精密與特種加工復(fù)習(xí)題集

第一章概論

1.精密與特種加工的特點(diǎn)

精密與特種加工是一門多學(xué)科的綜合高級(jí)技術(shù)。精密加工的范疇包括微細(xì)加工、光整加工

和精整加工等，與特種加工關(guān)系密切。特種加工是指利用機(jī)、光、電、聲、熱、化學(xué)、磁、原

子能等能源來(lái)進(jìn)行加工的非傳統(tǒng)加工方法，它們與傳統(tǒng)切削加工的不同特點(diǎn)主要有：

①主要不是依靠機(jī)械能，而是主要用其他的能量(如電能、熱能、光能、聲能以及化學(xué)能

等;去除工件材料；

②刀具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情況下，例如在激光加工、電子束加

工、離子束加工等加工過(guò)程中，根本不需要使用任何工具；

③在加工過(guò)程中，工具和工件之間不存在顯著的機(jī)械切削力作用，工件不承受機(jī)械力，特

別適合于精密加工低剛度零件。

練習(xí)：

22、特種加工不是主要依靠(),而是主要用其它能早.去除金屬材料，工具硬度可以

()被加工材料的硬度。

42、卜面()是特種加工顯著優(yōu)點(diǎn)之一。

A.靠刀具材料比工件硬B.靠機(jī)械能把工件切除

C.工具硬度可以低于被加工工件D.加工過(guò)程無(wú)機(jī)械力

2.特種加工對(duì)材料的可加工性及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性有何影響，試舉例說(shuō)明

(1)提高了材料的可加工性

例子1：現(xiàn)在已經(jīng)廣泛采用的金剛石、聚晶金剛石、聚晶立方氮化硼等難加工材料制造的刀具、

工具、拉絲模等，可以采用電火花、電解、激光等多種方法加工。工件材料的可加工性不再與

其硬度、強(qiáng)度、韌性、脆性等有直接的關(guān)系。對(duì)于電火花、線切割等加工技術(shù)而言，淬火鋼比

未淬火鋼更容易加工。

(2)對(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝性衡量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生重要影響

例子1:以往普遍認(rèn)為方孔、小孔、彎孔、窄縫等是工藝性差的典型。對(duì)于電火花穿孔加工、

電火花線切割加工來(lái)說(shuō)，加工方孔和加工圓孔的難易程度是一樣的。噴油嘴小孔、噴絲頭小異

性孔、渦輪葉片上大量的小冷卻深孔、窄縫、靜壓軸承和靜壓導(dǎo)軌的內(nèi)油囊型腔等，采用電火

花加工技術(shù)以后都變難為易了。

補(bǔ)充材料

2.試列舉幾種采用特種加工工藝之后,對(duì)材料的可加工性和結(jié)構(gòu)工藝性產(chǎn)生重大影晌的實(shí)例.

答:這類實(shí)例是很多的，例如：

⑴硬質(zhì)合金歷來(lái)被認(rèn)為是可加工性較差的材料，因?yàn)槠胀ǖ毒吆蜕拜啛o(wú)法對(duì)它進(jìn)行切削磨削加工,只有碳化硅

和金剛石砂輪才能對(duì)硬質(zhì)合金進(jìn)行磨削.可是用電火花成形加工或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(guò)去把它作為刀具和拉絲模具等材料只有用金剛石砂輪或磨料"自

己磨自己”,磨削時(shí)金剛石工具損耗很人,正是硬碰硬兩敗俱傷,確實(shí)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〃削金削石如泥二在激光加工面前,金剛

石的可加工性和鋼鐵差不多了.對(duì)過(guò)去傳統(tǒng)概念上的可加工性,的確需要重圻評(píng)價(jià).

⑵對(duì)結(jié)構(gòu)工藝性,過(guò)去認(rèn)為方孔，小孔，小深孔,深槽,窄縫以及細(xì)長(zhǎng)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(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免.對(duì)E字形的在鋼片硬質(zhì)合金沖模,由于go腦角很難磨削，因此常采用多塊硬質(zhì)合金

拚鋌結(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"好二

3.微細(xì)加工與一般加工在精度表示方法、加工機(jī)理特點(diǎn)的有哪些不同（微細(xì)加工技術(shù)及特點(diǎn)）

微細(xì)加工技術(shù)是指能夠制造微小尺寸零件的加工技術(shù)的總稱。在微機(jī)械研究領(lǐng)域中，它是微米

級(jí)、亞微米級(jí)乃至納米級(jí)微細(xì)加工的通稱。微細(xì)加工與常規(guī)尺寸加工的機(jī)理特點(diǎn)區(qū)別主要體現(xiàn)

在：

1:加工精度的表示方法不同。一般尺度加工精度常用相對(duì)精度表示，微細(xì)加工精度用尺寸的

絕對(duì)值來(lái)表示，并引入了加工單位的概念。

2）加工機(jī)理存在很大的差異。由于在微細(xì)加工中加工單位的極小化而產(chǎn)生了微動(dòng)力學(xué)，微流

體力學(xué)，微熱力學(xué)等方面的微觀機(jī)理，常規(guī)的加工方法及理論已不適用。

3:加工特征明顯不同。一般常規(guī)加工都是以尺寸、形狀、位置精度為特征，而微細(xì)加工多以

分離或結(jié)合原子、分子為特征。

本章其他知識(shí)點(diǎn)

1）精密與特種加工的方法及分類

從加工成形的原理和特點(diǎn)分：去除加工、結(jié)合加工、變形加工

從加工方法的機(jī)理分：1傳統(tǒng)加工（1切削加工與2磨料加工）、2非傳統(tǒng)加工（3特種加工）、

3復(fù)合加工（4復(fù)合加工）。（有號(hào)外的為三個(gè)空的填空、括號(hào)里的為四個(gè)空的填空）

2）復(fù)合加工：舉例電解電火花加工、電解電火花磨削

3）特種加工能解決的主要加工問(wèn)題：難加工材料的加工問(wèn)題、復(fù)雜零件的加工問(wèn)題、低剛度

零件的加工問(wèn)題

第二章金剛石刀具精密切削加工

1.比較液體靜壓軸承、空氣靜壓軸承的特點(diǎn)

液體靜壓軸承具有回轉(zhuǎn)精度高、剛度較高、轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)于超精密機(jī)床。

但其油溫隨轉(zhuǎn)速升高而升高，造成熱變形，影響主軸精度，此外在靜壓油回油時(shí)，將空氣帶入

油源，形成微小氣泡懸浮在油中，不易排出，因而降低了液體靜壓軸承的剛度和動(dòng)特性。

空氣靜壓軸承具有很高的回轉(zhuǎn)精度，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)溫升其小，基本達(dá)到恒溫狀態(tài)，因此造成的

熱變形誤差很小。但與液體靜壓軸承相比，空氣軸承剛度低，承受載荷小。超精密機(jī)床多采用

空氣靜壓軸承。

2.什么是金剛石解理現(xiàn)象

指晶體受到定向的機(jī)械力作用時(shí)，可以沿平行于某個(gè)平面平整地劈開(kāi)的現(xiàn)象。

補(bǔ)充（填空題）：在絕大多數(shù)情況下，得到的是與（111）網(wǎng)面平行的很平的劈開(kāi)面。

3.為什么單晶金剛石是理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料（金剛石晶體的性能）

金剛石具有很高的硬度、較高的導(dǎo)熱系數(shù)、與有色金屬間的摩擦因數(shù)低、開(kāi)始氧化的溫度較高

等特性，這些都有利于超精密加工的進(jìn)行。而且單晶金剛石可以研磨達(dá)到極鋒利的刃口，沒(méi)有

其他材料可以磨到這么鋒銳并且能長(zhǎng)期切削而磨損很小。因此金剛石是理想的、不能代替的超

精密切削的刀具材料。

2.招精密加「.的難點(diǎn)是什么？超精密切削對(duì)刀具性能有哪些要求？為什么單晶金剛石被公認(rèn)為理想的超精密切削刀具材料？

智：實(shí)現(xiàn)超精密加工的關(guān)健是超微粒去除技術(shù)。超微址加工時(shí),I具和I件表血微觀的彈件變形和型性變形是隨機(jī)的，精度班以控制；

