第11章 特种加工简介

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1、第11章特种加工简介11.1电火花加工11.2电解加工11.3超声波加工11.4激光加工11.1电火花加工1.电火花加工的工作原理电火花加工是利用工具电极和工件电极间脉冲火花放电所产生的高温熔蚀工件材料来实现加工的。电火花加工在专用的电火花加工机床上进行。图11一1所示为电火花加工机床的工作原理。下一页返回11.1电火花加工电火花加工机床由脉冲电源2、自动进给机构3、机床本体及工作液循环过滤系统等部分组成。一般情况工具电极生接电源负极.工件1接电源正极.两极间充满液体介质工具电极生常用铸铁、黄铜或石墨与黄铜的混合物制成。电解质5通常为煤油或变压器油。当工具4与工

2、件1在进给机构3驱动下相互靠近时.液体介质被击穿而产生瞬时火花放电.瞬间释放热量.使工件表面达到很高的温度.其局部材料瞬间熔化甚至汽化。以爆炸的方式将熔化的金属抛出.达到蚀除金属材料的目的。电解质以一定的压力通过工具与工件的间隙.将蚀除产物带走。随着工具与工件的不断接近.放电过程继续进行.工件表面材料不断被蚀除.最终在工件上形成工具轮廓的形状。上一页下一页返回11.1电火花加工根据加工方式.电火花加工机床有两种类型:一种是用特殊形状的电极工具加工相应工件的电火花成形加工机床(如前所述);另一种是以钥丝、钨丝或铜丝为工具电极加工二维轮廓形状工件的电火花线切割机床.

3、如图11一2所示。线切割加工机床工作时.储线筒传动轮1正反方向交替转动.带动电极钥丝2相对工件3上下移动。脉冲电源6的正负极分别接在工件3和电极钥丝2上.使电极钥丝2与工件3发生脉冲放电.对工件进行切割。工件固定在数控工作台上.在步进电动机的驱动下作二维曲线运动.形成工件的轮廓。上一页下一页返回11.1电火花加工2.电火花加工的特点及应用(1)应用很广.可以加工各种硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料.也可以加工薄壁、曲面、曲线孔、各种型孔和微小孔.也可以加工各种立体曲面型腔.;还可以用来进行切割、表面强化、刻写、打印标记等。(2)电火花加工精度较高.(3)在同一台

4、电火花加工机床上通过调节放电脉冲的大小可实现粗、精加工。(4)经过电火花加工的钢件表面得到强化.硬度可达62-68HRC。(5)由于电火花加工依靠放电蚀除金属.其金属去除率远低于普通切削加工.故生产效率较低.主要用于工具、模具的制造和难加工材料的切割。上一页返回11.2电解加工1.电解加工原理电解加工是利用金属在电解液中发生阳极熔解的电化学反应原理.将金属材料加工成形的一种方法。如图11一3所示为电解加工装置示意图。零件接直流电源的正极.工具接负极.两极间保持较小的间隙.电解液以一定的压力和速度从间隙间流过。当接通直流电源时.零件表面的金属材料就产生阳极熔解.熔

5、解的产物被高速流动的电解液及时冲走。工具电极以一定的速度向零件进给.零件表面的金属材料便不断熔解.于是在零件表面形成与工具型面近而相反的形状.直至加工尺寸及形状符合要求时为止。下一页返回11.2电解加工2.电解加工的特点及应用(1)工作电压低.工作电流大.(2)能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面和型腔;生产效率较高.(3)可加工难加工的金属材料。(4)加工中无机械切削力和切削热.适于易变形或薄壁零件的加工.加工后没有表面残余应力.(5)平均加工误差达±0.1㎜左右.表面粗糙度达0.2-0.8μm;(6)电解液对机床有腐蚀作用.同时又容易污染环境。(7)电

6、解加工金属去除率高.但精度不高而且不稳定.(8)电解加工主要用于加工型孔、型腔、复杂型面、深的小孔、膛线、套料、去毛刺、刻印等。上一页返回11.3超声波加工1.超声波加工的工作原理超声波加工是利用超声频振动的工具端面冲击工作液中的悬浮磨料.由磨粒对工件表面撞击抛磨来实现对工件加工的一种方法.其工作原理如图11一4所示。超声发生器7产生一定功率的超声频电流.通过换能器6将电能转换成超声频的机械振动。换能器6产生的振动经变幅杆4和5将振幅由原来的0.005-0.01㎜放大到0.01-0.15㎜.并驱动工具2振动。工具2的端面振动中冲击工作液中的磨料颗粒.使其以很高的

7、速度不断冲击工件1的被加工表面.把加工区域的材料粉碎成很细的微粒后脱离工件。流动的工作液将粉碎的材料微粒及时带走.并送来新的磨料。虽然每次打击下来的材料很少.但打击频率高。随着工具2逐渐地深人到工件1材料中.工具2的形状便复现在工件1上.下一页返回11.3超声波加工2.超声波加工的特点及应用(1)材料的去除是靠极小的磨料蚀除.因而加工效率不高。(2)能获得较好的加工质量一般尺寸精度.(3)超声波加工适宜加工各种硬脆材料.特别是电火花加工和电解加工难以加工的不导电材料和半导体材料.(4)属无屑加工.无污染。(5)在加工难切割材料时.将超声振动与其他加工方法相结合可

8、以取长补短.起到提高加工