第十一章特种加工课件.ppt

第11章 特种加工 前言 11.1 概述 11.2 电火花成型加工 11.3 数控电火花切割加工 11.4 激光加工 11.5 超声波加工 11.6 电解加工 11.7 特种加工实习安全技术 复习思考题 前言 学习完本章内容，应该掌握如下内容: 了解特种加工方法的产生背景、工艺特点及其种类。 掌握电火花成形加工和数控电火花线切割加工的基本操作。 了解其他特种加工方法的工作原理、特点和应用范围。 11.1 概述 11. 1. 1特种加工的产生背景 随着生产技术的发展，许多现代工业产品要求具有高强度、高速度、耐高温、耐低温、耐高压等特殊性能，需要采用一些新材料、新结构来制作相应的产品零件，从而给机械加工提出了许多新问题，如:高强度合金钢、耐热钢、钦合金、硬质合金等难加工材料的加工问题，陶瓷、玻璃、人造金刚石、硅片等非金属材料的加工问题，极高精度、极高表面粗糙度要求的表面加工问题，复杂型面、薄壁、小孔、窄缝等特殊结构零件的加工问题，等等。这些不断遇到的生产过程中的诸多问题如果仍然采用传统的切削加工方法，由于受切削加工工艺特点的局限往往十分困难，不仅效率低、成本高，而且很难达到零件的技术要求，甚至有时无法实现加工。现代科学技术的进步为解决上述问题提供了可能与手段，特种加工工艺正是在这种新需求的新形势下，逐渐产生和迅速发展起来的。 11.1 概述 11. 1. 2特种加工的特点 特种加工工艺是指利用电能、光能、化学能、电化学能、声能、热能及机械能等各种能量直接进行加工的方法。相对于传统的切削加工方法而言，特种加工又称为非传统加工工艺，它具有以下特点 (1）“以柔克刚”在特种加工生产过程中，使用的工具与被加工对象基本不发生刚性接触，因此工具材料的性能不受被加工对象的强度、硬度等制约，甚至可以使用石墨、紫铜等极软的工具来加工超硬脆材料和精密微细零件; (2)应力较小特种加工时主要采用电、光、化学、电化学、超声、激光等能量去除多余材料，而不是依靠机械力与变形切除多余材料，故特种加工时的应力较小; 11.1 概述 (3)切屑较少特种加工的加工机理不同于普通金属切削加工，生产过程中不产生宏观切屑，不产生强烈的弹、塑性变形，可以获得极高的表血粗糙度，加工时工具对加工对象的机械作用力、加工后的残余应力、冷作硬化现象、加工热等的影响程度也远比一般金属切削加工小; (4)适应性强特种加工的加工能量易于控制和转换，故加工范围广，适应性强由于特种加工方法具有传统切削加工方法无可比拟的上述优点，它已成为机械制造科学中一个新的重要领域，在现代制造方法中占有十分重要的地位。 11. 1. 3特种加工的分类 按照所利用的能量形式，特种加工可分为以下几类 (1)电、热能特种加工：电火花加工、电子束加工、等离子弧加工。 11.1 概述 (2)电、机械能特种加工：电解加工、电解抛光; (3)电、化学、机械能特种加工:电解磨削、电解甭磨、阳极机械磨削; (4)光、热能特种加工:激光加工; (5)化学能特种加工:化学加工、化学抛光; (6)声、机械能特种加工:超声波加工; (7)液、气、机械能特种加工:磨料喷射加工、磨料流加工、液体喷射加工近年来，多种能量新的复合加工方法正在不断出现，值得注意的是，将两种以上的不同能量形式和工作原理结合在一起，可以取长补短获得很好的加工效果。 表11一1列出了特种加工方法所适用的被加工工件材料 11.2 电火花成型加工 11. 2. 1电火花成型加工原理 电火花成型加工是利用具工电极与工件电极之间的脉冲放电现象，对工件材料产生电腐蚀来进行加工的。 图11一1所示为电火花成型加工的基本原理:加工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极，两电极均浸入绝缘的煤油中;在放电间隙自动进给调节装置的控制下，工具电极向工件电极缓慢靠近;当两电极靠近到一定距离时，电极之间最近点处的煤油介质被击穿，形成放电通道，由于该通道的截血积很小，放电时间极短，电流密度很高，能量高度集中，在放电区产生瞬时高温可达10 000 0C-12 000 0C，致使工件产生局部熔化和气化向四处飞溅，蚀除物被抛出工件表面， 11.2 电火花成型加工 形成一个小凹坑;下一瞬间，第二个脉冲紧接着在两电极之间的新的另一最近点处击穿煤油介质，再次产生瞬间放电加工，……;如此循环重复上述过程，在工件上即可复印留下与工具电极相应的所需加工表面，同时工具电极也会因放电而产生局部损耗电火花加工时的表血局部放大图如图11 -2所示显而易见，电火花成型加工出的零件表面，是由无数个小坑所组成。电火花加工脉冲电源的矩形波电压波形如图11 -3所示。 11.