I2系統(tǒng)的剛度和熱變形對(duì)加I精度仃很大影響：去除層越薄，被施工表面所受的切應(yīng)力越大,材料就越不易被去除.超微址切削往往是

在晶粒內(nèi)進(jìn)行，相當(dāng)「從材料晶格上逐個(gè)地去除原子，切削力一定要超過(guò)晶體內(nèi)部的原子結(jié)合力才能產(chǎn)生切削作用，其單位血枳匕的切應(yīng)

力急劇增大，因此要求采用高硬度、高耐磨性的刀具材料。

制精密切削刻刀具性能的騏求：

I）極高的硬度和耐磨性：2）刃口能瞧得極其鋒利；

3）刀刃無(wú)缺陷；4）與工件材料的抗粘接性好，摩擦系數(shù)低。

單品金剛石被公認(rèn)為理想的、不可代杵的超精密切削刀具材料，是因?yàn)樗兄幌盗袃?yōu)異的特性，如硬度極高，耐磨性和強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性

能好，和有色金屬摩擦系數(shù)小，能磨出極鋒利的刀刃等。

補(bǔ)充（填空）：金剛石是已知材料中硬度最高的。

4.精密加工微量進(jìn)給裝置的性能

在精密加工中，微位移機(jī)構(gòu)正以實(shí)現(xiàn)精確、穩(wěn)定、可靠和快速微位移，具有以下設(shè)計(jì)要求：

1）精微進(jìn)給和粗進(jìn)給分開(kāi)，提高了微位移的精度、分辨力和穩(wěn)定性。

2）運(yùn)動(dòng)部分具有低摩擦和高穩(wěn)定度，可實(shí)現(xiàn)很高的重復(fù)精度。

3）末級(jí)傳動(dòng)元件具有很高的剛度，即夾持金剛石刀具處是高剛度的。

4）內(nèi)部連接采用整體結(jié)構(gòu)或剛性連接，連接可靠。

5）工藝性好，容易制造

6）具有好的動(dòng)特性，即具有高的頻響。

7）能實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給的自動(dòng)控制。

5.微進(jìn)給裝置的類型

常見(jiàn)的微進(jìn)給裝置有壓電和電致伸縮進(jìn)給裝置、摩擦驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形微量進(jìn)給裝

置。

6.什么是金剛石的面網(wǎng)密度

晶體內(nèi)部分布.有原子的面叫做晶面，也稱面網(wǎng)，面網(wǎng)的單位面積上的原子數(shù)稱為面網(wǎng)密度。金

剛石的而網(wǎng)密度決定了其硬度和耐磨性。

7.什么是金剛石晶體定向，定向方法有哪幾種

金剛石晶體的定向就是確定（100）、（110）和（111）晶面的位置。金剛石晶體定向方法有：

人工目測(cè)定向；X射線晶體定向；激光晶體定向。

補(bǔ)充（選擇）：激光定向法定向精度較高,且對(duì)人體無(wú)害。

8.如何評(píng)價(jià)金剛石刀具的質(zhì)量

一是能否加工出高質(zhì)量的超光滑表面（RaO.005^0.02HIT.）,二是能否有較長(zhǎng)的切削時(shí)間保持刀

刃鋒銳。

9.[110]晶面作為金剛石刀具前刀面的原理

前面和后面選擇是金剛石刀具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)制造金剛石刀具，一般前面和后

面都采用（110）晶面或者和（110）晶面相近的面。這主要是從金剛石的這兩個(gè)晶面易于研磨

加工角度考慮的，而未考慮對(duì)金剛石刀具的使用性能和刀具耐用度的影響。選用（111）晶面

作為前面或后面者極少，其主要原因在于（111）晶面硬度太高，而微觀破損強(qiáng)度并不高，研

磨布工困難，很難研磨加工出精密金剛石刀具所要求的鋒銳的刃口。

10.超精密切削時(shí)積屑瘤對(duì)切削力、表面粗糙度的影響

1）積屑瘤對(duì)切削力的影響

超精密切削時(shí)切削力的變化規(guī)律和普通切削是有區(qū)別的，積屑瘤高時(shí)切削力大，積屑瘤小時(shí)切

削力也小，和普通切削的規(guī)律正好相反。

2）積屑瘤對(duì)加工表面粗糙度的影響

積屑瘤和已加工表面劇烈摩擦，使表面粗糙度加大。積屑痛高度大，表面粗糙度大；積屑痛小

時(shí)力n工表面粗糙度亦小。

填空：

金剛石刀具在超精密切削時(shí)所產(chǎn)生的積屑痛，將影響加I零件的（表面質(zhì)量）和（尺寸精度）。

11.精密絲杠（滾珠絲杠副）怎么解決回程間隙的問(wèn)題

精密滾珠絲杠副是精密與超精密機(jī)床常用作進(jìn)給系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件。滾珠在絲杠和螺母的螺紋槽

內(nèi)滾動(dòng)，因此摩擦力很小。通過(guò)對(duì)滾珠絲杠副進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)緊，可消除正傳和反轉(zhuǎn)的回程間隙,

提高其精度。

12.什么是誤差補(bǔ)償

誤差補(bǔ)償是提高加工精度的一個(gè)很重要的技術(shù)措施，在機(jī)械加工中，采用修正、抵消和均化等

措施減小和消除誤差，都是某一種形式的誤差補(bǔ)償。

13.什么是在線檢測(cè)

在工件的加工過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)工件加工到預(yù)定的加工質(zhì)量要求時(shí)，即可自罰停止加工,

是一種自動(dòng)檢測(cè)方法。

14.車削主端面，外圓與中心處表面粗糙度不同，為什么？

車削端面，其表面粗糙度較低，越靠近端面中心，表面粗糙度就越低，特別車削大型端面更

為突出。原因是由于工件轉(zhuǎn)速n不變，切削速度V從端面外緣到軸心越來(lái)越低，在切削塑性金屬

時(shí)，切削速度V由高到低的過(guò)程中，很容易出現(xiàn)中速狀態(tài)下產(chǎn)生積屑瘤和中速下產(chǎn)生的鱗刺，

從而使表面粗糙度的質(zhì)量下降。

15.金剛石刀具刀刃鋒銳程度對(duì)切削變形的影響

用金剛石刀具進(jìn)行超精密切削，刀刃鋒銳度對(duì)切削變形有著很大影響，特別是在背吃刀量和進(jìn)

給量較小的時(shí)候，刃口半徑P不同將明顯影響切削變形。P值增大將使切削變形明顯加大，其

微小變化將使切削變形產(chǎn)生很大的變化。

補(bǔ)充：

1）超精密切削的切削速度影響加工表面粗糙度

例題:

3.超幫密切削加工時(shí)切削速度經(jīng)常根據(jù)機(jī)床及加工系統(tǒng)的動(dòng)特性來(lái)選擇.3

2）.金剛石材料與鋼鐵材料的親和性很強(qiáng)，因而應(yīng)用范圍受到限制。主要應(yīng)用于銅、鋁及其合

金等軟金屬的切削，黑色金屬，硬脆材料的磨削。金剛石刀具磨損由于111平面的微觀解

理造成。

例題：

1,實(shí)現(xiàn)超精簾切削加工對(duì)刀具性能的要求是：（極高的硬度和耐磨性）、（刃II極其鋒利）、

刀刃無(wú)缺陷、與工件材料的抗粘接性好，摩擦系數(shù)低.

3）機(jī)床主軸的三種驅(qū)動(dòng)方式，四個(gè)加工環(huán)境條件（恒溫、恒濕、防震、超靜），總體布局，其

中T形布局的驅(qū)動(dòng)方式，技術(shù)支撐條件。

例題：

1.超精密加工機(jī)床中微量進(jìn)給裝置最常用的形式是（c）

a、機(jī)械傳動(dòng)式；b、熱變形式；

c、電致伸縮式；d、磁致伸縮式

4.超精密加工機(jī)床中采用的T形總體布局為：主軸作Z向運(yùn)動(dòng)?進(jìn)給系統(tǒng)作X向運(yùn)動(dòng)，

因而主軸的驅(qū)動(dòng)方式是：（d）

a、電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)況動(dòng)：

b、電動(dòng)機(jī)通過(guò)柔性聯(lián)軸曙％動(dòng)；

c、采用內(nèi)裝式同軸電動(dòng)機(jī)式動(dòng);

d、b和c兩種方式都有?

5.超精密加工機(jī)床的關(guān)鍵部件主要有：（精密主軸部件）、（導(dǎo)軌部件）和（進(jìn)給驟動(dòng)系

統(tǒng)）等.

