《特种加工》期末作业

《特种加工》课程作业

1、你认为特种加工将来能否完全取代传统加工？简要说明原因。

答：不能。第一、特种加工加工装备大多数比较贵，需要一次性投资大，并且大部分只适合大批大量生产，小批量生产还是需要传统加工方法。第二、特种加工中各种加工工艺所加工的零件精度都比较高，对于精度要求不高的零件用特种加工会提高工艺成本。第三、特种加工需要大量的专业人才才能进行生产,而社会不可能提供那么多专业人才。

2、列表举出电火花加工机床中，快走丝和慢走丝两种类型有哪一些主要区别？ 答：如下表： 移动方式 工作液 效率 机床成本 表面质量 走丝速度 维护成本 生产地 锥度切割方式 电极材料 电极多用钼丝 快走丝 高速往复运动 专用乳化液，浇注式 效率高 机床便宜（2-5 万） 加工精度低、光洁度低 速度快>8-10m/s 维护简单，维护费用低 可国内生产 偏移式丝架加工锥度 慢走丝 单项连续移动 离子水，浸泡式 效率低 机床昂贵（30-120 万） 加工精度高、光洁度高 速度慢<0.2m/s 维护复杂，维护费用高 基本国外生产 双坐标联动装置实现锥度切割 电极多用铜丝 电极使用情电极钼丝可重复循环使用，只能割一电极铜丝一次性使用，可况

3、列表举出电解加工与电火花加工的不同之处。

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刀、不能修刀 以重复修刀 电源类型 加工速度 电极损耗 生产效率 表面质量 电解加工 直流电源 加工速度快 电极（阴极）几乎无损耗 生产效率高（电火花的 5-10 倍） 表面粗糙度较好，不会产生应力 电火花加工 脉冲电源 加工速度慢 电极损耗大 生产效率低 生成较硬且脆的变质层，有微细裂缝产生 加工清棱清角难易 原理 难加工出清棱清角 可加工出尖锐棱边的零件 基于金属在电解液中溶解的原理 基于脉冲放电腐蚀的原理

4、切削加工能否加工弯孔？特种加工方法中哪些可以加工弯孔？其原理如何？ 答：切削加工不能加工弯孔。特种加工方法中可以加工弯孔的有：（1）电子束加工：利用电子束在磁场中偏转的原理，使其在工件内部偏转，可加工出微细弯孔；（2）离子束加工：利用离子束在磁场中偏转的原理，使其在工件内部偏转，可加工出弯孔；（3）电火花加工：将工具电极做成弯的就可以加工弯孔，工具电极相对于工件作进给运动，将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件；（4）超声加工：利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料，可以加工出弯孔。

5、 高能束加工包括哪一些特种加工方法？各有什么特点？

答：高能束加工包括：激光加工、电子束加工、离子束加工、水射流加工等 各自特点：

一、激光加工：①、激光加工能量高，光能转化为热能，几乎可以熔化、气化任何材料，特别是高硬度高强度的材料；②、激光加工的光斑大小、输出功率可以进行调节，因此可以进行精密加工；③、属于非接触加工，加工过程中无刀具磨损和切削力产生；④、加工速度快，热影响区小，容易实现加工的自动化； ⑤、可以通过透明介质对密闭容器内进行加工；

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⑥、激光加工的重复精度和表面粗糙度难以保证，需进行重复加工；⑦、激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好；⑧、需易通风抽气，操作人员应戴防护目镜。

二、电子束加工：①、是一种精密微细的加工方法；②、非接触式加工，不会产生应力和变形；③、加工速度很快，能量使用率可高达 90％；④、加工过程可自动化；⑤、在真空腔中进行，污染少，材料加工表面不氧化；⑥、电子束加工需要一整套专用设备和真空系统，价格较贵。

三、离子束加工：①、加工的精度非常高；②、真空中进行，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。

四、水射流加工：①、几乎可以加工各种材料；②、零件精度高，切口光整平滑，无毛刺、飞边，无热影响区和分层现象；③、加工质量好，安全性可靠，无热效应，零件成分无变化；④、适合防火防爆要求的危险环境；⑤、加工清洁环保，无毒、无尘；⑥、可控性好；①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑦、切削速度快，生产效率高。??????????

6、 激光焊接、电子束焊接、超声波焊接与电弧焊等传统焊接方法有何区别？o 答：一、激光焊接与电弧焊比较：?、不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。且聚焦后，激光加工的密度高，光能转化成热能，几乎可以融化气化任何材料；?、激光光斑可聚焦到微米级，输出功率可调节，可焊接小型且间隔相近的部件，而传统焊接则不能；?、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，传统焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥；?、可将热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低；?、易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制，而传统焊接大都需要人工操作；?、焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰；?、不受磁场所影响（电弧焊接则容易），能精确的对准焊件；?、若以穿孔式焊接，焊道深一宽比可达10:1，传统焊接很难达到；?、可以切换装置将激光束传送至多个工作站，而传统焊接则不能。

