【文章內(nèi)容簡介】 。電解鈍化是由于電解液中的電極反應，在陽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 ，隔開了金屬和電解液的接觸，使金屬表面的反應能力大大降低，導致金屬的溶解過程減慢。在電解加工時，如電流密度很低，鈍化膜可以完全阻止陽極金屬的溶解，隨著電流密度的增加，鈍化膜開始破裂，陽極開始溶解。 例題： 6） 鈍化性電解液提高電解加工精度的機理 NaNO NaClO3 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理是： 鈍化性電解液會使陽極工件表面形成鈍化膜，當極間間隙大到某一臨界值時，雖有電流通過，但陽極并不溶解，這時的電流效率為 0。只有當極間間隙小于臨界 值時，陽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工件側壁產(chǎn)生拋物線形狀，提高電解加工精度。 例題： 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制精度和重復精度兩項內(nèi)容。復制精度的高低主要由加工時所能達到的平衡間隙所決定。平衡間隙小，復制精度就高。 合理地選擇加工參數(shù) 是保證和提高復制精度的重要措施。 1） 在預定的小間隙內(nèi) 加工時，可采用較低的電流密度和較低的進給速度加工，并適當提高間隙電壓，用較小的電導率電解液有利于復制精度的提高； 2） 電解液濃度低時比濃度高時的復制精度 高； 3） 鈍化性 電解液 的電流效率隨電流密度的 提高而提高 ， 則復制精度就越高； 4）對于不同的被加工工件材料要選用不同的電解液，或通過使用添加劑來改變電解液對工件材料的適應性； 5）加工間隙內(nèi)電解液的流速越高，流場的均勻性越好，復制精度就越高。 例題： 8） 電化學加工與電火花加工蝕除特性曲線的區(qū)別 電火花加工 蝕除特性曲線 放電間隙 S 值與蝕除速度 vw 有密切的關系。當間隙太大時，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。當間隙太小時，又會因電蝕產(chǎn)物難于及時排除，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 對于于最大蝕除速度（曲線上的 B 點）。 電化學加工蝕除特性曲線 可由下式得出： 9） 什么是電 解 磨削 及原理 電解磨削是 應用較為廣泛的一 種 電化學機械復合加工方式，它比電解加工具有較好的加工精度和表面粗糙度，比機械磨削具有較高的生產(chǎn)率。 電解磨削加工的原理為： 導電砂輪與電源負極相連，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，當在它們之間施加電解液時，工件與工具之間發(fā)生電化學反應，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運動，工具把工件表面的陽極薄膜刮除，使工件表面露出新的金屬并被繼續(xù)電解。電解作用和機械刮膜作用交替進行，使工件被連續(xù)加工，達到一定的尺寸精度和表面粗糙度 ，從而達到磨削的目的。 10） 電解磨削技術優(yōu)勢 P158 電解磨削 集中了電解加工和機械磨削加工的優(yōu)點 ，在生產(chǎn)中常用來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 、 軋輥、深小孔、薄筒、細長桿類零件等 。電解磨削的效率一般高于機械磨削，磨輪損耗較 低，加工表面不產(chǎn)生磨削燒傷、裂紋、殘余應力、加工變質(zhì)層和毛刺等 。 11） 電鑄加工的機理、特點 電鑄加工的原理為：用可導電的原模作陰極，電鑄材料作陽極，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，陽極上的金屬原子交出電子成為正金屬離子進入鍍液，對金屬離子進行補充，以保持其濃度基本不變 。 陰 極原模上電鑄層逐漸加厚，當達到預定厚度時即可取出，設法與原模分離，即可獲得與原模型面凹凸相反的電鑄件。 電鑄加工的特點： 其優(yōu)點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，所以可準確復制原模的表面細節(jié)，電鑄件與原模的尺寸誤差可控制在177。 m，而且電鑄件具有良好的表面狀況。另一方面，由于電鑄加工過程對原模無任何損傷，所以永久性原?？