特种加工讲稿

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1、1特种加工讲稿 第一讲 特种加工概论 一、特种加工的产生与发展 1、传统加工：车、铣、刨、磨、钻。 。 。刀具、刃、切削力和热、机械能 难题 1：难加工材料的加工问题： 易切削材料：HB170230、机械性能 2、切削加工的本质和特点是： 刀具材料比工件更硬；机械能除余量。材料的可加工性与硬度、强度、韧性、 脆性等直接及正比关系。 难题 2：细长轴、薄壁套及深小孔等低 刚度零件加工问题： 切削力和热、变形、加工精度。结构 工艺性。 难题 3：精密和超精密加工问题： 加工精度：传统加工属于微米级，例 如车、铣、刨为 7 级精度；磨为 6 级精度。 纳米？ 为了解决上述一系列工艺难题，人们2需要非

2、传统加工- 特种加工：表 1-1 和表 1-2 归纳总结特种加工与传统加工的不同点： 切削可以不用刀（不接触）或软刀； 主要不是机械性能； 不存在显著切削力。例如，激光刀、 电加工、先淬火后开槽。 特种加工是传统加工的补充与发展部 分取代。例如，型腔模加工：先传统后特 种。 二、特种加工工艺特点引起机械制造工艺 技术领域变革 材料可加工性提高：与机械性能无关 工艺路线安排灵活：先淬火后加工， 工艺准则动摇 新产品试制过程缩短：线切割 产品零件设计的结构改变：镶拼结构 变化整体结构、清棱清角变化小圆角 零件结构工艺性好坏衡量标准有变化： 方孔和圆孔一样加工。 纳米加工：芯片技术、极端远紫外线 光

3、刻工艺、纳米光刻机3三、学习目的内容方法： 1、了解特种加工方法现状和进展，运用现 代制造技术的思维方法以及应用能力 2、掌握特种加工基本原理、特点、工艺、 设备和应用范围 3、问题导向、突出重点学练结合、讨论式 西江月 传统加工没戏， 特种加工代替。 无刃少无切削力， 它山之石攻玉。设备方法原理， 概念术语规律。 工艺难题典型件， 看你如何处理？ 4、练习与思考 1： a)特种加工与传统加工主要区别是什么？b)（ ）加工适合加工任何脆性材料。 （ ）加工精度最高。 c)特种加工对于材料可加工性以及零件4结构工艺性有何影响？ d)特种加工对典型工艺路线有何影响？ 第二讲 电火花加工条件、原理、

4、机理 和规律 电弧：不完全放电集中、连续、103 A / 2 电火花：完全放电分散、断续、107 A / 2 局部、瞬时高温，电腐蚀现象 1、电火花加工条件： 放电间隙 S=0.010.1mm 最佳图 2-21p29 脉冲电源 ti=10-7 10-3s 最佳图 2-7p16 工作液：绝缘强度 103 107 。粗加工机 油；精加工煤油、作用 2、电火花加工原理： 尖端凸点、电场强度与电压成正比，与距 离成反比。 放电腐蚀去除余量、电蚀坑、电蚀产物 （金属微粒、碳粒子、胶体粒子、气泡） 3、电火花加工机理： 去除余量微观物理过程（四步） 电离（原子变成带电离子） 消电离（带电离子复合为中性粒子

5、） 放电通道（等离子体）5铜打钢 4、电火花加工基本规律： a)极性效应及其选择： 极性效应：正负极电蚀量不同现象。 正极性加工：工件接脉冲电源正极、窄 脉冲精加工； 负极性加工：工件接脉冲电源负极、宽 脉冲粗加工。 b)加工速度以及提高生产率途径（高效） ：w=K.Wm.f. 工艺系数（电极材料 Tm、电参数、工 作液循环和过滤） 单个脉冲能量、频率和利用效率 c)工具损耗及其降低（低耗）：=E /w X 100% G+ P1A2 电压为零、上升 P0A1=G+ P1A2 静止 P0A1G+ P1A2 、P0A1=G+ P1A2 、P0A1Vw 太快、短路、过跟踪（或进 给） 、断 丝Vd

