特种加工整理版同济大学

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1、第一章概论1特种加工的产生特种加工的本质和特点1.不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量去除金属材料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机械切削力2特种加工的分类能量形式加工技术名称电电火花加工（EDM）电化学电解加工（ECM）光激光加工（LBM）声超声加工（USM）化学能化学加工（CHM）高能束流电子束加工、离子束加工第二章电火花加工EDM第一节基本原理及其分类实现电火花加工的必要条件：1.工具电极与工件保持一定的放电间隙2.火花放电必须是瞬时的脉冲性放电；3.火花放电必须在有一定绝缘

2、性能的液体介质中进行。二、电火花加工的特点1．优点(1)适合于加工难切削材料材料的可加工性主要取决于材料导电性及热学特性。(2)适合于加工特殊及复杂形状的工件无宏观作用切削力，适宜加工低刚度工件及进行微细加工。2.局限性(1)主要限于加工金属类导电材料；第二节机理一、极间介质的电离、击穿，形成放电通道电场强度畸变最大、介电强度最薄弱处产生雪崩式电离过程，导致介质击穿。放电通道建立，高电流密度、带电粒子高速运动，通道中心产生高温、高压。二、介质热分解，电极材料熔化、汽化、热膨胀电子流与离子流，电能→动能→热能。三、电极材料的抛出

3、材料的抛出是热爆炸力、电动力、流体动力综合作用的结果。四、极间介质的消电离消电离过程破坏极间稳定电弧放电，促使放电通道转移。第一节一些基本规律•一、影响材料放电腐蚀的主要因素•1．极性效应•极性：工件或工具电极接入电源回路的极性。•极性效应：由极性引起的电蚀量不同。•我国对极性的规定：以工件所接为准。•2．电参数对电蚀量的影响•对矩形电流波形，，单个放电脉冲能量主要由放电电流幅值和放电时间决定。•t时间内的放电能量：•t时间内蚀除量：•加工速度为：•3．金属材料热学常数对电蚀量的影响•热学常数：•熔点、汽化点、导热系数、比热容

4、、熔化热、气化热等。见表2—2。•4．工作液对电蚀量的影响•工作液的主要作用：•◆形成火花击穿通道，放电结束后恢复间隙绝缘；•◆压缩放电通道；•◆参与电蚀产物的抛出及排除；•◆对工件、电极冷却。•工作液对电蚀量的影响：•介电性能好、密度和粘度大的工作液有利于压缩放电通道，提高放电的能量密度，强化电蚀产物的抛出效应，但粘度大不利于电蚀产物的排出，影响正常放电。•5．其他影响因素•加工稳定性；•面积效应；•电极（材料）对；•黑膜与镀复。•二、加工速度和工具电极的损耗速度•1．加工速度•体积加工速度，mm3/min；•质量加工速度，

5、g/min。•2．工具相对损耗•工具损耗速度，；•加工速度，；。•工具相对损耗，•◆降低电极损耗的措施•（1）正确选择极性；•（2）利用吸附效应；•（3）利用传热效应；•（4）选择恰当的电极材料。•三、影响加工精度的主要因素•放电间隙的大小及一致性；•工具电极的损耗及稳定程度；•二次放电、边角损耗。•四、电火花加工的表面质量•1．表面粗糙度•表面粗糙度与脉冲能量之间的关系：•，式中为常数，铜加工钢时取2.3•2．表面变质层•加工表面；•熔化凝固层；•热影响层；•基体金属。•◆显微裂纹一般仅出现在熔化层•3．表面机械性能•（1）

6、显微硬度及耐磨性；•（2）残余应力；•（3）耐疲劳性能。•◆常用的后置处理手段：•手工抛磨；电抛磨；超声抛光；磨料喷射加工；磨料流动加工；化学抛光。第一节脉冲电源第二节自动进给调节系统二、自动进给调节系统的组成（1）测量环节加工间隙（及变化）的不可测间隙间接测量方法:◆平均间隙电压测量法；◆峰值信号测量法（击穿电压；击穿延时；放电波形）；◆放电状态检测法（开路、正常放电、异常放电，常称拉弧放电、短路。由电压、电流波形可以加以区分）。••（2）比较环节•（3）放大驱动环节•（4）执行环节第三节机床第四节其他电火花加工第一章电火花

7、线切割加工WEDM第一节加工原理、特点及应用范围1．与电火花成形加工相似的特点1）放电电压、电流波形相似；单个脉冲也有多种放电状态2）加工机理、生产率、表面粗糙度相似；3）材料的可加工性相似。2．与电火花成形加工不同之处(7点)1)脉冲宽度、平均电流不能太大，属中、精正极性电火花加工；2)采用水基工作液，易实现无人化运行；3)一般不存在稳定电弧放电；4)电极丝与工件之间存在“疏松接触式”轻压放电现象；5)省去了成形工具电极；6)有利于微细加工，如微细异形孔、窄缝等；7)电极丝损耗对加工精度影响非常小。第一节加工设备第二节控制系

8、统和编程技术第三节影响线切割工艺指标的因素第四节线切割加工工艺及其扩展应用第一章电化学加工第一节加工原理及分类一．基本原理（一）电化学加工过程在阴、阳极电极表面发生得失电子的化学反应称为电化学反应。利用电化学作用为基础对金属进行加工的方法叫电化学加工（二）电解质溶液凡溶于水后