機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具1 (7)

1、機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具第七章第七章 特種加工工藝特種加工工藝第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 電火花加工電火花加工第三節(jié)第三節(jié) 電解加工電解加工第四節(jié)第四節(jié) 其它特種加工其它特種加工第一節(jié) 概述切削切削加工是機(jī)械制造工藝中行之有效，最為廣泛的加工方法。其實(shí)質(zhì)是采用一種比工件硬度更高的材料作為刀具，對工件施加切削力和機(jī)械能，切削掉工件表面多余的材料，以獲得所需的形狀、尺寸和表面粗糙度。 特種特種切削切削就是指的那些不屬于傳統(tǒng)加工工藝范疇的加工工藝方法。特種加工不使用刀具、磨具等切除金屬，而是采用電、磁、聲、光等物理能量及化學(xué)能量或組合施加在被加工的部位上，從而使材料被去除、變形、改變性質(zhì)等。

2、電火花成型機(jī)電火花成型機(jī)第二節(jié) 電火花加工一、電火花加工的原理及其特點(diǎn)一、電火花加工的原理及其特點(diǎn) 在一定的介質(zhì)中通過工具電極和工件電極之間的脈沖放電的電蝕作用，對工件進(jìn)行加工的方法。國外稱為放電加工。 電火花加工工藝特點(diǎn)主要有：電火花加工是利用火花放電破壞材料的原理，電火花加工是利用火花放電破壞材料的原理，因此這種因此這種方法可以加工方法可以加工任何導(dǎo)電任何導(dǎo)電 的的材料，而不受材料硬度材料，而不受材料硬度、韌性、韌性和脆性等限制。和脆性等限制。加工電極與工件不接觸，沒有切削力的影響。加工電極與工件不接觸，沒有切削力的影響。電火花加工不需要復(fù)雜的切削運(yùn)動，可以加工形狀復(fù)雜電火花加工不需要復(fù)雜

3、的切削運(yùn)動，可以加工形狀復(fù)雜的零件的零件表面。表面。工具只是一個(gè)電極，常采用紫銅、黃銅或石墨等材料制成。工具只是一個(gè)電極，常采用紫銅、黃銅或石墨等材料制成。 此外，由于電火花加工時(shí)，脈沖能量是間歇地以極短的時(shí)間性作用在材料上，工作液是流動的，起到散熱作用。二、電火花加工的分類及其應(yīng)用二、電火花加工的分類及其應(yīng)用 按在加工過程中工具和工件相對運(yùn)動的方式和用途的不同，可以分為：電火花成型加工電火花成型加工電火花線切割電火花線切割電火花磨削和鏜削電火花磨削和鏜削 成形和尺寸加工電火花同步回轉(zhuǎn)加工電火花同步回轉(zhuǎn)加工電火花電火花表面強(qiáng)化與刻字表面強(qiáng)化與刻字 表面加工方法 三、電火花加工的基本規(guī)律三、電火

4、花加工的基本規(guī)律加工精度的規(guī)律加工精度的規(guī)律 加工精度受下列因素影響：火花放電間隙的大小及其一致性；工具電極在加工中的損耗大小及其穩(wěn)定性；電火花加工機(jī)床的精度和剛度以及工具電極的制造精度和安裝精度等。 表面質(zhì)量的規(guī)律表面質(zhì)量的規(guī)律表面粗糙度表面粗糙度 電火花加工表面比機(jī)械加工的表面好，用微觀不平度的平均算術(shù)偏差Ra表示，影響最大的是單個(gè)脈沖能量。表面變質(zhì)層表面變質(zhì)層 熔化層 熱影響層 顯微裂紋（與脈沖能量成正比）表面力學(xué)性能表面力學(xué)性能 顯微硬度及耐磨性 殘余應(yīng)力 耐疲勞性能 工具電極損耗的規(guī)律工具電極損耗的規(guī)律極性效應(yīng)極性效應(yīng) 電火花加工過程中，正、負(fù)極受到不同程度電蝕量的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。

5、通常把工件接脈沖電源和正端、工具電極接負(fù)端時(shí)，“正極性”加工，反之稱為“負(fù)極性”加工。電參數(shù)對電蝕量的影響電參數(shù)對電蝕量的影響 在電火花加工過程中，無論正極還是負(fù)極，都存在單個(gè)脈沖的蝕除量與單個(gè)脈沖能量在一定范圍內(nèi)成正比的關(guān)系。金屬材料熱學(xué)性能對電蝕量的影響金屬材料熱學(xué)性能對電蝕量的影響 金屬材料的熱學(xué)性能是指熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、熱導(dǎo)率、比熱容、熔化潛熱、氣化潛熱等。 工作液對電蝕量的影響工作液對電蝕量的影響 在電火花加工過程中，工作液的作用是： 形成火花擊穿電通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)間隙的絕緣狀態(tài)； 對放電通道產(chǎn)生壓縮作用，有利于脈沖能量充分利用； 幫助電蝕產(chǎn)物的拋出和排除； 對工具和工件的冷卻

6、作用。電火花加工的生產(chǎn)率電火花加工的生產(chǎn)率 加工速度一般表示為 電火花線切割的加工速度，采用單位時(shí)間內(nèi)所切割的面積來表示，即 相對損耗或乾稱損耗比作為衡量工具電極耐損耗的指標(biāo)，即tGvtVvGQw/或thLtAvA/ %100)/(wEvv四、電火花電極切割加工四、電火花電極切割加工 電火花電極切割加工，簡稱“線切割”?；驹砼c電火花加工相同。 其優(yōu)點(diǎn)是：省掉了成形的工具電極；省掉了成形的工具電極；由于電極絲較細(xì)，可以加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜由于電極絲較細(xì)，可以加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀的工件形狀的工件；工件的加工量小，材料利用率高，而且比電火花成形工件的加工量小，材料利用率高，而且比

