特種加工第六版白基成課后習(xí)題答案

特種加工(第六版)課后習(xí)題答案

第一章概論

一、課內(nèi)習(xí)題及答案

1.從特種加工的發(fā)生和發(fā)展來舉例分析科學(xué)技術(shù)中有哪些事例是“物極必反”？有哪些

事例是“壞事有時變?yōu)楹檬隆保?/p>

答：這種事例還是很多的。以“物極必反”來說，人們發(fā)明了螺旋槳式飛機，并不斷加大

螺旋槳的轉(zhuǎn)速和功率以提高飛機的飛行速度和飛行高度。但后來人們發(fā)現(xiàn)證實螺旋槳原理本

身限制了飛機很難達到音速和超音速，隨著飛行高度愈高，空氣愈稀薄，螺旋槳的效率愈來

愈低，更不可能在宇宙空間中飛行。于是人們采用爆竹升空的簡單原理研制出噴氣式發(fā)動機

取代了螺旋槳式飛行器，實現(xiàn)了洲際和太空飛行。由輪船發(fā)展成氣墊船，也有類似規(guī)律。

以“壞事變好事”來說，火花放電會把接觸器、繼電器等電器開關(guān)的觸點燒毛、損蝕，而

利用脈沖電源瞬時、局部的火花放電高溫可用作難加工材料的尺寸加工。同樣，鋁飯盒盛放

咸菜日久會腐蝕穿孔，鋼鐵器皿、小刀等在潮濕的環(huán)境下會腐蝕。鋼鐵在風(fēng)吹雨淋時遭受銹

蝕，海洋船艦的鋼鐵船體為了防止海水的腐蝕，得消耗巨資進行防銹、防蝕。人們研究清楚

鋼鐵電化學(xué)銹蝕的原理后，創(chuàng)造了選擇性陽極溶解的電解加工方法。這些都是“壞事變好事”

的實例。

2.試列舉幾種采用特種加工工藝之后，對材料的可加工性和結(jié)構(gòu)工藝性

產(chǎn)生重大影響的實例。

答：這類實例是很多的，例如：

(1)硬質(zhì)合金歷來被認為是可加工性較差的材料，因為普通刀具和砂輪無法對它進行切

削磨削加工，只有碳化硅和金剛石砂輪才能對硬質(zhì)合金進行磨削?？墒怯秒娀鸹ǔ尚渭庸せ?/p>

電火花線切割加工卻可輕而易舉地加工出各式內(nèi)外圓、平面、小孔、深孔、窄槽等復(fù)雜表面，

其生產(chǎn)效率往往高于普通磨削加工的生產(chǎn)率。更有甚者，金剛石和聚晶金剛石是世界上最硬

的材料，過去把它作為刀具和拉絲模具等材料只有靠用金剛石砂輪或磨料”自己磨自己“，磨

削時金剛石工具損耗很大，正是硬碰硬兩敗俱傷，確實是可加工性極差。但特種加工中電火

花可成形加工聚晶金剛石刀具、工具，而激光加工則不但“削鐵如泥”而且可"削金剛石如泥

在激光加工面前，金剛石的可加工性和鋼鐵差不多了。對過去傳統(tǒng)概念上的可加工性，的確

需要重新評價。

(2)對結(jié)構(gòu)工藝性，過去認為方孔、小孔、小深孔、深槽、窄縫以及細長桿、薄壁等低剛

度零件的結(jié)構(gòu)工藝性很差，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量避免。對E字形的硅鋼片硬質(zhì)合金沖模，由

于90。內(nèi)角很難磨削，因此常采用多塊硬質(zhì)合金拼鑲結(jié)構(gòu)的沖模。但采用電火花成形加工或

線切割數(shù)控加工，則很容易加工成整體硬質(zhì)合金的E形硅鋼片沖模，特種加工可使某些結(jié)

