特种加工技术课件.ppt

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1、特种加工技术工程训练中心第一章概论1.1特种加工的概念1.2特种加工的特点及发展1.3特种加工的分类1.4特种加工的意义1.1特种加工的概念1特种加工的出现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。后来，由于各种先进技术的不断应用，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.2特种加工解决的问题1)难切削材料(如宝石、金刚

2、石、钛合金等)的加工;2)特殊复杂表面的加工;3)超精、光整及具有特殊要求的表面加工(航空航天、国防工业中表面质量和精度要求高的陀螺仪、伺服阀及低刚度细长轴)。3加工原理将电、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。由于各种特种加工所用的能量不同，其具体加工原理也有很大不同。特种加工是利用能量及能量间的转化对工件进行加工的方法。1.2特种加工的特点及发展与传统的机械加工相比，特种加工的特点是：(1)不是主要依靠机械能，而是利用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属材料，所以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

3、工的难易与工件硬度等机械性能无关。(2)非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，因此工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度。(3)微细加工，工件表面质量高，有些特种加工如超声、电化学水喷射等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝，还能获得高精度、低粗糙度的加工表面。(4)各种加工方法可以扬长避短、任意组合，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

4、硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、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

5、是当前特种加工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。我国的特种加工技术起步较早。20世纪50年代中期我国工厂已设计研制出电火花穿孔机床，60年代末上海电表厂张维良工程师在阳极—机械切割的基础上发明了我国独创的快走丝线切割机床，上海复旦大学研制出电火花线切割数控系统。但是由于我国原有的工业基础薄弱，特种加工设备和整体技术水平与国际先进水平有不少差距，每年还需从国外进口300台以上高档电加工

6、机床。1.3特种加工的分类与其他先进制造技术一样，特种加工正在研究、开发推广和应用之中，具有很好的发展潜力和应用前景。依据加工能量的来源和作用形式列举如表1-1所示常用的特种加工方法。电能与热能作用方式■电火花EDM、线切割WEDM、电子束EBM、等离子PAM电能与化学能作用方式■电解ECM、电铸、电刷镀电化学能与机械能作用方式■电解磨削ECG、电解珩磨ECH声能与机械作用能作用方式：超声波加工USM光能与热能作用方式：激光加工LBM电能与机械作用能作用方式：离子束加工IM液流能与机械作用能：挤压珩磨AFH、水射流WJC表1-1常用特种加工方法的分类特种加工方法能

7、量来源及形式作用原理电火花成型加工电能、热能熔化、汽化电火花线切割加工电能、热能熔化、汽化电解加工电化学能金属离子阳极溶解电解磨削电化学能、机械能阳极溶解、磨削电铸电化学能金属离子阴极沉淀涂镀电化学能金属离子阴极沉淀激光切割、打孔光能、热能熔化、汽化激光处理、表面改性光能、热能熔化、相变电子束加工切割、打孔、焊接电能、热能熔化、汽化离子束加工蚀刻、镀覆、注入电能、动能原子撞击等离子弧加工切割（喷镀）电能、热能熔化、汽化（涂覆）超声加工切割、打孔、雕刻声能、机械能磨料高频撞击化学铣削化学能腐蚀光刻化学能光化学腐蚀电火花加工电化学加工激光加工化学加工尽管特种加工优点突

8、出，应用日