01.超精密機(jī)床導(dǎo)凱部件要求有極高的直線運(yùn)動(dòng)精度，不能有爬行。除要求導(dǎo)軌有很高的制造精度外，還要求寸軌的材料具有（很高的

穩(wěn)定性）、（耐磨性）和（抗振性）。

18.電致伸縮微毀緘置的三大關(guān)鍵技術(shù)是電致伸縮傳感器、據(jù)進(jìn)給裝置的機(jī)械輛及其驅(qū)動(dòng)電源。3

4）金剛石的各向異性：各晶面的耐磨及刃磨方向

例題：

2.在金剛石晶面的激光衍射圖像中,葉16所指的方向是該晶面的好唐方向。（V）

2.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：（d）

a、100晶面：b、110晶面；

c、101晶面：d.Ill晶而

6.金剛石晶體的各向異性表現(xiàn)為（d）

a、各個(gè)品面的哽度不同，110品面的硬度最高：

b、各個(gè)品面的耐磨性不同.1103面的磨削率最低，最不易磨損；

c、各個(gè)品面的面網(wǎng)密度不同，110品面的面網(wǎng)帶度及?。?/p>

d、各個(gè)品面的耐磨性不同，同一品面不同方向上的耐磨性也不同。

5）主軸軸承主要形式：液體靜壓軸承、空氣靜壓軸承

例題：

3.超精密加I機(jī)床中主軸部件結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣泛的是：（d）

a密排滾柱軸承結(jié)構(gòu)；b、滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)；c、液體靜壓軸承結(jié)構(gòu)；d、空氣靜壓軸承結(jié)構(gòu)。

6）金剛石晶體的激光定向機(jī)理：不同結(jié)晶方向?qū)す夥瓷湫纬刹煌难苌鋱D像

7）超精密加工的實(shí)現(xiàn)條件

第三章精密與超精密磨料加工

L舉例說(shuō)明什么是固結(jié)磨料與游離磨料加工

精密和超精密磨料加匚可分為固結(jié)磨料和游離磨料兩大類，固結(jié)磨料是將磨料或微粉與結(jié)合劑

粘合在一起，形成一定的形狀并具有一定強(qiáng)度，再采用燒結(jié)、粘接、涂敷等方法形成砂輪、砂

條、油石、砂帶等磨具。游離磨料在加工時(shí)，磨?；蛭⒎鄄还探Y(jié)在一起，而是成游離狀態(tài)，其

傳統(tǒng)加工方法是研磨和拋光。

填空：精密和超精密磨料加工可分為固結(jié)磨料和游離磨料兩大類。

21.砂輪修整方法及其原理

金剛石修整方法：

砂輪修整有單粒金剛石修整、金剛石粉末結(jié)型修整器修整和金剛石超聲波修整等。

原理：

金剛石修整時(shí)砂輪與修整器的相對(duì)位置，與砂輪磨削時(shí)

的工件位置相對(duì)應(yīng)，修整器安裝在低于砂輪中心

0.5-1.5mm處,并向右上傾斜10°—15°,以減小受力。

金剛石超聲波修整時(shí)，在超聲波的作用下，金剛石的微

小平面與磨粒接觸，因接觸應(yīng)力小，磨粒不易產(chǎn)生裂紋,

從而形成等高性很好的微刃。

3.超精密磨削怎么達(dá)到（較高的加工精度）

超精密磨削是一種亞微米級(jí)的加工方法，是指加工精度達(dá)到或高于O.lum、表面粗糙度低于

RaO.025nm的砂輪磨削方法。超精密磨削是一個(gè)系統(tǒng)工程，其加工精度受到多因素的影響，

如超精密磨削機(jī)理、被加工材料、砂輪及其修整、超精容磨床、工件的定位夾緊、檢測(cè)及誤差

補(bǔ)償、工作環(huán)境、操作水平等。各因素之間又相互關(guān)聯(lián)。超精密磨削需要一個(gè)高穩(wěn)定性的工藝

系統(tǒng)，對(duì)力、熱、振動(dòng)、材料組織、工作環(huán)境的溫度和凈化都有穩(wěn)定性的要求，并有較強(qiáng)的抗

擊來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)外的各種干擾能力。

4什么是鏡面磨削

鏡面磨削是屬于精密磨削和超精密磨削范疇的加工，是指加工表面粗糙度達(dá)到RaO.02-

0.01um、表面光澤如鏡的磨削方法，其加工精度的含義并不明確，更強(qiáng)調(diào)表面粗糙度的要求。

5.超精密磨削的機(jī)理

超精密磨削機(jī)理可以用一個(gè)以切速V、切入角Q切入平面狀工件的單顆粒的磨削加工過(guò)程說(shuō)

明，其磨削軌跡是從接觸始點(diǎn)開(kāi)始至接觸終點(diǎn)結(jié)束。該模型說(shuō)明：

1）該磨粒可以看做一具有彈性支承的和大負(fù)前角切削刃的彈性體，彈性支承為結(jié)合劑。

2）磨粒切削刃的切入深度由零開(kāi)始逐漸增加，到達(dá)最大值后又逐漸減小，直至為零。

3）整個(gè)磨粒與工件的接觸過(guò)程依次為彈性區(qū)、塑性區(qū)、切削區(qū)、塑性區(qū)、最后為彈性區(qū)，與

切削形狀的形成一致。

4）在超精密磨削中，微切削作用、塑性流動(dòng)、彈性破壞作用和滑擦作用依切削條件的變化而

順序出現(xiàn)。當(dāng)?shù)度袖h利，有一定磨削深度時(shí)，微切削作月較強(qiáng)；如果刀刃不夠鋒利，或磨削深

度太淺，磨粒切削刃不能切入工件，則產(chǎn)生塑性流動(dòng)、彈性破壞和滑擦。

6.超硬磨料的特點(diǎn)，為什么金剛石，立方氮化硼砂輪得到廣泛應(yīng)用

超硬磨料，主要是金剛石和立方氮化硼的砂輪，其特點(diǎn)為：

1）磨削能力強(qiáng)，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸及實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化。

2）磨削力小，磨削溫度低，加工表面質(zhì)量好，無(wú)燒傷、裂紋和組織變化。金剛石砂輪磨削硬

質(zhì)合金時(shí)，其磨削力只有綠色碳化砂輪的1/41/5.

3）磨削效率高。

4）加工成本低。金剛石砂輪和立方氮化硼砂輪雖比較昂貴，但由于其壽命長(zhǎng)，加工效率高，

所以綜合成本低。

7.什么是精密研磨

精密研磨屬于游離磨粒切削加工，是在剛性研具上注入磨料，在一定壓力下，通過(guò)研具與工件

的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，借助磨粒的微切削作用，除去微量的工件材料，以達(dá)到高級(jí)幾何精度和優(yōu)良表面

粗糙度的加工方法。

8.什么是浮動(dòng)拋光

浮動(dòng)拋光是一種平面度極高的非接觸超精密拋光方法。其裝置為高回轉(zhuǎn)精度的拋光機(jī)，并采用

高平面度平面并帶有同心圓或螺旋溝槽的錫拋光盤，拋光液覆蓋在整個(gè)拋光盤表面上，拋光盤

及工件高速回轉(zhuǎn)時(shí)，在二者之間的拋光液呈動(dòng)壓流體狀態(tài)，并形成一層液膜，從而使工件在浮

起狀態(tài)下進(jìn)行拋光。

9.什么是精密砂帶磨削，為什么屬于彈性磨削

砂帶磨削利用砂帶，按照待加工工件的要求，在一定的機(jī)械裝置上，以相應(yīng)的接觸方式，并在

一定的壓力作用下，使高速運(yùn)轉(zhuǎn)著的砂帶與工件表面接觸產(chǎn)生摩擦，將工件加工表面的余量逐

漸磨除或拋磨光滑的新工藝，具有較好地磨削、研磨和拋光等多重作用。

砂帶磨削是彈性接觸磨削，因?yàn)榻M成砂帶的基材、粘結(jié)劑都具有一定的彈性，更何況大多數(shù)情

況下都采用有彈性的橡膠作接觸輪，磨削時(shí)彈性變形區(qū)的面積較大，使磨粒承受的載荷大大減

小，載荷值也較均勻，且有減振作用，因此屬于彈性磨削。

10.填空：精密磨削主要是靠砂輪具有微刃性和笠高性的磨粒實(shí)現(xiàn)的

11.填空：超硬磨料的砂輪修整包括誕和修銳

補(bǔ)充:

