第6章 精密與特種加工技術

1、第6章 精密與特種加工技術 精密加工：加工精度在10.1m，加工表面粗糙度在Ra0.10.02m之間的加工方法。超精密加工：加工精度高于0.1m，表面粗糙度小于Ra0.01m的加工方法。微細加工和超微細加工微細加工和超微細加工：微米工藝：微細尺寸的精密加工納米工藝：超微細尺寸的超精密加工加工方法：金剛石精密和超精密切削加工、精密和超精密砂輪磨削、研磨、珩磨及鏡面磨等。外圓表面加工方案外圓表面加工方案 IT5Ra0.20.006mIT5Ra0.080.008mRa1.250.008m典型加工表面路線選擇典型加工表面路線選擇 內孔表面加工方案內孔表面加工方案 平面加工方案平面加工方案 特種加工特種

2、加工(NTM，Non-Traditional Machining)，也被稱為非傳統(tǒng)加工技術，其加工原理是將電、熱、光、聲、化學等能量或其組合施加到工件被加工的部位上，從而實現(xiàn)材料去除。 隨著社會生產(chǎn)的需要和科學技術的進步，20世紀40年代，前蘇聯(lián)科學家拉扎連柯夫婦研究開關觸點遭受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可使局部的金屬熔化、氣化而被腐蝕掉，開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工。后來，由于各種先進技術的不斷應用，產(chǎn)生了多種有別于傳統(tǒng)機械加工的新加工方法。如電解加工、超聲波加工、激光加工、電子束加工、離子束加工等特種加工的特點及發(fā)展 與傳統(tǒng)的機械加工相比，特種加工的與傳統(tǒng)的機械加工相比，

3、特種加工的不同點不同點是：是：(1) (1) 不是主要依靠機械能，而是主要用其他能量不是主要依靠機械能，而是主要用其他能量( (如電、化學、光、如電、化學、光、聲、熱等聲、熱等) )去除金屬材料。去除金屬材料。(2) (2) 加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機械切削力，故加工加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機械切削力，故加工的難易與工件硬度無關。的難易與工件硬度無關。(3)(3)加工能量容易控制，機床運動簡單，便于實現(xiàn)特殊形狀零件的加工能量容易控制，機床運動簡單，便于實現(xiàn)特殊形狀零件的加工和微細加工。加工和微細加工。(4) (4) 各種加工方法可以任意復合、揚長避短，形成新的工藝方法，

4、各種加工方法可以任意復合、揚長避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴大應用范圍。如目前的電解電火花加工更突出其優(yōu)越性，便于擴大應用范圍。如目前的電解電火花加工(ECDM)(ECDM)、電解電弧加工、電解電弧加工(ECAM) (ECAM) 就是兩種特種加工復合而形成的新就是兩種特種加工復合而形成的新加工方法。加工方法。 特種加工可以加工任何硬度、強度、韌性、脆性的金屬或非金屬材料，且專長于加工復雜、微細表面和低剛度的零件。6.1 精密與特種加工方法及其分類 按照加工成形的原理和特點來分類，可分為去除加工、結合加工去除加工、結合加工和變變形加工形加工三大類，它們既涵蓋了利用刀具進行的切削加

5、工和磨削加工等傳統(tǒng)加工方法，又涵蓋了非傳統(tǒng)加工方法中的利用機、光、電、聲、熱、化學、磁、原子能等能源來進行加工的特種加工方法，而且還包括了利用多種加工方法的復合作用形成的復合加工方法。 1）去除加工（分離加工）：去除加工（分離加工）：從工件上除去一部分材料2）結合加工結合加工：利用各種方法把工件結合在一起。 附著加工附著加工（沉積加工）：在工件表面覆蓋一層物質改變工件表面性能 注入加工注入加工（滲入加工）：工件表層注入某些物質，使其與基材結合，改變工件表面的各種特性 連接加工：連接加工：把工件通過物理和化學的方法連接在一起3 3）變形加工（流動加工）：變形加工（流動加工）：利用力、熱手段是工件

