加工章特种加工.ppt

第四章 特种加工 4.1概述 1.应用特种加工的原因 ⑴对硬质合金……等难切材料的加工； ⑵对模具上的……等复杂型面的加工； ⑶对细长件\薄……等特殊结构件的加工。 2.特种加工的特点 ⑴加工不受材料机械性能性能的限制； ⑵易于加工复杂型面\微细表面及柔性零件； ⑶能获得良好的表面质量； ⑷易复合形成新的工艺技术。 特种加工是直接借助电能、热能、声能、光能、化学能等常规机 械能以外的各种能量实现材料去除的工艺方法的总称。 4.2电火花加工 EDM 是利用电\热能进行加工的工艺方法. 4.2.1加工原理与特点 1.基本原理 进行电火花加工必须具备的三个条件： ⑴必须采用脉冲电源，以形成瞬时的脉冲式放电。 ⑵必须采用自动进给调节装置，保证微小的放电间隙 。 ⑶火花放电必须具有足够大的能量密度，且必须在具有一定的绝缘强度的液体介质（工作液）中进行。 2.极性效应 电火花加工时,阳极\阴极均受到腐蚀,但二者的蚀除量或蚀除速度是不同的,这种由于极性不同产生的蚀除量不同的现象叫做极性效应. 阳极表面受到电子撞击,阴极表面受到正离子撞击…… ①正极性加工(概念) ②负极性加工(概念) 一般: 短脉冲\精加工时采用正极性加工(工件接正极) 长脉冲\粗加工时采用负极性加工(工件接负极) 3.特点 ⑴可用软的工具加工硬韧的工件，甚至可加工聚晶金刚石、立方氮化硼一类超硬材料。 ⑵不产生切削力引起的残余应力和变形，特别适宜复杂形状的工件、低刚度工件及微细结构的加工。 (材料去除是靠放电时的电热作用实现的，电极和工件间不存在切削力)。 ⑶调整容易，可以在同一台机床上完成粗、细、精三个阶段的加工。易于实现自动化。 ⑷局限性为：加工速度较慢和工具电极存在损耗，影响加工效率和成形精度。 4.2.2应用 1.电火花穿孔 穿孔 2.电火花型腔加工 3.电火花线切割加工 线切割 4.3电解加工 ECM (电化学加工) 是利用金属在电解液中可以产生阳极溶解的电化学原理来进行加工的一种方法。 4.3.1加工原理与特点 1.基本原理 2.特点 ⑴能加工各种硬度与强度的金属材料； ⑵生产率高，其加工速度约为电火花加工的5～10倍，约为机械切削加工的3～10倍； ⑶加工中无切削力，不产生残余应力、飞边与毛刺；表面质量高，Ra为1.25～0.2?m。 ⑷加工过程中工具阴极无损耗。 弱点和局限性： ⑴加工稳定性不高，不易达到较高的加工精度。⑵电解液过滤、循环装置庞大，占地面积大，电解液对设备有腐蚀作用； ⑶电解液及电解产物容易污染环境。 4.3.2电解加工的应用 加工各种深孔\型孔\型腔和复杂成型表面。如炮管膛线、叶片型面、模具型腔与花键、异型孔及复杂零件的薄壁结构等。 电解去毛刺 电解刻字 1.电解整体叶轮 “套料法加工” 2.深孔扩孔加工 3.电解去毛刺 4.3.3电解磨削 ECG（复合加工） 它靠阳极金属的电化学溶解(占95%~98%)和机 械磨削作用(占2%~5%)相结合进行复合加工。 4.4激光加工 LBM 是利用光能量进行加工的一种方法。它可以用 于打孔、切割、雕刻、焊接、热处理等。 4.4.1加工原理与特点 1.基本原理 2.特点 ⑴功率密度高，几乎能加工所有材料； 如高温合金、石英、金刚石、橡胶等。 ⑵加工速度快\变形小且工具无损耗； ⑶可透过玻璃等透明介质对工件进行加工； ⑷能聚焦成极细的激光束，可进行精密细微加工。 4.4.2 激光加工的应用 1.激光打孔 必须采用极高的功率密度，使加工部分快速蒸发，并 防止加工区外的材料由于传热而温度上升以致熔化。因 此，打孔适宜采用脉冲激光，经过多次重复照射后完成 打孔加工。（孔径0.01～1mm. ） 焦点位置 激光打孔的最大优点是 效率非常高，在切削加工方法的百分之一以下。 2.激光切割: 原理和激光打孔的原理基本相同 ，但要沿X、 Y方向进行相对移动。 切割时可在激光照射部位同时喷吹氧（对金 属）、氮（对非金属）促进照射点的熔化 。 激光切割不仅具有切缝窄（宽度仅为0.1～0.2mm）、速度快、热影响区小、成本低等优 点，而且可以十分方便地切割出各种曲线形状。 目前已用激光切割加工飞机蒙皮、蜂窝结构…大规模集成电路中 …。 可进行激光雕刻 。 3.激光焊接 只要将激光束直接辐射到材料表面，使材料局部熔化， 以达到焊接的目的。 优点是： 焊接过程迅速， 生产效率高， 被焊材料不易