工业生产技术基础 教学课件 作者 刘群山 等主编 第十二章　先进加工技术.pptx

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1、工业生产技术基础第十二章　先进加工技术第一节　特种加工技术第二节　数控加工技术第三节　快速原型制造技术第一节　特种加工技术一、基础知识二、电火花加工三、线切割加工一、基础知识1.特种加工的产生与发展2.特种加工方法的分类3.特种加工对机械制造工艺技术产生的影响1.特种加工的产生与发展(1)与传统的切削加工相比，特种加工的特点(2)特种加工方法可以解决的工艺难题(1)与传统的切削加工相比，特种加工的特点1)工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度。2)可直接利用电能、电化学能、声能或光能等对材料进行加工。3)加

2、工过程中的机械力不明显。4)各种特种加工方法可以有选择地复合成新的工艺方法，使生产效率成倍地增长，加工精度也相应提高。5)几乎每产生一种新的能源，就有可能导致一种新的特种加工方法的产生。(2)特种加工方法可以解决的工艺难题1)解决各种难切削材料的加工问题，如耐热钢、不锈钢、钛合金、淬火钢、硬质合金、陶瓷、宝石、金刚石，以及锗和硅等各种高强度、高硬度、高韧性、高脆性及高纯度的金属和非金属的加工。2)解决各种复杂零件表面的加工问题，如各种热锻模、冲裁模和冷拔模的模腔和型孔，整体涡轮、喷气涡轮机的叶片，炮管内膛线以

3、及喷油嘴和喷丝头的微小异形孔的加工问题。3)解决各种精密的、有特殊要求的零件加工问题，如航空航天、国防工业中表面质量和精度要求都很高的陀螺仪、伺服阀，以及低刚度的细长轴、薄壁筒和弹性元件等的加工。2.特种加工方法的分类(1)电能与热能作用方式　电火花成形与穿孔加工、电火花线切割加工、电子束加工和等离子体加工。(2)电能与化学能作用方式　电解加工、电铸加工和刷镀加工。(3)电化学能与机械能作用方式　电解磨削、电解珩磨。(4)声能与机械能作用方式　超声波加工。(5)光能与热能作用方式　激光加工。(6)电能与机械能

4、作用方式　离子束加工。(7)液流能与机械能作用方式　挤压珩磨和水射流切割。3.特种加工对机械制造工艺技术产生的影响(1)改变了对材料可加工性的认识　对切削加工而言，淬火钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石一直被认为是难切削材料。(2)要重新衡量设计结构工艺性的优劣问题　在传统的结构设计中，常认为方孔、小孔、弯孔和窄缝的结构工艺性很差。(3)对零件的结构设计带来重大变革　喷气发动机的叶轮由于形状复杂，过去只能在做好一个个的叶片后再组装而成，有了电解加工，设计人员就可以设计整体涡轮了。(4)可以进一步优化零件的

5、加工工艺过程　按传统切削加工，除磨削外，其他切削加工一般需要安排在淬火工序之前。二、电火花加工1.电火花加工原理2.电火花加工特点3.电火花加工的应用范围1.电火花加工原理电火花加工是利用两电极间隙脉冲放电产生的电腐蚀现象，对金属材料蚀除的一种加工方法。它的实质是“电蚀”。所谓电蚀，就是带电两极间的绝缘介质被瞬时击穿时产生火花而形成高温，使两极材料在放电点处受到局部蚀除的现象。所以，电火花加工也被称为电蚀或放电加工。又因其加工过程可以见到火花，故名电火花加工。1.电火花加工原理图12-1　电火花加工原理1—工

6、件(电极)　2—脉冲电源3—间隙自动调节器　4—工具电极5—工作液　6—工作液泵　7—过滤器1.电火花加工原理图12-2　电蚀过程a)两极最近点处　b)加工表面形成小凹坑2.电火花加工特点1)能“以柔克刚”。2)加工时工具电极和工件不接触，两者之间的宏观作用力极小，所以便于加工小孔、深孔和窄缝零件，不会因工件或工具的刚度太低而无法加工。3)对整个工件来说，可以少受或不受热的影响，故可减少热影响层，提高加工后的表面质量；也适合加工热敏感材料，如硬质合金等。4)电火花加工机床没有复杂的运动传动链，其结构比金属切削

7、机床简单。3.电火花加工的应用范围1)用于加工普通机械加工方法难以加工或无法加工的高硬度导电材料，如淬火钢、硬质合金、聚晶金刚石等，尤其适合模具的加工要求。2)用于加工低刚度零件和零件的细微加工。3)用于加工零件的小孔、窄槽、异形孔、弯孔等机械加工难以实现的工序，如图12-3所示。图12-3　电火花穿孔加工3.电火花加工的应用范围三、线切割加工1.线切割加工原理线切割又称电火花线切割加工，是电火花加工的一种，其工作原理如图12-4所示。它是利用移动的金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极，以被切割材料为工件电极，按

8、预定的轨迹，对工件进行脉冲火花放电所形成的电蚀切割加工。工作时，脉冲电源的一个极接工件，另一个极接缠绕金属丝的储丝筒。如果切割图示的内封闭结构，钼丝先穿过工件上预加工的工艺小孔，再经导轮由储丝筒带动作正、反向的往复移动。在两极之间沿金属丝喷注工作液，起绝缘、冷却和冲走屑末的作用。当工件接近金属丝，距离小到一定程度并轻微接触时，在脉冲电压的作用下，绝缘的工作液被击穿，在金属丝与工件之间形成瞬时放电通道