先进制造技术__第十次教案.doc

教　　　　案 授课时间 月 日 至 月 日 课时数 授课方式 理论课□ 讨论课□ 习题课□ 实验课□ 上机课□ 技能课□ 其他□ 授课单元 第三章 先进制造工艺技术（第八节 现代特种加工技术） 目的 与 要求 1．掌握各种特种加工方法的加工原理 2. 了解各种特种加工方法的特点和应用 重点 与 难点 重点：1. 电火花加工的原理、激光加工原理 2. 超声波加工的原理、电子束加工原理 难点：激光加工的原理 主 要 内 容 一、特种加工概述 特种加工的概念；特种加工分类；特种加工应用；特种加工特点 二、电火花加工 电火花加工原理和特点；电火花加工的应用 三、超声波加工 超声波加工原理；超声波加工装置；超声波加工特点；超声波加工应用 四、激光加工 激光加工原理；激光加工特点；激光加工应用； 五、电子束加工 电子束加工原理；电子束加工装置；电子束加工应用；电子束加工特点 教学方法手段（教具） 多媒体和板书相结合；讲授；运用启发式、案例分析式、讨论式教学方法讲授本节课程内容。 参考资料 1.盛晓敏著．先进制造技术．北京：机械工业出版社，2000。 2.孙大涌著．先进制造技术．北京：机械工业出版社，1999。 3.张根保著．先进制造技术．重庆：重庆大学出版社，1996。 4.《中国机械工程》、《机械工程学报》、《制造技术与机床》等科技核心期刊。 思考题、 作业  第八节 现代特种加工技术 一、特种加工概述 1. 特种加工的概念 直接利用电能、光能、声能、化学能、电化学能和液流能等能量形式进行加工的方法，称为特种加工。 2. 特种加工分类 按能量形式可分为七类： ① 电能与热能：电火花成型与穿孔加工(EDM)、电火花线切割加工(WEDM)、电子束加工(EBM)、等离子体加工（PAM)。 ② 电能与化学能：电解加工(ECM)、电铸加工(ECM)、刷镀加工(BPM) ③ 电化学能与机械能：电解磨削(ECG)、电解珩磨(ECH)。 ④ 声能与机械能：超声波加工(USM)。 ⑤ 光能与热能：激光加工(LBM)。 ⑥ 电能与机械能：离子束加工(IBM)。 ⑦ 液流能与机械能：水射流切割(WJC)。 3. 特种加工应用 ① 加工难加工材料，如钛合金、淬火钢、硬质合金、宝石、金刚石等； ② 加工形状复杂的表面或零件，如锻模、冷拔模的模腔和型孔、涡轮和叶片等； ③ 加工精密或微细结构零件，如陀螺仪、低刚度的细长轴、薄壁筒和弹性元件等。 4. 特种加工特点 ① 工具材料的硬度可低于工件材料的硬度； ② 加工过程无机械力，工件很少产生机械变形和热变形； ③每产生一种新能源，有可能出现一种新的特种加工方法。 二、电火花加工 1. 电火花加工原理和特点 （1）电火花加工原理 当脉冲电压加到两极之间，液体介质被击穿，形成放电通道。由于通道的截面积很小，放电时间短，能量高度集中（106~107W/mm2），放电区域产生的瞬时高温使材料熔化，形成一个小凹坑。如此反复，工具电极不断地向工件进给，他的形状最终复制在工件上。利用工具电极和工件电极间脉冲火花放电，对工件表面进行电蚀作用，将工件逐步加工成形。 （2）电火花加工条件 ① 必须是脉冲式瞬时放电，并具有足够放电强度； ② 必须在绝缘强度的液体介质(又称工作液，如煤油等)中进行； ③ 具有适当的放电间隙(通常为数微米到数百微米，0.01~0.05mm)。 （3）工具电极 ① 工具电极应选用导电性好、耐蚀性高和造型容易的材料，常用的有石墨、紫铜、黄铜、钼、铸铁和钢等。 ② 工具电极的形状与工件的型腔、型孔基本符合。 （4）工作液 ① 工作液的作用： 有较高的绝缘性，产生脉冲火花放电； 压缩放电通道，使放电能量集中在较小的区域内； ② 常用的工作液有煤油、机油、变压器油、锭子油或它们与煤油的混合物。 （5）电火花加工特点 ① 可加工任何硬、脆、软、韧和高熔点的导电材料或半导体材料； ② 加工时工具与工件不接触，作用力极小，可加工小孔、窄缝等微细结构和各种复杂截面的型孔和型腔； ③ 脉冲放电时间极短，冷却作用好，热影响极小，可加工热敏性强的材料； ④脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工。 2. 电火花加工的应用 （1） 电火花型腔加工 用于加工锻模、冲压模、压铸模、塑料模等模具的型腔及某些零件上的腔孔。工具电极用石墨和紫铜。 （2） 电火花穿孔加工 用于加工冲