动能量和光能。
原理：1、利用工具和工件之间脉冲性火花放电是的电腐蚀现象来蚀除多余的金属；
2、利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬性材料的一种成型方法。
3、利用激光聚集后的光能转化为热能，熔化、气化被加工材料。
机理：1、极间介质的电离，击穿，形成放电通道；介质热分解，电极材料熔化，气化热膨胀；电极材料的抛出；极间介质的消电离。
2、磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声社会化作用的综合结果，
撞击作用是主要的。
3、熔化、气化被加工材料
主要应用：1、难切削的导电材料的加工，特殊及复杂形状的表面和零件
2、适合于加工各种脆硬材料，较软的材料
异同点：都属于特种加工，用于加工普通机床不便于加工的领域。其中超声波加工、激光加工为非接触式加工，没有工具损耗，加工速度快，工件不变形。
★请提出两种可行的针对玻璃、石英、宝石、金刚石、工程陶瓷等脆硬材料的小孔（孔径d<0.5）加工方法，阐述所采用的加工方法的基本原理和特点，并对两种方法的优缺点进行比较。
★为了快速的获得产品的金属模型，请请提出两种可行的种特种加工方法，简述所采用的加工方法的基本原理、特点和工艺过程，并对两种方法的优缺点进行比较。
★某新型手机的计算机设计已完成，为在很短的时间内造出数百件外壳样件，请你提出可行的制造方案，并对方案所涉及的特种加工技术原理、装置及其特点进行阐述。如果该产品通过了各种验证，要进行大批量生产，其模具制造可采用那些特种加工技术（列举2种）？请阐述所用技术的原理和特点。