6、a 无杂散腐 蚀 杂散腐蚀：产生加工斜度或者喇叭口；23内芯。类似二次放电。 5） 流动速度：10m/s 6） 流动方向：p89 正向流动：容易密封，加工精度不高； 反向流动：不容易密封，加工精度高； 横向流动： 7） 出水口布置： 均匀流场、避免死水区以及涡流 p90 采用流线判别。 16、电解加工生产率及其提高 p93a=i=Ur/=C/ 体积电化学当量、电导率、电解液欧姆 电压、加工间隙、双曲线常数 17、电解加工精度及其提高的途径：p98 0.1mm b=Ur/c 端面平衡间 隙 0.12-0.8mm 过小放电短路堵塞 n=b/COS 45o 法向平衡 间隙s=b 45o 侧面平衡间隙

7、，12bb工作圈宽度 b、工具侧面绝缘保护。241）脉冲电流电解加工：析氢是断续的、 搅拌作用。 2）小间隙电解加工：突出部位溶解速度 快，提高整平效果。 3）改进电解液：快与好结合。 4）混气电解加工：存在切断间隙 a 、 相当于钝化性能电解液作用。 18、电解加工尖角变圆现象：尖角处电力 线集中，电流密度大，溶解快速。练习与思考 7： 1、 在工件表面形成吸附的或者成相的氧 化膜或者盐层，使金属阳极溶解减慢现象 称为（极化、钝化、活化） 。 2、 如何提高电解加工速度和精度？ 3、 电解加工的阴极设计应该尽量使加工 间隙内各处的（ ）均匀一致，避免产生 （ ）及（ ） 。 4、 判断：电流

8、效率和电能利用率是相同 概念。电解加工与电火花加工的间隙蚀 除特性曲线也是相同的。25第八讲 电解加工设备与工艺 一、设备组成： 直流电源、机床、电解液系统。 直流电源：硅整流电源、晶闸管整流 电源。晶闸管无级调压优越性大 p101； 机床：刚性好、绝缘、排氢防爆、防 腐蚀（牺牲阳极的阴极保护法） 、 进给速度稳定性、伺服电机或直 流电机无级调速进给系统；分移 动式阴极电解加工机床和固定式 阴极电解加工机床。 电解液系统：离心泵、自然沉淀方法、 介质过滤方法 p103。 二、电解加工工艺：正极性加工 p83 1、深孔扩孔加工：固定式阴极：没有相对 运动，生产率高，但是精度和粗糙度不均 匀。 移

9、动式阴极：容易制造，不受电 源功率限制，采用黄铜圆锥体形 状、非工作面绝缘采用环氧树脂 绝缘，避免喇叭口缺陷。 2、型孔加工：采用端面进给法、侧面绝缘26避免锥度产生。固定式阴极 扩孔加工喷油孔内圆弧槽实 例 P105 图 34。喷液孔供液， 生产率高 p105 3、 型腔加工：盲孔、困难、要求开设增 液孔或槽、防止短路烧伤。采用混气电解 加工或者 钝化性电 解液、阴极设计容易些，加工精度高些。 窄槽供液方式。 4、套料加工：采用套料阴极，对整体叶轮 上的叶片直接在轮坯上逐个 进行套料加工，采用氯化钠 电解液的混气电解加工精度 比较高。大孔、薄板下料。 5、电解刻字：用字头（铅字） 、正接、钝

10、 化型电解液滴注、间隙 0.1mm ，1-2s。黑（钝化膜） 白（去发蓝）凹形阴文（不 同于电火花） 。 6、电解倒棱去毛刺：间隙 3-5、1 分钟， 20 伏。 7、电解抛光：间隙 100、Ra16000Hz （声波 =1616000 Hz、次声波20。截面小、能量密度37大、振幅大。 7、 超声波加工应用： 型孔、型腔加工 p161 孔径 0.190mm、 深径比=1020、锥度与工具磨损有关。 套料加工：采用套料工具、适合脆性材料 （金属或非金属） 、存在工具 损耗、加工速度不及电解加工 与电火花加工。 切割加工：一次切割 1020 片单晶硅片， 比用金刚石刀具切片薄、切缝 窄（0.12

