年梧州學院精密與特種加工技術考試復習題內附答案剖析

PAGEPAGE10《精密與特種加工技術》復習題單項選擇題：C1.超精密加工機床中微量進給裝置最常用的形式是（）a、機械傳動式；b、熱變形式；c、電致伸縮式；d、磁致伸縮式D2.金剛石晶體在高磨削率方向上，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.用電火花加工沖模時，若凸凹模配合間隙小于電火花加工間隙時，應選用的工藝方法是：（）a、直接配合法；b、化學浸蝕電極法；c、電極鍍銅法；d、沖頭鍍銅法D4.超精密加工機床中采用的T形總體布局為：主軸作Z向運動，進給系統(tǒng)作X向運動，因而主軸的驅動方式是：（）a、電動機通過帶傳動驅動；b、電動機通過柔性聯軸器驅動；c、采用內裝式同軸電動機驅動；d、b和c兩種方式都有。A5.一般來說，精密電火花加工時電極是：（）a、高相對損耗；b、低相對損耗；c、零損耗；d、負相對損耗C6.下列工件材料選項中，不適于電火花加工的是（）a、硬質合金；b、鈦合金；c、光學玻璃；d、淬火鋼B7.電解加工型孔過程中，（）要求工具電極作自動伺服進給；b、要求工具電極作均勻等速進給；c、要求工具電極作均加速進給；d、要求工具電極整體作超聲振動。A8.下列選項中不正確的選項是：（）a、電解加工中，加工速度與加工間隙成正比；b、電解加工中，加工速度與電流效率成正比；c、電解加工中，加工速度與工件材料的電化學當量成正比；d、電解加工中，加工速度與電解液的電導率成正比C9.在材質硬且脆的非金屬材料上加工型孔時，宜采用的加工方法是（）a、電火花加工；b、電解加工；c、超聲波加工；d、電子束加工D10.下列論述選項中正確的是（）a、電火花線切割加工中，只存在電火花放電一種放電狀態(tài)；b、電火花線切割加工中，由于工具電極絲高速運動，故工具電極絲不損耗；c、電火花線切割加工中，電源可選用直流脈沖電源或交流電源；d、電火花線切割加工中，工作液一般采用水基工作液。B11.一般來說，精密電火花加工時電極是：（）a、低損耗；b、高損耗；c、零損耗；d、負損耗A12.用電火花加工沖模時，若加工間隙和配合間隙相同，應選用的工藝方法是：（）直接配合法；b、修配沖頭法；c、修配電極法；d、階梯電極法C13.超聲波加工時，（）a、工具整體在作超聲振動；b、只有工具端面在作超聲振動；c、工具中各個截面都在作超聲振動，但它們的相位在時間上不一致；d、工具不作超聲振動。C14.下列四個選項中，屬于超硬磨料的選項是（）a、白剛玉；b、棕剛玉；c、立方氮化硼；d、碳化硼D15.金剛石晶體的各向異性表現為（）a、各個晶面的硬度不同，110晶面的硬度最高；b、各個晶面的耐磨性不同，110晶面的磨削率最低，最不易磨損；c、各個晶面的面網密度不同，110晶面的面網密度最?。籨、各個晶面的耐磨性不同，同一晶面不同方向上的耐磨性也不同。B16.電解加工型孔過程中，（）要求工具電極作自動伺服進給；b、要求工具電極作均勻等速進給；c、要求工具電極作均加速進給；d、要求工具電極整體作超聲振動。D17．在電火花加工中存在吸附效應，它主要影響：（）a、工件的可加工性；b、生產率； c、加工表面的變質層結構；d、工具電極的損耗D18．超精密加工機床中主軸部件結構應用最廣泛的是：（） 密排滾柱軸承結構；b、滑動軸承結構； c、液體靜壓軸承結構；d、空氣靜壓軸承結構。A19．下列四個選項中，哪個是離子束加工所具有的特點（）a、加工中無機械應力和損傷；b、通過離子撞擊工件表面將機械能轉化成熱能，使工件表面熔化而去除工件材料；c、工件表面層不產生熱量，但有氧化現象；d、需要將工件接正電位（相對于離子源）。C20．一般來說，電解加工時工具電極是：（）a、低損耗；b、高損耗； c、基本無損耗；d、負損耗A21．