1.超硬磨料砂輪主要是指金剛石砂輪和立方氮化硼砂輪

例題：

5,下列四個(gè)選項(xiàng)中，屬于超硬聘料的選項(xiàng)是（c）

a、白剛玉：b、粽剛玉：c、立方反化硼；d、碳化硼

16.在超精密磨削時(shí)，加工件材料為硬質(zhì)合金，則需選用超硬磨料砂輪。（J）

05.目前金剛石刀具主要用于（鉉鋼及其合金等軟金屬）材料的精密與超精群削加匚而對(duì)于（黑色金屬、硬臉材料的精密與超

梢密加工,則主要應(yīng)用精密和超精密磨料加工。

第四章電火花加工

1）電火花放電的條件

1）電極之間始終保持確定的距離，電極間的介質(zhì)才能被擊穿，并獲得連續(xù)穩(wěn)定的放電。

2）放電點(diǎn)的局部區(qū)域達(dá)到足夠高的電流密度，以確保被加工材料能在局部熔化、氣化。

3）必須是脈沖性的放電，以確保放電能量集中在局部的材料上，使其產(chǎn)生熔化/氣化而被蝕除。

4）及時(shí)排除電極間的電蝕產(chǎn)物，以確保電極間介電性能的穩(wěn)定。

2）電火花加工原理及特點(diǎn)

電火花加工原理：

工件電極與工具電極均浸泡在工作介質(zhì)中，工具電極在自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)下，與工件電

極間保持一定的放電間隙。微觀上電極的表面是凹凸不平的，當(dāng)脈沖電壓加到兩極上時(shí)，某一

相對(duì)間隙最小處或絕緣強(qiáng)度最低處的工作液將最先被電離為負(fù)電子和正離子而被擊穿，形成放

電通道，電流隨即劇增，在該局部產(chǎn)生火花放電，瞬時(shí)高溫使工件和工具表面都蝕除一小部分

金屬。單個(gè)脈沖經(jīng)過(guò)上述過(guò)程，完成了一次脈沖放電，而在工件表面留下一個(gè)帶有凸邊的小凹

坑。當(dāng)脈沖電源以很高頻率連續(xù)不斷地重復(fù)放電，工具電極不斷地向工件給進(jìn)，就將工具的形

狀復(fù)制在工件上，加工出所需要的零件。

電火花加工的特點(diǎn)：

1）適用的材料范圍廣，可以加工任何硬、軟、韌、脆、高熔點(diǎn)的材料。

2）適于加工特殊及復(fù)雜形狀的零件，如低剛度工件及微細(xì)加工、復(fù)雜型腔模具加工。

3）脈沖參數(shù)可以在一個(gè)較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可以在同一臺(tái)機(jī)床上連續(xù)進(jìn)行粗、半精及精加工。

4）直接利用電能進(jìn)行加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

例題：

6,下列工件材料選項(xiàng)中.不適于電火花加工的是（c）

a、硬質(zhì)合金；b、鈦合金；

c、光學(xué)玻璃；d、淬火鋼

56、電火花加工時(shí)，（）可提高電蝕量。

A.增加脈沖周期氏減少脈沖周期

C增加脈沖寬度D.增加單個(gè)脈沖能吊D

57、增加單個(gè)脈沖能量可以提高加工速度，但一般不用于精加工中，原因是（）。

A.需要減少脈沖間隔B.需要增加脈沖周期

C.使表面粗筋度變差D.沒(méi)有必要C

說(shuō)明：要增加電蝕量，必須增加單脈沖能量、提高脈沖頻率、提高極間能量分配系數(shù)，合理

選用電極材料、電參數(shù)和工作液，改善工作液的循環(huán)過(guò)濾方式等。

3）什么是極性效應(yīng)

在電火花加工過(guò)程中，無(wú)論是正極還是負(fù)極，都會(huì)受到不同程度的電蝕，這種單純由于正、負(fù)

極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。

補(bǔ)充：

極性加工：加工時(shí)以工件為準(zhǔn)，工件接脈沖電源正極（高電位端），稱為正極性加工；反之，

工件接電源負(fù)極（低電位端），則稱為負(fù)極性加工。高生產(chǎn)率、低損耗粗加工時(shí)，常用負(fù)極性

長(zhǎng)脈寬加工。

例題：

I.一般來(lái)說(shuō)，精密電火花加工時(shí)電極是：（b）

a、低損耗：b、高損耗：。零損耗；d、負(fù)損耗

2.什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、魚(yú)電極上的蝕除速度仍是不同的,把由于正負(fù)

極性接法不同而拉除速度不同的現(xiàn)象叫極性效應(yīng)。

在短必寬的脈沖加工時(shí)，電子轟擊是主要的，正械蝕除at大于負(fù)極：在長(zhǎng)欣寬的欣沖加工時(shí)，支

子表?yè)羰侵饕?，?fù)械蝕除量大。從提高生產(chǎn)率和減小工具損耗角度來(lái)看，極性效應(yīng)越顯者越好。如

用交變脈沖電潦加工時(shí)，單個(gè)脈沖的微性效應(yīng)便相互抵消，增加了工具的損耗,因此,電火花加工一

般都采用即向如沖電源.

一般在用短睡寬做精加工時(shí)，應(yīng)將工件接正極，稱正極性加工：在用長(zhǎng)脈寬做粕加工時(shí)，應(yīng)將工

件接貪械.稱例極性加工。

55、電火花加工不能用交流電源的原因是為了（）。

A.防止產(chǎn)生電弧放電B.消電離

C.利用極性效應(yīng)D.提高有效脈沖利用率c

3.電火花加工中粗加工時(shí)工件常接（正）極，精加工時(shí)工件常接（負(fù)）極.（X）

44、電火花加工時(shí)脈沖寬度大于12011s后可實(shí)現(xiàn)（）。

A.低損耗加工B.正極性加工可實(shí)現(xiàn)低損耗加工

A（負(fù)極性加工可實(shí)現(xiàn)低損耗加工）

0210205（11002005001000

脈更

圖4-6電極相對(duì)損耗與

極性、脈寬的關(guān)系

1一正慢性加工2—負(fù)極性加工

脈寬小于15um的窄脈寬范圍內(nèi)，正極性加工的工具電極相對(duì)損耗比負(fù)極性加工小。

I.電極相對(duì)損耗（電火花加工中）

指工具電極損耗速度上與工件蝕除速度上之比的百分?jǐn)?shù)，即GK/LXIOO"。

從提高生產(chǎn)率和減小工具損耗角度來(lái)看，極性效應(yīng)越顯著越好，所以，電火花加工一般都采用單向脈沖電源。（V）

說(shuō)明：要降低工具電極的相對(duì)損耗，首先要根據(jù)電極對(duì)的材料特性確定最佳脈寬，其次有效利

用電火花加工過(guò)程中的各種效應(yīng)，如極性效應(yīng)、吸附效應(yīng)、傳熱效應(yīng)等。

例題：

I.電火花加I:中1.具電極相對(duì)損耗的含義是什么？如何降低1具電極的相對(duì)損耗？

答：工具電極體枳相對(duì)損耗用電極損耗速度必與L件蝕除速度內(nèi)之比的百分?jǐn)?shù)表示，即任:vJi%XIOO%。也可用長(zhǎng)度相對(duì)損耗%來(lái)表示。

降低工具電極相刈損耗的途徑：

①正確選擇電極的極性短脈寬精加I：時(shí),選正極性加E,將「件接正極；用長(zhǎng)脈寬粗加［時(shí),選負(fù)極性加「，將「件接負(fù)極。

②正確選擇電極的材料選擇熔點(diǎn)高、沸點(diǎn)高的材料，選擇導(dǎo)熱性好的材料.常用石里和純銅作電極材料。

③正確選擇脈寬等電參數(shù)。

④利用加I.過(guò)程中的吸附效應(yīng)來(lái)補(bǔ)償和減小電極損耗，炭黑腴通常只在正極上形成，I：具應(yīng)接正極損耗小。

1.在電火花加工中存在吸附效應(yīng)，它主要影響：（d）

a、工件的可加工性；b、生產(chǎn)率；c、加工表面的變質(zhì)層結(jié)構(gòu)；d、工具電極的損耗

4）工頻交流電何時(shí)可用于電火花加工

要應(yīng)用脈沖電源把220V或380V的50Hz工頻交流電轉(zhuǎn)換成一定形式的單向脈沖電流，才能供

給電極放電間隙產(chǎn)生火花所需要的能量來(lái)蝕除金屬，進(jìn)行電火花加工。

例題：

10.等脈沖電源是指仔個(gè)脈沖在介質(zhì)擊穿后所擇放的單個(gè)脈沖能旱相等。對(duì)于矩形波等

脈沖電源，每個(gè)脈沖放電持續(xù)時(shí)間相同。（V）

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）

4.電火花加工按工件和工具電極相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可分為：電火花（穿孔成形加工）、電火花（線切

