特种加工技术的特点及应用

现代加工技术复习题简答题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（如电、化学、光、声、热等）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、低刚度及微细精密的零件。

航空航天特殊材料加工技术第一篇：航空航天特殊材料加工技术航空航天特殊材料加工技术——激光切割加工工艺在航空航天领域的应用激光制造技术在国防和航空航天领域的产业化应用前景远大，具有效率高、能耗低、流程短、性能好、数字化、智能化的特点，本文主要介绍了激光切割加工的组成、工作原理及各激光切割加工工艺技术在航空领域中的应用。

针对现状，我国将继续发挥激光制造技术的优势，改变我国航空航天领域的关键器件和技术主要依赖进口的现状，最终形成我国新一代激光制造产业链。

激光切割加工的组成及工作原理激光加工有四部分组成，分别是激光器、电源、光学系统、机械系统。

工作原理：激光加工利用高功率密度的激光束照射工件,使材料熔化气化而进行穿孔、切割和焊接等的特种加工。

早期的激光加工由于功率较小，大多用于打小孔和微型焊接。

到20世纪70年代，随着大功率二氧化碳激光器、高重复频率钇铝石榴石激光器的出现，以及对激光切割加工机理和工艺的深入研究，激光加工技术有了很大进展，使用范围随之扩大。

数千瓦的激光切割加工机已用于各种材料的高速切割、深熔焊接和材料热处理等方面。

各种专用的激光切割加工设备竞相出现，并与光电跟踪、计算机数字控制、工业机器人等技术相结合，大大提高了激光加工机的自动化水平和使用功能。

随着激光制造技术的发展，桥梁、船舶等结构都由传统的铆接工艺发展到采用激光焊接技术，但先进的激光焊接技术难以在飞机制造中开展广泛的应用。

长久以来，飞机结构件之间的连接一直采用落后的铆接工艺，主要原因是飞机结构采用的铝合金材料是热处理强化铝合金（即高强铝合金），一经熔焊后，热处理强化效果就会丧失，而且晶间裂纹难以避免。

因此，普通氩弧焊等熔焊方法在飞机制造中的应用成为禁区。

另一方面，在80年代初，铝及其合金的激光加工十分困难，被认为是不可能的。

主要是由于铝合金存在对10.6mm波长激光的高反射和自身的高导热性。

在当时，激光加工主要使用波长为10.6mm的CO2激光器，而铝对CO2激光的反射率高达97%，通常作为反射镜使用。

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耍求。

2）特种加工打破传统的硕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，因此必须具冇工具电极的门动进给和调节装置，使工具和工件Z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屮进行。

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；（1分）2、介质热分解、电极材料融化、气化，热膨胀；（1分）3、电极材料的抛出；（1分）4、极间介质的消电离；（1分）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；（1分）2、可以加工特殊或形状复杂的表面和零件；（1分）3、工具与工件不接触，作用力极小；（1分）4、脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热影响小。

（1分）但存在以下缺陷：1、主要用于加工金属等导电材料；（1分）2、加工速度较慢（需进行预加工，去除大部分余最）且存在一定的电极损耗。

（1分）6、简要叙述电火花加工的应用场合答：1、可以使用硕度不高的紫铜或石墨作工具电极，去加工任何硕、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。

第一章概论1特种加工又称非传统加工（NTM）或非常规机械加工（NCM）2特种加工与切削加工的不同点：不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（电、光、声、热、化学）去处金属材料；工具硬度可以低于被加工材料硬度；加工过程中工具与工件之间不存在显著的机械切削力。

3特种加工的分类缩写：电火花加工：电火花成形加工EDM;电火花线切割加工WEDM；电化学加工：电解加工ECM；电解磨削EGM；电解研磨ECH;电铸EFM；涂镀EPM。

激光加工:激光切割、打孔LBM；激光打标记LBM；激光处理、表面改性LBT。

电子束加工：切割焊接打孔EBM离子束加工：蚀刻、镀覆、注入IBM。

等离子弧加工：切割（喷镀）PAM超声加工：切割打孔雕刻USM化学加工：化学铣削CHM；化学抛光CHP；光刻PCM快速成形：液相固化法SL；粉末烧结法SLS；纸片叠层法LOM；熔丝堆积法FDM4特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响：1提高了材料的可加工性；2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对产品零件的结构设计带来很大影响；5对传统结构工艺性好坏需要重新衡量；6已经成为微细加工和纳米加工的主要手段。

第二章电火花加工一：定义：EDM，又称放电加工。

它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来。

二：原理：在一定介质（煤油或水）基于工具和工件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、形状和表面质量预定的加工要求。

三：电火花加工的条件：必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，通常约为0.02~0.1mm；火花放电必须是瞬时的脉冲性放电；火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化液或去离子水。

四：优点1适合于任何难切削导电材料的加工2可以加工特殊及复杂形状的表面和零件局限性1主要用于加工金属等导电材料，但在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料2一般加工速度较慢3存在电极损耗五：电火花加工的机理：1极间介质的电离、击穿，形成放电通道2介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀（5000度以上）3电极材料的抛出（通道中心的压力最高）4极间介质的消电离六：影响材料放电腐蚀的主要因素1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。

