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1、第八章第八章 特种加工工艺特种加工工艺v第一节第一节 概述概述v第二节第二节 电火花加工电火花加工 v第三节第三节 激光加工激光加工v第四节第四节 超声波加工超声波加工第一节第一节 概述概述一、特种加工的基本概念一、特种加工的基本概念二、特种加工的分类二、特种加工的分类三、特种加工的特点三、特种加工的特点四、特种加工的应用四、特种加工的应用第一节第一节 概述概述一、特种加工的基本概念一、特种加工的基本概念特种加工又被称为非传统或非常规加工。特种加工又被称为非传统或非常规加工。英译：英译：Non-traditionalNon-traditional（conventionalconventiona
2、l） Machining Machining，简写：，简写：NTMNTM或或NCMNCM。 第一节第一节 概述概述特种加工是指那些除了车、铣、刨、磨、钻特种加工是指那些除了车、铣、刨、磨、钻等传统的切削加工方法之外的一些新的加工方法，等传统的切削加工方法之外的一些新的加工方法，它直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和它直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能等及其复合加工技术对工件进行加工的电化学能等及其复合加工技术对工件进行加工的方法。方法。第一节第一节 概述概述二、特种加工方法的分类二、特种加工方法的分类第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述三、特种加工的特点三、特种加工的
3、特点特种加工与特种加工与传统切削加工的不同点是：切削加工的不同点是：1 1）主主要要依依靠靠机机械械能能以以外外的的能能量量去去除除材材料料，多多数数属属于于“熔溶加工熔溶加工”的范畴。的范畴。2 2）加加工工用用的的工工具具硬硬度度一一般般低低于于被被加加工工材材料料的的硬硬度度，即即能能做做到到“以以柔柔克克刚”；也也可可以以不不使使用用工工具具而而通通过过某某种介质进行加工。种介质进行加工。3 3）加加工工过程程中中工工具具和和工工件件之之间不不存存在在显著著的的机机械械切切削削力力，工工件件很很少少产产生生受受力力、受受热热变变形形，有有利利于于提提高工件的加工精度和表面质量。高工件的
4、加工精度和表面质量。第一节第一节 概述概述四、特种加工的应用四、特种加工的应用特别适合于加工难加工的材料、复杂的零件特别适合于加工难加工的材料、复杂的零件表面以及一些特殊的精密微细的结构。表面以及一些特殊的精密微细的结构。广泛地应用于模具、刀具、量具、微电子元广泛地应用于模具、刀具、量具、微电子元器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽车、航空器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽车、航空航天等生产领域。航天等生产领域。第二节第二节 电火花加工电火花加工一、工作原理一、工作原理电火花加工的原理是基于工具和工件（正、电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负电极负电极) )之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来
5、蚀之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量等加工要求的方法。面质量等加工要求的方法。 第二节第二节 电火花加工电火花加工工作原理工作原理第二节第二节 电火花加工电火花加工要达到上述加工目的，设备装置必需要达到以要达到上述加工目的，设备装置必需要达到以下三个条件：下三个条件： 1）工具电极和工件被加工表面之间经常保持）工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙（通常约为几微米至几百微米）。一定的放电间隙（通常约为几微米至几百微米）。 2）火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电）火花放电必须是瞬时的脉冲性放
6、电，放电延续一段时间后，需停歇一段时间，放电延续时间延续一段时间后，需停歇一段时间，放电延续时间一般为一般为1010-7-71010-3-3s s。 3）火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介）火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油、皂化液或去离子水等。质中进行，例如煤油、皂化液或去离子水等。 第二节第二节 电火花加工电火花加工二、电火花加工的特点二、电火花加工的特点 电火花加工的优点：电火花加工的优点： 1）适合于难切削材料的加工）适合于难切削材料的加工 2）可以加工特殊及复杂形状的零件）可以加工特殊及复杂形状的零件 3）主要用于加工金属等导电材料，一定条件下也）主要用于加工金
7、属等导电材料，一定条件下也可以加工半导体和非导体材料。可以加工半导体和非导体材料。 第二节第二节 电火花加工电火花加工4）加工表面微观形貌圆滑，工件的棱边、尖角处）加工表面微观形貌圆滑，工件的棱边、尖角处无毛刺、塌边；无毛刺、塌边；5）工艺灵活性大，本身有）工艺灵活性大，本身有“正极性加工正极性加工”（工件（工件接电源正极）和接电源正极）和“负极性加工负极性加工”（工件接电源负极）（工件接电源负极）加工之分；还可与其他工艺结合，形成复合加工，加工之分；还可与其他工艺结合，形成复合加工，如与电解加工复合；如与电解加工复合； 第二节第二节 电火花加工电火花加工 电火花加工的局限性火花加工的局限性1