6、產(chǎn)生變形，改變其尺寸、形狀和性能6.2常用精密加工技術6.2.1精密切削加工精密切削加工 精密切削加工是從金剛石切削開始的。起先人們應用天然金剛石車刀對鋁、銅和其他有色金屬及其合金進行切削加工，可以得到極高的加工精度和極低的表面粗糙度，從而產(chǎn)生了金剛石精密車削加工方法。 精密車削中，金剛石超精密車削可達到尺寸精度0.1m,表面粗糙度Ra0.020.005m。世界頭號鉆石“庫利南”重3106克拉，像拳頭大；中國頭號鉆石“常林鉆石”重158克拉，像核桃大。金剛石的硬度是碳化硅的3倍，耐磨性是氧化鋁的5倍，抗壓強度是碳化鎢的20倍，傳聲速率是剛的3倍，傳熱率是銀的4倍 1金剛石刀具和精密切削加工原理

7、金剛石刀具和精密切削加工原理金剛石刀具的兩個關鍵問題：金剛石刀具的兩個關鍵問題：晶面的選擇晶面的選擇：晶體各向異性，不同晶面耐磨性不同刃口半徑刃口半徑：決定最小切削厚度。刃口鈍圓半徑為2nm ，極薄切削厚度可達10nm切削機理：切削機理： 金剛石刀具的精密切削加工原理與一般切削有較大的差別。金剛石刀具的精密切削加工原理與一般切削有較大的差別。因為采用金剛石刀具切削時，其背吃刀量、進給量很小，一因為采用金剛石刀具切削時，其背吃刀量、進給量很小，一般般切削厚度在切削厚度在1m1m以下，背吃刀量小于材料的晶粒尺寸，以下，背吃刀量小于材料的晶粒尺寸，切切削是在晶粒內削是在晶粒內進行，因此要求切削力很大

8、，才能克服晶體內進行，因此要求切削力很大，才能克服晶體內部的原子、分子結合力。同時在切削時產(chǎn)生大量的熱，因此部的原子、分子結合力。同時在切削時產(chǎn)生大量的熱，因此刀具要有高強度，高耐熱性。刀具要有高強度，高耐熱性。工件上已加工表面與待加工表面之間的垂直距離叫背吃刀量。 工件每轉一轉，車刀沿進給方向移動的距離叫進給量金剛石刀具的特點：金剛石刀具的特點：n 具有高硬度、高強度、良好的耐磨性和導熱性，與非鐵金屬的摩擦系數(shù)低，能磨出鋒利的刀刃n 金剛石刀具不適宜加工鋼鐵材料，適合銅、鋁的超精密加工n 價格昂貴，易脆，不適合一般加工2影響金剛石超精密切削的因素影響金剛石超精密切削的因素1）金剛石刀具的結構

9、和幾何參數(shù)）金剛石刀具的結構和幾何參數(shù)圖6-1金剛石刀具的切削刃的幾何形狀和幾何角度圖6-2金剛石刀具的刀頭固定2）機床的精度、剛度和微位移）機床的精度、剛度和微位移主軸采用空氣或液體靜壓軸承靜壓軸承：滑動軸承的一種，是利用壓力泵將壓力潤滑劑強行泵入軸承和軸之間的微小間隙的滑動軸承。特點是在任何軸的轉速下具有極高的旋轉精度和高的承載能力導軌、微量進給機構、環(huán)境等3）切削用量）切削用量（是指切削速度、進給量和切削深度三者的總稱，這三者又稱切削用量三要素。）切削速度v：在切削加工中，刀刃上選定點相對于工件的主運動速度。 v = dn / 1000 (m/min)d-完成主運動的刀具或工件的最大直徑

10、（mm）n-主運動的轉速（r/min）高切削速度、小背吃刀量、小進給量LODTM結構 2020世紀世紀5050年代末期，隨著年代末期，隨著國防技術和尖端技術發(fā)展的需國防技術和尖端技術發(fā)展的需要，美國首先發(fā)展了金剛石刀要，美國首先發(fā)展了金剛石刀具精密切削技術，當時稱為具精密切削技術，當時稱為“SPDTSPDT技術技術”（Signal Point Signal Point Diamond TurningDiamond Turning）或者）或者“微微英尺技術英尺技術”。 1 1微英尺微英尺=0.025=0.025m m 目前目前 , ,世界上超精密加工世界上超精密加工最高水平的三臺大型超精密機最高