構(gòu)工藝性由“差”變“好”。

3.工藝和特種加工工藝之間有何關(guān)系（應(yīng)該說如何正確處理常規(guī)工藝和特

種加工之間的差別）？

答：一般而言，常規(guī)工藝是在切削、磨削、研磨等技術(shù)進步中形成和發(fā)展起來的行之有

效的實用工藝，而且今后也始終是主流工藝。但是隨著難加工的新材料、復(fù)雜表面和有特殊

要求的零件愈來愈多，常規(guī)、傳統(tǒng)工藝必然會有所不適應(yīng)。所以可以認為特種加工工藝是常

規(guī)加工工藝的補充和發(fā)展。特種加工工藝可以在特定的條件下取代一部分常規(guī)加工工藝，但

不可能取代和排斥主流的常規(guī)加工工藝。

二、課外習(xí)題及答案

（-）是非題（"W表示正確，“x”表示錯誤）

1.加工是指利用電能、電化學(xué)能、化學(xué)能、光能、聲能、熱能為主，不用機械能或以

機械能為輔的去除材料的新穎加工方法。（4）

（-）填空題

1.電火花加工，粗加工時工件常接（負）極，精加工時工件常接（正）極；線切割加

工時，工件接（正）極；電解加工時，工件接（正）極；電解磨削時，工件接（正）極；電

鑄加工時，工件接（負極）；電子束加工時，工件接（正極）；離子束加工時,工件接（負極）。

（三）名詞解釋

1.特種加工

答：是指利用電能、電化學(xué)能、化學(xué)能、光能、聲能、熱能為主，不用機械能或以機械

能為輔的去除材料的新穎加工方法。

（四）問答題

1.試述在去除材料的工藝范疇中特種加工工藝形式所能解決的主要問題，特種加工在

生產(chǎn)中常用的工藝形式和適用范圍。

答：可以解決

①高硬度、高韌性、高強度、高脆性等難加工材料的加工問題。

②解決精密，微細、形狀復(fù)雜零件的加工問題。

③薄壁、彈性等易變形零件的加工問題。

常用的工藝形式有：

①電火花加工。適用于加工任何導(dǎo)電材料及半導(dǎo)體材料，常用于各種模具、異形孔、盲

孔、窄縫的加工。

②電解加工。適用于任何導(dǎo)電材料的加工，可用來加工各種深孔、花鍵孔、葉片、異形

零件及模具等，生產(chǎn)率較高，加工表面粗糙度幾=0.8?0.2同3

③化學(xué)加工。適用于對難加工的具有化學(xué)活潑性的材料進行表面蝕刻，可用來制造印制

電路板、薄板零件，蝕刻圖案、花紋等。

④激光加工。可加工任何材料，主要用于加工各種金屬、非金屬材料上的微細孔、對布

匹、紙張、木材等進行切割及熱處理。

⑤超聲加工。主要適用于各種不導(dǎo)電硬脆材料的加工，如玻璃、石英、陶瓷、寶石、金

剛石及各種半導(dǎo)體材料，也可加工硬脆的金屬材料。

⑥電鑄、涂鍍加工?？焖倏截惖街圃炷＞摺⑿迯?fù)表面磨損的零部件。

⑦此外還有電子束加工和離子束加工等。

第二章電火花加工

一、課內(nèi)習(xí)題及答案

1.兩金屬在（1）在真空中火花放電；（2）在空氣中；（3）在純水（蒸儲水或去離子水）

中；（4）在線切割乳化液中；（5）在煤油中火花放電時，在宏觀和微觀過程以及電蝕產(chǎn)物方

面有何相同和相異之處？

答：（1）兩金屬在真空中火花放電時，當(dāng)電壓（電位差）超過一定時即產(chǎn)生“擊穿”，電

子由“一”極逸出飛向“+”極，由于真空中沒有物質(zhì)阻擋電子的運動，所以沒有正離子形成，

沒有發(fā)熱的放電“通道”的概念，示波器、顯像管中電子流的運動與此類似?；旧蠜]有“電

蝕產(chǎn)物“成生。

（2）兩金屬在空氣中放電的例子是電火花表面強化、涂覆。電焊、等離子切割、等離子

焊等，也是在空氣中放電，利用電子流在空氣中撞擊氣體原子形成放電通道，在通道中和工

件表面產(chǎn)生大量的熱能用于強化、涂覆、切割和焊接。

（3）在純水、蒸儲水或去離子水中，兩金屬間電火花放電與在煤油中類似，只是水分子、

原子受電子、正離子撞擊發(fā)熱氣化，最后分解為氧原子和氫原子（分子），而不像煤油中會

分解出碳原子（碳黑微粒）和氫氣等。

（4）、（5）在乳化液中和煤油中放電過程，詳見教材中有關(guān)章節(jié)，不再另行論述。

2.有沒有可能或在什么情況下可以用工頻交流電源作為電火花加工的脈沖直流電源？

在什么情況下可用直流電源作為電火花加工用的脈沖直流電源？（提示：軋輯電火花對磨、

齒輪電火花跑合時，不考慮電極相對磨損的情況下，可用工頻交流電源；在電火花磨削、切

割下料等工具、工件間有高速相對運動時，可用直流電源代替脈沖電源，但為什么？）

答：如提示所述，在不需要“極性效應(yīng)”、不需考慮電極損耗率等的情況下，可以直接用

220V的50Hz交流電作為脈沖電源進行軋輻電火花對磨和齒輪電火花跑合等。不過回路中

應(yīng)串接限流電阻，限制放電電流不要過大。如需精規(guī)準對磨或跑合，則可在交流工頻電源上

并聯(lián)RC電路（R=：5007000C,C=0.h0.01NF），再接到兩個工件上。

在用高速轉(zhuǎn)動的金屬輪或圓片作電火花磨削、電火花切斷、下料時，如果可以不計電極

損耗率，則就可以用全波整流或整流后并聯(lián)電解電容濾波的直流電源進行電火花磨削。由于

工具電極高速轉(zhuǎn)動，所以一般不會產(chǎn)生穩(wěn)定電弧燒傷工件。最好是經(jīng)調(diào)壓變壓器降壓到

5~100V再整流供磨削之用，一則可以調(diào)節(jié)電壓或電流，二則和220V交流電源隔離，以保

障人身避免觸電的危險。

3.電火花加工時的自動進給系統(tǒng)和車、鉆、磨削時的自動進給系統(tǒng)，在原理上、本質(zhì)上

有何不同？為什么會引起這種不同？

答：電火花加工時工具電極和工件間并不接觸，火花放電時需通過自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持一

定的放電間隙，而車、鉆、磨削時是接觸加工，靠切削力把多余的金屬除去，因此進給系統(tǒng)

是剛性的、等速的，一般不需要自動調(diào)節(jié)。

4.電火花共挽同步回轉(zhuǎn)加工和電火花磨削在原理上有何不同？工具電極和工件上的瞬

間放電點之間有無相對移動？加工內(nèi)螺紋時為什么不會“亂扣”？用銅螺桿做工具電極，在內(nèi)

孔中用平動法加工內(nèi)螺紋，在原理上和共朝同步回轉(zhuǎn)法有何異同？

答：不同之處在于電火花共軻同步回轉(zhuǎn)加工時：

（1）工具電極和工件的轉(zhuǎn)動方向相同；

（2）轉(zhuǎn)速嚴格相等（或成倍角、比例關(guān)系）；

（3）工具和工件上瞬時放電點之間有很慢的相對移動。而電火花磨削時工具和工件可

以同向或反向轉(zhuǎn)動；工具和工件的轉(zhuǎn)速并不相同，磨削點之間有很大的相對移動。加工內(nèi)螺

紋時，其所以不會“亂扣”，是因為加工中工具電極和工件的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速相等，工具和工件圓

周表面上有著“各點對應(yīng)”的關(guān)系，所以能把工具表面的螺紋形狀復(fù)制到工件表面上去而不會

“亂扣”。

在內(nèi)孔中用平動法加工內(nèi)螺紋，本質(zhì)上和共扼同步回轉(zhuǎn)法相同，不同之處在于平動法加

工時工件不轉(zhuǎn)動而代之以工具電極在平動頭中作“公轉(zhuǎn)”行星式運動，其內(nèi)外圓上“各點對應(yīng)”

的規(guī)則仍然存在。

5.電火花加工時，什么叫做間隙蝕除特性曲線？粗、中、精加工時，間隙蝕除特性曲線

有何不同？脈沖電源的空載電壓不一樣時（例如80V、100V,300V三種不同的空載電壓），

間隙曲線有何不同？試定性、半定量地作圖分析之。

答：間隙蝕除特性曲線是電火花放電間隙蝕除速度和放電間隙大?。ㄩg隙平均電壓的大

?。┲g的關(guān)系，此關(guān)系可以定量地用作圖法畫成間隙蝕除特性曲線。

粗、中、精加工時，由于脈寬、峰值電流等電規(guī)準不同，同樣大小間隙的蝕除速度也就

不一樣，總的來說，粗加工時蝕除速度較大，上凸的間隙蝕除特性曲線就高于中、精加工的

曲線。

當(dāng)脈沖電源的空載電壓不一樣時，例如電壓較高為300V時，其擊穿間隙、平均放電間

隙都大于100V或80V的放電間隙，因此橫坐標上的A點（電火花擊穿間隙）將大于100V

或80V時的間隙。間隙特征曲線原點不動，整個曲線稍向右移。同理80V空載電壓的間隙

特征曲線的A點將偏向左邊。

6.在電火花加工機床上用910mm的純銅桿加工910mm的鐵桿，加工時兩桿的中心線

偏距5mm,選用八=200|is,i=5.4A,各用正極性和負極性加工lOmin,試畫出加工后兩桿的

形狀、尺寸，電極側(cè)面間隙大小和表面粗糙度值（提示：利用電火花加工工藝參數(shù)曲線圖表

來測算）。

答：加工示意圖見圖2-lao設(shè)先用正極性加工，加工后的圖形見圖b,負極損耗較大;

負極性加工后的圖形見圖c,正極工具損耗較小。具體數(shù)據(jù)請自行在圖中標明，并與書中工

藝曲線圖表進行對照比較。

a)b)c)

