特种加工技术在微小孔加工中的应用.pdf

《特种加工技术在微小孔加工中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第22卷第1期黄河水利职业技术学院学报Y01．22No．1垫!垒堡!旦!!坚堡!!垡!!!!!坚墅!!!篁竺塑彗望量望!￥!!!!望!!型!望笪!坚!!』!呈；!望!望特种加工技术在微小孑L加工中的应用杨彦涛，李自鹏，黄志伟(黄河水利职业技术学院。河南开封475004)摘要：国内外普遍认为机械小孔加工难度较高。采用电火花、电解、激光、超声波、电子束以及复合的特种加工技术，解决微小孔加工难题，可以满足精尖端制品对微、小孔及微细深孔的加工需要。关键词：特种加工；小孔加工；电火花加工；电解加工；激光加工；超声波加工；复合加工中图分类号：THl61．1文献标识码：

2、B文章编号：1008—486X(2010)01—0049—030引言孔加工是机械加工中占比例较大的一种重要加工工序。据统计，孑L加工约占机械加工总量的1／3。在孔加工中，尤其以小孔、深孔的加工最为困难。对小孔、微孔、深孔，目前尚无确切的定义，在不同场合下有不同的理解。一般认为，d,FL的直径范围为0．1—3mm，微孔为小于0．1mm的孔，深孑L为孔的深度与直径之比(深径比)大于10的孔。近年来，随着材料向着高强度、高硬度的方向发展，经常需要在一些高硬度、高强度的难加工材料(如模具钢、硬质合金、陶瓷材料和聚晶金刚石等)上进行小孔、深孔加工。这些小孔用传统加工方法加工

3、，效率很低，或者根本无法加工。现代科学技术和工业生产的发展，对难加工材料上的小孔加工技术提出了迫切的需求。目前，国内外对于难加工材料上的／l、：fL加工主要采用特种加工的方法。特种加工是20世纪40年代以后发展起来的新技术，它是直接借助电能、热能、声能、光能、电化学能、化学能及特殊机械能等多种能量，或使其复合，以实现材料切除的加工方法。特种加工与传统切削、磨削加工的本质区别在于应用加工的能量形式不同。与常规机械加工方法相比，它具有许多独到之处：(I)不用机械能，加工时无明显的机械作用力，故加工脆性材料和精密微细零件、薄壁零件、弹性元件时，工具硬度可低于被加工材料的

4、硬度。(2)非接触加工，不一定需要工具。(3)不受材料硬度限制。它瞬时能量密度高，可以直接有效地利用各种能量，造成瞬时或局部熔化，以强力、高速爆炸、冲击去除材料。可以加工各种超硬超强材料、高脆性和热敏材料，以及特殊的金属和非金属材料。(4)微细加工，工件表面质量高。由于在特种加工过程中，工件表面不产生强烈的弹、塑性变形，故有些特种加工方法可获得良好的表面粗糙度。其热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切削表面小。(5)通过简单进给运动，加工复杂型面工件。特种加工技术已成为复杂型面的主要加工手段。由于特种加工技术具有其他常规加工技术无法比拟的优

5、点，在现代加工技术中，它占有越来越重要的地位。1微小孔的特种Jj【]-r"方法微小孔的特种加工方法主要包括电火花加工、电解加工、激光加工、超声波加工、电子束加工等。1．1高速电火花加工高速电火花微小孔加工采用空心的铜管作为工具电极，水基工作液(去离子水，蒸馏水，乳化液)作为加工介质。加工时，电极做回转运动和轴向进给运动，管电极中通入l—lOMPa的高压工作液，工作液通过电极内的毛细管直接被注入到加工区。这样，使火花放电间隙中的电蚀产物(如金属小屑、气泡等)被高速流动的工作液迅速冲走，解决了电火花加工小孔过程中的排屑困难的问题。采用高速电火花加工微小孔，加工速度可达

6、20—60m／min，比普通的电火花微小孔加工速度提高几十倍甚至几百倍，加工效率大大提高。而且，高速电火花可加工深孔(深径比可超过100)，加工的孔形尺寸比较稳定，圆度好、锥度小。但它一般只能加工直径为0．3～3．0mm的孔，加工的表面粗糙度值也收稿日期：2009—06—22作者简介：杨彦涛(1983一)，男，河南开封人，硕士研究生，主要从事先进制造技术的教学与研究工作。49万方数据黄河水利职业技术学院学报2010年第1期较大。2．2电解加工电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学反应原理，对金属材料进行成型加工的一种工艺方法。当工具阴极向工件不断进给时，

7、工件材料就按工具阴极型面的形状不断地被溶解，电解产物被高速流动的电解液带走，工件上就加工出与阴极形状近似而相反的型面。当把工具阴极做成细管，电解液从管中心高速喷出、冲走电解产物时，在工件上就可以加工出小孔。电解加工的特点为：(1)加工范围广，能在硬质合金、淬火钢、不锈钢、耐热钢合金等材料上加工小孔。(2)生产效率高，表面粗糙度较好，Ra值町达0．2—0．8p,m。(3)加工中没有切削力，加工表面无残余应力和变形，孔口无毛刺和飞边。2．3激光加工激光加工是利用高能量密度(108～11lOW／em2)的激光作为热源，使被加工材料在被加工点产生局部的瞬时高温，成为熔融或

8、气化状态，