11、水平的三臺大型超精密機床分別是床分別是: :美國美國 LLLLLL國家實驗國家實驗室的室的 DT M-3DT M-3型臥式大型光學型臥式大型光學金剛石車床、金剛石車床、LODT MLODT M型立式大型立式大型光學金剛石車床和英國型光學金剛石車床和英國 CranfieldCranfield公司研制成功的公司研制成功的 OAG M-2500OAG M-2500型超精密機床。型超精密機床。美國美國LLLLLL實驗室的實驗室的LODTMLODTMLLL=Lowrence Livermore National Laboratory （美國勞倫斯里弗莫爾國立研究所）（美國勞倫斯里弗莫爾國立研究所）htt

12、ps://（Large Optic Diamond Turning Machine，大型光學金剛石車床大型光學金剛石車床） LODTMLODTM由美國國防部高等研究計由美國國防部高等研究計劃局（劃局（DARPADARPA）投資）投資13001300萬美元，萬美元，LLNLLLNL實驗室和空軍實驗室和空軍WrightWright航空研究航空研究所等單位合作研制。所等單位合作研制。 19801980年年3 3月開始到月開始到19831983年年7 7月月初步制成加工光學零件的初步制成加工光學零件的LODTMLODTM大型大型光學金剛石切削機床（光學金剛石切削機床（Large

13、 Large Optical Diamond Turning Optical Diamond Turning MachineMachine），歷時），歷時4040個月。個月。19841984年年LODTMLODTM正式研制成功。正式研制成功。該機床可加工大型金屬反光鏡的范該機床可加工大型金屬反光鏡的范圍：圍：尺寸：尺寸：16251625* *500mm500mm重量：重量：1360kg1360kg超精密加工史上的經(jīng)典之作。這是一臺最大加工直徑為1.625m的立式車床，定位精度可達28nm，借助在線誤差補償能力，可實現(xiàn)長度超過1m、而直線度誤差只有士25nm的加工。 機床結構：機床結構：立式（減

14、小工件重量產(chǎn)立式（減小工件重量產(chǎn)生的變形）生的變形）機床主軸：機床主軸：油靜壓徑向軸承油靜壓徑向軸承 , ,液體液體靜壓止推軸承靜壓止推軸承, ,柔性連接驅動方式柔性連接驅動方式機床導軌：機床導軌：X X 軸為軸為 V V 一平面液體靜壓導軌一平面液體靜壓導軌Z Z 軸為平面空氣靜壓導軌軸為平面空氣靜壓導軌機床底座：機床底座：6.4 x4.6 x l.5m6.4 x4.6 x l.5m3 3 的的花崗巖花崗巖 , ,花崗巖熱膨脹系數(shù)低花崗巖熱膨脹系數(shù)低 , ,穩(wěn)穩(wěn)定性好定性好, ,對振動的衰減能力對振動的衰減能力 比鋼強比鋼強15 15 倍。倍。機床結構特點：機床結構特點：LODTMLODTM

15、機床精度機床精度設計精度：設計精度：半徑方向形狀誤差半徑方向形狀誤差27.9nm圓度和平面度圓度和平面度12.5nm加工表面的粗糙度加工表面的粗糙度Ra4.2nm當金剛石車刀切削超精度的鋁、銅、硅、金或鎳的薄絲時，當金剛石車刀切削超精度的鋁、銅、硅、金或鎳的薄絲時，工件在水平旋臺上工件在水平旋臺上1s1s內旋轉約內旋轉約5050次。次。LODTMLODTM能產(chǎn)生公差能產(chǎn)生公差28nm28nm的部件比普通的機床精確的部件比普通的機床精確10001000倍。倍。LODTMLODTM主要系統(tǒng)主要系統(tǒng)微進給裝置微進給裝置 LODTMLODTM的微進給裝置使的微進給裝置使用的是快速電致伸縮式微量用的是快

