现代加工工艺及工艺装备.pptVIP

从广义上来定义特种加工，即不用常规的机械加工和常规压力加工的方法，利用光、电、化学、生物等原理去除或添加材料以达到零件设计要求的加工方法的总称。 特种加工作为先进制造技术中重要的一部分，它解决了传统加工方法难以处理的问题，有着自己独特的特点，已经成为现代工业不可缺少的重要加工方法和手段。 12.1 特种加工概述 由于材料科学、高新技术的发展，特种加工技术逐渐成熟，特别是电火花加工技术、电解加工技术和激光加工技术在机械加工中广泛应用。 现代加工工艺及工艺装备 特种加工的特点 ： 1.不用机械能 2.非接触加工 3.微细加工 4.不存在加工中的机械应变或大面积的热应变 5.两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工 6.特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。 常用特种加工方法： 加工方法 能量形式 可加工材料 尺寸精度/mm （平均/最高） 表面粗糙度Ra/μm （平均/最高） 主要适用范围 电火花加工（EDM） 电能、热能 任何导电的金属材料，如硬质合金、不锈钢、淬火钢、钛合金 0.03/0.003 10/0.04 从数微米的孔、槽到数米的超大型模具、工件等，如圆孔、方孔、异形孔、微孔、弯孔、深孔及各种模具；还可以刻字、表面强化、涂覆加工 电火花线切割加工（WEDM） 电能、热能 0.02/0.002 5/0.32 切割各种模具及零件，各种样板等；也常用于钼、钨、半导体材料或贵重金属的切割 电解加工（ECM） 电化学能 0.1/0.01 1.25/0.12 从细小零件到上吨重的超大型工件及模具，如仪表微型轴、蜗轮叶片、炮管膛线等 电解磨削EGM 电化学机械能 0.02/0.001 1.25/0.04 硬质合金等难加工材料的磨削以及超精光整研磨、珩磨 超声波加工（USM） 声能、机械能 任何脆性材料 0.03/0.005 0.63/0.12 加工、切割脆硬材料，如玻璃、石英、宝石、金刚石、半导体等 激光加工（LBM） 光能、热能 任何材料 0.01/0.001 10/1.25 精密加工小孔、窄缝及成形加工、蚀刻；还可焊接、热处理 电子束加工（EBM） 电能、热能 0.01/0.001 10/1.25 在各种难加工材料上打微孔、切缝、蚀刻、焊接等，常用于中、大规模集成电路微电子器件 离子束加工（IBM） 电能、动能 /0.01 /0.01 对零件表面进行超精密加工、超微量加工、抛光、蚀刻、镀覆等 12.2 电火花加工 12.2．1.加工原理 1.电火花加工机床 （1）机床主体：用于夹持工具电极及支承工件，保证它们的相对位置，并实现电极在加工过程中的稳定进给运动。 （2）脉冲电源：把工频的交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流。 （3）伺服进给系统：使主轴作伺服运动。 （4）工作液循环过滤系统 ：提供清洁的、有一定压力的工作液。 2.电火花成形加工的原理 电火花成形加工的基本原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。要达到这一目的，必须创造下列条件： （1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙。一般为0.01～0.1mm左右。 （2）脉冲波形是单向的。 （3）放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。 （4）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或气化。 电火花原理示意图 1—加工工件；2－脉冲电源；3－自动进给调节装置；4－工具电极；5－工作液；6－泵；7－过滤器 电火花加工过程 在脉冲放电过程中，工件和电极都要受到电腐蚀。但正、负两极的蚀除速度不同，这种两极蚀除速度不同的现象称为极性效应。 3.极性效应在电火花加工过程中的作用 在电火花加工过程中，工件加工得快，电极损耗小是最好的，所以极性效应愈显著愈好。 12.2.2 电火花加工的特点 电火花加工的特点主要表现在适合于机械加工方法难于加工的材料的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金；可加工特小孔、深孔、窄缝及复杂形状的零件，如各种型孔、立体曲面、复杂形状的工件 ，小孔、深孔、窄缝等；电火花加工只能加工导电工件；加工速度慢； 由于存在电极损耗，加工精度受限制。 12.2.3 影响电火花成形加工因素 1.影响加工速度的因素 2.影响加工精度的因素 3.影响表面质量的因素 工件的加工精度除受机床精度、工件的装夹精度、电极制造及装夹精度影响之外，主要受放电间隙和电极损耗的影响。 增加矩形脉冲的峰值电流和脉冲宽度；减小脉间；合理选择工件材料、工作液，改善工作液循环等能提高加工速度。