割加工人電火花（解削加工）、電火花（展成加工人電火花表面強(qiáng)化和刻字等類型。

6.電火花加工粗加工時(shí)工件常接（負(fù)）極.精加工時(shí)工件常接（正）極;線切割加工

時(shí)工件接（正）極；電解加工時(shí)工件接（正）極；電解磨削時(shí)工件接（正）極：電鍍時(shí)工

件接（負(fù)）極。

9.電火花型腔加工時(shí)使用最廣泛的工具電極材料是：（純銅）和（石墨）。

45、銅電極損耗小的原因是（）o

A.熔點(diǎn)高B.導(dǎo)熱性好C.導(dǎo)電性好D.可制成復(fù)雜電極r

61、晶體管式脈沖電源是（）脈沖電源。

A.弛張式B.獨(dú)立式C.單回路D.高低壓復(fù)合口

補(bǔ)充：

型腔模加工用工具電極常用銅鴇合金（成本高，制造難，僅用于較高要求的型腔加工）、純銅、

石墨。P63

10.影響電火花加工精度的主要因素有：（放電間隙的大小）及其一致性、（工具電極的

損耗）及其穩(wěn)定性和（二次放電現(xiàn)象）。

60、（）,電火花加工的精度越高。

A.放電間隙增大B.放電間隙減小

C加工復(fù)雜的型腔D.采用較大的電參數(shù)B

說(shuō)明：電火花加工時(shí)，放電間隙很?。?.01~0.5mm）

6.電火花型胖加工的工藝方法有：（單電極平動(dòng)法人（多電極更換法）、（分解電極法人

指狀電極的掃描加工四種方法。

62、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的測(cè)量環(huán)節(jié)一般可通過(guò)測(cè)量（）間接反映放電間隙的大小。

A.放電間隙的平均電壓B.放電間隙平均電流

C出現(xiàn)短路D.放電間隙的平均電阻

A

說(shuō)明：P74,

補(bǔ)充：

沖模的電火花加工工藝方法。保證達(dá)到配合間隙的方法有直接配合法、修配沖頭法、修配電極

法等，常用直接配合法。

例題：

2,用電火花加工沖模時(shí),若加工間喙和配合間隙相同,應(yīng)選用的工藝方法是：（a）

a、直按配合法：h、修配沖頭法；c、修配電極法；d、階抑電極法

3.用電火花加工沖模時(shí),若凸凹模配合間隙小于電火花加工間隙時(shí)，應(yīng)選用的工藝方法

是：（b）

a、比接配合法；b、化學(xué)浸蝕電極法；

c、電極鍍銅法；d,沖頭鍍銅法

47、“鋼打鋼”加工沖模，凸凹模配合間隙的大小靠（）。

A.控制凸模的尺寸B.加工后進(jìn)一步磨削加工

B.控制火花放電的間隙D.靠加工前加工預(yù)孔的宜徑來(lái)保證人

補(bǔ)充：

若凸凹模配合間隙大于電火花加工間隙時(shí)，應(yīng)選用的工藝方法是：電極鍍銅或鋅法。

電火花腐蝕的微觀過(guò)程分為四個(gè)階段:

1.吸間介質(zhì)的擊穿形成放電通道；2.介質(zhì)熱分解，極材料熔化、氣化熱膨脹；3.蝕除產(chǎn)物的拋

出；4.間隙介質(zhì)消電離

例題：

1.極間介質(zhì)消電離

電火花加工中當(dāng)眩沖電上結(jié)束時(shí)，放電通道中的帶電粒子及合為中性粒子，恢凝本次放電通道

處間隙介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，以免總是在同一處弟發(fā)放電.

補(bǔ)充：

影響加工精度，且與電火花加工工藝有關(guān)的因素：放電間隙的大小及其一致性、工具電極的損

耗及其穩(wěn)定性和“二次放電3P64頁(yè)圖4-7、P65頁(yè)圖4-8

例題：

46、二次放電導(dǎo)致工件（）。

A.加工圓角B.加工尖角C加工斜度D.粗糙度增大「

評(píng)定電火花加工表面完整性的主要參數(shù)是：表面粗糙度、表面變質(zhì)層和表面力學(xué)性能。

例題：

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(wú)殘余應(yīng)

力。（X）

63、粗加工型腔時(shí)，優(yōu)先從（）考慮來(lái)選擇電參數(shù)。

A.生產(chǎn)率B.電極相對(duì)損耗C.表面粗糙度D.加工精度八口

AD

說(shuō)明：

電火花和談腔時(shí)電規(guī)準(zhǔn)的郵、轉(zhuǎn)換和平動(dòng)量的分田

電火花加工型腔時(shí)電視準(zhǔn)的選接轉(zhuǎn)酶口平動(dòng)曷的分配

粗加工時(shí)，要求高生產(chǎn)率和m極損耗，這時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮采用較寬的腕中亮度（例如在4o“s以上）然

后選擇合適的脈;中峰值電流，并應(yīng)注意加工面網(wǎng)口加工電流之間的配合關(guān)系。通常，石墨電極加工鋼

時(shí)，最高電流密度為純銅電極加工鋼時(shí)可稍大些。

中規(guī)準(zhǔn)與粗規(guī)準(zhǔn)之間并沒(méi)有明顯的界限，應(yīng)按具體加口燥劃分。T選用脫巾競(jìng)度為20~42氏

電流峰值為10~25人進(jìn)行中規(guī)準(zhǔn)加工。

精規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)，T都選用窄脈寬（§=2~20即）、小崎值電流（〈儂）進(jìn)行加工。因此，電極損

耗率較大，力般為10%?20%。好在加工余量很小，一般單邊不超過(guò)0.1⑷.2mm,表面粗糙度應(yīng)優(yōu)于

RA2.5pm0

65、小深孔電火花加工時(shí)，電極一般采用中空管狀電極，這是為了（）。

A便于電極高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B便于電極制造

C不易產(chǎn)生短路D便于工作液循環(huán)D

II、電火花加工沖模時(shí)，通?！颁摯蜾摗笔怯茫ǎ?nl模直接作為電極加工（）o

12、對(duì)電火花加工來(lái)說(shuō)加工方孔和加工圓孔的難易程度是（）的.并且淬火可以安持

在鉆孔和銃槽加工（）。

13、單純由于正、負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做（），通常把工件按脈

沖電源的正極（工具電極接負(fù)極）時(shí),叫（）加工。

14、電火花線切割由于受到表面粗植度和（）的限制，一般選擇脈沖寬度（），

采用（）極性加工。

15、放電間隙和直流電源各自獨(dú)立、互相隔高，能（）形成和發(fā)生脈沖的電源叫

（）o

24、RC線路脈沖電源是（）電源。

25、通常放電狀態(tài)有（）、（）、（）和拉瓠等形式。

26、型腔腴電火花加工方法有（）、（）和分解電極加工法

等。

第五章電火花線切割加工

1）什么是電火花線切割

電火花線切割加工是在電火花加工的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的工藝形式，是用線狀電極（鋁

絲或銅絲等）靠電火花放電對(duì)工件進(jìn)行切割加工，故稱為電火花線切割。

例題：

54、電火花加工是利用（）進(jìn)行加工的。

A.電能、熱能B.電化學(xué)能C.光能、熱能D.化學(xué)能、機(jī)械能人

第六章電化學(xué)加工

補(bǔ)充：

7.電火花線切割加工中.電源可以選用直流脈沖電源或交流電源。（X）

10.下列論述選項(xiàng)中正確的是（d）

明電火花線切劄加工中,只在在電火花放電一W放電狀態(tài);

卜、電火花線切割加工中,由于工具電極絲島速運(yùn)動(dòng)，故工具電極紇不損耗:

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,工作液一般采用水域工作淞。

64、提高電極絲的走絲速度，可以（）o

A.提高加工速或B.有利于電蝕產(chǎn)物的排出B

說(shuō)明：

電火花加工放電過(guò)程機(jī)理的概述

電火花加工是由許多微觀的單脈沖放電過(guò)程組成的。正常的單脈沖放電過(guò)程包括兩極間介質(zhì)的

電離、擊穿，形成放電通道，放電通道內(nèi)的瞬時(shí)高溫使工作液氣化、裂化，金屬材料熔化、氣

化，瞬時(shí)高壓使加工屑被拋入工作液中，隨著脈沖放電的結(jié)束，兩極間介質(zhì)進(jìn)行消電離，恢復(fù)

絕緣的復(fù)雜過(guò)程。電火花加工時(shí)放電間隙內(nèi)每一脈沖放電的基本狀態(tài)稱之為放電狀態(tài)。放電

狀態(tài)有開(kāi)路、火花放電、過(guò)渡電弧放電、電弧放電、短路五種。各種放電狀態(tài)在實(shí)際加工中

是交替、概率性地出現(xiàn)的。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電火花加工，必須減少脈沖放電中異常的放電狀態(tài),

使單脈沖放電過(guò)程良性循環(huán)。

49、電火花線切割時(shí)，電極絲和工件之間要（）o

A.直接接觸B.TT一個(gè)恒定的放電間隙

C微短路D.保持一定的輕微壓力B

50、電火花線切割厚工件較薄工件（）。

A.加工穩(wěn)定性好B.電極絲不易抖動(dòng)C.切割速度快D.消電離容易B

說(shuō)明：

與工件相關(guān)的斷絲______

C）加工薄工件時(shí)的斷絲。薄工件一般指其厚度在3啦以下。其斷絲的主要原因是：線架上

下尋絲輪的開(kāi)距是固定的，一般約70nlm左右。當(dāng)切割薄工件時(shí)，在高速走絲的情況下，電極

絲失去了加工厚工件時(shí)產(chǎn)生的冷卻液的阻尼作用，加上火花放電的影響銀絲易抖動(dòng)。（2）加工

厚工件時(shí)的斷絲。厚工件一般指大于100mm的工件。切割厚工件時(shí)的斷絲可能發(fā)生在剛進(jìn)給一

產(chǎn)生火花時(shí)或工件切割過(guò)程中以及工件切完時(shí)。斷絲的主要原因是：

①切割起始的斷絲。從工件外進(jìn)給切割剛產(chǎn)生火花就斷絲。這是因初始切割時(shí)，鑰絲在工件之

外，上下導(dǎo)絲輪開(kāi)距大，由于鑰絲沒(méi)有阻尼而抖動(dòng)，使鋁絲和工件之間的間隙處于不佳狀態(tài)，

或過(guò)量的乳化液，造成絕緣電阻降低，滅弧性能不好，使放電間隙中包含了電弧放電而造成銅

絲燒傷。在電火花加工中，電弧放電是造成負(fù)極腐蝕損壞的主要因素，再加上間隙不佳，易形

成電弧放電。而只要電弧集中于某一段，就會(huì)引起斷絲。并且，短路電流越大，電弧對(duì)鋁絲的

燒傷越嚴(yán)重，斷絲的可能性就越大。

②切割過(guò)程中的斷絲。當(dāng)鑰絲切入工件后，由于切縫窄，乳化液滲透困難，切縫中的電蝕物（碳

黑與金屬何不出來(lái),使加工條件變壞，往往在切縫中二次。三次地放電加工，致使切縫變寬，

和切割薄工件一樣，間隙處于不佳狀態(tài)，使脈沖形成電弧放電。如電弧放電集中于某i段，則

很快會(huì)把鑰絲燒斷。

③切割快完時(shí)的斷絲。在快切割完而尚差幾毫米，甚至幾十微米時(shí)斷絲。產(chǎn)生這種斷絲的原因

除上述原因外，還有工件的自重，工件材料的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的變形，造成夾絲拉斷。解決的辦法

是，可自制簡(jiǎn)易的工裝夾具，材料在加工前作必要的熱處理。

（3）工件中夾有不導(dǎo)電物質(zhì)引起的斷絲。外觀看似正常的材料在正常切割時(shí)，突然發(fā)生“短

路”現(xiàn)象，不管怎樣排除都不能奏效。這種情況多為在鍛打或熔煉的材料中夾有雜質(zhì)，這些雜

質(zhì)不具有良好的導(dǎo)電性，致使加工中不斷短路，最終勒斷鋼絲。解決的辦法是，可編制一段每

進(jìn)0.05?0.1mm便后退0.5?1mm的程序，在加工中反復(fù)使用，并加大冷卻液流量，一般可

沖刷掉雜質(zhì)，恢復(fù)正常切割。

（4）線切割加工的工件多數(shù)都是在平磨以后，按正常的工藝，平磨后應(yīng)退磁。若工件未退磁,

線切割加工中產(chǎn)生的電腐蝕顆粒易吸附在割縫中，特別是工件較厚時(shí)，不退磁易造成切割進(jìn)給

不均勻，表面粗糙度值增大造成短路、斷絲。

（5）線切割加工自動(dòng)對(duì)中心時(shí)斷絲。這是因?yàn)楣に嚳妆谟杏臀?、毛刺或某些不?dǎo)電的物質(zhì)，

當(dāng)電極絲移動(dòng)到孔壁時(shí)未火花放電，致使機(jī)床不能自動(dòng)換向，工件將鋁絲頂彎，最后勒斷鋼絲。

因此加工前一定要將工藝孔清理干凈。

第六章電化學(xué)加工

1）電化學(xué)加工原理及其應(yīng)用形式

電叱學(xué)加工是利用電極在電解液中發(fā)生的電化學(xué)作用對(duì)金屬材料進(jìn)行成形加工，按加工原理可

以分為三大類：

1）利用陽(yáng)極金屬的溶解作用去除材料。主要有電解加工、電解拋光、電解研磨、電解倒棱、

電解去毛刺等，用于內(nèi)外表面形狀、尺寸以及去毛刺等加工。

2）利用陰極金屬的沉積作用進(jìn)行鍍覆加工。主要有電鑄、電鍍、電刷鍍，用于表面加工、裝

飾、尺寸修復(fù)、磨具制造、精密圖案及印刷電路板復(fù)制等加工。

3）電化學(xué)加工與其他加工方法結(jié)合完成的電化學(xué)復(fù)合加工。主要有電解磨削、電解電火花復(fù)

合加工、電化學(xué)陽(yáng)極機(jī)械加工等，用于形狀與尺寸加工、表面光整加工、鏡面加工、高速

切割等。

補(bǔ)充：電解加工的特點(diǎn)及應(yīng)用（作為選擇或填空題），如無(wú)毛刺、殘余應(yīng)力，工具電極基本不損

耗，適合批量生產(chǎn)，污染大等。

例題:

5.電解加工是利用金屬在電解液中陽(yáng)極溶解作用去除材料的,電鍍是利用陰極沉積作

用進(jìn)行鍍淀加工的，（V）

說(shuō)明：P162

2）分析電化學(xué)陽(yáng)極鈍化是優(yōu)點(diǎn)還是缺點(diǎn)

陽(yáng)極鈍化現(xiàn)象是由于電極反應(yīng)，在陽(yáng)極金屬表面上形成的鈍化膜使金屬表面失去了原有的活

潑性，導(dǎo)致金屬的溶解過(guò)程減慢。要克服鈍化膜的電阻，就需要額外增加電源電壓，即電阻超

電壓。（選擇題）有時(shí)在某種極端的情況下，鈍化膜會(huì)完全阻止金屬陽(yáng)極的溶解。可采用加熱、

加入活性離子氯、通入還原性氣體，采用機(jī)械破壞鈍化膜等方法去除鈍化膜。（填空題）

補(bǔ)充：

4.陽(yáng)極鈍化現(xiàn)象在電解加工中是優(yōu)點(diǎn)還是缺點(diǎn)？舉例說(shuō)明。

答：陽(yáng)極鈍化現(xiàn)象的々在，使電解加I.中陽(yáng)極溶解速度下降四至停頓，從生產(chǎn)率的角度考慮人們不布望選用產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象的鈍化型電解液。

但是，當(dāng)采用NaCl等非鈍化型電解液加工時(shí),雖然生產(chǎn)率高，但雜散腐蝕嚴(yán)重，成形精度較差，嚴(yán)近影響了電解加工的應(yīng)用.而當(dāng)來(lái)用

鈍化型電解液加I川，盡管電極工具的非工作面沒(méi)有絕緣,但當(dāng)加工間隙達(dá)到一定尺寸后,對(duì)應(yīng)的工件表面就會(huì)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(jìn)門也解加工的推廣應(yīng)用。電解磨削、電制研磨等加工方法就是利用陽(yáng)極鈍化現(xiàn)象的存在而開(kāi)發(fā)出來(lái)的。

它們利用了鈍化膜灼金屬的保護(hù)作用，采用機(jī)械去除鈍化腴的方法，使金屬微觀表面凸點(diǎn)的鈍化股被刮除，并迅速電解，而低網(wǎng)處的鈍化

膜起保護(hù)作用，使局部不被電解，境終使金屬表血的整平作用加快,可實(shí)現(xiàn)精加工.

