智能制造概论-3 智能制造工艺.ppt

3 智能制造工艺;主要内容;经典制造工艺简述;特种加工 ;解决各种难切削材料的加工问题 如硬质合金、钦合金、耐热钢、不锈钢、淬硬钢、金刚石、宝石、石英以及钨、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。 解决各种特殊复杂表面的加工问题 如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、冷拔模上特殊断面的型孔．炮管内膛线，喷油嘴．喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。 解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题 如对表面质量和精度要求很高的航天航空陀螺仪、伺服阀，以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工。 ;特种加工的特点 利用能源：电能、电化学能、光能及声能等； 工具材料：硬度可以比工件材料的硬度低； 切削力：加工时一般没有明显的切削力； 切削速度：加工去除工件材料速度比切削加工低。 机械切削加工的本质和特点： 一是靠刀具材料比工件更硬，二是靠机械能把工件上多余的材料切除。 ;（一）电火花加工基本原理特点及应用 电火花加工又称放电加工、电蚀加工，是一种基于工具和工件之间不断脉冲放电产生的局部、瞬时的高温将金属蚀除掉的加工方法 。;（一）电火花加工基本原理特点及应用 1.基本原理 当脉冲电压加到两极之间，便在当时条件下某一间隙最小处或绝缘强度最低处击穿介质，产生火花放电，瞬时高温使工具和工件表面都蚀除掉一小部分金属，形成一个小凹坑 。 ;（一）电火花加工基本原理特点及应用 2. 电火花加工条件 工具电极和工件电极之间必须始终保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米； 火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间（一般为10-7~10-3s）后，需停歇一段时间 ； 火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行 。 ;（一）电火花加工基本原理特点及应用 3.电火花加工的过程 电火花腐蚀是一个物理微观过程，是电场力、磁力、热力、液体动力、电化学和胶体化学等综合作用的过程； 这一过程大致分为四个连续的阶段：极间介质的电离、击穿，形成放电通道；介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀；电极材料的抛出。;（一）电火花加工基本原理特点及应用 4. 电火花加工特点 优点：适合于任何难切削材料的加工； 可以加工特殊及复杂形状的零件；没有机械切削力，工件不会产生受力变形；加工表面微观形貌圆滑、无刀痕沟纹等缺陷；工艺适应面宽、灵活性大，可与其他工艺结合；直接利用电能加工，便于实现自动化控制 。 局限性：加工速度较慢；存在电极损耗和二次放电；主要加工金属等导电材料；放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行 。 ;（二）电火花加工工艺方法 电火花成型； 电火花线切割； 电火花高速小孔加工； 其他工艺：电火花表面强化与刻字；电火花磨削与镗削；电火花同步共轭回转加工等。 ;（二）电火花加工工艺方法 1. 电火花成型加工 工作原理：利用工具电极的不断进给，靠脉冲火花放电，将工具的形状逐渐复制在工件上。;（二）电火花加工工艺方法 1. 电火花成型加工 穿孔加工：电火花成型加工能够加工各种小孔(Φ0.1～1 mm) 、型孔( 如圆孔、方孔、多边形孔、异形孔等）。;（二）电火花加工工艺方法 1. 电火花成型加工 型腔加工：电火花成型加工能够加工锻模、压铸模、塑料模等型腔以及整体叶轮、叶片等曲面零件。 ;（二）电火花加工工艺方法 2. 电火花线切割 工作原理：利用移动的细金属导线（钼丝或铜丝）作电极，靠脉冲火花放电对工件进行切割。 ;（二）电火花加工工艺方法 2. 电火花线切割 加工设备： 高速走丝电火花线切割机床 低速走丝电火花线切割机床 ;（二）电火花加工工艺方法 2. 电火花线切割 特点： 由于电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件； 由于采用移动的长电极丝进行加工，单位长度电极丝的损耗少，从而对加工精度的影响较小； 采用水或水基工作液不会引燃起火，容易实现安全无人运转； 在实体部分开始切割时，需加工穿丝用的预孔。 ;（二）电火花加工工艺方法 2. 电火花线切割 穿丝孔： 穿丝孔直径大小的选择，应便于钻孔或镗孔加工，不宜过大或过小，一般在3-10mm范围内选择，并取整数直径。 由于穿丝孔常用作加工基准，因此，穿丝孔的加工一般在具有较高精度的机床上进行，也可采用电火花穿孔，以保证穿丝孔的位置、尺寸精度。 ;（二）电火花加工工艺方法 2. 电火花线切割 应用范围 ： 加工各类模具； 各类材料的切断； 试制新产品； 加工薄片零件、特殊难加工材料零件； 加工电火花成型加工用的电极。 ;（二）电火花加工工艺方法 3. 电火花高速小孔加工 管状电极回转并沿轴向进给，1～5MPa高压工作液（去离子水、乳化液等）排屑,加工速度达60mm/min