高功率密度的電子束加工適于（）a、鋼板上打孔；b、工件表面合金化； c、電子束曝光；d、工件高頻熱處理A28.電解加工型孔過程中，（）a求工具電極作均勻等速進給；b、要求工具電極作自動伺服進給；c、要求工具電極作均加速進給；d、要求工具電極整體作超聲振動。是非判斷題：1．電火花加工是非接觸性加工（工具和工件不接觸），所以加工后的工件表面無殘余應力。（X）2．在金剛石晶面的激光衍射圖像中，葉瓣所指的方向是該晶面的好磨方向。（√）3．超精密切削加工時切削速度經常根據機床及加工系統(tǒng)的動特性來選擇。（√）4．電化學反應時，金屬的電極電位越正，越易失去電子變成正離子溶解到溶液中去。（X）5．電解加工是利用金屬在電解液中陽極溶解作用去除材料的，電鍍是利用陰極沉積作用進行鍍覆加工的。（√）6．激光加工與離子束加工相同，都要求有抽真空裝置。（X）7．對于黑色金屬、硬脆材料等的精密與超精密加工，目前主要應用金剛石刀具進行切削加工。（X）8．超聲波加工時變幅桿之所以能擴大振幅，是由于通過它每一截面的振動能量是不變的（忽略傳播損耗），截面小的地方能量密度大，振幅也就大。（√）9．在電火花加工中，電源一般選用直流脈沖電源或交流電源。（X）10．等脈沖電源是指每個脈沖在介質擊穿后所釋放的單個脈沖能量相等。對于矩形波等脈沖電源，每個脈沖放電持續(xù)時間相同。（√）11．法拉第電解定律認為電解加工時電極上溶解或析出物質的量與通過的電量成正比，它也適用于電鍍。（√）12．電火花加工中粗加工時工件常接（正）極，精加工時工件常接（負）極。（X）13．超精密切削加工時切削速度經常根據刀具的耐用度來選擇。（X）14．電致伸縮微量進給裝置的三大關鍵技術是電致伸縮傳感器、微量進給裝置的機械結構及其驅動電源。（√）15．電子束加工是利用電能使電子加速轉換成動能撞擊工件，又轉換成熱能來蝕除金屬的。（√）16．實驗研究發(fā)現，金剛石刀具的磨損和破損主要是由于111晶面的微觀解理所造成的。（√）19．與電火花加工、電解加工相比，超聲波加工的加工精度高，加工表面質量好，但加工金屬材料的效率較低。（√）20．電解加工時由于電流的通過，電極的平衡狀態(tài)被打破，使得陽極電位向正方向增大（代數值增大）。（√）21．電解磨削時主要靠砂輪的磨削作用來去除金屬，電化學作用是為了加速磨削過程。（X）22．與電火花加工、電解加工相比，超聲波加工的加工精度高，加工表面質量好，但加工金屬材料時效率低。（√）23．從提高生產率和減小工具損耗角度來看，極性效應越顯著越好，所以，電火花加工一般都采用單向脈沖電源。（√）24．陽極鈍化現象的存在，會使電解加工中陽極溶解速度下降甚至停頓，所以它是有害的現象，在生產中應盡量避免它。（X）25．電化學反應時，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。（√）26．氯化鈉電解液在使用中，氯化鈉成分不會損耗，不必經常添加補充。（√）27．由于離子的質量遠大于電子，故離子束加工的生產率比電子束高，但表面粗糙度稍差。（X）28．階梯形變幅桿振幅放大倍數最高，但受負載阻力時振幅衰減嚴重，且容易產生應力集中。（√）29．在超精密磨削時，如工件材料為硬質合金，則需選用超硬磨料砂輪。（√）30．電解加工時，串連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）31．等脈沖電源是指每個脈沖在介質擊穿后所釋放的單個脈沖能量相等。對于矩形波等脈沖電源，每個脈沖放電持續(xù)時間相同。（√）填空題：1．實現超精密切削加工對刀具性能的要求是：（極高的硬度和耐磨性）、（刃口及其鋒利）、刀刃無缺陷、與工件材料的抗粘接性好，摩擦系數低。