補(bǔ)充（填空）：電解加工的超電壓應(yīng)為逆度超電壓、電阻超電壓、化學(xué)超電壓之和。

5）什么是電解鈍化

一種陽(yáng)極金屬的電化學(xué)溶解陡然大幅度減緩乃至幾乎不溶的現(xiàn)象。電解鈍化是由于電解液中的

電吸反應(yīng)，在陽(yáng)極金屬表面形成一層致密而又牢固的薄膜，這層薄膜由氧化物、氫氧化物或鹽

組成，稱為鈍化膜，隔開(kāi)了金屬和電解液的接觸，使金屬表面的反應(yīng)能力大大降低，導(dǎo)致金屬

的溶解過(guò)程減慢。在電解加工時(shí)，如電流密度很低，鈍億膜可以完全阻止陽(yáng)極金屬的溶解，隨

著電流密度的增加，鈍化膜開(kāi)始破裂，陽(yáng)極開(kāi)始溶解。

例題：

13.氯化鈉電解液在使用中，氯化鈉成分不會(huì)損耗，不必經(jīng)常添加補(bǔ)充。（J）

6）鈍化性電解液提高電解加工精度的機(jī)理

NaN03.NaC103電解液均為鈍化性電解液，具有較好的非線性特性，成型精度高。鈍化性電解

液有利于提高加工精度的機(jī)理是：鈍化性電解液會(huì)使陽(yáng)極工件表面形成鈍化膜，當(dāng)極間間隙大

到某一臨界值時(shí)，雖有電流通過(guò)，但陽(yáng)極并不溶解，這時(shí)的電流效率為0。只有當(dāng)極間間隙小

于臨界值時(shí)，陽(yáng)極上的鈍化膜才被破壞。這種特性可避免在型孔或模腔加工時(shí)工件側(cè)壁產(chǎn)生拋

物線形狀，提高電解加工精度。

例題：

4.非戰(zhàn)性電解淞

如NaCKh、NaNO）電軌液，其電流效率不是常數(shù)，W，曲線為不通過(guò)原點(diǎn)的曲線，當(dāng)電流密度i小

于切斷電流密度八時(shí)，加工速度為零.加工精度高.沒(méi)有雜散,腐蝕，加工生產(chǎn)率低，

2.線件電解液

如NaCl電解液，其電流效率為接近100%的常數(shù)，加1.速度也和與電流密度i的曲線為通過(guò)原點(diǎn)的直線（“小3），生產(chǎn)率必但存在雜散

腐蝕，加工精度差。

NiCIO)

電通效率曲線

7）提高電解加工精度的幾種方法

電解加工精度主要包括復(fù)制精度和重復(fù)精度兩項(xiàng)內(nèi)容。復(fù)制精度的高低主要由加工時(shí)所能

達(dá)到的平衡間隙所決定。平衡間隙小，復(fù)制精度就高。合理地選擇加工參數(shù)是保證和提高復(fù)制

精度的重要措施。

1）在預(yù)定的小間隙內(nèi)加工時(shí)，可采用較低的電流密度和較低的進(jìn)給速度加工，并適當(dāng)提

高間隙電壓，用較小的電導(dǎo)率電解液有利于復(fù)制精度的提高;

2）電解液濃度低時(shí)比濃度高時(shí)的復(fù)制精度高；

3）鈍化性電解液的電流效率隨電流密度的提高而提高，則復(fù)制精度就越高；

4）對(duì)于不同的被加工工件材料要選用不同的電解液，或通過(guò)使用添加劑來(lái)改變電解液對(duì)

工件材料的適應(yīng)性；

5）加工間隙內(nèi)電解液的流速越高，流場(chǎng)的均勻性越好，復(fù)制精度就越高。

例題:

3.平衡間隙（電解加工中）

當(dāng)電解加匚一定時(shí)間后，1一件的溶解速度vL和陰極的進(jìn)給速度v相等，加.「過(guò)程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)的加I.間隙為平衡間隙Ab0

8）電化學(xué)加工與電火花加工位除特性曲線的區(qū)別

電火花加工蝕除特性曲線

放電間隙S值與蝕除速度有密切的關(guān)系。當(dāng)間隙太大

時(shí)，極間介質(zhì)不易擊穿，使有效脈沖利用率降低，因而

使蝕除速度降低。當(dāng)間隙太小時(shí)，又會(huì)因電蝕產(chǎn)物難于

及時(shí)排除，產(chǎn)生二次放電，短路率增加，蝕除速度也將

明顯下降。因此必有一最佳放電間隙SB對(duì)于于最大蝕除

速度（曲線上的B點(diǎn)）。

電叱學(xué)加工蝕除特性曲線可由下式得出：

圖右14網(wǎng)隙蝕除特性

I—t*除軸件曲笈

9）什么是電解磨削及原理

電解磨削是應(yīng)用較為廣泛的一種電化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工方式，它比電解加工具有較好的加工精度

和表面粗糙度，比機(jī)械磨削具有較高的生產(chǎn)率。電解磨削加工的原理為：

導(dǎo)電砂輪與電源負(fù)極相連，被加工工件（如硬質(zhì)合金車刀）與電源正極相連，工具與工件以一

定的壓力相接觸，當(dāng)在它們之間施加電解液時(shí)，工件與工具之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在工件表面

上形成一層極薄的氧化物或氫氧化物薄膜，稱為陽(yáng)極薄膜，而工具的表面有突出的磨粒。隨著

工具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工具把工件表面的陽(yáng)極薄膜刮除，使工件表面露出新的金屬并被繼續(xù)

電解。電解作用和機(jī)械刮膜作用交替進(jìn)行，使工件被連續(xù)加工，達(dá)到一定的尺寸精度和表面粗

糙度，從而達(dá)到磨削的目的。

10）電解磨削技術(shù)優(yōu)勢(shì)P158

電解磨削集中了電解加工和機(jī)械磨削加工的優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中常用來(lái)磨削一些高硬度零件及普通

磨削很難加工的零件，如硬質(zhì)合金刀具、軋短、深小孔、薄筒、細(xì)長(zhǎng)桿類零件等。電解磨削的

效率一般高于機(jī)械磨削，磨輪損耗較低，加工表面不產(chǎn)生磨削燒傷、裂紋、殘余應(yīng)力、加工變

質(zhì)層和毛刺等。

11）電鑄加工的機(jī)理、特點(diǎn)

電鑄加工的原理為：用可導(dǎo)電的原模作陰極，電鑄材料作陽(yáng)極，電鑄材料的金屬鹽溶液作電鑄

液，在直流電源的作用下，溶液中的金屬原子在陰極上獲得電子成為金屬原子而沉積鍍覆在陰

極原模表面，陽(yáng)極上的金屬原子交出電子成為正金屬離子進(jìn)入鍍液，對(duì)金屬離子進(jìn)行補(bǔ)充，以

保持其濃度基本不變。陰極原模上電鑄層逐漸加厚，當(dāng)達(dá)到預(yù)定厚度時(shí)即可取出，設(shè)法與原模

分離，即可獲得與原模型面凹凸相反的電鑄件。

電鑄加工的特點(diǎn):