芍貜褪褂茫T造的工件具有良好的重復精度，在各項加工參數(shù)得到良好控制時，統(tǒng)一原模的鑄件尺寸誤差可在微米數(shù)量級。電鑄加工也存在一定缺點，比如加工時 間長，效率低，原模的制造技術要求高，有時存在一定程度的脫模困難。 12） 什么是電刷鍍（涂鍍） 涂鍍又稱刷鍍或無槽鍍，是在金屬工件表面局部快速電化學沉積金屬的新技術。在涂鍍時，工件接電源的負極，鍍筆接電源的正極，浸滿鍍液的鍍筆在零件表面上以一定的相對速度進行刷抹而使工作獲得鍍層。 13.） 電解加工 與 電火花 的進給系統(tǒng)、工作液、加工效率、加工精度方面的比較 進給系統(tǒng)的比較： 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，它的大小是事先設定的，電火花加工自動進給系統(tǒng)保證某一設定加工間隙的穩(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 HCl、 HNO H2SO4 等無機酸水溶液，堿性電解液有 NaOH 等，中性鹽電解液應用普遍，適應范圍廣，常用的有 NaCl、NaNO NaClO3。 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、蒸餾水等。 加工效率的比較： 電火花加工可以在一臺機床上連續(xù)進行粗、半精及精加工， 在精加工時，小電流放電必須減小放電脈波時間，這 樣不僅加大了電極損耗，也大幅度降低了加工速度。 而電解加工能以簡單的直線進給運動一次加工出復雜的型面和型腔 ，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精度一般為 ，表面粗糙度為 ~；微細加工時精度可達 ~，表面粗糙度為 ~。電解加工的零件無毛刺和殘余應力，加工表面粗糙度可以達到 ~，尺寸精度對于內(nèi)孔可以達到177。 ~、對于型腔可以達到177。 ~，加工精度一般不如電火花加工高。 參考 : 補充： 說明： P119 說明：法拉第第一定律 說明：教材 121 頁 說明：加工間隙的基本要求（ P129） 與進給速度的平穩(wěn)性（ P143） 說明：參考公式 611 說明： P156 說明： 電解磨削、電解研磨、 電解拋光 判斷： 選擇題： 填空題： 第七章 激光加工 1） 什么是激光加工 激光加工根據(jù)激光束與材料相互作用的機理， 大體可分為激光熱加工和光化學反應加工兩類。激光熱加工是指利用激光束投射到材料表面產(chǎn)生的熱效應來完成加工過程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標、激光鉆孔和微加工等；光化學反應加工是指激光束照射到物體，借助高密度高能光子引發(fā)或控制光化學反應的加工過程。包括光化學沉積、立體光刻、激光刻蝕等。 激光加工 具有 一些其它加工方法所不具備的特性。 它幾乎可以加工任何材料，與工件 無接觸加工， 因此無機械變形 ， 無 刀具 磨損，無 切削力 作用于工件；激光加工熱影響區(qū)小 ， 工件熱變形小后續(xù)加工最??；由于激光束易于導向、聚焦 （ 達到 波長級） 、實現(xiàn)方向變換，極易與 數(shù)控系統(tǒng) 配合 ， 對復雜工件進行 選擇性加工、精密 加工；生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟效益和社會效益好。已廣泛應用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機械制造等 行業(yè) 。 2） 什么是激光加工的光管效應 脈沖激光多次照射加工時，第一次照射后打出一個帶錐度的淺孔；第二次照射時，聚焦光在第一次照射所打的孔內(nèi)發(fā)散，由于光管效應，發(fā)散的光（角度很小）在孔壁上反 射向下深入孔內(nèi)，因此第二次照射后打出的孔是原來孔形的延伸，孔徑基本上保持不變。所以多次照射能加工出錐度小的深孔。多次照射的焦點位置宜固定在工件表面而不宜逐漸下移。 3） 分析金剛石材料上小孔加工的方法 激光鉆孔工藝可應用于金剛石等材料的鉆孔， 拉絲模 芯是金剛石拉絲模的核心組成部分 ，其模芯 是金剛石材料，就是 采用激光 鉆 孔的方法實現(xiàn) 小孔加工。 目前 已 有成熟的 拉絲模激光打孔機 加工設備用于金 剛石等材料的小孔加工 ，可以打小至幾微米的微孔。 4） 什么是激光快速原形制造 激光快速成形制造是上世紀 80 年代后期發(fā)展起來的新技術。 