2．精密和超精密加工機床主軸軸承的常用形式有（液體靜壓軸承）和（空氣靜壓軸承）。3．金剛石晶體的激光定向原理是利用金剛石在不同結晶方向上（因晶體結構不同而對激光放射形成不同的衍射圖像）進行的。4．電火花加工蝕除金屬材料的微觀物理過程可分為（介質電離擊穿）、（介質熱分解、電極材料熔化、氣化）、（蝕除物拋出）和（間隙介質電離）四個階段。5．超精密加工機床的關鍵部件主要有：（精密主軸部件）、（導軌部件）和（進給驅動系統(tǒng)）等。6．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；電鍍時工件接（負）極。7.電子束加工是在（真空）條件下，利用（聚焦后能量密度極高、速度極高的電子）對工件進行加工的方法。8．精密和超精密磨料加工分為（固結磨料）加工和（游離磨料）加工兩大類。9．電火花型腔加工時使用最廣泛的工具電極材料是：（純銅）和（石墨）。10．影響電火花加工精度的主要因素有：（放電間隙的大?。┘捌湟恢滦?、（工具電極的損耗）及其穩(wěn)定性和（二次放電現象）。11．超精密機床主軸的驅動方式主要有電動機通過帶傳動驅動、（電動機通過柔性聯軸器驅動）和（采用內裝式同軸電動機驅動）三種。12．超精密加工中超穩(wěn)定的加工環(huán)境條件主要指（恒溫）、（恒濕）、（防振）和（超凈）四個方面的條件。13．目前金剛石刀具主要用于（鋁、銅及其合金等軟金屬）材料的精密與超精密加工，而對于（黑色金屬）材料的精密與超精密加工，則主要應用精密和超精密磨料加工。14．電火花加工按工件和工具電極相對運動的關系可分為：電火花（穿孔成形加工）、電火花（線切割加工）、電火花（磨削加工）、電火花（展成加工）、電火花表面強化和刻字等類型。15．若工件為鐵，工具為銅，在NaCl電解液中進行電解加工時，陽極溶解生成（Fe(OH)2），陰極生成（H2），電解液內最終生成物是Fe（OH）3。16．電火花型腔加工的工藝方法有：（單電極平動法）、（多電極更換法）、（分解電極法）、簡單電極數控創(chuàng)成法等。17.超精密加工機床的總體布局形式主要有以下幾種：（T形布局）、（十字形布局）、（R-θ布局）、（立式結構布局）等。18．實現超精密加工的技術支撐條件主要包括：（超精密加工機理與工藝方法）、（超精密加工機床設備）、（超精密加工工具）、（精密測量和誤差補償）、高質量的工件材料、超穩(wěn)定的加工環(huán)境條件等。19．激光加工設備主要包括電源、（激光器）、（光學系統(tǒng)）、（機械系統(tǒng)）、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等部分。20．常用的超聲變幅桿有（圓錐形）、（指數形）及（階梯形）三種形式。21．超精密機床導軌部件要求有極高的直線運動精度，不能有爬行。除要求導軌有很高的制造精度外，還要求導軌的材料具有（很高的穩(wěn)定性）、（耐磨性）和（抗振性）。22．精密和超精密加工機床主軸軸承的常用形式有（液體靜壓軸承）和（空氣靜壓軸承）。23．金剛石晶體的激光定向原理是利用金剛石在不同結晶方向上（因晶體結構不同而對激光放射形成不同的衍射圖像）進行的。24．目前金剛石刀具主要用于（鋁、銅及其合金等軟金屬）材料的精密與超精密車削加工，而對于（黑色金屬、黑硬）材料的精密與超精密加工，則主要應用精密和超精密磨料加工。25.超聲波加工主要是利用（磨料在超生振動作用下的機械撞擊和拋磨）作用來去除材料的，同時產生的液壓沖擊和空化現象也加速了蝕除效果，故適于加工（硬脆）材料。26．金剛石刀具在超精密切削時所產生的積屑瘤，將影響加工零件的（表面質量）和（尺寸精度）。27．