圖2-1

7.電火花加工一個紀念章淺型腔花紋模具，設(shè)花紋模電極的面積為

10mmx20mm=200mm2,花紋的深度為0.8mm,要求加工出模具的深度為1mm,表面粗糙度

為兄=0.63pm,分粗、中、精三次加工，試選擇每次的加工極性、電規(guī)準脈寬小峰值電流

3加工余量及加工時間，并列成一表（提示：用電火花加工工藝參數(shù)曲線圖表來計算）。

答：可按書中電火花加工工藝曲線圖表選擇粗、中、精加工的規(guī)準。例如

極加工后表面

脈寬脈間峰值電流加工余量時間

性粗糙度

粗加工（可Ra約

負600pslOOps10A0.9mm

不加抬刀）311m30min

中加工（加Ra

負100ps50Hs4A0.08mm30min

抬刀）1.25|im

精加工（加Ra

正20Hs50ps2A0.02mm30min

抬刀）0.63|im

二、課外習(xí)題及答案

（-）是非題（"W表示正確，“x”表示錯誤）

1.電火花加工是非接觸加工（指工具和工件不接觸），所以加工后的工件表面無殘余應(yīng)

力。（X）

（-）填充題

I.電火花加工按工件和工具電極相對運動的關(guān)系可分為：電火花（穿孔和成形加工）,

（電火花線切割），（電火花磨削），（電火花同步回轉(zhuǎn)共規(guī)加工），（電火花刻字、強化）等類

型。

2.電火花加工時靠火花放電產(chǎn)生（局部、瞬時的高溫）將金屬蝕除下來的。

3.電火花加工蝕除金屬材料的微觀物理過程可分為：（介質(zhì)電離擊穿）、（火花放電能量

轉(zhuǎn)換）、（蝕除物拋出）和（間隙介質(zhì)消電離恢復(fù)絕緣）四個階段。

4.電火花加工中把（由于正負極接法不同而蝕除量不同）的現(xiàn)象叫極性效應(yīng)。電火花

型腔加工的工藝方法有：（單電極加平動法）、（多次更換電極法）、（分解電極法）、（簡單電

極數(shù)控創(chuàng)成法）等。

（三）選擇題

1.一般來說，精密電火花加工時電極是：a、高損耗；b、低損耗；c、零損耗；d、負損

耗。（a）

2.用電火花加工沖模時，若加工間隙與配合間隙相同，可選用哪種工藝方法？a、直接

配合法；b、修配沖頭法；c、修配電極法。（a）

（四）名詞解釋

1.極性效應(yīng)（電火花加工中）

答：電火花加工中，把由于正負極接法不同而蝕除量不同的現(xiàn)象叫極性效應(yīng)。

2.電極相對損耗。（電火花加工中）

答：指工具電極損耗速度”e與工件損耗速度”w之百分比。即火，e/DwXlOO%

（五）計算題

1.用黃銅和石墨兩種電極加工鋼，已知

電極對生產(chǎn)率電極絕對損耗率

黃銅加工鋼0.936g/min0.225g/min

石墨加工鋼220mm3/min1.47mm3/min

（鋼的密度7.8g/cm3；銅8.4g/cm3；石墨2.0g/cm3）

試問哪個生產(chǎn)率高？哪個電極絕對損耗小？哪個相對損耗比。小？

解：相對損耗比g”JuwX100%

De---電極損耗速度（mnWmin）；

t）w----工件加工速度（mrrP/min）。

a、黃銅加工鋼時的生產(chǎn)率：%=0.936g/min=0.936/7.8cm3/min

=0.12cm3/min=120mm3/min；

石墨加工鋼時的生產(chǎn)率：i>w2=220mm3/min。

所以石墨加工鋼時的生產(chǎn)率加2大于黃銅加工鋼時的生產(chǎn)率Owlo

b、黃銅加工鋼時的電極絕對損耗：t）ei=0.225g/min=0.225/8.4cm3/min=26.8mm3/min；

3

石墨加工鋼時的電極絕對損耗：We2=1.47mm/min<t>ci?

所以石墨加工鋼時的電極絕對損耗小。

c、黃銅加工鋼時的電極相對損耗：6?|=DeI/OwIX100%=26.3/120X100%=22.3%；

石墨加工鋼時的電極相對損耗：仇="2/"w2X100%=1.47/120x100%=0.67%o

所以石墨加工鋼時的電極相對損耗小。

（六）問答題

1.試述電火花加工中蝕除工件材料（電腐蝕）的微觀物理過程。

答：由以下四個階段組成

①介質(zhì)擊穿工具電極和工件凸點處電場強度最大,此處工作液絕緣性最低而最先被擊

穿，形成等離子放電通道。

②能量轉(zhuǎn)換電流通過放電通道時釋放能量形成火花放電，把電能轉(zhuǎn)化為熱能、磁能、

聲能、光能等，其中大部分轉(zhuǎn)化成熱能，由于通道截面很小，電流密度很大（105~i（）6A/cm2）,

通道中心溫度高達10000C以上，瞬時壓力達幾十兆帕，高溫使兩極放電點局部熔化或氣化。

③蝕除產(chǎn)物的拋出材料氣化時產(chǎn)生很大的熱爆炸力，把熔化狀態(tài)的材料拋出，拋離的

金屬大部分在工作液中收縮成球狀小顆粒。一小部分飛濺，鍍覆在對面電極上。

④消電離一次脈沖放電結(jié)束后，工件留下帶凸邊的小凹穴、電場消失，通道中帶電粒

子復(fù)合，恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強度，為第二個脈沖火花放電準備條件。如果介質(zhì)來不及消電離，

易使脈沖放電轉(zhuǎn)為電弧放電，加工就無法進行。

無數(shù)次脈沖放電蝕除金屬，使工件達到加工要求。

2.電火花加工和機械加工相比有哪些優(yōu)點和缺點。

答：優(yōu)點：

①電火花加工是“以柔克剛”，用較軟的電極材料（如純銅、石墨）加工任何高硬度的導(dǎo)

