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1、1. 解决各种难切削材料的加工问题 2. 解决各种复杂表面的加工问题 3. 解决各种超精或具有特殊要求的零件 的加工问题,社会对制造业提出新的要求,特种加工的特点,1. 主要利用电能、电化学能、声能、光 能、热能等去除材料，而不是主要依 靠机械能,2. 工具硬度可以低于被加工材料的硬度,3. 加工过程中工具和工件之间不存在显 著的切削力,常用特种加工方法分类表,特种加工影像（点击播放）,一、加工原理,1.工具与工件之间保持适当间隙,自动进给调节系统,2.火花放电必须是脉冲性放电,采用脉冲电源,3.在有一定绝缘性能的介质中放电,液体绝缘介质,两极之间,火花放电,电腐蚀,去除材料,创造条件：,第一
2、节 电火花加工,1工件 2脉冲电源 3自动进给调节系统 4工具 5工作液 6过滤器 7工作液泵,图2-2 电火花加工原理示意图,极性效应,工件正极正极性加工,工件负极负极性加工,精加工 短脉冲 ti 10 s,粗加工 长脉冲 ti 80 s,为充分利用极性效应，一般都采用单向脉冲电源,二、电火花加工设备,（一）脉冲电源 （二）自动进给调节装置 （三）工具电极 （四）液体介质,驰张式、闸流管式、晶闸管式、晶体管式、集成元件等,维持所需的“平均”放电间 隙 S ,保证电火花加工正 常进行。 步进电机、伺服电机系统,常用石墨或铜作工 具材料，价格低廉 钨、钼或铜钨、银 钨等复合材料，性 能好价格贵。
3、,（1）绝缘、击穿放电及消电离 （2）压缩放电通道，能量集中 （3）气化产生局部高压，利于 蚀物排除 （4）对工具、工件的冷却作用 常用的工作液有煤油、机油等,优 点,1.适于难切削材料的加工 硬质合金、淬火钢等 2.加工复杂形状或特殊零件 应用领域日益扩大,局限性,1.主要加工金属等导电材料 2.加工速度较慢 3.有电极损耗，影响加工精度,三、电火花加工的特点及应用,四、电火花加工工艺方法分类,第二节 电解加工,一、电解加工原理 利用金属在电解液中的电化学反应（阳极溶解） 将工件加工成形,直流电源10 24V 缓进保持间隙 0.11mm 电解液压力 0.52 MPa,1024V,0.52MP
4、a,二、电解加工特点：,1）可加工任何硬度的金属材料,2）加工叶片、锻模等型面，加工易变形或 薄壁零件,4）生产率约为电火花加工的510倍,3）加工表面质量好，无毛刺、变质层、残 余应力,5）阴极工具无损耗可长期使用,缺点：,1） 加工精度（0.03 mm）及稳定性不 易提高,2） 小孔、窄缝及棱角清晰零件难加工,3） 电极设计制造较麻烦，需多次修整,4） 附属设备多，一次性投资大,5） 防腐蚀及电解泥渣、废液处理问题,电解加工工艺选用原则,1. 难加工材料的加工,2. 复杂形状零件的加工,3. 批量大的零件加工,以上三项均满足时较合理，锻模的 精度要求不高，需求量大，常选用,三、电解加工的应
5、用,1. 深孔扩孔加工,优点：设备简单，操作方便，生产率高 缺点：电源功率较大，加工精度及Ra不太均匀，阴极刚性弱,2. 型孔加工,用于形状复杂、 尺寸较小的型孔加工， 如四方孔、椭圆等非 圆形状的通孔或不通 孔的加工,多采用端面进给 方式, 阴极侧面须绝 缘。内锥面高度1.5 3.5mm,3. 型腔加工,用于尺寸较大、形状复杂的型腔加工，生产率高， 表面质量好，但加工精度不太高。多用于锻模型腔加工， 精度控制在0.10.2mm。 也采用端面进给法。,阴极设计制造是关键。用成型 精度高的电解液或混气加工时，阴 极设计较易。为使流场均匀，阴极 对应处加开增液孔。,近年发展用简单形状电极的数 控电
6、解加工，柔性好，减少准备时 间，电源容量小，但加工速度降低,4. 套料加工,用于等截面的大面积异 型孔或异型零件的加工，端 面进给加工方式。,零件尺寸精 度由阴极片 内腔口保证， 偶尔短路烧 伤时，只需 更换阴极片。,增液孔 1mm,5. 叶片加工,叶片型面复杂，精度要求较高， 加工批量大，电解加工效果好。 加工方式有单面加工和双面加 工。机床有立式和卧式两种。 多用NaCl电解液混气加工。,电解加工整体叶轮已普遍应 用，直接在轮坯上套料加工叶 片（等截面），叶轮强度高， 质量好，加工周期大大缩短。,数控展成电解加工整体叶轮（南航）,6.电解倒棱去毛刺,机加工中去毛刺工作量 很大，电解去毛刺效
7、率高， 节省费用。,加工原理是尖角处电 流密度最高。,去毛刺时间与加工电 压、加工间隙及电解液参 数有关。,智能控制的电化学齿轮修形工艺源于电解去毛刺和倒圆角,一、激光加工原理,激光加工是一种利用光能进行加工的方法。 激光是一种能量密度高、方向性强、单色性好的相干光。,第三节 激光加工,二、激光加工特点,1 激光加工不需要工具，没有工具损耗、更换 等问题。 2 工件无受力变形，易保证加工精度。 3 几乎能加工所有的金属和非金属材料 4 加工速度快，效率高，热影响区小 5 能进行细微加工 6 能够透过玻璃等透明介质进行加工,三、激光加工的应用,1.激光打孔 金刚石拉丝模、宝石轴承、 化纤喷丝头、
8、不锈钢板打孔。 2.激光切割,3.激光焊接 4.激光表面处理 5.激光快速成形,第四节 超声波加工,一、超声波加工原理 利用振动频率超过16 kHz的工具头，通过磨料悬 浮液对工件进行成形加工的方法。,二、超声波加工装置 一般包括： 1.超声发生器 2.超声换能器 3.变幅杆（振幅扩大棒） 4.工具头 5.磨料悬浮液循环系统,三、超声波加工特点及应用 1.适于加工各种硬脆材料，特别是非金属材料，如 陶瓷、玻璃及各种半导体材料。 2.宏观切削力小，不易引起变形和烧伤，适于加工 薄壁、窄缝、低刚度零件。 3.加工精度高，表面质量好。 4.加工机床及工具均较简单。 5.生产率比电火花、电解加工等低。,应用：主要用于对硬脆材料加工圆孔、型孔、套料 微细孔，对电火花加工后的各种模具进行抛 磨光整加工等。,图2-10 电火花加工时尖角变圆,图2-9 电火花加工时的加工斜度,二次放电,加工斜度,电极损耗,棱角变钝,图中 ti为脉冲宽度， to为脉冲间隔， tp为脉冲周期， ui为脉冲峰值电压或空载电压,非接触加工,高速小孔加工工艺,管状电极回转并沿轴向 进给，15MPa高压工作液 （去离子水、乳化液等）排 屑,加工速度达60mm/min左 右，孔深径比可超过100。 国外公司样品直径为 3mm,深度达330mm。,
