一、请叙述电火花与电解加工的异同点。

电火花加工（EDM）是指在介质中，利用两极之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象对材料进行加工，使零件的形状、尺寸和精度达到预定要求的加工方法。

电解加工（ECM）是指在一定外加电压下，将直流电流通过电解池，在两极分别发生氧化反应和还原反应，以使被加工阳极达到预定的形状、尺寸和精度的加工方法。

共同点：

1. 利用的能源相同。电火花和电解加工都属于放电加工的一种，利用电能与热能、化学能和机械能等的转化对被加工零部件进行加工。

2. 加工范围广。不同与传统加工利用工具和工件材料在硬度、强度、耐热性等性能差异进行加工，EDM和ECM都是利用放电对工件进行加工，加工过程中工具和工件并不接触。所以其加工不受被加工材料的机械、物理性能的限制，一般只要导电的材料均可加工。

不同点：

1. 使用电源不同。一般情况下，EDM使用脉冲电源进行加工；而ECM使用直流电源，为提高电解加工精度，现在也使用脉冲放电电源进行加工。

2. 电解液性质不同。电火花加工必须使用一定绝缘性的液体介质中进行，例如煤油，去离子水等；电解加工时在具有一定电导率的电解液中进行的，例如NaCl、NaNO3溶液。

3. 工具电极损耗不同。电火花加工利用电和热蚀除金属，所以工具电极也具有损耗；而电解加工利用工件（阳极）材料的化学溶解蚀除金属，工具（阴极）电极理论上不会损耗。

4. 加工表面质量不同。电火花加工时，火花通道内产生大量热是电极表面的金属产生局部融化甚至汽化而被蚀除下来，被加工表面存在重铸层、微裂纹等缺陷；电解加工以离子状态电化学溶解去除材料属于冷加工，不存在硬化层、重铸层、微裂纹和残余应力等缺陷。

二、谈谈对线切割慢走丝机与快走丝机的认识。

电火花线切割机床按电极丝移动方式不同，可分为高速往复走丝电火花切割机（快走丝机）和低速单向走丝电火花切割机（慢走丝机）。

快走丝机：电极丝随周期性往复运转的储丝桶实现往复运转，其运丝速度一般为8-10m/s，电极丝为直径0.08-0.2mm的钼丝或钨钼丝。工作液为乳化液、复合工作液或水基工作液等。这类机床能达到的加工精度为±0.01，表面粗糙度Ra为2.5-5.0 μm。其可满足一般模具精度的加工要求，但对于精度要求高的精密加工比较困难。

慢走丝机通过收丝桶控制电极丝的速度，供丝桶控制电极丝的张力，使电极丝完成低速单向的平稳运转。其运丝速度一般为0.01-0.25 m/s，电极丝为直径0.15-0.35 mm的黄铜丝或镀锌铜，在微细加工时采用直径为0.02-0.03的钨丝，工作液为去离子水或煤油等。这类机床能达到的加工精度为±0.005，最高可达±0.001。表面粗糙度Ra为0.63-1.25 μm。其加工精度高，但排屑条件差、电极丝消耗大、运行成本高（约为快走丝的10-100倍），一般用于厚度不大的精密模具和零件加工。

三、为什么电解加工与放电加工能应用于微细加工

要实现微细精密加工，就必须是加工所需的能量集中在微小的部分。电加工把所需的能量直接加到构成材料基础的原子上，如果所提供的能量超过被加工材料原子间的结合能，就能除去部分需要去除的材料。所以电加工在原理上具备微细或微细加工的条件。

在电解加工中，材料的去除是以离子的迁移、传递和反应为基础的，所以只要加工的能量、工艺条件控制得当可以实现纳米级别的微细加工。

在放电加工中，使用的电源为脉冲电源，单个加工周期放电时间短，放电能量强而集中。当绝缘介质被击穿后，在正负电极间形成放电通道，然后电子和正离子通过放电通道被加速撞击相反极性电极并是动能转化为热能。由此产生的高温使电极发生融化甚至汽化已达到去除材料的目的。一个放电周期材料去除量非常微小，所以只要能合理控制能量和工艺过程也可实现微细加工。

四、增材制造（3D打印）的基本原理是什么，举例说明

基本原理：它是一种累积制造技术，是以一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体，最终把计算机上的蓝图变成实物。