電材料。而機械加工是“以硬克軟”，用高硬度、高強度的材料（如高速鋼、硬質(zhì)合金）作刀

具加工相對較軟的材料。因此很多難加工材料可用電火花加工方法加工。

②電火花加工過程中工具和工件是不接觸的，不是靠機械作用力，而是靠電火花局部瞬

時產(chǎn)生的高溫蝕除金屬的,因此不會引起工件變形,可以加工易變形的薄壁零件及彈性零件,

可以加工微小孔及窄縫。

③加工能量易于控制和轉(zhuǎn)換，易于實現(xiàn)自動化。

缺點：加工設(shè)備成本高、生產(chǎn)率低、工具損耗大。

3.電火花加工按工件和工具相對運動的關(guān)系可分為哪些類型？及各有何特點？

答：①電火花穿孔和型腔加工

運動：工具電極和工件間只有一個垂直伺服進給基本運動。

工具電極和工件有凹凸相反而形狀相同的截面。

用途：加工各類模具，如冷沖、冷拔、鍛壓、鑄造、塑料型腔模、粉末冶金模；加工曲

面零件、異型孔、盲孔、窄縫及取出斷絲錐等。

②電火花線切割

運動：工具為軸向移動的線狀電極，稱電極絲。

電極絲相對工件在水平面內(nèi)有伺服進給運動。

用途：切割沖模，切割空間直紋曲面的各種零件，如凸輪，樣板等。

③電火花鏢、磨，電火花共挽回轉(zhuǎn)加工，齒輪電火花跑合。

運動：工具電極和工件有相對的旋轉(zhuǎn)運動、徑向進給運動及軸向補償運動。

用途：加工在尺寸精度、圓度、表面粗糙度方面要求較高的孔、外圓、內(nèi)外螺紋、齒輪、

靜壓軸承內(nèi)腔等。

④電火花刻字

運動：工具電極在工件表面上一邊振動，一邊相對移動。

用途：在金屬上刻字、打印記。

4.什么叫電火花加工中的極性效應(yīng)？如何在生產(chǎn)中利用極性效應(yīng)？

答：在電火花加工中，即使電極材料相同，但正、負電極上的蝕除速度仍是不同的，這

種把由于正、負極性接法不同而蝕除速度不同的現(xiàn)象叫極性效應(yīng)。

在短脈寬的脈沖加工時，電子轟擊是主要的，正極蝕除量大于負極；在長脈寬的脈沖加

工時離子轟擊是主要的，負極蝕除量大。從提高生產(chǎn)率和減少工具損耗角度來看，極性效應(yīng)

愈顯著愈好。

一般在用短脈寬做精加工時，應(yīng)將工件接正極，稱正極性加工;在用長脈寬作粗加工時，

應(yīng)將工件接負極，稱負極性加工。

5.電火花加工中，工具電極相對損耗的含義是什么？如何降低工具電極相對損耗？

答:工具電極體積相對損耗用電極損耗速度如與工件損耗速度加之比的百分數(shù)來表示。

即：—xlOO%

也可用長度相對損耗優(yōu)來表示,

式中ALe—電極損耗長度；

（LE-ALE）——電極穿入深度。

降低工具電極相對損耗的途徑如下：

①正確選擇電極的極性

短脈寬（右30四）精加工時，電極選正極性，工件接正極。

長脈寬（八＞302）精加工時，電極選負極性，工件接負極。

在用短脈寬做精加工時，雖然相對損耗大（20%~40%）但絕對損耗不大，在用長脈寬做

粗加工時相對損耗較小，通?？蛇_1%以下。

②正確選擇電極的材料

選用熔點高、沸點高而耐蝕的材料，如石墨、鋁、鋁等。

選用導(dǎo)熱性好而耐蝕的材料，如純銅、銀等。

常用石墨和純銅做電極材料。

③利用加工過程中電極表面形成的碳鍍覆層來補償和保護電極和減少電極損耗，電極表

面如能形成0.01mm厚的黑膜，則電極損耗可降低到1%以下。不過黑膜通常只能在陽極上

（正電位時）形成。

6.工件經(jīng)過電火花加工后表面物理力學(xué)性能有何變化？影響加工表面質(zhì)量的主要因素

有哪些？

答：電火花加工后的工件表面將產(chǎn)生包含熔化層和熱影響層兩部分在內(nèi)的表面變質(zhì)層。

熔化層經(jīng)過快速冷卻后，層中的金屬晶粒非常細小，有很強的抗化學(xué)腐蝕能力，有較高的硬

度，耐磨性比機械加工的好，在金相試片上雖經(jīng)酸腐蝕，但顯微鏡下觀察時仍呈白亮色，故

又稱之為白層。熱影響層位于融化層和工件基體之間，對未淬火鋼，熱影響層就是淬火層；

對淬火鋼，熱影響層是重新淬火層、高溫回火層和低溫回火層。

由于電火花加工后工件表面經(jīng)歷了從高溫熔化到急劇冷卻的過程，所以會形成殘余拉應(yīng)

力并經(jīng)常有微細裂紋產(chǎn)生，因而疲勞強度有所下降。

當(dāng)脈沖能量增加，熔化層和熱影響層的厚度也增加，而表面粗糙度將變差。

7.影響電火花加工精度的因素有哪些？

答：除了工件的安裝、定位誤差和機床的運動誤差會影響加工精度外，影響電火花加工

精度的因素還有：

①工具電極的形狀和尺寸誤差直接影響工件的加工精度。

②放電間隙的影響。放電間隙的大小和加工時所選的電規(guī)準（電壓、峰值電流、脈沖寬

度、工作液的絕緣強度等）有關(guān)系，同時由于蝕除產(chǎn)物引起的二次放電現(xiàn)象也使入口間隙大

于出口間隙。

③加工過程中電極損耗會直接影響到加工精度。

8.試述電火花加工用脈沖電源的主要類型及優(yōu)缺點

答：①馳張式脈沖電源包括RC、RLC、RLCL等脈沖電源，結(jié)構(gòu)簡單，使用和維修方

便，用于小功率，精加工時。加工表面粗糙度值較小。

但脈沖參數(shù)受間隙物理狀態(tài)影響不穩(wěn)定（又稱非獨立式脈沖電源）電能利用率低，電極

損耗大，加工速度低，目前只用于小功率精微光整加工中。

②電子管及閘流管式脈沖電源（為獨立式脈沖電源）能滿足中、精加工的要求，但

燈絲需預(yù)熱、線路中有數(shù)千伏高壓，不利于操作安全，現(xiàn)在很少應(yīng)用。

③晶體管式脈沖電源（為獨立式脈沖電源）脈沖參數(shù)調(diào)節(jié)范圍寬，脈沖波形較好,

工具電極損耗較小，容易實現(xiàn)自動化要求。但線路比較復(fù)雜，一般用于型腔及穿孔加工，元

件壽命長，操作安全，簡便。

④可控硅晶閘管式脈沖電源（為獨立式脈沖電源）線路較簡單。工具電極損耗小，

生產(chǎn)率較高，但頻率不能做得很高，適用于大、中型模具，工件穿孔和成形。元件壽命長,

操作安全簡便。

9.試述電火花加工時液體介質(zhì)的作用以及常用的工作液種類

答：工作液的主要作用是：

①壓縮放電通道，限制其擴散，使放電能亮高度集中在極小的區(qū)域內(nèi)，以提高放電的能

量密度，提高蝕除效果。

②加速極間介質(zhì)的冷卻和消電離過程，防止電弧放電。

③工作液在電火花放電時的高溫下分解出碳黑，對正電極表面產(chǎn)生覆蓋效應(yīng)，使電極損

耗減少并得到補償和保護，但這種情況只能在負極性粗加工時出現(xiàn).

