第18章 特种加工.ppt

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1、第十八章　特种加工第一节　概述特种加工是指用电、声、光、热、磁及化学等的能量，对结构形状复杂、精度要求高、表面粗糙度低、材料难以加工的零件进行加工的方法。一、特种加工的产生随着科学技术的进步，许多部门对产品结构的要求日趋复杂，对性能的要求也日益提高。有的产品对高速度、大功率和小型化方面的要求越来越高，而有的产品对强度、韧性、硬度及耐高温、耐高压和抗腐蚀的能力要求越来越强，还有一些产品则对其结构形状以及精度提出了特殊的要求。以上产品零件的加工用传统的切削加工方法，已不方便甚至不可能。机械制造业除了不断革新和发展传统的加工方法之外，还得不断地寻求新的加工方法，特种加工就

2、是在这种前提下产生和发展起来的。二、特种加工的特点1）特种加工工具的硬度可以低于工件的硬度，却能加工各种高硬度、高强度材料。2）当利用电能等转换成热能来加工时，因热作时间很短，热作区很小，故能获得良好的表面质量，有利于加工热敏材料和低刚度零件。3）在特种加工中，加工余量的去除过程大都是微细的，故它不仅能加工尺寸微小的孔或窄缝，有的还能获得极高的加工精度和极低的表面粗糙度。4）在特种加工中，有的工件加工表面是工具形状、尺寸的复印。故特种加工可以采用简单的进给运动加工出复杂的型面。第二节电火花加工一、电火花加工原理图18-1所示为电火花加工原理。图18-1电火花加工原理

3、1－工件2－绝缘介质3－工具电极二、电火花加工的特点及应用电火花加工有如下特点：1）可以加工任何硬、脆、韧、软、高熔点材料。2）有利于小孔、薄壁、窄槽以及各种复杂型孔、型腔等的加工。3）可以减小材料被加工表面的热影响层，提高表面加工质量。4）便于实现自动化。应用电火花加工技术，可以对金属零件进行电火花穿孔和成型加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花表面强化与刻蚀等。三、电火花加工设备（一）电火花加工设备的基本组成（1）机床本体（2）工作液循环系统（3）脉冲电源（见图18-2）（4）自动进给调节装置图18-2电火花加工用脉冲电源a）RC脉冲电源b）可控硅式脉冲电源c）

4、晶体管式脉冲电源（二）电火花穿孔机（1）电火花穿孔机的功用电火花穿孔机主要用于各种截面形状的直通孔、小孔和微孔及型腔的加工。（2）电火花穿孔机的组成如图18-3所示。图18-3电火花穿孔机示意图1－床身　2－立柱　3－工作台　4－加工箱　5－工件　6－工具电极7－主轴箱　8－电源柜　9－工作液供应装置（三）电火花线切割机（1）线切割机的功用及组成线切割机主要用于模具、夹具零件上各种形状的直通成形孔及成形柱面（外表面）的加工，对非圆曲面可近似加工。图18-4所示为快走丝数控线切割机的组成。（2）线切割机电极丝运动的控制方式及应用1)靠模仿型控制2)光电跟踪控制3)数字

5、程序控制图18-4数控线切割机示意图a）组成b）切割区局部放大1－上工作台2－工具电极3－步进电动机4－精密丝杠5－控制脉冲6－数控装置7－卷丝筒8－走丝轮9--工件10－脉冲电源11－喷嘴12－支座13－下工作台第三节电解加工一、电解加工原理电解加工原理如图18-5所示。电解加工形面成型的情况如图18-6所示。图18-5电解加工原理图1－电源2－工具电极3－工件4－电解液5－泵图18-6电解加工形面成型情况示意图a）加工开始b）加工完成1－工具电极2－工件二、电解加工的特点及应用(1)特点电解加工具有加工范围广、形面成型状况好、生产率高、工艺装备简单、操作方便、对

6、工人操作技术要求不高等优点。但是，它还存在不易达到较高精度、电解加工附属设备多、占地面积大、对机床的防腐性要求高、工具电极制造工作量较大等缺点。(2)应用主要用于能导电的难加工材料和形状复杂零件的加工，如小深孔、枪炮管内孔的膛线、涡轮叶片、整体叶轮表面等的加工。第四节超声波加工一、超声波加工原理加工原理如图18-7所示。图18-7超声波加工原理1－信号放大器　2－高频振荡器　3－硒整流器　4－励磁线圈　5－磁铁　6－换能器7－变幅杆　8－工具　9－冷却器　10－泵　11－加工槽　12－夹具　13－工件　14－磨料液二、超声波加工的特点及应用主要特点是：1）适合于各类

7、非金属硬脆材料（如玻璃、陶瓷、人造宝石等）的加工。2）设备结构简单，维护方便。3）适于加工薄壁、窄缝及低刚度的零件。4）生产效率较低。目前超声波加工主要用于型孔和型腔加工、超声波切割、超声波焊接、超声波清洗及超声波复合加工等。图18-8所示为超声波加工应用举例。图18-8超声波加工应用举例a）加工小孔b）加工异形孔c）加工型腔d）雕刻e）研磨金刚石拉丝模第五节激光加工一、激光加工系统的组成系统的组成如图18-9所示。图18-9激光加工系统组成框图二、激光加工的特点及应用主要特点：1）激光的能量密度高，可以加工任何金属和非金属材料。2）激光束能聚焦成1μm以下的光