机械制造技术基 教学课件 作者 张绪祥 熊海涛 第10章 z其他加工方法.ppt

10-3 精密加工技术 四、吹塑成形 10-3 精密加工技术 四、吹塑成形 第十章 其他加工方法 机械制造基础 10-4 特种加工技术 非传统加工又称特种加工，通常被理解为别于传统切削与磨削加工方法的总称。 非传统加工方法 产生于二次大战后。两方面问题传统机械加工方法难于解决： 1）难加工材料的加工问题。宇航工业等对材料高强度、高硬度、高韧性、耐高温、耐高压、耐低温等的要求，使新材料不断涌现。 2）复杂形面、薄壁、小孔、窄缝等特殊工件加工问题。 为解决上面两方面问题，出现了非传统加工方法。 非传统加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上，从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等。 7.3.1 特种加工技术概述 非传统加工方法主要不是依靠机械能，而是用其它能量（如电能、光能、声能、热能、化学能等）去除材料。 非传统加工方法由于工具不受显著切削力的作用，对工具和工件的强度、硬度和刚度均没有严格要求。 一般不会产生加工硬化现象。且工件加工部位变形小，发热少，或发热仅局限于工件表层加工部位很小区域内，工件热变形小，加工应力也小，易于获得好的加工质量。 加工中能量易于转换和控制，有利于保证加工精度和提高加工效率。 非传统加工方法的材料去除速度，一般低于常规加工方法，这也是目前常规加工方法仍占主导地位的主要原因。 非传统加工方法特点 7.3.1 特种加工技术概述 机械过程 利用机械力，使材料产生剪切、断裂，以去除材料。如超声波加工、水喷射加工、磨料流加工等。 非传统加工方法分类（按加工机理和采用的能源划分） 热学过程 通过电、光、化学能等产生瞬时高温，熔化并去除材料，如电火花加工、高能束加工、热力去毛刺等。 电化学过程 利用电能转换为化学能对材料进行加工，如电解加工、电铸加工（金属离子沉积）等。 化学过程 利用化学溶剂对材料的腐蚀、溶解，去除材料，如化学蚀刻、化学铣削等。 7.3.1 特种加工技术概述 复合过程 利用机械、热、化学、电化学的复合作用，去除材料。常见的复合形式有： ◎机械化学复合——如机械化学抛光、电解磨削、电镀珩磨等。 ◎机械热能复合——如加热切削、低温切削等。 ◎热能化学能复合——如电解电火花加工等。 ◎其它复合过程——如超声切削、超声电解磨削、磁力抛光（图7-61）等。 工件 （陶瓷滚柱） 磁性材料 磁极 振动运动 图7-61 磁力抛光示意图 N S 7.3.1 特种加工技术概述 工作原理：利用工具电极与工件电极之间脉冲性火花放电，产生瞬时高温，工件材料被熔化和气化。同时，该处绝缘液体也被局部加热，急速气化，体积发生膨胀，随之产生很高的压力。在这种高压作用下，已经熔化、气化的材料就从工件的表面迅速被除去（图7-63）。 ◆ 4个阶段： 1）介质电离、击穿，形成放电通道； 2）火花放电产生熔化、气化、热膨胀； 3）抛出蚀除物； 4）间隙介质消电离（恢复绝缘状态）。 电火花加工 7.3.2 几种代表性特种加工方法 图7-63 电火花加工原理图 进给系统 放电间隙 工具电极 工件电极 直流脉冲电源 工作液 Real 图7-64 电火花加工机床 7.3.2 几种代表性特种加工方法 电极材料——要求导电，损耗小，易加工；常用材料：紫铜、石墨、铸铁、钢、黄铜等，其中石墨最常用。 工作液——主要功能压缩放电通道区域，提高放电能量密度，加速蚀物排出；常用工作液有煤油、机油、去离子水、乳化液等。 放电间隙——合理的间隙是保证火花放电的必要条件。为保持适当的放电间隙，在加工过程中，需采用自动调节器控制机床进给系统，并带动工具电极缓慢向工件进给。 工作要素 脉冲宽度与间隔——影响加工速度、表面粗糙度、电极消耗和表面组织等。脉冲频率高、持续时间短，则每个脉冲去除金属量少，表面粗糙度值小，但加工速度低。 通常放电持续时间在2μs至2ms范围内，各个脉冲的能量2mJ到20J（电流为400A时）之间。 7.3.2 几种代表性特种加工方法 电火花线切割加工：用连续移动的钼丝（或铜丝）作工具阴极，工件为阳极。机床工作台带动工件在水平面内作两个方向移动，可切割出二维图形（图7-65）。同时，丝架可作小角度摆动，可切割出斜面。 电火花加工类型 7.3.2 几种代表性特种加工方法 图7-65 电火花线切割原理图 X Y 储丝筒 导轮 电极丝 工件 Real 电火花成形加工：主要指孔加工，型腔加工等 Real Real 电火花线切割机床 图7-66 电火花线切割加工 加工过程显示 7.3.2