第二章 特种加工工艺基础.ppt

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1、第二章特种加工工艺基础特种加工“特”在何处?就“特”在它不是采用常规的刀具或磨具对工件进行切削加工，而是直接利用电能、电化学能、声能或光能等能量，或选择几种能量的复合形式对材料进行加工。特种加工的特点(1)工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度；(2)可直接利用电能、电化学能、声能或光能等能量对材料进行加工；(3)加工过程中的机械力不明显；(4)各种加工方法可以有选择地复合成新的工艺方法，使生产效率成倍地增长，加工精度也相应提高；(5)几乎每产生一种新的能源，就有可能导致一种新的特种加工方法产生。应用(1)解决各种难切削材料的加工问题，如耐热钢、不锈钢、钛合金、淬

2、火钢、硬质合金、陶瓷、宝石、金刚石以及锗和硅等各种高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的金属和非金属的加工。(2)解决各种复杂零件表面的加工问题，如各种热锻模、冲裁模和冷拔模的模腔和型孔、整体涡轮、喷气涡轮机叶片、炮管内腔线以及喷油嘴和喷丝头的微小异形孔的加工问题。(3)解决各种精密的、有特殊要求的零件加工问题，如航空航天、国防工业中表面质量和精度要求都很高的陀螺仪、伺服阀以及低刚度的细长轴、薄壁筒和弹性元件等的加工。特种加工方法的分类按能量形式和作用原理分：(1)电能与热能作用方式有：电火花成形与穿孔加工(EDM)、电火花线切割加工(WEDM)、电子束加工(E

3、BM)和等离子体加工(PAM)。(2)电能与化学能作用方式有：电解加工(ECM)、电铸加工(ECM)和刷镀加工。(3)电化学能与机械能作用方式有：电解磨削(ECG)、电解珩磨(ECH)。(4)声能与机械能作用方式有：超声波加工(USM)；(5)光能与热能作用方式有：激光加工(LBM)。(6)电能与机械能作用方式有：离子束加工(IM)。(7)液流能与机械能作用方式有：挤压珩磨(AFH)和水射流切割(WJC)。特种加工对机械制造工艺技术产生的影响(1)改变了对材料可加工性的认识(2)要重新衡量设计结构工艺性的优劣问题(3)对零件的结构设计带来重大变革(4)可以进一步优

4、化零件的加工工艺过程第二节电火花加工正是在一定的液体介质中，利用脉冲放电对导电材料的电蚀现象来蚀除材料，从而使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定技术要求的一种加工方法。电火花加工1电火花加工原理加工时,脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极。两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质(常用煤油或矿物油)中。工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在正常加工时维持很小的放电间隙。当脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿，形成放电通道。通道截面积小，放电时间极短，致使能量高度集中，放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发，以致形成一个小凹

5、坑。如此循环，工具电极不断地向工件进给，它的形状最终就复制在工件上，形成所需要的加工表面。同时总能量的小部分释放到工具电极上，从而造成工具损耗。2．电火花加工的条件进行电火花加工必须具备下列三个条件：(1)必须采用脉冲电源，以形成瞬时的脉冲式放电。每次脉冲放电延续一段时间后，需停歇一段时间(图2—3)。这样才能使能量集中于微小区域，而不致扩散到邻近的材料中去。以保证零件的尺寸和表面质量。(2)必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙。间隙过大，极间电压难以击穿极间的液体介质，不能产生火花放电；间隙过小，容易产生短路，也不能产生火花放电。电参

6、数对放电间隙的影响很大，精加工时单边间隙仅有0.0lmm，而粗加工则可达0.5mm，甚至更大。(3)火花放电必须在具有一定绝缘强度(103～107Ω·cm)的液体介质中进行。常用的绝缘液体介质有煤油、皂化液和去离子水等。液体介质又称工作液，它除了有利于产生脉冲式的火花放电外，有利于排除放电过程中产生的电蚀产物,冷却电极以及工件表面。3．电火花加工的特点(1)可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料。如不锈钢、钛合金、工业纯铁、淬火钢、硬质合金、导电陶瓷、立方氮化硼和人造聚晶金刚石等。(2)加工时无明显的机械力，故适用于低刚度工件和微细结构的加工

7、。由于可以简单地将工具电极的形状复制在工件上，再加上数控技术的运用，因此特别适用于复杂的型孔和型腔加工。甚至可以使用简单的工具电极加工出复杂形状的零件。(3)脉冲参数可根据需要调节,所以同一台机床上可粗,半精,精加工不。(4)在一般情况下生产效率低于切削加工。为了提高生产率，常采用切削加工进行粗加工，再进行电火花加工。目前电火花高速小孔加工的生产率已明显高于钻头钻孔。(5)放电过程有部分能量消耗在工具电极上，从而导致电极损耗，影响成形精度。广泛用于机械制造、航空航天、仪器仪表和电子设备等行业。二、电火花加工的基本工艺规律与切削加工相比，其工艺过程和所涉及的工艺参