第4章特种加工解释.ppt

一. 特种加工方法的特点与分类 对机械制造技术提出了新的要求 第一，解决各种难加工材料的问题 第二，解决各种复杂表面的加工问题 第三，解决各种超精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，以及低刚度零件的加工。 高强度、高硬度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工 如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、注射模的立体成型表面等 特种加工 人们研究探索出了许多新的加工方法，直接利用电能、声能、光能、化学能、热能等进行加工，这些方法统称为特种加工。 特种加工的主要特点: （1）不是依靠机械能去除材料。（2）工具硬度可以低于被加工材料硬度。（3）加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。 特种加工已经成为当前机械制造领域不可缺少的加工方法，为新产品设计与开发提供了许多加工手段，为新材料的研制提供了应用基础。本章只简略介绍几种常用的特种加工方法。 电火花加工 ? 电火花加工（Electrical Discharge Machining,简称EDM）是通过工具电极和工件之间产生脉冲性的火花放电，靠放电的瞬间局部产生高温把金属蚀除下来。由于在放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工。 1. 电火花加工的原理? 图11-1 电火花加工原理示意图1-自动进给调节装置 2-工具 3-工作液 4-工件 5-工作液泵 6-脉冲电源 脉冲电源 脉冲电压 →工具电极和工件电极上→ 工作液被电离 介质被击穿→ 放电通道 电场力作用下→电子奔向阳极 正离子奔向阴极 →火花放电 电子离子高速运动 →轰击阳极和阴极 动能转化为热能（10000℃）→电极表面金属迅速熔化甚至汽化→ 工件表面形成一个极小的圆坑 不断进给 →工件不断被蚀除 电火花加工 （1）必须采用脉冲电源，以形成瞬时的脉冲放电。 （2）必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙。 （3）火花放电必须在具有一定绝缘强度的液体介质（工作液）中进行，如煤油、造化液、去离子水等。工作液除有利于产生脉冲式的火花放电外，而且有利于排出放电过程中产生的电蚀产物和冷却电极以及工作表面。 2.电火花加工的条件 （1）适合于难切削材料的加工，能“以柔克刚”。 （2）工具电极与工件不接触，两者间作用力很小。 （3）脉冲参数可调节，能在同一机床连续进行粗、半精、精加工，加工过程易于自动控制。 （4）主要用于加工金属等导电材料，在一定条件下也可以加工半导体和非金属材料。 (5）电极的耗损影响加工精度。 3. 电火花加工的特点 电火花成形加工： 通过工具电极相对于工件做进给运动，将工具电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件。 4.电火花加工的应用范围 （1）电火花型腔加工：三维型腔、型面加工、电火花雕刻。主要用于加工各类热锻模、压铸膜、挤压模、塑料模、胶木模型腔。 （2）电火花穿孔加工：主要用于加工型孔（圆孔、方孔、多边形孔、异型孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔、微孔。 电火花线切割是利用连续移动的金属丝作为工具电极，按预定的轨迹进行脉冲放电切割零件的加工方法。 （1）高速走丝线切割： 钼丝往复运动 （2）低速走丝线切割： 铜丝单方向移动 电火花线切割 应用：各种冲裁模（冲孔、落料）、样板以及各种形状复杂的型孔、型面和窄缝等。 1.加工导电材料，也可加工半导体材料 2.工具与工件不接触，作用力极小 3.脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热影响小 4.无需成型的工具电极 5.电极丝较细，切缝较窄 6.不能加工盲孔零件或阶梯形成型表面 电火花线切割加工的特点： （1）电火花磨削加工：利用数控和伺服技术，专用脉冲电源以及旋转工具电极解决各种超硬导电材料的磨削加工问题。 电火花磨削与镗削加工 （2）电火花镗磨加工：工件旋转，工具电极往复运动和进给运动。设备简单，加工精度和表面粗糙度良好，生产率较低。 返回 电解加工 1. 电解加工的原理 ? 利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理来去除工件上多余材料 图11-3 电解加工示意图 1-工具阴极 2-工件阳极3-电解液泵 4-电解液 5-直流电源 阳极反应： Fe-2e Fe2+ Fe(OH)2 Fe2++2OH- 阴极反应： H2 2H++2e 2. 电解加工的特点? （1）加工范围广，不受金属材料本身力学性能的限制，可加工硬质合金、耐热合金等。 （2）电解加工的生产率高，约为电火花加工的5~10倍。 （3）加工过程中工具阴极不耗损，可长期使用。 （4）不易达到较高的精度和加工稳定性，难以实现窄缝、小孔的加工。 （5）电极工具设计与制造麻烦，工件必须是导电材料。 （6）电解液对设备与环境