7、電火花成形加工生產(chǎn)率加工生產(chǎn)率高；高；電極絲采用移動進(jìn)行加工，使單位長度損耗小，故對電極絲采用移動進(jìn)行加工，使單位長度損耗小，故對加工精度加工精度影響較小；影響較?。粚Σ煌喞獔D形只編制不同軟件，成本低，加工對不同輪廓圖形只編制不同軟件，成本低，加工自動化程度高自動化程度高。 第三節(jié) 電解加工一、電解加工的原理及其特點(diǎn)一、電解加工的原理及其特點(diǎn) 利用金屬在電解液中可以發(fā)生陽極溶解的原理，將零件加工成形。 有下述特點(diǎn)：有下述特點(diǎn)：加工范圍廣，不受金屬材料本身硬度和強(qiáng)度的限制；加工范圍廣，不受金屬材料本身硬度和強(qiáng)度的限制；電解加工的生產(chǎn)率較高；電解加工的生產(chǎn)率較高；加工表面粗糙度較低；加工表面粗糙

8、度較低；不存在機(jī)械切削力，不會產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形；不存在機(jī)械切削力，不會產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形；加工過程中陰極工具在理論上不會損耗，壽命長。加工過程中陰極工具在理論上不會損耗，壽命長。 主要主要弱點(diǎn)和局限性弱點(diǎn)和局限性是：是：不易達(dá)到較高的加工精度和加工穩(wěn)不易達(dá)到較高的加工精度和加工穩(wěn)定性；定性；電解加工的附屬設(shè)備比較電解加工的附屬設(shè)備比較多；多；電解產(chǎn)物需要進(jìn)行妥善處理，否則會污染環(huán)境。電解產(chǎn)物需要進(jìn)行妥善處理，否則會污染環(huán)境。1直流電源化氣直流電源化氣 2進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)給機(jī)構(gòu)3工具工具 4工件工件5電解液泵電解液泵 6電解液電解液二、電解加工的應(yīng)用二、電解加工的應(yīng)用 主要用于切削加工困難的領(lǐng)域，廣

9、泛應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：葉片加工葉片加工型孔和型腔加工型孔和型腔加工深孔擴(kuò)孔加工深孔擴(kuò)孔加工電解拋光電解拋光第四節(jié) 其它特種加工一、電解磨削一、電解磨削 利用陽極溶解和機(jī)械磨削兩種作用的復(fù)合加工。其加工原理如下圖。 相似的還有電解珩磨、電解研磨等。二、激光加工二、激光加工 激光是由于處于激發(fā)態(tài)的原子、離子或分子受激輻射而發(fā)出的得到加強(qiáng)的光。基本特性：強(qiáng)度高；強(qiáng)度高；單色性好；單色性好；相干性好；相干性好；方向性好。方向性好。 由于以上特性，通過光學(xué)系統(tǒng)可以使它聚集成一個(gè)極小的光斑，以獲得極高的能量密度和極高的溫度。 影響激光加工的主要因素如下：激光加工的機(jī)械系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)的精度；激光加工的機(jī)械系

10、統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)的精度；激光的輸出功率與照射時(shí)間的乘積等于激光束的能量；激光的輸出功率與照射時(shí)間的乘積等于激光束的能量；焦距、發(fā)散角和焦點(diǎn)位置對打孔的大小、深度和形狀的影響焦距、發(fā)散角和焦點(diǎn)位置對打孔的大小、深度和形狀的影響照射次數(shù)多可使孔深大大增加；照射次數(shù)多可使孔深大大增加；光斑內(nèi)的能量分布對打孔的形狀有直接影響；光斑內(nèi)的能量分布對打孔的形狀有直接影響；工件材料不同，影響加工效率。工件材料不同，影響加工效率。 激光加工具有以下特點(diǎn)：不需要加工工具，不存在磨損問題；不需要加工工具，不存在磨損問題；激光束的功率密度高，幾乎對任何難加工材料都可加工；激光束的功率密度高，幾乎對任何難加工材料都可加工；

11、激光加工是非接觸加工，熱影響小；激光加工是非接觸加工，熱影響??；通用性強(qiáng)，同一臺激光加工裝置可作多種加工用。通用性強(qiáng)，同一臺激光加工裝置可作多種加工用。 當(dāng)前激光加工存在的主要問題是： 設(shè)備價(jià)格高，一次性投資大；更大功率的激光器尚在試驗(yàn)研究階段，不論是激光器本身的性能質(zhì)量，還是使用者的操作技術(shù)水平都有待于進(jìn)一步的提高。三、超聲加工三、超聲加工 利用產(chǎn)生超聲振動的工具，帶動工件和工具間的磨料懸浮液，沖擊和拋磨工件的被加工部位，使其局部材料破壞成粉末，以進(jìn)行穿孔、切割和研磨等。其特點(diǎn)是：適合于加工各種硬脆材料；適合于加工各種硬脆材料；不需要使工具和工件作比較復(fù)雜的相對運(yùn)動；不需要使工具和工件作比較復(fù)雜的相對運(yùn)動；工件表面的切削力很小。工件表面的切削力很小。 近年來超聲加工和其它加工方法結(jié)合進(jìn)行的復(fù)合加工發(fā)展迅速。四、電子束加工四、電子束加工 在真空條件下，利用電子槍中產(chǎn)生的電子經(jīng)加速、聚集，形成高能量大密度