特种加工w.doc

特种加工 除了一般切削磨削加工方法之外的其他去除加工方法称为特种加工。 切削磨削难以解决的问题： 刀具，磨具必须比工件材料硬，所以高硬度材料难以加工 为接触式加工，产生切削力，造成变形，振动 特种加工一般是用物理（熔化、汽化）、化学（电解、腐蚀）的方法去除材料，解决了上述问题。 电加工(Electrical Discharge Machining EDM) 原理： 工件与工具之间有高电压 中间有气体、液体绝缘介质 介质击穿?火花放电?电腐蚀 电火花加工： 加工原理：靠电极放电去除毛坯材料加工出与电极形状相配的内腔 用途： 加工复杂型腔模具(优点：加工高硬度模具) 钻孔(优点：异型孔，微孔，硬材料钻孔，斜面钻孔) 系统组成： 电路系统：脉冲电源，工作电极，工件电极 工作液系统：工作液槽，储液箱，过滤器，泵，工作液 线切割：(Wire Cutting) 加工原理：用线状电极靠放电切割毛坯加工复杂形状零件 化学加工 光刻腐蚀(Photoetching) 用途：将金属薄板加工成复杂廓形零件，例：印刷电路板、筛网、垫片、护网等。 工艺过程：图样设计－照相制版－金属板涂复光敏材料－烘干－照相底片覆盖光敏材料－强光照射(暴露处光聚合)－溶液清洗(去除光敏材料)－腐蚀(去除未保护金属) 化学铣(Chemical Milling) 用途：机翼壁板、机身壁板、雷达天线、仪器箱体、热交换器、日常用品的装饰花纹等。 工艺过程：涂敷掩模材料－烘干－覆盖模板－光刻－腐蚀－清洗 特点 是不产生力和热的加工方法，加工表面无变质层。 电化学加工(Electrochemical Machining, ECM) 原理 工作系统：电解液+电极+电场 电解质电离－正离子向阴极迁移－还原反应 负离子向阳极迁移－氧化反应 利用阳极金属的溶解作用进行去除加工：电解加工 利用阴极金属的沉积作用进行添加加工：电镀，电铸 电解加工 装置： 电路系统：直流电源，加工电极(阴极)，工件(阳极) 电解液系统：电解液槽，泵，过滤装置，管路系统 典型应用 异型内孔加工：花键孔，内齿轮，火炮膛线 模具加工：硬材料模具 去毛刺：深孔，交叉孔 电铸 装置 电解液系统：电铸槽，泵，过滤器，搅拌器，加热器，管路 电路系统：电源，阳极(原料：铜，镍，铁)，阴极(原模：金属，玻璃，环氧树脂，塑料) 典型应用 复制精细表面轮廓：印刷版 高精度复杂零件：波导管，异型内孔 用零件复制模具 电机械加工 在电火花加工的工作液中加入磨料，使放电更加均匀，并起到研磨抛光作用。 有时还使电极作超声振动，加强研磨抛光作用。 电化学机械加工 电解磨削 电解加工问题：靠阳极溶解去除材料，精度不易控制 磨削问题：靠磨粒的微量去除，加工效率低（尤其难加工材料） 电解磨削特点： 95％以上材料靠电解去除，5％以下材料磨削去除 提高了加工效率，适合于难加工材料， 加工力小、温度低，表面损伤小，粗糙度低（Ra0.5） 砂轮磨损小、型面易保持 加工精度高 电解抛光 采用柔性磨具的电解磨削，不以去除材料为主，而以提高表面质量为主。 超声加工 原理 工作头在磨料悬浮液中超声振动，带动磨料高速撞击工件表面对工件表面产生加工作用，使工作头端面形状复制在工件表面上。 用途 工件材料：硬脆材料：玻璃、陶瓷、硅片 加工方式： 制孔（微孔、异型孔）， 加工型腔（成形加工、数控加工）， 切割下料 高能束加工 激光加工 原理：利用激光束的高温，靠熔化、汽化等作用对工件材料进行加工。 特点： 非接触，不存在工具损耗－对比切削磨削、电加工、化学加工 能量密度大热影响区小－对比电弧焊接 光束细，适于加工窄缝、微孔 可透过透明介质加工：加工真空腔内工件，水晶内刻 可以在空气中加工：对比电子束、离子束加工 设备：二氧化碳、YAG、红宝石、钕玻璃 用途： 制孔、切割、焊接、热处理、熔敷 电子束加工(Electron Beam Machining, EBM) 加工原理： 电子束：在空间以同样速度和同一方向移动的电子流。 电子束被加速到光速的3/4， 聚焦到0.03～0.3 mm直径 能量密度7×104kw/mm2， 轰击工件表面 动能?热能，工件汽化 特点 加工位置变动靠电磁偏转，惯性小，移动速度高，易于自动控制 工件材料范围大：金属、塑料、硬、脆材料(玻璃、陶瓷)等 适于微细加工：工件尺寸10 mm，钻小孔，窄槽(0.013 mm)，深孔(深径比100) 加工精度：1/10孔径/槽宽 表面粗糙度：0.5～2.5 ?m 在真空中加工 设备昂贵 加工中产生X射线，对人体有害，需防护 用途 钻密集微孔：喷丝头异型孔、人工皮肤呼吸孔(5000孔/秒)、发动机叶片散热孔、发动机燃烧室微孔 开槽、刻蚀：半导体硅片加工 焊接：电子束粗、温度低?熔化、焊接，焊缝窄、焊深大，