特种加工 概论.ppt

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1、第一章概论1.1特种加工的产生和发展1.2特种加工的分类1.3特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响1.1特种加工的产生和发展历史的发展、社会的进步屡次证明加工方法对新产品的研制、推广和社会经济的发展等起着重大的作用。例如18世纪70年代就发明了蒸汽机．但苦于制造不出高精度的蒸汽机汽缸，无法推广应用。直到有人创造出和改进了汽缸镗床床，解决了蒸汽机主要部件的加工工艺，才使蒸汽机获得广泛应用，引起了世界性的第一次产业革命。随着新材料、新结构的不断出现，加工方法的重要性越加突出。第一次产业革命以来，一直到第二次世界大战以前，长达1

2、50多年部靠机械切削加工(包括磨削加工)的漫长年代里．并没有产生对特种加工的迫切要求，也没有发展特种加工的充分条件，人们的思想一直还局限在传统的用机械能量和切削力来除去多余的金属，以达到加工要求。20世纪40年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花加工，用铜丝在淬火钢上加工小孔。首次用软的工具加工硬的材料，利用电能、热能去除金属。后来，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产

3、品的更新换代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高压高温、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现。对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。需要迫切解决的新问题：1.各种难切削材料的加工如硬质合金、钦合金、耐热钢、不锈钢、淬硬钢、金刚石、宝石、石英以及钨、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。钢筋、铁丝生产中使用模子为硬质合金半导体材料为脆性材料，如何切？宇航中广泛使用钛合金，弹性好、导

4、热性差，如何加工？2.解决各种特殊复杂表面的加工问题如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣和锻压模和注铰射模的立体成型表面，各种冲模、冷拔模上特殊断面的型孔．炮管内膛线，喷油嘴．栅网、喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。3.解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题如对表面质量和精度要求很高的航天航空陀螺似：、伺服阀，以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工。为解决诸如此类的问题，采用传统加工方法十分困难，甚至无法解决。人们的探索分为两大方面。一方面立足传统切削，改善切削状态、提高切削加工水平。研究高效加工的刀具和刀具

5、材料优化切削参数提高刀具可靠性、在线刀具监控系统开发新型切削液研制新型自动机床另一方面，冲破传统方法束缚，探索、寻求新的加工方法。于是产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM，Non-TraditionalMachining)，也被称为非传统加工技术，其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除、变形、改变性能或被镀覆等。切削加工的本质和特点：一是靠刀具材料比工件更硬：二是靠机械能把工件上多余的材料切除。与传统的机械加工相比，特种加工的

6、不同点是：(1)不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)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，故加工的难易与工件硬度无关。（4）各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。如目前的电解电火花加工(ECDM)、电解电弧加工(ECAM)就是两种特种加工复合而形成的新加工方法。正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而言，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加

7、工复杂、微细表面和低刚度的零件。目前，国际上对特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面：(1)微细化。目前，国际上对微细电火花加工、微细超声波加工、微细激光加工、微细电化学加工等的研究正方兴未艾，特种微细加工技术有望成为三维实体微细加工的主流技术。(2)特种加工的应用领域正在拓宽。例如，非导电材料的电火花加工，电火花、激光、电子束表面改性等。(3)广泛采用自动化技术。充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化，建立综合参数自适应控制装置、数据库等，进而建立特种加工的CAD/CAM和FMS系统，这是当前特种加工

8、技术的主要发展趋势。用简单工具电极加工复杂的三维曲面是电解加工和电火花加工的发展方向。目前已实现用四轴联动线切割机床切出扭曲变截面的叶片。随着设备自动化程度的提高，实现特种加工柔性制造系统已成为各工业国家追求的目标。特种加工的发展表现在以下方面1.按照系统工程的观点，加大对待