特种加工工艺

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1、第七章特种加工工艺主要内容1、特种加工的特点及应用范围2、电火花加工原理、特点和应用范围3、电解加工原理、特点和应用范围4、其它特种加工（超声波加工、激光加工）第一讲特种加工方法概述对机械制造技术提出了新的要求第一，解决各种难加工材料的问题第二，解决各种复杂表面的加工问题第三，解决各种超精或具有特殊要求的零件的加工问题。如对表面质量和精度要求很高，以及低刚度零件的加工。高强度、高硬度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、注射模的立体成型表面等1、特种加工定义特种加工是指除常规切削加工以外的新的加工方法，这种加工方法利用电、磁、声、光、化学等能量或其各种组合作用

2、在工件的被加工部位上，实现对材料的去除、变形、改变性能和镀覆，从而达到加工目的。2、特种加工的特点1）、主要利用电能、电化学能、声能、光能、热能等去除材料，而不是主要依靠机械能2）、工具硬度可以低于被加工材料的硬度3）、加工过程中工具和工件之间不存在显著的切削力3.特种加工的发展趋势1）充分融合现代电子技术、计算机技术、信息技术和精密制造技术等高新技术，使加工设备向自动化和柔性化方向发展。2）大力开发新的特种加工方法，包括微细加工和复合加工。特种加工方法能量形式作用原理英文缩写电火花加工成形加工电能、热能熔化、气化EDM线切割加工电能、热能熔化、气化WEDM电化学加工电解加工电化学能阳极溶

3、解ECM电解磨削电化学机械能阳极溶解磨削EGM电铸、电镀电化学能阴极沉积EFMEPM激光加工切割、打孔光能、热能熔化、气化LBM表面改性光能、热能熔化、相变LBT电子束加工切割、打孔电能、热能熔化、气化EBM离子束加工刻蚀、镀膜电能、动能原子撞击IBM超声加工切割、打孔声能、机械能磨料高频撞击USM常用特种加工方法分类表第二讲电火花加工电火花加工又称放电加工（简称EDM），它利用电、热能对零件进行加工。一.电火花加工的原理电火花加工是利用脉冲放电对导电材料进行蚀除，以获得一定形状和尺寸的加工方法。其加工原理如图所示。电火花加工原理示意图1—工件2—脉冲电源3—自动进给调节系统4—工具5—工

4、作液6—过滤器7—工作液泵极性效应工件正极—正极性加工工件负极—负极性加工精加工短脉冲ti<10s粗加工长脉冲ti>80s为充分利用极性效应，一般都采用单向脉冲电源1.工具与工件之间保持适当间隙自动进给调节系统2.火花放电必须是脉冲性放电采用脉冲电源3.在有一定绝缘性能的介质中放电液体绝缘介质创造条件：二、电火花加工设备（一）脉冲电源（二）自动进给调节装置（三）工具电极（四）液体介质驰张式、闸流管式、晶闸管式、晶体管式、集成元件等维持所需的“平均”放电间隙S,保证电火花加工正常进行。步进电机、伺服电机系统常用石墨或铜作工具材料，价格低廉钨、钼或铜钨、银钨等复合材料，性能好价格贵。（1）

5、绝缘、击穿放电及消电离（2）压缩放电通道，能量集中（3）气化产生局部高压，利于蚀物排除（4）对工具、工件的冷却作用常用的工作液有煤油、机油等优点1.适于难切削材料的加工硬质合金、淬火钢等2.加工复杂形状或特殊零件应用领域日益扩大局限性1.主要加工金属等导电材料2.加工速度较慢3.有电极损耗，影响加工精度三、电火花加工的特点及应用四、电火花加工工艺方法分类类别工艺方法特点用途备注1穿孔成形加工工具为成形电极主要一个进给运动型腔加工、冲模挤压模、异形孔约占电机床总数30%2电火花线切割加工工具为线状电极两个进给运动冲模、直纹面、窄缝、下料占总数60%3内孔、外圆成形磨相对旋转运动、径向轴向进给

6、运动精密小孔、外圆小模数滚刀占总数3%4同步共轭回转加工均作旋转运动且纵横进给精密螺纹、异形齿轮、回转表面占总数1%5高速小孔加工细管电极旋转、穿孔速度极高深小孔、喷嘴、穿丝孔占总数2%6表面强化、刻字工具在工件上振动工具相对工件移动工具刃口强化、刻字占总数2%～3%电火花加工时的加工斜度二次放电加工斜度电极损耗棱角变钝五、电火花加工过程1）电离:电场强度大,液体介质—电子、离子2）放电：电子——阴离子——阳介质绝缘形成电通道3）热膨胀：电子、离子碰撞，阴、阳极碰撞10000~12000工件表面熔化、汽化介质汽化、分离碳黑4）抛处金属：爆炸力使工件表面抛出金属，形成凹坑。5）消电离：带电粒

7、子转变成中性粒子，介质恢复成绝缘状态，为下一次准备。18六、影响金属蚀除率的主要因素1.极性效应的影响（1）在短脉冲加工时，负电子对正极的轰击作用大于正离子对负极的轰击，因为负电子质量下，在短时间内达到了很高的速度，所得了很高的能量。因此在窄脉冲（t<10us）精加工时，采用正极性；（2）在长脉冲（放电持续时间较长）加工时，质量和惯性大的正离子将有足够的时间加速，能量达到足够大轰击负极表面。因此在采用长脉冲（t>100u