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二、电子束焊接：?、电子束焊接的能量密度高，焊接速度快，可焊接一般传统焊难以实现的深而窄的焊缝；?、电子束焊接是在真空中进行，焊缝的化学成分稳定且纯净，接头强度，焊缝质量比一般传统焊高；?、电子束焊接速度快 ,热影响区小 ,焊接热变形小；?、电子束焊可以焊接难容金属，也可焊接如钛、锆铀等活泼金属；?、电子束焊接可获得深宽比大的焊缝 (20∶1～50∶1)，焊接厚件时可以不开坡口一次成形；?、电子束焊接结合计算机技术，实现了工艺参数的精确控制，使焊接过程完全自动化；?、电子束焊接能完成一般焊接方法难以实现的异种金属的焊接，如铜和不锈钢的焊接。 三、超声焊接：?、焊件不通电，不需要外加热源，接头中不出现宏观的气孔等缺陷，不生成脆性金属间化合物，不发生像电阻焊时易出现的熔融金属的喷溅等问题；?、被焊金属表面氧化膜或涂层对焊接质量影响较小，焊前对焊件表面准备工作比较简单；?、焊缝金属的物理和力学性能不发生宏观变化，其焊接接头的静载强度和疲劳强度都比电阻焊接头的强度高，且稳定性好；?、可焊接的材料范围广，可用于同种金属材料、特别是高导电、高导热性的材料和一些难熔金属的焊接，也可用于性能相差悬殊的异种金属材料、金属与非金属、塑料等材料的焊接，还可以实现厚度相差悬殊以及多层箔片等特殊结构的焊接；?、形成接头所需电能少，仅为电阻焊的 5％；焊件变形小；?、不需要添加任何粘结剂、填料或溶剂，具有操作简便、焊接速度快、接头强度高、生产效率高等优点。超声波焊接的主要缺点是受现有设备功率的限制，因而与上声极接触的焊件厚度不能太厚，接头形式只能采用搭接接头，对接接头还无法应用。

7、超声清洗与水射流清洗相比各有哪一些特点?

答：一、超声清洗： (1)、清洗效果好，清洁度高且全部工件清洁度一致；(2)、清洗速度快，提高生产效率；(3)、不需人手接触清洗液，安全可靠；(4)、对深孔、细缝和工件隐蔽处都可清洗干净，对工件表面无损伤；(5)、节省溶剂、热能、工作场地和人工等；(6)、超声清洗剂可蒸馏回收重新使用； 二、水射流清洗： (1)、选择适当的压力等级，高压水射流清洗不会损伤被清洗设备的基体。(2)、是用普通自来水于高速度下的冲刷清洗，所以它不

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污染环境，不腐蚀设备，不会造成任何机械损伤，还可除去用化学清洗难溶或不能溶的特殊垢。(3)、洗后的设备和零件不用再进行洁净处理。(4)、能清洗形状和结构复杂的零部件，能在空间狭窄，环境复杂、恶劣、有害的场合进行清洗；(5)、易于实现机械化、自动化，便于数字控制。(6)、节省能源，清洗效率高，成本低。

8、 水射流切割与氧气切割、电火花切割、激光切割、超声波切割相比具有哪一些优点？

答：一、水切割与激光切割的比较：切割材料范围广效率高；操作维修方便；不会像激光切割时在切缝处引起弧痕并引起热效应，避免了材料的物理、化学变化。

二、水射流切割与氧气切割的比较：毛坯上完全没有热和力的作用，故切口表面不变形，且无毛刺及材料的组织畸变；广泛适应于各种材料的切割加工，有“万能切割机”之誉，远比氧气切割适应性广；由数控系统操纵，切割精度高；可作全方位的切割，包括各种形状、角度或斜度。

三、水射流切割与电火花切割的比较：电火花切割尺寸受到很大局限，水切割可以对任何材料打孔、切割，切割速度快，加工尺寸灵活。

四、水射流切割与超声波切割的比较：生产效率远比超声波切割高，成本低

廉。

9、常用的特种复合加工工艺有哪一些？它们比单独的特种加工有何优点？ 答：特种复合加工工艺有：超声电火花复合加工；超声电解复合加工；超声电解复合抛光；超声电火花复合抛光；机械超声振动复合加工；机械化学抛光；电解磨削复合加工；电解hang磨复合加工；电解研磨复合加工； 优点：它们与单独的特种加工相比：提高了加工速度，降低了工具损耗，同时提高了零件的质量，批量时降低了加工成本，提高生产率；

10、除了本课程介绍了的SLA、SLS、LOM和FDM等四种快速成形工艺之外，你还知道有哪些快速成形工艺？

答：三维印刷技术（ 3DP ）、激光近形技术（LENS）、分层实体制造（LOM）、

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激光熔覆成形技术（LCF）、熔融沉积成型（FDM）、多相喷射沉积（ MJD ）、真空注型（硅胶复模、翻模）、激光诱发热应力成形技术（LF）、光固化成型（SLA ）、形状沉积成型（SDM）、选域激光粉末烧结（SLS）。

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