16、速電致伸縮式微量進給裝置進給裝置FTSFTS（Fast Tool Fast Tool ServoServo）。）。 該裝置與機床的控制系該裝置與機床的控制系統(tǒng)相連，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，統(tǒng)相連，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，可用于誤差補償?？捎糜谡`差補償。 裝置移動部分裝置移動部分380g380g，自振頻率自振頻率1kHz,1kHz,再現(xiàn)分辨率再現(xiàn)分辨率為為2.5nm2.5nm，最大位移量，最大位移量1.27 1.27 m m100V100V。1-1-壓電伸縮傳感器壓電伸縮傳感器 2-2-制成彈性膜制成彈性膜 3-3-差動電容器差動電容器 4-4-基體基體 5-5-微位移部分微位移部分在線測量系統(tǒng)在線測量系統(tǒng)

17、 機床大行程的測量是機床大行程的測量是 由由 7 7 個激干涉儀完成個激干涉儀完成 ，選用，選用HP(Hewlett-ParkardHP(Hewlett-Parkard) )平面鏡平面鏡干涉儀為系統(tǒng)干涉儀為系統(tǒng) 的光的光 學測量部學測量部分，基于干涉儀的外差信號分，基于干涉儀的外差信號 ，一個數(shù)字相位細分電路提供所一個數(shù)字相位細分電路提供所需的需的 0.635nm 0.635nm 的分辨率的分辨率, ,一個一個激光源為所需激光源為所需 7 7 個激光干涉?zhèn)€激光干涉儀提供輸人光束，為達到精確儀提供輸人光束，為達到精確的測量，使用碘穩(wěn)定的測量，使用碘穩(wěn)定He -NeHe -Ne激激光為波長基準。光

18、為波長基準。X向向：4路，測量大溜座的x向位移，包括位移、歪斜和傾斜。z向：向：3路，測量刀座垂直運動時的位移和歪斜。隔振系統(tǒng)隔振系統(tǒng)1. 41. 4個空氣隔振墊（隔振彈簧）個空氣隔振墊（隔振彈簧）其中的兩個內部相連，受力時自其中的兩個內部相連，受力時自動平衡動平衡三點支撐三點支撐2. 2. 花崗巖底座花崗巖底座3. 3. 恒溫水靠重力流動到機床各恒溫水靠重力流動到機床各部分部分4. 4. 隔振溝，隔振墻和單獨地基隔振溝，隔振墻和單獨地基溫度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)恒溫室：鋁制框架和絕熱塑料護墻板恒溫室：鋁制框架和絕熱塑料護墻板空氣溫度控制在空氣溫度控制在0.005 0.005 變化范圍內變化范圍

19、內 LODTMLODTM護欄中的氣溫精確保持在護欄中的氣溫精確保持在2020。工件在機床安裝后至少。工件在機床安裝后至少在在12h12h后才能開始操作，以消散機械師留下的體溫。當切割一個后才能開始操作，以消散機械師留下的體溫。當切割一個零件時，所有員工都停零件時，所有員工都停LODTMLODTM護欄外面。護欄外面。LODTM機床周圍的空氣溫度測量記錄機床周圍的空氣溫度測量記錄LODTM機床恒溫水溫度測量記錄機床恒溫水溫度測量記錄球形反射鏡球形反射鏡LODOM加工的美國宇航局用的拋物面鏡加工的美國宇航局用的拋物面鏡家宇航局工程師家宇航局工程師HolIy Cagle在在LODTM上檢查上檢查SPA

20、RCLE初級反射鏡初級反射鏡3金剛石刀具精密切削的應用金剛石刀具精密切削的應用 金剛石刀具精密切削銅、鋁及其合金等軟金屬是當前最有成效的精密和超精密加工方法。它的出現(xiàn)，解決了不少難以加工的高精度元器件問題。如：計算機磁盤、球面軸承、非球面鏡等各種鏡面零件 計算機磁盤基片一般為鋁合金，其剛性差，技術要求高，加工難度很大。磁盤工作時，轉速高達3000-6000r/min而磁頭在盤面上的浮起高度僅為0.3微米左右。為了保證工作時浮動良好，旋轉的磁盤不致于碰撞固定的磁頭，須使磁盤表面及磁頭工作表面的精度達到浮起高度的5%以下。因此，對磁盤基片提出了非常高的表面粗糙度、旋轉方向波度及徑向平直度要求。一般

