第十六章 现代制造技术简介.ppt

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1、第十六章现代制造技术简介第一节特种加工简介特种加工：直接利用电能、光能、化学能、声能等对难加工材料及具有特殊形状和结构的零件的加工方法。一、电火花加工电火花加工（electricaldischargemachining,EDM）（放电加工或电蚀加工）：加工过程中，利用工具电极和工件电极之间产生脉冲性火花放电，局部产生的瞬时高温使工件表面的金属熔化、汽化、抛离工件表面，已达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。1.电火花加工的原理1-工件2-脉冲电源3-自动进给调节装置4-工具5-工作液6-过滤器7-工作液泵8-被蚀除的材料工具和工件与电源的两极相接，

2、均浸在有一定绝缘度的流体介质（通常用煤油或矿物油）中。脉冲电压加到两极之间，在工具电极向工件电极运动中，将极间最近点的液体介质击穿，形成火花放电。由于放电通道截面积很小，通道中的瞬时高温使材料熔化和气化。单个脉冲能使工件表面形成微小凹坑，而无数个脉冲的积累将工件上的高点逐渐熔蚀。随着工具电极不断地向工件作进给运动，工具电极的形状便被复制在工件上。加工过程中所产生的金属微粒，则被流动的工作液流带走。同时，总能量的一小部分也释放到工具电极上形成一定的工具损耗。（１）可加工难切削加工的导电材料，如淬火钢、硬质合金、不锈钢、工业纯铁等。（２）工具的硬度可以低于

3、被加工材料的硬度。（３）加工时工具与工件不直接接触，工件无机械变形，有利于小孔、窄槽、型孔、曲线孔及薄壁零件加工，也适合于精密细微加工。（４）脉冲参数可任意调节，加工中只要更换工具电极或采用阶梯形工具电极就可以在同一机床上连续进行粗、半精和精加工。（５）通常效率低于切削加工，可先用切削加工粗加工，再用电火花精加工。（６）放电过程中有一部分能量消耗于工具电极而导致工具电极消耗，对成形精度有一定影响。二、电火花加工的特点三、电火花加工的应用1．穿孔加工常指贯通的等截面或变截面的二维型孔（圆孔、方孔、多边孔、异形孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔、微孔等加工的电火

4、花加工。a)圆孔b)方槽c)异形孔d)弯孔穿孔加工的尺寸精度主要取决于工具电极的尺寸和放电间隙。工具电极的截面轮廓尺寸要比预定加工的型孔尺寸均匀地缩小一个加工间隙，其尺寸精度要比工件高一级，表面粗糙度应比工件的小。一般电火花加工后尺寸公差可达IT7级，表面粗糙度Ra值1.25。电火花加工较大孔时，一般先预制孔，留合适余量（单边余量为0.5～1mm左右），余量太大，生产率低，电火花加工时不好定位。细微孔：直径小于0.2mm的孔。国外目前可加工出深径比为5，直径为0.015mm的细微孔。在我国一般可加工出深径比为10，直径为0.05mm的细微孔。但加工细微孔的效

5、率较低，因为工具电极制造困难，排屑也困难，单个脉冲的放电能量须有特殊的脉冲电源控制，对伺服进给系统要求更严。电火花主要应用在直径为0.3～3mm的高速小孔的加工，可避免小直径钻头（d≤1mm）易折断问题。还适用于斜面和曲面上加工小孔，并可达较高尺寸精度和形状精度。在加工时可采用管状电极，内通高压工作液，工具电极在回转的同时又作轴向进给运动，速度可达60mm/min。２．电火花型腔加工一般指三维型腔和型面加工，如挤压模、压铸模、塑料模及胶木模等型腔的加工及整体式叶轮、叶片等曲面零件的加工。型腔多为盲孔加工，且形状复杂，致使工作液难以循环，排出蚀除渣困难，因此比

6、穿孔加工困难。为了改善加工条件，有时在工具电极中间开有冲油孔，以便冷却和排出加工产物３．电火花线切割加工电火花线切割加工简称“线切割”，它是通过移动的线状工具电极（铜丝或钼丝）按规定的轨迹与工件间相对运动，切割出所需工件的。1-储丝筒2-工作台驱动电机3-导轮4-电极丝5-工件6-脉冲电源我国：高速往复走丝方式，一般走丝速度为8～10m/s，国外：慢速单向走丝方式，通常走丝速度低于0.2m/s。线切割机床普遍采用计算机数字控制（CNC）装置。电火花线切割加工特点：（1）由于加工表面的轮廓是由CNC控制的复合运动所获得，所以可切割复杂表面。（2）可加工细微的几

7、何形状，切缝和很小的内角半径。线电极在加工中不断运动，使单位长度金属丝损耗较少，对加工精度影响小。（3）无需特定形状的工具电极，降低、节约了生产成本及准备工时。（4）在电参数相同情况下，比穿孔加工生产率高，自动化程度高，操作使用方便。（5）加工同样的工件，其总蚀除量少，材料利用率高，对加工贵重金属有着重要意义。（6）线切割的缺点是不能加工盲孔类零件和阶梯成形表面。4.电火花磨削和镗削加工。磨削各种工件，如小孔、深孔、内圆、外圆、平面等磨削和成型磨削。Dk6825数控旋转电火花机床加工范围电火花镗磨二、　电解加工电解加工（electrochemicalmach

8、ining，ECM）是利用金属在电解液中发生阳极溶解