题目

1-1 特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？1-2 简述电解加工、电火花加工、激光加工、超声波加工、水射流[1]加工以及磁流变抛光的表面成形原理和应用范围。1-3 车削加工都能成形哪些表面？1-4 镗削与车削有哪些不同？1-5 简述滚切斜齿轮时的四条传动链。

1-1 特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？

1-2 简述电解加工、电火花加工、激光加工、超声波加工、水射流[1]加工以及磁流变抛光的表面成形原理和应用范围。

1-3 车削加工都能成形哪些表面？

1-4 镗削与车削有哪些不同？

1-5 简述滚切斜齿轮时的四条传动链。

题目解答

答案

1-1 特种加工在成形工艺方面与切削加工的不同

特种加工与传统切削加工在成形工艺上的核心区别在于能量形式和作用方式。切削加工依赖机械力，通过刀具与工件的直接接触，依靠挤压、剪切等机械作用去除材料；而特种加工则利用电能、光能、声能、化学能或电化学能等非机械能量形式，实现对工件的成形加工，无需直接机械接触。

因此，特种加工具有以下特点：

  • 可加工高硬度、高韧性、高脆性、耐高温等难切削材料；

  • 无切削力，不产生残余应力或变形，适合加工薄壁、精密零件；

  • 可实现复杂曲面、微细结构、深孔、窄缝等传统切削难以加工的几何形态；

  • 加工过程通常在工作液中进行，冷却、排屑、防污染效果好。

1-2 电解加工、电火花加工、激光加工、超声波加工、水射流加工及磁流变抛光的表面成形原理和应用范围

| 加工方法 | 成形原理 | 应用范围 |

|---------|---------|---------|

| 电解加工 | 利用电化学溶解原理，工具电极（负极）与工件（正极）间施加直流电压，工件表面金属离子化并溶解，实现成形。 | 大批量、高效率加工复杂型腔、叶片、齿轮等，尤其适合导电材料。 |

| 电火花加工 | 通过脉冲放电产生的高温熔化/汽化工件表面微小区域，逐层去除材料，工具电极轮廓“复印”到工件上。 | 加工硬质合金、淬火钢等导电材料的型腔、小孔、曲线孔、模具等。 |

| 激光加工 | 高能激光束聚焦于工件表面，使局部材料熔化、汽化或发生化学反应，实现切割、打孔、焊接、表面处理等。 | 广泛用于精密切割、打孔、焊接、表面改性、微加工等，适用金属、非金属。 |

| 超声波加工 | 工具以高频振动（20–40 kHz）带动悬浮磨料冲击工件表面，依靠磨料的微切削和冲击作用去除材料。 | 适合加工高硬度、高脆性非导电材料，如陶瓷、玻璃、宝石、半导体等。 |

| 水射流加工 | 高压水流（或混砂水射流）高速喷射冲击工件，通过动量冲击力实现切割或去毛刺。 | 用于切割金属、复合材料、石材、玻璃等，尤其适合对热敏感或易变形工件。 |

| 磁流变抛光 | 利用磁流体在磁场作用下形成“磁性磨料层”，对工件表面进行柔性抛光，实现超精密表面成形。 | 用于光学元件、半导体模具、医疗器件等超精密表面加工，可实现复杂曲面抛光。 |

1-3 车削加工都能成形哪些表面？

车削加工主要适用于回转体[2]类工件，可成形的表面包括：

  • 外圆柱面（粗车、精车）

  • 内圆柱面（镗孔）

  • 外圆锥面（倾斜刀架或数控车削）

  • 内圆锥面（镗锥孔）

  • 端面（车端面）

  • 成形曲面（数控车削，如抛物线、圆弧等）

  • 螺纹表面（车螺纹）

  • 沟槽与切断（车槽、切断）

1-4 镗削与车削有哪些不同？

| 项目 | 镗削 | 车削 |

|------|------|------|

| 加工对象 | 主要加工内孔，也可加工端面 | 主要加工外圆柱面，也可加工端面、螺纹等 |

| 刀具运动 | 刀具固定，工件旋转（卧式镗床）或刀具旋转工件固定（立式镗床） | 刀具固定，工件旋转 |

| 加工精度 | 通常高于车削，尤其在镗孔时可达到高精度、低粗糙度 | 精度较高，但受刀具刚性、装夹影响较大 |

| 适用场合 | 用于加工箱体、壳体等零件的内孔，或需高精度定位的孔系 | 用于轴类、盘类零件的外圆加工 |

| 刀具类型 | 镗刀（单刃、多刃、浮动镗刀等） | 车刀（外圆车刀、端面车刀、螺纹车刀等） |

1-5 简述滚切斜齿轮时的四条传动链

滚切斜齿轮时，滚齿机需建立四条精确的传动链，以保证齿轮齿廓和螺旋[3]角的准确性：

  1. 主传动链：电动机 → 减速机构 → 齿轮坯主轴 → 齿轮坯旋转，提供分度运动，保证每齿加工时工件转过一个齿距。

  2. 滚刀旋转传动链：电动机 → 减速机构 → 滚刀主轴 → 滚刀旋转，提供滚切运动，滚刀齿廓与工件齿廓啮合，实现齿形切削。

  3. 差动传动链：用于补偿滚刀螺旋角与工件螺旋角的差异，使滚刀齿廓能正确“滚切”出斜齿轮的螺旋齿形。该链通过差动机构实现，控制滚刀相对于工件的附加旋转。

  4. 轴向进给传动链：滚刀沿工件轴向缓慢进给，完成轴向切削，覆盖整个齿宽。该链控制切削深度和齿宽方向的加工。

这四条传动链必须严格同步，确保滚刀齿廓与工件齿廓在空间中保持正确的啮合关系，从而加工出精确的斜齿轮齿形和螺旋角。

答案：

1-1 特种加工通过非机械能量（电、光、声、化学等）去除材料，无需直接接触，适合难加工材料和复杂结构；切削加工依赖机械力，需接触，适用于常规金属加工。

1-2 见上表。

1-3 车削可成形外圆柱面、内圆柱面、外圆锥面、内圆锥面、端面、成形曲面、螺纹、沟槽等。

1-4 镗削主要加工内孔，刀具固定工件旋转，精度高；车削主要加工外圆，工件旋转刀具固定，适用回转体外表面。

1-5 四条传动链：主传动链（工件分度）、滚刀旋转链（滚切运动）、差动传动链（补偿螺旋角）、轴向进给链（齿宽方向切削）。