21、均采用國外專用磁盤精密車床加工。且分為粗、精兩道工序，其中粗加工多采用人造金剛石燒結體材料(PCD)刀具加工，精加工多采用天然金剛石車刀。最后獲得鏡面的車削效果。6.2.2精密磨削加工 精密磨削加工是指利用細粒壓的磨?；蛭⒎蹖谏饘?、硬脆材料等進行加工，得到高加工精度和小表面粗糙度值，它是用微小的多刃刀具剔除細微切屑的一種加工方法。“只要工夫深，鐵杵磨成針” “如切如磋，如琢如磨” 孔子孔子中引申意為：君子的自我修養(yǎng)就像加工骨器中引申意為：君子的自我修養(yǎng)就像加工骨器, ,切了還要磋；就象加工玉器切了還要磋；就象加工玉器, ,琢琢了還得磨。了還得磨。 詩經(jīng)詩經(jīng)國風國風衛(wèi)風衛(wèi)風 研磨加工在我國是

22、有著悠久歷史的。 遠在上古時代的打磨石斧，磨制骨針和各種材料的裝飾物 原始公社和母系社會末期我國就出現(xiàn)了十分興盛的制陶業(yè)當時用的繪畫材料主要是含有氧化鐵的礦物材料，這種繪畫材料也是通過研磨加工后調制而成的。 在陜西半坡遺址博物館的出土文物中就有六千年前的很精致的研磨工具，是當時加工繪畫材料的石研缽和石杵 河南鄭州地區(qū)出土的加工谷物的石磨盤和石磨棒曾經(jīng)震驚世界，這種花崗巖質的研磨工具本身就是通過艱難的研磨加工制成的。 西漢梁王墓的金縷玉衣是由3000多個銅錢大小的玉片用金絲綴成，每片打有4個1mm大小的孔，共12000多個小孔精密和超精密磨料磨具精密和超精密磨料磨具 砂輪是由磨料加結合劑用制造陶

23、瓷的工藝方法制成的。它由磨料，結合劑，氣孔三元素組成。決定砂輪特性的五個要素分別是：磨料、粒度、結合劑、硬度和組織。1.磨料磨料：砂輪中磨粒的材料。硬度、耐熱性和韌性 磨料種類：氧化物系（剛玉系）、碳化物系和高硬磨料系三類。氧化物系磨料主要成分是三氧化二鋁；碳化物系磨料通常以碳化硅、碳化硼等為肌體；高硬磨料系中主要有人造金剛石和立方氮化硼(CBN)。 2.粒度粒度：指磨料顆粒的尺寸大小 60號粒度表示磨粒能通過每英寸(25.4mm)長度上有60個孔眼的篩網(wǎng)。微粉的粒度以該顆粒最大尺寸的微米數(shù)表示。如尺寸為20m的微粉，其粒度號為W20 粗磨使用顆粒較粗的磨粒，精磨使用顆粒較細的磨粒。當工件材料

24、軟，塑性大或磨削接觸面積大時，為避免砂輪堵塞或發(fā)熱過多而引起工件表面燒傷，也常采用較粗的磨粒。3.結合劑結合劑：將磨料粘接成砂輪的粘接材料。使砂輪具有一定的強度、氣孔、硬度和抗腐蝕、抗潮濕等性能。 陶瓷結合劑（代號陶瓷結合劑（代號V） 樹脂結合劑（代號樹脂結合劑（代號B） 橡膠結合劑（代號橡膠結合劑（代號R） 金屬結合劑（代號金屬結合劑（代號M）4.硬度硬度：結合劑粘接砂輪的牢固程度。 砂輪的硬度不同于磨料的硬度。 砂輪硬，磨粒不易脫落；砂輪軟，磨粒易于脫落。 砂輪硬度的選擇：（1）工件硬度）工件硬度 工件材料硬，砂輪硬度應選軟一些，以使磨鈍的磨粒盡快脫落，保持工作磨粒的銳利，避免工件因磨削溫