④加劇放電時流體動力過程，以利金屬的拋出。

⑤流動的工作液加速蝕除物的排除，以保持加工過程的穩(wěn)定。

常用的工作液有：

①煤油粘度低、排屑容易，有足夠的絕緣強度，廣泛使用。

②機油、變壓器油、錠子油粘度大，有利于壓縮放電通道，提高蝕除效果，但排屑困

難，適用于大功率粗加工中。

③蒸儲水、去離子水或乙醉水溶液排屑容易，常用于精密、小間隙加工中。

10.電火花加工必須采用自動調(diào)節(jié)伺服進給裝置的原因何在？

答：用以跟蹤、補償工件上的蝕除量和工具電極的損耗量，保持工具電極和工件間恰當(dāng)

的放電間隙。由于工件的蝕除速度和電極的損耗速度是隨機的，不是常值。因此，電火花加

工中不能用等速的進給裝置而必須采用調(diào)節(jié)伺服進給裝置。

第三章電火花線切割加工

一、課內(nèi)習(xí)題及答案

1.電火花線切割時，粗、中、精加工時的生產(chǎn)率的大小和脈沖電源的功率、輸出電流的

大小有關(guān)。用什么辦法來衡量、判斷脈沖電源加工性能的好壞（絕對性能和相對性能）？

答：可用單位電流（每安培電流）的生產(chǎn)率來衡量，即可客觀地判斷脈沖電源加工性能

的好壞。例如某脈沖電源峰值電流25A時的切割速度為100mm2/min,另一電源峰值電流

27A時切割速度為106mm2/min,則前者的相對生產(chǎn)率為100/25=4mm2/min,優(yōu)于后者

106/27=3.9mm2/min,又如某線切割脈沖電源3A時切割速度為100mm2/min,另一電源3.5A

時為124mm2/min,則前者相對切割速度為33.3mm2/A-min,低于后者35.5mm2/A-min。

2.電火花加工和線切割加工時，如何計算脈沖電源的電能的利用率？試估計一般線切

割方波脈沖電源的電能利用率？

答：設(shè)脈沖電源的空載電壓為100V,加工時火花放電間隙的維持電壓為25V,則消耗在

晶體管限流電阻上的電壓為100—25=75V,由此可以算出電能利用率為：

有用能量:輸入能量=25:100=1:4=25%

能量的消耗率為：

損耗能量:輸入能量=75:100=3:4=75%

可見75%的能量損耗在限流電阻的發(fā)熱上。

3.設(shè)計一個測量、繪制數(shù)控線切割加工的間隙蝕除特性曲線的方法（提示：使線切割等

速進給，由欠跟蹤到過跟蹤）。

答：這一習(xí)題有一定的難度，需對間隙蝕除特性曲線和線切割加工伺服進給系統(tǒng)有一定

深度的理解才行。間隙蝕除特性曲線是蝕除速度和放電間隙（間隙平均電壓）的關(guān)系曲線（參

見第二章電火花加工的伺服進給）。線切割加工時，調(diào)節(jié)伺服進給量的大小，可以在一定程

度上改變平均放電間隙。例如把進給速度人為調(diào)慢，處于“欠進給”狀態(tài)，則平均放電間隙偏

大，反之，進給速度過高，"過進給''時，則放電間隙偏小。測繪間隙蝕除特性曲線時，利用

“改變預(yù)置進給速度”來改變放電間隙的大小。實際上放電間隙的大小（絕對值）很難測量,

但可以用加工時的平均間隙電壓大小來相對測量間隙值的大小。為此，要在工件和鋁絲（導(dǎo)

電塊）或直接在電源輸出端并一個滿刻度100V（用于測空載、偏空載時的開路間隙電壓）、

20V（用于測偏短路時的間隙電壓）的直流電壓表。實際測繪時，先不用線切割機床的“自動

檔'’（伺服）進給，而采用“人工檔”（等速進給）進給功能。

最初用較慢的等速進給速度進行切割，此時處于“欠跟蹤”的進給狀態(tài)，待切割穩(wěn)定后就

記下進給速度和此時的間隙平均電壓，在坐標上作出曲線上的某一點。以后稍微調(diào)快進給速

度（仍為等速進給），同樣測得第二、三…點的數(shù)據(jù)。當(dāng)調(diào)節(jié)到進給速度約等于蝕除速度時，

此時即為最佳狀態(tài)8點，放電間隙為最佳放電間隙SB,此時的切割速度為最大。當(dāng)以更大

的進給速度（等速）切割時，由于沒有伺服功能，進給速度大于可能的蝕除速度，放電間隙

逐步減小，最后即將形成短路，放電間隙為零。此時應(yīng)盡快停止進給，并事先做好記錄。

在曲線最高點B之右，用上述方法比較容易做出間隙蝕除特性曲線的右半部分。但B點

左邊的曲線，因放電間隙逐步減小并趨于短路，易把鋁絲頂彎，因此應(yīng)多加小心。

4.一般線切割加工機床的進給調(diào)解特性曲線和電火花加工機床的進給特性曲線有何不

同？與有短路回退功能的線切割加工機床的進給調(diào)解特性曲線又有什么不同？

答：一般線切割機床的進給系統(tǒng)，往往沒有短路回退功能，或短路后經(jīng)一定時間例如30s

后仍不能自動消除短路狀態(tài)，則回退256步（相當(dāng)于0.256mm）,如仍不能消除短路，則自

動停止進給或同時報警，這與電火花成形加工機床遇短路即退回不一樣。上述無短路回退功

能的線切割機床的進給調(diào)解特性曲線就不會有橫坐標左下部分的曲線，亦即工具電極（鋁絲）

的進給速度。d沒有負值。

即使有短路回退功能的線切割機床，短路后的回退速度是固定的（不像電火花成形加工

機床那樣短路后將以較高的速度vd0回退），所以進給調(diào)節(jié)曲線特征曲線的左下部為窄小矩

形，即放電間隙較小時，進給速度0,一旦完全短路后，鋁絲才低速（恒速）回退。

5.設(shè)計一個測量、繪制數(shù)控線切割加工機床的進給調(diào)解特性曲線的方法（提示：在線切

割機床上作空載模擬試驗。用可調(diào)的直流電源模擬火花間隙的平均電壓）。

答：這一習(xí)題也有一定難度，需對線切割機床的變頻進給系統(tǒng)有一定的了解。線切割機

床的進給速度始是由火花放電間隙的平均電壓來決定的。如越大，久亦大，"e小，d也小，

Me=0,Dd=0或等速回退。為此可以用"模擬法''來測繪線切割加工機床的進給調(diào)解特性曲線。

具體的方法是：使線切割機床處于加工狀態(tài)，可不開絲筒、不開高頻電源，但應(yīng)使工作

臺處于“人工”等速進給狀態(tài)。此時工作臺進給的“取樣電壓”，并不是來自火花放電間隙的平

均電壓網(wǎng)（%再經(jīng)電阻分壓成10?12V的電壓，經(jīng)“變頻調(diào)節(jié)”電位器送至“壓一頻”（U-f）轉(zhuǎn)換

器，將此低電壓u轉(zhuǎn)換成進給脈沖，頻率為了,令工作臺進給），而是由+12V的外加電壓，

經(jīng)“變頻調(diào)節(jié)''電位器調(diào)壓輸入至“壓一頻”（u-f）轉(zhuǎn)換器。低電壓0V相當(dāng)于間隙短路，最高

10?12V相當(dāng)于間隙開路狀態(tài)。可以將此電壓由低向高調(diào)節(jié)，例如0V、2V、4V、6V、8V、

10V…直至12V,模擬不同的記錄下每種不同電壓時的工作臺進給速度（可以從控制器

面板數(shù)顯表上測得），然后即可繪制出進給調(diào)節(jié)特性曲線。

6.今擬用數(shù)控線切割加工有8個齒的爪牙離合器，試畫出其工藝示意圖并編制出相應(yīng)

的線切割3B程序。

答：由于爪牙離合器工件是圓筒形的，端面上需切割出8個爪牙方齒，故切割時必須有

一個數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺附件。辦法為先在圓套筒上鉆一個01~2mm的穿絲孔，裝夾好工

件后，調(diào)整到穿絲孔為最高點時穿絲，回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動切除爪牙的端面，見示意圖。

數(shù)控回轉(zhuǎn)臺

爪牙側(cè)面

切割的程序（一次切出凸、凹兩個爪牙離合器）為:

1）BBBJ=穿絲孔距離GxU（x向移動）

2）BBBJ=l/2齒寬GyL?（y向轉(zhuǎn)動）

3）BBBJ=齒深GxL3（x向移動）

4）BBBJ=齒寬GyL（y向轉(zhuǎn)動）

5）BBBJh齒深GxLi（x向移動）

6）BBBJ=齒寬GyU（y向轉(zhuǎn)動）

7）.......