比如：“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。

基本原理：把一个通过设计或者扫描等方式做好的30模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层的打印出来并按原来的位置堆积到一起.形成一个实体的立体模型。

FDM(熔融沉积技术)：将丝状的热塑料性材料进行加热融化，通过带有微细喷嘴挤出，在机械装置驱动下，熔融的丝材与前一层材料粘合在一起，一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度，然后重复以上的步骤直到工件完全成型。

五、为什么电火花加工需要使用脉冲电源

因为脉冲性电源放电时间短，放电产生的热量里阿布吉扩散到工件材料内部，能量集中，温度高，放电点集中在很小的范围内。如果放电时间长或者使用连续放电电源，就会形成持续电弧放电，使加工件及电极表面材料大面积熔化烧伤而无法作为尺寸加工的工艺方法。

另外，使用脉冲电源是加工间隙有足够的时间排出点蚀产物，进而使极间介质充分消电离恢复绝缘状态，以保证下次脉冲放电不在同一位置进行，避免形成电弧放电，使重复性脉冲放电顺利进行。

六、电火花加工可以在空气介质中进行吗？为什么？

可以。日本东京农工大学的国枝正典教授提出以气体为电介质取代煤油基工作液。加工时使用薄壁管状电极，高压空气作为加工介质。电极旋转一边使高速气体从管电极中喷出，一边使其仅在端面产生放电进行电火花加工。火花放电必须在有一定绝缘性能的介质中进行。空气介质在一般物理意义上讲为绝缘体，在高电压下会被击穿，在脉冲放电间隙空气介质恢复绝缘。

七、实现微细电火花加工的基本条件是什么？

实现微细放电加工必须减小单脉冲去除量‚,即减小放电坑尺寸；其次，欲进行微细放电加工，除了微能电源和微量进给控制外，微细电极的制造也是关键因素。具体如下：

（1）制造微细的电极，并保证安装误差。

（2）工具电极和工件电极之间必须维持合理且较小的距离在该距离范围内；

（3）保证两极间脉冲放电且放电脉冲足够短，两极间的火花放电能量足够小，以使单次脉冲产生较小的加工微坑；

（4）脉冲放电需重复多次进行，并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的；

（5）两电极之间必须充入介质，以及时带走加工产物和热量，保证两极间的绝缘条件。

八、提高电解加工能力的途径？

提高电解加工能力的根本途径是改善电解加工间隙的物理、化学特性，即提高阳极溶解的集中蚀除能力，降低杂散腐蚀，同时改善电场、流场、电化学参数的均匀性和稳定性。如减小加工间隙以提高电流密度和加工精度；合理设计流场，使加工间隙流场均匀、无死水区和涡流，以及时带走加工产物和热量保证电解液电导率均匀。

目前具体的加工方法包括：脉冲电解加工、振动电解加工、混气电解加工等工艺方案。

 

九、激光产生的基本原理及三种以上激光加工方法？

激光加工的基本原理：激光加工是将足够能量的激光束聚集后照射到工件材料表面，在极短时间内，光能转化为热能，被照部位迅速升温。根据不同的光照参数，材料发生气化、熔化、金相组织变化以及相当大的热应力，从而达到工件材料的去除、连接、改性或分离等。

加工方法：激光切割、激光焊接、激光钻孔。

激光产生的基本原理：激光—“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量，受激而使电子运动轨道发生迁移，由低能态变为高能态。处于激发态的原子，受外界辐射感应，使处于激发态的原子跃迁到低能态，同时发出一束光，这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致，此时的光为受激辐射光，即激光。

激光加工原理：利用激光束与物质相互作用的特性对材料进行减材、增材、等材加工的一门技术，将聚焦后的激光束照射在工件材料表面，光能瞬间转化为热能，局部区域吸收大量能量后，根据不同的激光工艺参数，材料发生气化、熔化、金相组织变化以及冲击热应力，从而达到工件材料的去除、连接、改性或分离等。

激光清洗：利用高频高能量激光脉冲照射工件表面，涂覆层瞬间吸收聚焦的激光能量，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层，从而达到洁净的工艺过程。

激光切割：利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件分割。

激光焊接：激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功率密度等特点，将激光束聚焦在很小的区域内，瞬间使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，使被焊物局部熔化并快速冷却，从而形成牢固的焊点和焊缝。