精密與特種加工按加工方法可以分為（切削加工）、（磨削加工）、（特種加工）和（復合加工）四大類。名詞解釋：1．什么叫電火花加工中的極性效應？如何在生產中利用極性效應？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，把由于正負極性接法不同而蝕除速度不同的現象叫極性效應。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。從提高生產率和減小工具損耗角度來看，極性效應越顯著越好。如用交變脈沖電流加工時，單個脈沖的極性效應便相互抵消，增加了工具的損耗，因此，電火花加工一般都采用單向脈沖電源。一般在用短脈寬做精加工時，應將工件接正極，稱正極性加工；在用長脈寬做粗加工時，應將工件接負極，稱負極性加工2．電子束加工、離子束加工和激光加工各自的工作原理和應用范圍如何？各有什么優(yōu)缺點？答：三者都適合于精密、微細加工，但電子束、離子束加工需在真空中進行，因此加工表面不會被氧化、污染，特別適合于“潔凈”加工。電子束加工是基于電能使電子加速轉換成動能，在撞擊工件時動能轉換成熱能使材料熔化、氣化而被蝕除，主要用于打孔、切割、焊接、熱處理等。而離子束加工是電能使質量較大的正離子加速后打到工件表面，靠機械撞擊能量使工件表面的原子層變形、破壞或切除分離，并不發(fā)熱，主要用于精微表面工程，有離子刻蝕、濺射沉積、離子鍍、離子注入等形式。激光加工是靠高能量密度的光能轉換成熱能使材料熔化、氣化而被蝕除，可在空氣中加工，不受空間結構的限制，故也使用于大型工件的切割、焊接、熱處理等工藝。

3、簡述電化學反應加工的基本原理答：當兩銅片接上約10v的直流電流并插入CuCl2的水溶液時，即形成通路，在金屬片和溶液的界面上，必定會產生電化學反應，溶液中的Cu+2移向陰極，在陰極上析出為銅；同時，在陽極上的Cu原子因失去電子而成為Cu+2，進入溶液；這便是電解(電鍍)液中的電化學反應。這種以電化學反應為基礎，對金屬進行加工（陽極溶解、陰極沉積）的方法稱為電化學加工。4、簡述激光加工的基本原理答：激光加工是利用光能經過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應下產生高溫熔融，來加工各種材料；激光加工時，把光束聚集在工件的表面上，由于區(qū)域小、亮度高，其焦點處的功率密度極高，溫度可以達到一萬多度；在此高溫下，可以在瞬間熔化和蒸發(fā)任何堅硬的材料，并產生很強的沖擊波，使熔化物質爆炸式地噴射去除。5、對電火花加工用脈沖電源的要求有哪些？答：（1）、總的要求：有較高的加工速度、工具電極損耗低、加工過程穩(wěn)定性好、工藝范圍廣，從而，能適應粗加工、半精加工、精加工的要求；能適應不同材料的加工；能采用不同工具電極材料進行加工。（2）、具體要求：①所產生的脈沖應該是單向的；其目的是最大限度地利用極性效應，以提高生產率和減少工具電極的損耗。②脈沖電壓波形的前后沿應該較陡；其目的是保證加工工藝過程相對穩(wěn)定。③脈沖電源的主要參數應能在很寬的范圍內可以調節(jié)；其目的是滿足粗加工、半精加工、精加工的不同要求。④工作可靠、成本低、操作方便、節(jié)能省電。6、電火花加工必須解決的問題有哪些？答：（1）、由于在電火花加工的不同階段，金屬蝕除的速度不同，因此必須具有工具電極的自動進給和調節(jié)裝置，使工具和工件之間保持合適的放電間隙；（2）、火花放電必須是瞬時的、單極性、脈沖放電；（3）、火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質中進行。7、什么是電火花加工的機理？火花放電過程大致可分為哪四個連續(xù)的階段？