8、 1）一般加工速度）一般加工速度较慢慢2 2）存在存在电极极损耗和二次放耗和二次放电3）最小角部半径有限制最小角部半径有限制第二节第二节 电火花加工电火花加工三、影响电火花加工精度和表面质量的主要因素三、影响电火花加工精度和表面质量的主要因素 与与传传统统的的机机械械加加工工一一样样，机机床床本本身身的的各各种种误误差差，工工件件和和工工具具电电极极的的定定位位、安安装装误误差差都都会会影影响响到到电电火火花花加加工工的的精精度度。另另外外，与与电电火火花花加加工工工工艺艺有有关关的的主主要要因因素素是是放放电电间间隙隙的的大大小小及及其其一一致致性性、工具电极的损耗及其稳定等。工具电极的损耗
9、及其稳定等。 第二节第二节 电火花加工电火花加工四、电火花加工的工艺方法分类四、电火花加工的工艺方法分类 v电火花成型加工电火花成型加工v电火花线切割加工电火花线切割加工v电火花磨削加工电火花磨削加工v电火花包络加工电火花包络加工第二节第二节 电火花加工电火花加工1 1、电火花成型加工、电火花成型加工（1 1）加工原理）加工原理第二节第二节 电火花加工电火花加工电火花成型加工机床电火花成型加工机床的组成的组成第二节第二节 电火花加工电火花加工（2 2）应用）应用 ：1）可以加工特殊及复杂形状的零件可以加工特殊及复杂形状的零件2）适合于难切削材料的加工适合于难切削材料的加工 3 3）广泛地应用于
10、工模具、刀具、量具、微电）广泛地应用于工模具、刀具、量具、微电子元器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽子元器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽车、航空航天等生产领域。车、航空航天等生产领域。第二节第二节 电火花加工电火花加工2 2、电火花线切割加工、电火花线切割加工 （1）电火花线切割加工的基本原理）电火花线切割加工的基本原理 利利用用轴轴向向移移动动的的细细金金属属丝丝作作为为工工具具电电极极，对对工工件件进进行行脉脉冲冲火火花花放放电电，以以实实现现金金属属切切割割的加工方法。的加工方法。第二节第二节 电火花加工电火花加工第二节第二节 电火花加工电火花加工1.按电极丝运动速度分2.按电极丝位置
11、分3.按工作液供给方式分快走丝 6-10m/s慢走丝 m/s立式卧式冲液式浸液式（2）电火花线切割机床的分类）电火花线切割机床的分类第二节第二节 电火花加工电火花加工（3 3）电火花线切割加工的特点）电火花线切割加工的特点 脉冲放电加工，无宏观切削力脉冲放电加工，无宏观切削力电极丝沿轴向运动，并相对工件作进给运动电极丝沿轴向运动，并相对工件作进给运动, ,单位单位长度电极丝的损耗少，对加工精度的影响小，长度电极丝的损耗少，对加工精度的影响小， 多用于加工零件上的直壁曲面多用于加工零件上的直壁曲面 切缝可窄达仅切缝可窄达仅mmmm，材料利用率高，材料利用率高第二节第二节 电火花加工电火花加工（3
12、 3）电火花线切割加工的特点）电火花线切割加工的特点 可加工高硬度材料可加工高硬度材料一般采用水基工作液，安全可靠一般采用水基工作液，安全可靠省掉了成型的工具电极，大大降低了成型工具电极省掉了成型的工具电极，大大降低了成型工具电极的设计和制造费用，缩短了生产准备时间。的设计和制造费用，缩短了生产准备时间。 在实体部分开始切割时，需加工穿丝用的预孔在实体部分开始切割时，需加工穿丝用的预孔. .第二节第二节 电火花加工电火花加工 （4）电火花线切割加工的应用）电火花线切割加工的应用 1）加工模具）加工模具 2）加工电火花成型加工用的电极）加工电火花成型加工用的电极 3）直接在板料上割出零件）直接在
13、板料上割出零件 第二节第二节 电火花加工电火花加工微细结构零件第二节第二节 电火花加工电火花加工第三节第三节 激光加工激光加工 一一激光加工的工作原理激光加工的工作原理 第三节第三节 激光加工激光加工二、激光加工的特点二、激光加工的特点1）激激光光瞬瞬时功功率率密密度度高高，几几乎乎可可以以加加工工任任何何高高硬硬、耐耐热材料，适用范材料，适用范围广。广。2）激激光光光光斑斑大大小小可可以以聚聚焦焦到到微微米米级，输出出功功率率可可以以调节，因此可用以精密微，因此可用以精密微细加工。加工。3）无无机机械械接接触触作作用用，没没有有工工具具损耗耗，不不会会产生生加加工工变形。形。4）加工速度快、
14、热影响区小，几乎无热变形。）加工速度快、热影响区小，几乎无热变形。 第三节第三节 激光加工激光加工5）生）生产率高。率高。6 6）设备复杂，一次性投资较大。）设备复杂，一次性投资较大。7）靠靠聚聚焦焦点点去去除除材材料料，激激光光打打孔孔和和切切割割的的激激光光深深度度受受限限，目目前前的的切切割割、打打孔孔厚厚（深深）度度一一般般不不超超过过10mm，因而主要用于薄件加工。，因而主要用于薄件加工。 第三节第三节 激光加工激光加工三激光加工的应用三激光加工的应用 激光打孔激光打孔 激光切割激光切割 激光焊接激光焊接 (4)激光激光热处理理 第四节第四节 超声波加工超声波加工 一、超声波加工的原理一、超声波加工的原理 第四节第四节 超声波加工超声波加工二、超声波加工的特点二、超声波加工的特点 1）适合脆性材料工件的加工）适合脆性材料工件的加工2）加工精度高，表面）加工精度高，表面质量好。量好。3）加工设备简单，操作维修方便。）加工设备简单，操作维修方便。第四节第四节 超声波加工超声波加工三、超声波加工的应用三、超声波加工的应用 1）型孔、型腔加工）型孔、型腔加工 2）切割加工）切割加工 3）复合加工）复合加工 4）超声清洗）超声清洗
