特種加工技術(機械制造工藝 )

1、特種加工技術 機制8班 梁伙權 201030510812特種加工概述及特點概述： 研究的是將電、熱、光、聲、化學等能量或其組合施加到被加工的部位來去除材料的加工方法。特點： 1、不是主要依靠機械能 2、加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機械切削力 3、工具硬度可以低于被加工材料的硬度特種加工的分類1、電火花加工2、激光加工3、離子束加工4、電解加工5、超聲波加工6、復合加工一.電火花加工1. 電火花加工又稱放電加工，也有稱為電脈沖加工的，它是一種直接利用熱能和電能進行加工的工藝。電火花加工與金屬切削加工的原理完全不同，在加工過程中，工具和工件不接觸，而是靠工具和工件之間的脈沖性火花放電，產生

2、局部、瞬時的高溫把金屬材料逐步蝕除掉。由于放電過程可見到火花，所以稱為電火花加工。電火花加工原理 2.工件與工具電極分別連接到脈沖電源的兩個不同極性的電極上。當兩電極間加上脈沖電壓后，當工件和電極間保持適當的間隙，就會把工件與工具電極之間的工作液介質擊穿，形成放電通道。放電通道中產生瞬時高溫，使工件表面材料熔化甚至氣化，同時也使工作液介質氣化，在放電間隙處迅速熱膨脹并產生爆炸，工件表面一小部分材料被蝕除拋，形成微小的電蝕坑。脈沖放電結束后，經過一段時間間隔，使工作液恢復絕緣。脈沖電壓反復作用在工件和工具電極上，上述過程不斷重復進行，工件材料就逐漸被蝕除掉。伺服系統(tǒng)不斷地調整工具電極與工件的相對

3、位置，自動進給，保證脈沖放電正常進行。電火花加工的特點1、適合于用傳統(tǒng)機械加工方法難以加工的材料 加工，表現出“以柔克剛”的特點。2、可加工特殊及復雜形狀的零件。3、可實現加工過程自動化。4、可以改進結構設計，改善結構的工藝性。5、可以改變零件的工藝路線。電火花加工的實際應用電火花加工的實際應用 線 切 割 機 床線切割電火花機床二二. .激光加工激光加工激光加工是激光加工是6060年代發(fā)展起來的一種新興技術。它是利用光能經過透鏡聚年代發(fā)展起來的一種新興技術。它是利用光能經過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應來加工各種材料。焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應來加工各種材料。工作原理：

4、它利用高能光束進行加工，加工速度快，變工作原理：它利用高能光束進行加工，加工速度快，變形小，可以加工各種金屬和非金屬材料，在生產實踐中形小，可以加工各種金屬和非金屬材料，在生產實踐中不斷顯示出它的優(yōu)越性，因而廣泛用于打孔、切割、焊不斷顯示出它的優(yōu)越性，因而廣泛用于打孔、切割、焊接、表面熱處理以及信息存儲等許多領域。接、表面熱處理以及信息存儲等許多領域。激光加工的特點1 1）激光加工加工屬于高能束流加工，其功率密度可高達）激光加工加工屬于高能束流加工，其功率密度可高達10108 810101010W/cmW/cm，幾乎可以加工任何金屬與非金屬材料。，幾乎可以加工任何金屬與非金屬材料。2 2）激光

5、加工無明顯機械力，也不存在機械損耗問題。加工）激光加工無明顯機械力，也不存在機械損耗問題。加工速度快，熱影響區(qū)小，易實現加工過程自動化。速度快，熱影響區(qū)小，易實現加工過程自動化。3 3）激光可通過玻璃等透明材料進行加工，如對真空管內部）激光可通過玻璃等透明材料進行加工，如對真空管內部進行焊接等。進行焊接等。4 4）激光可以通過聚焦，形成微米級的光斑，輸出功率的大）激光可以通過聚焦，形成微米級的光斑，輸出功率的大小又可以調節(jié)，因此可用于精密微細加工。小又可以調節(jié)，因此可用于精密微細加工。5 5）精度高?？蛇_到）精度高?？蛇_到0.01mm0.01mm的平均加工精度和的平均加工精度和0.001mm0