其優(yōu)點(diǎn)為電鑄件是靠在原模表面沉積金屬離子而成，由于電鑄件與模具表面不存在間隙，所以

可準(zhǔn)確復(fù)制原模的表面細(xì)節(jié)，電鑄件與原模的尺寸誤差可控制在±0.25卬]，而且電鑄件具有良

好的表面狀況。另一方面，由于電鑄加工過(guò)程對(duì)原模無(wú)任何損傷，所以永久性原?？芍貜?fù)使用，

鑄造的工件具有良好的重復(fù)精度，在各項(xiàng)加工參數(shù)得到良好控制時(shí)，統(tǒng)一原模的鑄件尺寸誤差

可在微米數(shù)量級(jí)。電鑄加工也存在一定缺點(diǎn)，比如加工時(shí)間長(zhǎng)，效率低，原模的制造技術(shù)要求

電傳槽2—用極3—電流電源4—電鑄層5—僚饃

6一撞打M8—過(guò)濾,9-<]—加熱器

12）什么是電刷鍍（涂鍍）

涂鍍乂稱刷鍍或無(wú)槽鍍，是在金屬工件表面局部快速電化學(xué)沉積金屬的新技術(shù)。在涂鍍時(shí)，工

件接電源的負(fù)極，鍍筆接電源的正極，浸滿鍍液的鍍筆在零件表而上以一定的相對(duì)速度進(jìn)行刷

抹而使工作獲得鍍層。

圖6-28涂銀加工原理

】一工件2-蹶液3—電源4―傀范5—棉食6—容器

13.）電解加工與電火花的進(jìn)給系統(tǒng)、工作液、加工效率、加工精度方面的比較

進(jìn)給系統(tǒng)的比較：

一般電解加工自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)主要是控制均勻等速的進(jìn)給速度，它的大小是事先設(shè)定的，電火花

加工自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)保證某一設(shè)定加工間隙的穩(wěn)定，它是按照電極間隙蝕除特征曲線和調(diào)節(jié)特征

曲線工作，其進(jìn)給速度不是均勻等速的；

工作液的比較：

電解液可分為酸性、中性、堿性溶液三大類。酸性電解液有HC1、HNO：,、H2soi等無(wú)機(jī)酸水溶液,

堿性電解液有NaOH等，中性鹽電解液應(yīng)用普遍，適應(yīng)范圍廣，常用的有NaCl、NaM）；,、NaC103o

電火花加工的常用工作液分油性和水溶性兩大類，其中油性工作液主要有煤油等，水溶性工作

液主要有水離子水、蒸儲(chǔ)水等。

加工效率的比較：

電火花加工可以在一臺(tái)機(jī)床上連續(xù)進(jìn)行粗、半精及精加工，在精加工時(shí)，小電流放電必須減

小放電脈波時(shí)間，這樣不僅加大了電極損耗，也大幅度降低了加工速度。而電解加工能以簡(jiǎn)

單的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一次加工出復(fù)雜的型面和型腔，與電火花加工相比生產(chǎn)率較高。與電火花加

工相比，工具電極基本不損耗，但工具的制造費(fèi)用較高,，更適合批量生產(chǎn)。

加工精度的比較：

電火花加工精加工時(shí)精度一般為0.01mm,表面粗糙度為RaO.63~L25um；微細(xì)加工時(shí)精度可達(dá)

0.002^0.004mm,表面粗糙度為RaO.00.16um0電解加工的零件無(wú)毛刺和殘余應(yīng)力，加工表

面粗糙度可以達(dá)到Ra0.2~l.6um,尺寸精度對(duì)于內(nèi)孔可以達(dá)到±0.03~0.05mm、對(duì)于型腔可以

達(dá)到±0.5、0.20mm,加工精度一般不如電火花加工高。

參考：

3.電解加I：（如食料、成形加I等）的自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)和電火花加I：的自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)有何異同？為什么會(huì)形成這些不同？

香：?般電解加I自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)主要是控制均勻等速的進(jìn)給速度，它的大小,匕事先設(shè)定的。進(jìn)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），而端血平衡間隙又宜接影響到陰極形狀。在正常電解加「時(shí)，主要依照電流的大小來(lái)進(jìn)行控制，但在電極開(kāi)始進(jìn)入或即

將退出I.件時(shí)，由卜加I血積的變化，則不能依照電流的大小來(lái)進(jìn)行控制。電火花加I：自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的目的是保證某設(shè)定加I間

隙的穩(wěn)定，它是按照電極間隙蝕除特性世線和調(diào)節(jié)特性曲線來(lái)I作的，它的進(jìn)給速度不是均勻等速的。之所以形成這種不同的進(jìn)給特性，

主要是電解加工中存在平衡間隙，進(jìn)給速度越大，平衡間隙越小，I件的蝕除速度越高，在進(jìn)給方向、端向上一般不易知路：而電火花加

工中不存在平衡間隙，進(jìn)給速度稍大「蝕除速度，極易引起知路，所以必需調(diào)節(jié)進(jìn)給速度以保證放電間隙。

補(bǔ)充：

L電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，金屬的電極電位越正，越易失去電子變成正陽(yáng)子溶解到溶液中去?（X）

II.電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，金屬的電極電位越負(fù)，越易失去電了?變成正離子溶解到溶液中去。（J）

02.電解加工時(shí)由于電流的通過(guò)，電極的平衡狀態(tài)被打破，使得陽(yáng)極電位向正方向增大（代數(shù)值增大）。（J）

2.法拉第電解定律認(rèn)為電解加工時(shí)電極上溶解或析出物底的總與通過(guò)的電玨成正比,它也適用于電

加（J）

說(shuō)明：法拉第第一定律

5.若工件為鐵.工具為銅,在NaCl電解淞中進(jìn)行電解加工時(shí),陽(yáng)極洛解生成（FdOH）?），陰極生

成（出），電解淞內(nèi)最終生成物是Fe（OH）3?

說(shuō)明：教材121頁(yè)

7.電解加工型孔過(guò)程中,（b）

a、要求工具電極作自動(dòng)伺眼進(jìn)給；

h、安求工具電極作均勻等速進(jìn)給：

c、要求工具電極作均加速進(jìn)給：

<1、要求工具電極整體作超聲振動(dòng)。

說(shuō)明：加工間隙的基本要求(P129)與進(jìn)給速度的平穩(wěn)性(P143)

8.下列選項(xiàng)中不正確的選項(xiàng)是：(a)

a、電解加工中，加工速度與加工間煤成正比：

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(xué)當(dāng)量成正比：

d、電的加工中，加工速度與電粥淞的電寸率成正比

說(shuō)明：參考公式6-11

03.電解磨削時(shí)主要靠砂輪的磨削作用來(lái)去除金屬，電化學(xué)作用是為了加速磨削過(guò)程。(X)

說(shuō)明:P156

07.陽(yáng)極鈍化現(xiàn)象的存在，會(huì)使電解加I：中陽(yáng)極溶解速度下降H?至停頓，

所以它是有害的現(xiàn)象，在生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免它。(X)

說(shuō)明：電解磨削、電解研磨、電解拋光

8.一般來(lái)說(shuō)，電解加工時(shí)工具電極是：(c)

a、低損耗；b、高損耗；c、基木無(wú)損耗；d、負(fù)損耗

判斷：

5、在活波金屬的雙電層中,金屬表面帶負(fù)電。

6、在活波金屬的雙電層中，金屬表曲帶正電。

7、在不活波金屬的雙電層中，金屬表面帶負(fù)電。

8、在不活波金屈的雙電層中，金屬表面帶正電。

17、電解研磨可以實(shí)現(xiàn)表面的鏡面加工.

21、曲解加工比較難獲得尖棱尖角的工件外形。

22、電火花加工比較雉獲得尖棱尖角的工件外形。

37、電解加工原理是陽(yáng)極溶解。

38、電鍍加工原理是陽(yáng)極溶斜。

39、電鑄加工原理是陽(yáng)極溶解。

40、電鑄加工原理是陰極沉枳。

選擇題:

9、工具不損耗的特種加工方法是（電火花、電解、超聲波）加工。

IL成本低、效率高,并且不會(huì)產(chǎn)生燒傷現(xiàn)象的磨削方法是指（機(jī)械、電解、電火花）磨削。

34、在工件表面上形成保護(hù)性氧化膜使金屬陽(yáng)極溶解減緩現(xiàn)象稱（極化、活化、鈍化、乳化）。

35、在工件表面上除去鈍化膜使金屬陽(yáng)極溶解加快現(xiàn)象稱（極化、活化、鈍化、乳化）。

36、偏離平衡電極電位的現(xiàn)象稱（極化、活化、鈍化、乳化）。

37、超聲波使液體中半固體顆粒粉碎細(xì)化的現(xiàn)象稱（極化、活化、鈍化、乳化）。

51、實(shí)際電解加工時(shí),加工間隙往往與其端面平