答：電火花加工的機理是指電火花加工的物理本質，即火花放電時，電極表面的金屬材料是如何被蝕除下來的這一微觀物理過程?；鸹ǚ烹娺^程大致可分為如下四個階段：（1）、極間介質的電離、擊穿，形成放電通道；（2）、介質熱分解、電極材料融化、氣化，熱膨脹；（3）、電極材料的拋出；（4）、極間介質的消電離。8.電火花加工中工具電極相對損耗的含義是什么？如何降低工具電極的相對損耗？答：工具電極體積相對損耗用電極損耗速度ve與工件蝕除速度vw之比的百分數表示，即θ=ve/vw×100%。也可用長度相對損耗θL來表示。降低工具電極相對損耗的途徑：①正確選擇電極的極性短脈寬精加工時，選正極性加工，將工件接正極；用長脈寬粗加工時，選負極性加工，將工件接負極。②正確選擇電極的材料選擇熔點高、沸點高的材料，選擇導熱性好的材料。常用石墨和純銅作電極材料。③正確選擇脈寬等電參數。④利用加工過程中的吸附效應來補償和減小電極損耗，炭黑膜通常只在正極上形成，工具應接正極損耗小。9.超精密加工的難點是什么？超精密切削對刀具性能有哪些要求？為什么單晶金剛石被公認為理想的超精密切削刀具材料？答：實現超精密加工的關鍵是超微量去除技術。超微量加工時，工具和工件表面微觀的彈性變形和塑性變形是隨機的，精度難以控制；工藝系統(tǒng)的剛度和熱變形對加工精度有很大影響；去除層越薄，被加工表面所受的切應力越大，材料就越不易被去除。超微量切削往往是在晶粒內進行，相當于從材料晶格上逐個地去除原子，切削力一定要超過晶體內部的原子結合力才能產生切削作用，其單位面積上的切應力急劇增大，因此要求采用高硬度、高耐磨性的刀具材料。超精密切削對刀具性能的要求1）極高的硬度和耐磨性；2）刃口能磨得極其鋒利3）刀刃無缺陷4）與工件材料的抗粘接性好，摩擦系數低。單晶金剛石被公認為理想的、不可代替的超精密切削刀具材料，是因為它有著一系列優(yōu)異的特性，如硬度極高，耐磨性和強度高，導熱性能好，和有色金屬摩擦系數小，能磨出極鋒利的刀刃等。10．陽極鈍化現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。從生產率的角度出發(fā)人們不希望選用能產生鈍化現象的鈍化型電解液。但是，當采用NaCl等非鈍化型電解液工作時，雖然生產率很高，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用。而當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，但當加工間隙達到一定尺寸后，對應的工件表面就會產生鈍化膜，可以避免產生雜散腐蝕，提高加工精度，促進電解加工的推廣應用。電解磨削、電解研磨等加工方法也是利用了陽極鈍化現象的存在而開發(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，可實現精加工。綜合題：1、按3B格式編出電極絲中心軌跡為如下圖形的程序。ABABCDE2、按3B格式編出電極絲中心軌跡為如下圖形的程序?！瓼解：AB段：BBB60000GxL1BC段：B2B4B40000GyL4CD段：BBB20000GyL4DE段：B20000B0B20000GxSR4EF段：BBB60000GxL3FG段：B0B20000B20000GySR3GH段：BBB20000GyL2HA段：B2B4B40000GyL1計算題：1.用NaCl電解液在低碳鋼上加工Φ50mm的圓孔，深度為30mm，若要求10min內加工完，需要用多大電流？若電源電壓為12V，δE=2V，電導率σ為0.02/·mm，求達到平衡時的加工間隙是多少？（Fe的體積電化學當量ω為2.22mm3/(A·min)解：設η＝100%，vl＝h/t＝30/10＝3mm/minI＝iA＝A·