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1、特种加工技术 机制8班 梁伙权 201030510812 特种加工概述及特点 概述： 研究的是将电、热、光、声、化学等能量或其组 合施加到被加工的部位来去除材料的加工方法。 特点： 1、不是主要依靠机械能 2、加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力 3、工具硬度可以低于被加工材料的硬度 特种加工的分类 1、电火花加工 2、激光加工 3、离子束加工 4、电解加工 5、超声波加工 6、复合加工 一.电火花加工 1. 电火花加工又称放电加工，也有称为电脉 冲加工的，它是一种直接利用热能和电能 进行加工的工艺。电火花加工与金属切削 加工的原理完全不同，在加工过程中，工 具和工件不接触，而是靠工
2、具和工件之间 的脉冲性火花放电，产生局部、瞬时的高 温把金属材料逐步蚀除掉。由于放电过程 可见到火花，所以称为电火花加工。 电火花加工原理 2.工件与工具电极分别连接到脉 冲电源的两个不同极性的电极上。当 两电极间加上脉冲电压后，当工件和 电极间保持适当的间隙，就会把工件 与工具电极之间的工作液介质击穿， 形成放电通道。放电通道中产生瞬时 高温，使工件表面材料熔化甚至气化 ，同时也使工作液介质气化，在放电 间隙处迅速热膨胀并产生爆炸，工件 表面一小部分材料被蚀除抛，形成微 小的电蚀坑。脉冲放电结束后，经过 一段时间间隔，使工作液恢复绝缘。 脉冲电压反复作用在工件和工具电极 上，上述过程不断重复
3、进行，工件材 料就逐渐被蚀除掉。伺服系统不断地 调整工具电极与工件的相对位置，自 动进给，保证脉冲放电正常进行。 电火花加工的特点 1、适合于用传统机械加工方法难以加工的材 料 加工，表现出“以柔克刚”的特点。 2、可加工特殊及复杂形状的零件。 3、可实现加工过程自动化。 4、可以改进结构设计，改善结构的工艺性。 5、可以改变零件的工艺路线。 电火花加工的实际应用 电火花加工的实际应用 线 切 割 机 床 线切割 电火花机床 二.激光加工 激光加工是60年代发展起来的一种新兴技术。它是利用光能经过透镜聚 焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应来加工各种材料。 工作原理：它利用高能光束进行加工，加
4、工速度快，变 形小，可以加工各种金属和非金属材料，在生产实践中 不断显示出它的优越性，因而广泛用于打孔、切割、焊 接、表面热处理以及信息存储等许多领域。 激光加工的特点 1）激光加工加工属于高能束流加工，其功率密度可高达 1081010W/cm，几乎可以加工任何金属与非金属材料。 2）激光加工无明显机械力，也不存在机械损耗问题。加工 速度快，热影响区小，易实现加工过程自动化。 3）激光可通过玻璃等透明材料进行加工，如对真空管内部 进行焊接等。 4）激光可以通过聚焦，形成微米级的光斑，输出功率的大 小又可以调节，因此可用于精密微细加工。 5）精度高。可达到0.01mm的平均加工精度和0.001m
5、m的最高 加工精度。 三.离子束加工 离子束加工的原理和特点 1.离子束加工原理 离子束加工的原理与电子束加工基本类似，也是在真空条件下 ，将离子源产生的离子束经过加速后，撞击在工件表面上，引 起材料变形、破坏和分离。由于离子带正电荷，其质量是电子 的百万倍，因此离子束加工主要靠高速离子束的微观机械撞击 动能。 2.像电子束加工主要靠热效应。下图所示为离子束加工的原理图 。 四.电解加工 1.电解加工是电化学加工中的一种重要方法 。 2.无论是我国还是工业发达国家，电解加工 已成为国防航空和机械制造业中不可缺少 的重要工艺手段。 3.电解加工是利用金属在电解液中产生阳极 溶解的电化学原理对工件
6、进行成形加工的 一种工艺方法。电解加工原理如图所示。 电解加工技术示意图 五.超声波加工 1. 超声波加工原理 超声波加工是利用工具端面的超声频振动，或 借助于磨料悬浮液加工硬脆材料的一种工艺方 法。其加工原理如下图所示，超声波发生器产 生的超声频电振荡，通过换能器转变为超声频 的机械振动。变幅杆将振幅放大到 0.010.15mm，再传给工具，并驱动工具端面 作超声振动。 超声波加工原理图 2、超声波加工的特点 1） 超声波加工适用于加工各种硬脆材料，尤其是利用 电火花加工、电解加工难以加工的不导电材料和半导 体材料，如玻璃、陶瓷、玛瑙、宝石、金刚石以及锗 和硅等。 2）由于超声波加工的宏观机械力小，因此可获得良好 的加工精度和表面粗糙度。 3）采用的工具材料硬度较低，容易制成复杂形状，工 具和工件无需作复杂的相对运动，因此，普通的超声 波加工设备结构较简单。 第六节 复合加工 在特种加工的发展过程中，人们不但创造 了如前所述的一系列新型的加工方法，而 且发现，当把其中两种或两种以上的能量 形式（包括机械能）合理地组合在一起， 就发展成为复合加工。复合加工有很大的 优点，它能成倍地提高加工效率和进一步 改善加工质量，是特种加工发展的方向。 复合加工技术的种类 1.电解磨削 2.超声电解复合抛光 3.超声电火花复合抛光 4.超声激光复合加工