二、課外習(xí)題及答案

（-）計算題

1.試確定加工如下圖所示工件的工藝過

程，以及各工序所用的大致工藝規(guī)準。設(shè)材料9

為40Cr,硬度55HRC。*

技術(shù)要求：

1）頂?shù)酌娴钠叫卸?.01mm；

2）內(nèi)外柱面同軸度0.02mm；

3）內(nèi)外柱面對底面的垂直度

0.02mm。

解：工藝過程

1）在工件中心鉗工鉆穿絲孔05~6mm；

2）淬火、回火；

3）磨上下兩平面到尺寸（19±0.02）mm；

4）研磨穿絲孔，便于找正中心；

5）裝夾，找中心，線切割

9（10±0.02）mm,尺。8叩1孔，電壓

70V,脈寬朽5gs；

6）線切割外形，保證9（30±0.02）mm、

R（5、40±0.02）mm及凡1.6pm和同心度

0.02mm＞垂直度0.02mm要求，電壓80V,脈寬八=202

2.試按我國數(shù)控機床3B格式編出中心軌跡為下示圖形的程序。

解：設(shè)自4點切入，按A、8、C...切割，按勾股弦定理，4點坐標的絕對值

為:x=0.5mm=5000pm,y=\152-0.52=4.975mm=4975|im。由止匕編程得3B程序為:

。BBB4975GyL2；QBBB4975GyL3；

3B4975B500B1000GySR3；4BBB4975GxL2；

5BBB4975GyL2；6B500B4975B1000GxSR2；

7BBB4975GyL4；8BBB4975GyLl；

9B4975B500B1000GySRl；WBBB4975GyL3；

HBBB4975GyL4；L2B500B4975B1000GxSR4；

第四章電化學(xué)加工

一、課內(nèi)習(xí)題及答案

1.從原理和機理上來分析，電化學(xué)加工有無可能發(fā)展成為“納米級加工”或“原子級加工”

技術(shù)？原則上要采用哪些措施才能實現(xiàn)？

答：由于電化學(xué)加工從機理上看，是通過電極表面逐層地原子或分子的電子交換，使之

在電解液中“陽極溶解'’而被去除來實現(xiàn)加工的，可以控制微量、極薄層“切削”去除。因此，

電化學(xué)加工有可能發(fā)展成為納米級加工或原子級的精密、微細加工。但是真的要實現(xiàn)它，從

技術(shù)上講還有相當(dāng)難度。主要是由于電化學(xué)加工的實質(zhì)是實現(xiàn)選擇性陽極溶解或選擇性陰極

沉積，只要能把這種溶解或沉積的大小、方向控制到原子級上就可以了。但是由于它們的影

響因素太多，如溫度、成分、濃度、材料性能、電流、電壓等，故綜合控制起來還很不容易。

2.為什么說電化學(xué)加工過程中的陽極溶解是氧化過程，而陰極沉積是還原過程？

答：從電化學(xué)過程來說，凡是反應(yīng)過程中原子失去電子成為正離子（溶入溶液）的，稱

為氧化，反之，溶液中的正離子得到電子成為中性原子（沉積在陰極上）的稱為還原，即由

正離子狀態(tài)還原成為原來的中性原子狀態(tài)。例如在精煉電解銅的時候，在電源正極上純度不

高的銅板上的銅原子在電場的作用下，失去兩個電子成為Cu2+正離子氧化而溶解入CuCl2溶

液，而溶液中的Cu2+正離子在陰極上，得到兩個電子還原成為原子而沉積在陰極上。

3.原電池、微電池、干電池、蓄電池中的正極和負極，與電解加工中的陽極和陰極有何

區(qū)別？兩者的電流（或電子流）方向有何區(qū)別？

答：原電池、微電池、干電池和蓄電池中的正極，一般都是較不活潑的金屬或?qū)щ婓w，

而其負極，則為較活潑的金屬。例如干電池，正極為不活潑的石墨（碳）棒，負極為活潑金

屬鋅，蓄電池的正極是不活潑的鉛。金屬與導(dǎo)電液體形成的微電池中的正極往往是不活潑的

碳原子或雜質(zhì)。兩種活潑程度不同的金屬（導(dǎo)電體）在導(dǎo)電溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)能產(chǎn)生電

位差，電位較正的稱為“正極”，流出電流（流入電子流），電位較低的流入電流（流出電子

流）。電解加工時人為地外部加以電源，接電源正極稱陽極，接電源負極的稱陰極，陽極表

面流出電流（流入電子流），陰極表面流入電流（流出電子流），兩者的方向仍一致，見圖4-

1。

4.舉例說明電極電位理論在電解加工中有什么具體應(yīng)用？

答：電極電位理論在研究、分析電解加工中有很重要的作用，具體應(yīng)用在：

1）分析電極上電化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物在電解加工時，在陰陽兩極都有電化學(xué)反應(yīng)，可能