它是將計算機產(chǎn)生的 CAD 實體模型，經(jīng)分層切片軟件處理成一系列薄截面層，并根據(jù)各截面層形狀的二維數(shù)據(jù)，由快速成形機將材料逐層添加堆積，最終生成三維實體零件， 這種快速成形制造 是一種全新的生成方法，其原理突破了傳統(tǒng)的材料變形成形和去除成形的工藝方法，可在沒有工裝夾具或模具的條件下，迅速制造出任意復雜形狀的三維實體零件。 補充： 說明：其他特種加工工藝的設備組成也是考點。 說明： 說明：出填空或選擇題 選擇題： 說明： 電子束 能聚焦到 ，其 光刻技術可達到亞微米級寬度（ P205） 離子刻蝕可以達到毫微米級的加工精度，離子鍍膜可以控制在亞微米級精度。 P211 激光束的發(fā)散角可小于 1 毫弧，光斑直徑可小到微米量級 ,激光切割可達到 精度（ 177。~） 或教材 P185 補充： 道 （ ） 級、微米（ ）級、 亞微米 （ ）級、深 亞微米 （ ）級 、 納米級 （ 毫微米級 即 ） B P179 說明：選擇題 第八章 超聲波加工 1） 什么是超聲波 超聲波是頻率高于 16000 赫茲的聲波， 具有波長短、能量大，傳播過程中反射、折射、共振、損耗等現(xiàn)象顯著的特點，除用于 各種 硬脆材料的精密和成形加工外，還 可用于清洗， 探傷和 焊接等 工作 。在 農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)療等方面 的 用途十分廣泛 。 例題： 2） 超聲波加工概念及其機理 概念： 超聲波加工是利用工具端面做超聲頻振動，通過磨料懸浮液加工脆性材料的一種成形加工方法。 P193 機理： 超聲波發(fā)生器 將工頻交流電能轉變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅?超聲頻電振蕩 ， 換能器 將超聲頻電振蕩轉變?yōu)?超 聲機械振動 ，通過振幅擴大棒（ 變幅桿 ）使固定在變幅桿端部的 工具 產(chǎn)生 超聲波振動 ， 帶動 磨料懸浮液 高速地不斷 沖擊 工件 表面 ，使其表面被破碎成細小 微粒 并脫落，同時懸浮液 液壓沖擊和空化現(xiàn)象 也加速了工件表面被機械破壞的效果，工具連續(xù)進給，加工持續(xù)進行，工具的形狀便復印到工件上，直到達到要求的尺寸。 例題： 非金屬材料 ，如玻璃、陶瓷、人造寶石、半導體等。 3） 什么是超聲加工的空化現(xiàn)象（空化作用） 當 工具端面 以很大的加速度離開工件表面時， 加工間隙 內(nèi)形成 負壓和局部真空 ，在工作液內(nèi)形成很多微空腔，促使工作液鉆入被加 工工件表面材料的微裂紋處。當工具端面以很大的加速度接近工件表面時，空腔閉合，引起極強的 液壓沖擊波 ，加速了磨料對工件表面的破碎作用。 4） 對超聲波加工生產(chǎn)率（加工速度）的影響因素有哪些 1）工具振動的 振幅 和 頻率 。 加工速度 隨工具振動振幅增加而 線性增加 ，振動頻率提高，在一定范圍內(nèi)可提高加工速度。 2）工具對工件的 靜壓力 。工具對工件存在一個可得到最大加工速度的 最佳壓力值 3） 磨料懸浮液 。磨料硬度越高，粒度越粗，加工速度越快 4） 工件材料 。材料越脆，承受沖擊載荷能力越差，在磨料沖擊下越易粉碎去除。 補充： P195 P193 P195 P195 P195 P195 錯 說明： P193 與 P41 補充： 鏡面加工一般是工件表面粗糙度 的表面時，稱：鏡面加工。 獲得鏡面的機械加工方法有：去除材料方式、無切削方式（滾壓加工）。 去除材料方式有：磨削、研磨、拋光、電火花。 無切削方式有：滾壓（采用鏡面工具）、擠壓 第九章 電子束與離子束加工 1） 什么是電子槍 電子槍是 放射并加速電子束的裝置 ，它包括電子發(fā)射陰極、控制柵級和加速陽極等。 陰極經(jīng)電流加熱發(fā)射電子，帶負電荷的電子高速飛 向帶高電位的陽極。在飛向陽極的 過程中，經(jīng)過加速極加速，又通過電磁透鏡把電子束聚焦成很小的束斑。 2） 什么是電子束曝光 電子束曝光是先利用 低功率 密度的電子束照射稱為 電致抗蝕劑 的 高分子材料 ，由入射電子與高分子相碰撞，使 分子鏈 被切斷或重新聚合而引起 分子量 的變化，這一步驟也稱為電子束光刻。 通常將它作為集成電路、微電子器件以及微型機械元器件的刻蝕前置工序。 3） 離子束加工、離子鍍膜加工的含義 離子束加工是利用離子束對材料進行成形或表面改性的加工方法。在真空條件下，將由離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)過電場加速，獲得具有一定速度 的離子投射到材料表面，產(chǎn)生濺射效應和注入效應。 離子束比電子束具有更大的撞擊動能，是靠微觀的機械撞擊能量來加工的。 具有一定動能的離子 斜 射到工件