论述特种加工及其对机械制造工艺性的影响作者：孙扬来源：《农家致富顾问·下半月》2014年第14期摘要：特种加工方法就是将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的加工方法。

特种加工具有区别于传统机械加工方法的一些特点；特种加工有多种加工方法；特种加工对机械制造及结构工艺性具有重大影响。

关键词：特种加工；机械制造；结构工艺性1.特种加工涵义特种加工作为先进制造技术中的重要组成部分，对制造业的作用日益重要。

特种加工是相对传统切削加工而言，本质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、物质动能等对工件进行加工的工艺方法总称。

它与传统切削加工相比具有：加工过程不再主要依靠机械能，而是直接或复合利用其它能量完成工件的加工；加工所用工具材料的硬度可大大低于被加工材料硬度，有时甚至无需使用工具即可完成对工件的加工；加工过程工具与工件间不存在显著的机械切削力；加工方法日新月异等特点。

2.特种加工分类、方法及应用2.1电火花成形（穿孔）加工该法可加工任何导电材料。

它是利用火花放电腐蚀金属原理，用工具电极（纯铜或石墨）对工件进行复制加工的工艺方法，可用于加工型腔模（锻模、压铸模、注塑模等）和型腔零件；加工冲模、粉末冶金模、挤压模、型孔零件、小异型孔、小深孔等。

2.2电火花线切割加工它是利用移动的细金属丝（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电腐蚀，实现切割成形的加工方法。

它同样可以加工任何导电材料；加工各种形状的冲模、切割电火花成形加工用的电极、切割零件等。

2.3超声波加工它是利用加工工具的超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种成形方法。

超声波加工的尺寸精度可达0.05～0.01mm，表面粗度Ra值可达0.8～0.1μm，它适宜加工任何脆硬材料，可加工各种孔和型腔，也可进行套料、切割、开槽和雕刻等。

由于超声波加工的生产效率比电火花加工低，而加工精度和表面粗糟度相对较好，所以常用于对工件的抛磨和光整加工。

一、名词解释1.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。

2.电火花加工；在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。

3.极性效应；由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象。

4.电火花线切割；利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。

5.极间介质消电离；一次脉冲放电结束后，有一段间隔时间使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，从而恢复本次放电处间隙介质的绝缘强度。

6.混气电解加工；将一定压力的气体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气泡的气液混合物，然后送入加工区进行电解加工。

7.电化学加工；在阳、阴极表面发生得失电子的化学反应作为基础对金属进行加工的方法。

8.阳极溶解；以电化学为基础对金属进行加工，在阳极上为电解蚀除9.阴极沉淀；以电化学为基础对金属进行加工，在阴极上为电镀沉淀。

10电极极化；当有电流通过电极时，电极点位的平衡状态遭到破坏，使阳极的电极电位向正移，阴极的电极电位向负移的现象。

11电化学钝化；使金属阳极溶解过程的超电位升高，使电解速度减慢。

12电解加工；利用金属在电解液中得电化学阳极溶解，将工件加工成形。

13电解抛光；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。

14电解磨削；由电解作用和机械磨削作用相结合而进行加工的。

15电铸加工；利用电镀液中金属正离子在电场的作用下，镀覆沉积到阴极上去的过程。

16涂镀加工；在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的技术。

17激光加工；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加工方法。

18激光打孔；利用激光在材料上打微型小孔。

19激光切割；利用激光对材料进行切割的加工方法。

20激光焊接；以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种高效精密的焊接方法。

目录1 精密与特种加工的产生背景 (2)2 精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响 (3)3 精密与特种加工的方法及分类 (5)3.1 加工成形的原理 (5)3.2 加工方法机理 (7)3.3 精密与特种加工技术的地位和作用 (10)4 精密加工与特种加工的一些具体方面 (12)4.1 金刚石刀具精密切削加工 (12)4.2 电火花加工 (13)4.3 电化学加工 (14)4.4 激光加工 (15)4.5 超声波加工 (15)4.6 电子束和离于束加工 (15)4.6.1 电子束加工 (15)4.6.2 离子束加工 (16)4.7 超高压水射流切割 (16)4.8 其他精密与特种加工技术 (17)精密与特种加工技术1精密与特种加工的产生背景制造技术的发展已经有几千年的历史，从石器时代、铜器时代、铁器时代到现代的高分子塑料时代；从手工制作、机器制作到现代的智能控制自动化制作：同时，从一般精度加工、精密加工到现代的超精密加工及纳米加工，代表了当前先进制造技术发展的重要方向。

由于现代科学技术的迅猛发展，机械工业、电子工业、航空航天工业、化学工业等，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展，以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠地工作。

为了适应这些要求，各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现。

其结构和形状越来越复杂，材料的性能越来越强韧，对精度要求越来越高，对加工表面粗糙度和完整性要求越来越严格，使机械制造面临着一系列严峻的任务：1)解决各种难切削材料的加工问题。

如硬质合金、钛台金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。

2)解决各种特殊复杂型面的加上问题。

如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模等的立体成型表面，各种冲模、冷拔模等特殊断面的型孔，饱管内膛线、喷油嘴，喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。