參與反應(yīng)的有電極金屬材料、電解液中的有效成分以及水的電離產(chǎn)物H+、OHo但真正能

在電極上完成電化學(xué)反應(yīng)的是什么？則需要應(yīng)用電極電位理論加以分析判斷。即:在陽極上,

只有電極電位最"一''的離子才能參與反應(yīng)。

2）估計某種金屬材料電解加工的質(zhì)量和可加工性每一種金屬材料都是由不同元素所

組成（真正由單一元素組成的材料極少），而在電解加工時，人們希望陽極金屬的電解過程

是均勻的。只有這樣，加工表面的粗糙度值才會比較好，加工過程才能平穩(wěn)。如果陽極金屬

材料的組成元素其電極電位相差很大，則在電解加工中會由于一些元素的電極電位較

而不能及時溶解，使加工表面形成一些凸出點，造成加工表面粗糙度值增大。更為嚴重的是

這種凸出的質(zhì)點會造成加工過程的短路、燒損電極，甚至使加工無法進行。例如鑄鐵和高碳

鋼中有C及Fe3c存在，它們的電極電位高達+0.37V,而Fe/Fe?+的電極電位僅為-0.59V,

因此C及Fe3c在電解加工中幾乎無法被陽極溶解而最終形成凸出質(zhì)點，從而造成鑄鐵、高

碳鋼甚至滲碳鋼的電解加工可加工性很差。

5.陽極鈍化現(xiàn)象在電解加工中是優(yōu)點還是缺點？舉例說明。

答：電極鈍化現(xiàn)象的存在，使電解加工中陽極溶解速度下降甚至停頓。從生產(chǎn)率的角度

出發(fā)人們不希望選用能產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象的鈍化型電解液。

但是，當(dāng)采用NaCl等非鈍化型電解液工作時，雖然生產(chǎn)率很高，但因為雜散腐蝕嚴重，

成形精度較差，嚴重影響了電解加工的應(yīng)用。而當(dāng)采用鈍化型電解液加工時，盡管電極工具

的非工作面沒有絕緣，但當(dāng)加工間隙達到一定尺寸后，對應(yīng)的工件表面就會產(chǎn)生鈍化膜，可

以避免產(chǎn)生雜散腐蝕，提高加工精度，促進電解加工的推廣應(yīng)用。

電解磨削、電解研磨等加工方法也是利用了陽極鈍化現(xiàn)象的存在而開發(fā)出來的。它們利

用了鈍化膜對金屬表面的保護作用，采用機械去除鈍化膜的方法，使金屬微觀表面凸點的鈍

化膜被刮除，并迅速電解，而低凹處的鈍化膜起保護作用，使局部不被電解，最終使金屬表

面的整平作用加快，可實現(xiàn)精加工。

6.在厚度為64mm的低碳鋼鋼板上用電解加工方法加工通孔，已知陰極直徑924mm,

端面平衡間隙4=0.2mm。

求：（1）當(dāng)陰極側(cè)面不絕緣時，加工出的通孔在鋼板上表面及下表面其孔徑各是多少？

（2）當(dāng)陰極工具側(cè)面絕緣,且陰極側(cè)面工作圈高度b=lmm時，所加工出的孔徑是多少？

￡>=d+24="24)mm?25.33mm

7.電解加工（如套料、成形加工等）的自動進給系統(tǒng)和電火花加工的自動進給系統(tǒng)有何

異同？為什么會形成這些不同？

答：一般電解加工自動進給系統(tǒng)主要是控制均勻等速的進給速度，它的大小是事先設(shè)定

的。進給速度的大小與端面平衡間隙有直接關(guān)系（雙曲線關(guān)系），而端面平衡間隙又直接影

響到陰極形狀（成形加工時）。在正常電解加工時，主要依照電流的大小來進行控制，但在

電極開始進入或即將退出工件時，由于加工面積的變化，則不能按照電流的大小進行控制。

電火花加工的自動進給控制系統(tǒng)的目的是保證某一設(shè)定加工間隙（放電狀態(tài)）的穩(wěn)定，

它是按照電極間隙蝕除特性曲線和調(diào)節(jié)特性曲線來工作的，它的進給速度不是均勻等速的。

之所以形成這種不同的進給特性，主要是電解加工中存在平衡間隙，進給速度大，平衡

間隙變小。在進給方向、端面上不易短路；而電火花加工中不存在平衡間隙，進給速度稍大

于蝕除速度，極易引起短路，所以必須調(diào)節(jié)進給速度以保證放電間隙。

8.電解加工時，何謂電流效率？它與電能利用率有何不同？如果用12V的直流電源（如

汽車蓄電池）作電解加工，電路中串聯(lián)一個滑桿電阻來調(diào)節(jié)電解加工時的電壓和電流（例如調(diào)

到兩極間隙電壓為8V）,問：這樣是否會降低電解加工時的電流效率？為什么？

答：電解加工時的電流效率是指按照法拉第電解定律所計算出的理論金屬蝕除量與實際

金屬蝕除量之比。由于在電解加工陽極溶解的同時，還會出現(xiàn)如析氧等副反應(yīng)，因此電解加

工時電流效率一般小于1。

電能利用率是指電源輸入的總能量在電解加工中用了多少，在其它方面（如線路損耗）

又用了多少。如題所示，利用滑桿電阻可以調(diào)節(jié)電解加工時的輸入電流、電壓，而滑桿電阻

本身產(chǎn)生的熱損耗與電解加工無關(guān)?；瑮U電阻的熱損耗愈大，電能利用率愈低。而經(jīng)過滑桿

電阻調(diào)節(jié)電壓、電流之后進行電解加工時，它的電流效率并沒有變化，仍然是按照法拉第電

解定律計算，與其它因素?zé)o關(guān)。

9.電解加工時的電極間隙蝕除特性與電火花加工時的電極間隙蝕除特性有何不同？為

什么？

答：電解加工時，電極間隙蝕除特性曲線是一條雙曲線，即?！啊?C（常數(shù)）如圖4-3a

所示；而電火花加工的蝕除特性曲線則是一條蝕除速度在起點和終點都為零的上凸二次曲

線,如圖如3b所示。

電火花加工放電間隙As

a）b）

圖4-3

電解加工時，只要電極不發(fā)生短路，電極間隙愈小，陽極工件的蝕除速度就愈高，生產(chǎn)