11、5mm） 、精度和生产 率高、经济效果好。 复合加工：超声+电解、钝化性电解液+ 磨料，提高加工速度和质量。 超声+电火花、生产率高 220 倍 超声波清洗：利用冲击波和空化作用，提 高净化度，气相清洗更佳。 练习与思考 11： 1、 采用超声波与电火花或者电化学加工 相结合方法加工喷丝板上小孔，可以提高 （ ） 。 2、 无工具损耗的加工方法是（电火花、38电解、超声波）加工。 3、 换能器、扩大棒或者整个声学头应选 择在振幅为零的（波节、波腹、波阻抗） 处，夹固支承在机床上。 4、 铁钴镍及其合金的长度能够随着其所 处的磁场强度变化而伸缩的现象称为（磁 致伸缩、压电、光管）效应。 5、 清

12、除喷油嘴污垢。第十二讲 其它特种加工1、 化学加工：化学蚀刻（铣削） 。用样板、 刻刀、人工刻形或划线与腐蚀结合。 原理：腐蚀溶解。例如，量杯刻线、有全 面（减重）与局部（破膜）之分。 特点：与机械性能无关、存在侧面腐蚀宽 度（钻蚀） 。 化学蚀刻工艺过程：P176 涂胶：橡胶（氯 丁、丁基、丁苯）耐蚀保护。 2、 光化学腐蚀加工： 区别：照相感光确定工件表面要腐蚀出的 图形与线条（代替划线） ，是光学照相与腐39蚀相结合，属于精密微细加工技术。 照相制版工艺过程：P178 年画印刷版。 涂感光胶：骨胶、明胶、聚乙烯醇。 原图：放大后图形。提高精度。 曝光、显影：底片不透光部分、没有感光、 水

13、可以溶解掉；感光部 分是络合物，图像胶膜 保留。负性。图 9-5。 3、 钻蚀与侧壁保护：有剂（粉）腐蚀法。 保护剂：磺化蓖麻油、锌版；松香粉。 4、 光刻加工： 原理：P180。 特点：高精度 0.01-0.005mm，集成电路板。半导体光刻工艺过程：P181。 原图制备：用绘图机绘图刻制红色可剥性 薄膜（人工刻形或划线） 。 掩模板：精缩底片，掩模板替代底片，更 清晰。 光刻薄膜：SiO2 光致抗蚀剂：对光敏感的高分子溶液。 正性：用显影液把感光部分40溶除、得到与掩模板上相同挡光图形； 负性：相反。图 9-11。 曝光：接触式、印照片； 投影式、放照片。 （面曝光） 。腐蚀 （似刻蚀；

14、紫外线（=0.4m 线宽 1m） 、 电子束（线宽 0.25m） 、离子束。 腐蚀：刻蚀：湿法：电解液、阴纹、凹形、 存在钻蚀；干法：离子束、阴纹、凹形、 无钻蚀。蒸镀：阳纹。 5、 化学镀：氯化镍 10g、次磷酸钠 10g、 柠檬酸钠 5g、氯化铵 17g、水 500ml、PH8、1.5h、85。 6、 挤压珩磨： 原理：粘弹性流体磨料刮削。 作用：抛光去毛刺除变质层、镜面Ra0.025m、比手工作业减少时间 90%、1000 件/小时。7、磁性磨料电解研磨：原理：磁场形成研磨力、柔性磨料刷、阳41极溶解。 作用：光整加工抛光倒角去毛刺。 7、 微弧氧化工艺： 原理：不同于阳极氧化，电弧放电，氧化， 存在相变 ，组织结构性能不同。致 密高硬耐磨。 作用：铝合金活塞表面陶瓷化处理： 8、 水射流切割：高压高速流体冲击，无 尘不起火，天花板玻璃钢。