6、.001mm的最高的最高加工精度。加工精度。三三. .離子束加工離子束加工離子束加工的原理和特點離子束加工的原理和特點1.1.離子束加工原理離子束加工原理離子束加工的原理與電子束加工基本類似，也是在真空條件下，離子束加工的原理與電子束加工基本類似，也是在真空條件下，將離子源產生的離子束經過加速后，撞擊在工件表面上，引起將離子源產生的離子束經過加速后，撞擊在工件表面上，引起材料變形、破壞和分離。由于離子帶正電荷，其質量是電子的材料變形、破壞和分離。由于離子帶正電荷，其質量是電子的百萬倍，因此離子束加工主要靠高速離子束的微觀機械撞擊動百萬倍，因此離子束加工主要靠高速離子束的微觀機械撞擊動能。能。2

7、.像電子束加工主要靠熱效應像電子束加工主要靠熱效應。下圖所示為離子束加工的原理圖。圖所示為離子束加工的原理圖。四.電解加工1.1.電解加工是電化學加工中的一種重要方法。電解加工是電化學加工中的一種重要方法。2.無論是我國還是工業(yè)發(fā)達國家，電解加工無論是我國還是工業(yè)發(fā)達國家，電解加工已成為國防航空和機械制造業(yè)中不可缺少已成為國防航空和機械制造業(yè)中不可缺少的重要工藝手段。的重要工藝手段。3.電解加工是利用金屬在電解液中產生陽極電解加工是利用金屬在電解液中產生陽極溶解的電化學原理對工件進行成形加工的溶解的電化學原理對工件進行成形加工的一種工藝方法。電解加工原理如圖所示。一種工藝方法。電解加工原理如圖

8、所示。電解加工技術示意圖五.超聲波加工1. 1. 超聲波加工原理超聲波加工原理超聲波加工是利用工具端面的超聲頻振動，或超聲波加工是利用工具端面的超聲頻振動，或借助于磨料懸浮液加工硬脆材料的一種工藝方借助于磨料懸浮液加工硬脆材料的一種工藝方法。其加工原理如下圖所示，超聲波發(fā)生器產法。其加工原理如下圖所示，超聲波發(fā)生器產生的超聲頻電振蕩，通過換能器轉變?yōu)槌曨l生的超聲頻電振蕩，通過換能器轉變?yōu)槌曨l的機械振動。變幅桿將振幅放大到的機械振動。變幅桿將振幅放大到0.010.010.15mm.15mm，再傳給工具，并驅動工具端面，再傳給工具，并驅動工具端面作超聲振動。作超聲振動。超聲波加工原理圖2 2、

9、超聲波加工的特點、超聲波加工的特點1 1） 超聲波加工適用于加工各種硬脆材料，尤其是利用超聲波加工適用于加工各種硬脆材料，尤其是利用電火花加工、電解加工難以加工的不導電材料和半導電火花加工、電解加工難以加工的不導電材料和半導體材料，如玻璃、陶瓷、瑪瑙、寶石、金剛石以及鍺體材料，如玻璃、陶瓷、瑪瑙、寶石、金剛石以及鍺和硅等。和硅等。2 2）由于超聲波加工的宏觀機械力小，因此可獲得良好）由于超聲波加工的宏觀機械力小，因此可獲得良好的加工精度和表面粗糙度。的加工精度和表面粗糙度。3 3）采用的工具材料硬度較低，容易制成復雜形狀，工）采用的工具材料硬度較低，容易制成復雜形狀，工具和工件無需作復雜的相對運動，因此，普通的超聲具和工件無需作復雜的相對運動，因此，普通的超聲波加工設備結構較簡單。波加工設備結構較簡單。第六節(jié)第六節(jié) 復合加工復合加工在特種加工的發(fā)展過程中，人們不但創(chuàng)造在特種加工的發(fā)展過程中，人們不但創(chuàng)造了如前所述的一系列新型的加工方法，而了如前所述的一系列新型的加工方法，而且發(fā)現，當把其中兩種或兩種以上的能量且發(fā)現，當把其中兩種或兩種以上的能量形式（包括機械能）合理地組合在一起，形式（包括機械能）合理地組合在一起，就發(fā)展成為復合加工。復合加工有很大的就發(fā)展成為復合加工。復合加工有很大的