率就愈高；反之，當(dāng)電極間隙變大時，蝕除速度將下降。

電火花加工時，當(dāng)放電間隙為零時，蝕除速度也為零。其實，當(dāng)放電間隙很小時，排屑

困難，短路率增加，蝕除速度將大大下降，甚至無法正常加工；而當(dāng)放電間隙過大時，間隙

無法擊穿，蝕除速度也為零（相當(dāng)于非線性電解液中電解加工時有一“切斷間隙”）。

10.如何用電極間隙的理論進行電解加工陰極工具的設(shè)計？

答：電解加工時的蝕除速度應(yīng)遵循雙曲線規(guī)律，即q/=C。對平板電極而言，當(dāng)電極

進給速度與陽極蝕除速度相等時，電極間隙相對平衡不變，稱為端面平衡間隙。對于曲面電

極各法線方向的平衡間隙等于：

4二二

cos。

式中4——法向平衡間隙；

Jb——端面平衡間隙；

0——法線方向與進給方向的夾角。

由此，在已知端面平衡間隙/b的情況下，可以利用作圖法（稱為cos。法）設(shè)計電極。

圖4-4

步驟如下：

已知工件形狀及端面平衡間隙4

1）在工件輪廓線上取Ai、4…點；

2）過4、4…作法線及與進給方向相平行的直線；

3）在與進給方向相平行的線上取4Ci=A2C2=3=/b；

4）過Ci,C2,…作垂線，與各點法線的交點為B”B2,...；

5）連接S，員，…即為陰極工具輪廓。

二、課外習(xí)題及答案

（-）是非題（“4”表示正確，“x”表示錯誤）

1.電化學(xué)反應(yīng)時，金屬的電極電位越負，越易失去電子變成正離子溶解到溶液中去。

3）

2.氯化鈉電解液在使用中，氯化鈉成分不會消耗，不必經(jīng)常添加補充。（Y）

3.法拉第電解定律認為電解加工時電極上溶解或析出的物質(zhì)的量與通過的電量成正比,

它也適用于電鍍。（4）

4.用線性電解液進行電解加工，可獲得較高的加工精度。（x）

5.電解加工時，串聯(lián)在回路中的降壓限流電阻使電能變成熱能而降低電解加工的電流

效率。（x）

（-）填充題

1.工件為鐵，工具為銅，在NaCl電解液中進行電解加工時，陽極生成（Fe（OH）2），

陰極生成H2，但電解液內(nèi)最終生成物是（Fe（OH）3）。

2.電解加工采用（低）電壓、（大）電流的（直）流電源、常用的有（直流發(fā)電機組）、

（硅整流電源）和（晶閘管電源）。

3.電解加工必須有足夠的流速，約在（10）m/s以上，為的是（把氫、氫氧化物等電解

產(chǎn)物沖走，并把加工區(qū)產(chǎn)生的熱量帶走）。

4.將普通磨床改裝為電解磨床，主要改裝工作有：（將普通砂輪改用導(dǎo)電砂輪）、（增加

電刷導(dǎo)電裝置）、（使砂輪軸與機床絕緣）、（使工件、夾具體與機床絕緣）以及（增加防護罩、

排風(fēng)和電解液銹蝕、過濾裝置）等。

（三）選擇題

1.用銅電極電解加工鋼，在陰極主要生成：a.H2;b.O2；c.Cl2；d.Na。而電

解液中最后生成物是：a.FeCL;b.NaCl；c.Fe（OH）2;d.Fe（OH）3。（a；d）

2.需加工一批葉片型面，精度為0.1mm,表面粗糙度RaV0.4pm,應(yīng)選用：a.電火花成

形加工；b.三維線切割加工；c.電解加工；d.化學(xué)加工。（c）

3.有.一批內(nèi)孔利5+0.01mm,長50mm的合金鋼套，需去除磨削內(nèi)孔后表面變質(zhì)層和

改善表面粗糙度，應(yīng)采用：a.電解磨削；b.超聲研磨；c.擠壓研磨：d.電解拋光；

e.化學(xué)拋光。（c）

4.一批不銹鋼內(nèi)齒輪，需去除插齒時留在端面上的毛刺，應(yīng)選用：a.電解去毛刺；

b.磨削噴射去毛刺；c.擠壓玲磨去毛刺；d.液力加工去毛刺。（a）

（四）名詞解釋

1.切斷電流密度。

答：在電解加工中，當(dāng)電流密度小于ia時，電流效率〃=0即加工速度為零，則冊稱切斷

電流密度。

2.電解加工中復(fù)制精度

答：為加工后工件尺寸形狀與陰極尺寸形狀之偏差。

3.電解加工中重復(fù)精度

答：用同一工具陰極加工的一批工件間尺寸形狀的偏差。

4.電解加工的平衡間隙

答：當(dāng)電解加工一定時間后，工件的溶解速度也和陰極的進給速度“相等，加工過程達

到動態(tài)平衡，此時的加工間隙為平衡間隙康。

5.混氣電解加工

答：在氣液混合器中將一定壓力的氣體混合成含無數(shù)小氣泡的電解液再進入間隙進行加

工的方法，可改善電解液性能，提高復(fù)制精度。

6.線性電解液

答：例如NaCl電解液，其電流效率為接近100%的常數(shù)，加工速度也與電流密度i曲線

為通過原點的直線⑼=〃3），生產(chǎn)率高，但存在雜散腐蝕，加工精度差。

7.非線性電解液

VL

答：例NaCICh、NaN03電解液，其電解效率〃不

是常數(shù)，丸-i曲線為不同過原點的曲線。當(dāng)電流密度小于

切斷電流密度。時，加工速度為零，加工精度高，沒有雜

散腐蝕，加工生產(chǎn)率低。

8.復(fù)合加工

答：把兩種特種加工方法復(fù)合在一起，或者把一種或兩種特種加工方法與常規(guī)機械加工

方法復(fù)合在一起，從而使之成為相輔相成,相得益彰的加工工藝，例電解電火花加工(ECDM)、

電解電火花機械磨削(ECDMG)等。

(五)計算題

1.用NaCl電解液加工低合金鋼(體積電化當(dāng)量(o=2.22mm3/A-min),當(dāng)電流為900A

時，加工4min,求工件去除體積V是多少？

解：根據(jù)法拉第定律

V=t]toh

鋼的體積電化當(dāng)量<o=2.22mm3/A-min

電流/=900A加工時間r=4min

NaCl電解液的電流效率〃=1

工件去除的體積V=1x2.22x900x4mm3=7992mm3

2.用NaCl電解液加工低合金鋼(體積電化當(dāng)量(u=2.22mm3/A-min),當(dāng)電流為900A

時，若工件面積S=200mm2,求陰極的進給速度？

解：加工電流密度z=//5=900/500A/mm3=l.8A/mm3

陰極進給速度t)=tia>i

NaCl電解液的電流效率〃=1；a>=2.22mm3/A-min；

陰極進給速度01.-1x2.22x1.8mm/min=4mm/min

3.用10%NaCl電解液加工高溫合金。已知外電壓E=12V,

陰極壓降5E=2V,陰極進給速度以=0.3mm/min,電導(dǎo)率

上0.1501/C?cm,電化當(dāng)量to=1.5mnP/A-min。求：A點的平衡間隙

及8點的法向平衡間隙。

解：〃=100%；co=1.5mm3/A-min；

AT=0.1501/C?cm=0.01501/Q?mm

OR=￡-<5K=(I2-2)V=10V

vc=0.3mm/min

<9=30°

A點的平衡間隙Ab=〃a)kUR/Dc=1x0.01501x1.5x10/0.8mm=0.281mm

B點的法向平衡間隙/m=/b/cos8=0.281/cos30°mm=0.325mm

4.用側(cè)面絕緣的陰極電解法加工淬火鋼上的型孔，陰極直徑為840mm；工作刃圈

6=1.5mm；電解液NaCl溶液外加電壓E=14V；陰g____2_____

極壓降（5E=2V,鋼的體積電化當(dāng)量3=2.22

mmVAmin,電導(dǎo)率公0.2/C*cm；陰極進給速度以

=2mm/min,求端面平衡間隙4,及加工直徑。。

解：已知：NaCl電解液電流效率〃=1；

（w=2.22mm3/A-min：Q0.2/C?cm；DR=E-C>E=14-

2=12V；Vc=2mm/min；6=1.5mm；陰極直徑

d=w40mm。

端面平衡間隙

zJb=r）（DkUR/t）c=1x2.22x0.5x12/2mm=0.266mm

側(cè)面間隙

mm=0.932mm

加工孔直徑￡>=J+24s=（40+2x0.93）mm=41,864mm

（六）問答題

1.電解加工的基本原理如何？

答：電解加工就是利用金屬在電解液中

發(fā)生陽極溶解的原理將零件加工成形的。

加工時，工件接直流電源正極，稱為陽

極，工具接直流電源的負極，稱為陰極。二

極間電壓為6?21V,兩極間保持一定間隙

（0.1?1mm）,電解液以較高的流速（5?60m/s）從兩極之間的間隙中流過，使兩極之間

形成導(dǎo)電通路，使工件表面金屬不斷產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)而溶解到電解液中。電解產(chǎn)物被電解液