25、度過高而產(chǎn)生燒傷。但是磨削較軟的材料時，由于這些材料易使砂輪堵塞，故選用軟些的砂輪，可使堵塞處較易脫落。（2）加工接觸面）加工接觸面 砂輪與工件磨削接觸面大時，砂輪硬度應選軟些，使磨粒容易脫落，以防止砂輪堵塞。（3）砂輪粒度）砂輪粒度 砂輪粒度號大，砂輪硬度應選軟些，以防止砂輪堵塞砂輪粒度號大，砂輪硬度應選軟些，以防止砂輪堵塞（4）精磨和成形磨）精磨和成形磨 精磨和成形磨時，應選硬一些砂輪，以利于保持砂輪的廓形。5.組織組織：磨料的含量。反應磨料、結合劑和氣孔三者間的體積比例關系。 磨粒在砂輪總體積中所占比例越大，砂輪組織越緊密，氣孔越小。砂輪組織級別分為緊密、中等、疏松三大類。 表示方法：

26、磨粒率：磨料在砂輪體積中所占的百分數(shù) 氣孔率：氣孔在砂輪體積中所占的百分數(shù)組織對磨削加工的影響影響：組織松，排屑方便，砂輪不易堵塞，磨削效率高，氣孔還可將切削液帶入磨削區(qū)域，降低溫度，減少工件的發(fā)熱變形和避免產(chǎn)生燒傷。組織緊，砂輪輪廓形狀易于保證，可提高表面精度降低粗糙度6.形狀和尺寸形狀和尺寸7.強度強度：通常用安全速度表示1研磨 研磨是一種傳統(tǒng)的光整、精密加工方法，屬于游離磨粒切削加工。 研磨將微細的自由磨粒及油液或油脂涂于或嵌在研磨工具表面上，磨粒在一定的壓力作用下，通過滾動、刮擦、擠壓及研磨劑的化學作用，起到切除細微材料層的作用，以達到高級幾何精度和優(yōu)良表面粗糙度的加工方法。1）研磨的

27、機理）研磨的機理 研磨過程中磨粒的滾軋和微切削作用隨著工件和研具的材質、磨粒、研磨壓力和研磨液等研磨條件的不同而不同，所產(chǎn)生的研磨表面的狀態(tài)也不同。研磨時磨料的工作狀態(tài)研磨時磨料的工作狀態(tài)1）磨粒在工件與研具之間發(fā)生滾動，產(chǎn)生滾軋效果；2）磨粒壓入到研具表面，用露出的磨粒尖端對工件表面進行刻劃，實現(xiàn)微切削加工；3）磨粒對工件表面的滾軋與微量刻劃同時作用。硬脆材料的研磨硬脆材料的研磨 一部分磨粒由于研磨壓力的作用，嵌入研磨盤表面，用露出的尖端刻劃工件表面進行微切削加工；另一部分磨粒則在工件與研磨盤之間發(fā)生滾動，產(chǎn)生滾軋效果。在給磨粒加壓時，就在硬脆材料加工表面的拉伸應力最大部位產(chǎn)生微裂紋。當縱橫

28、交錯的裂紋擴展并產(chǎn)生脆性崩碎形成磨屑，達到表面去除的目的。研磨脆硬材料時，研磨脆硬材料時，要控制產(chǎn)生裂紋的大要控制產(chǎn)生裂紋的大小和均勻性。小和均勻性。通過選擇磨粒的粒通過選擇磨粒的粒度及控制粒度的均勻度及控制粒度的均勻性，可避免產(chǎn)生特別性，可避免產(chǎn)生特別大的加工缺陷。大的加工缺陷。金屬材料的研磨金屬材料的研磨當金屬表面用硬度計壓頭壓入時，只在表面產(chǎn)生塑性變形的壓坑，不會發(fā)生脆性材料那樣的破碎和裂紋。研磨時，磨粒的研磨作用相當于極微量切削和磨削時的狀態(tài)。磨粒是游離狀態(tài)的，其與工件僅是斷續(xù)的研磨狀態(tài)。研磨表面不會產(chǎn)生裂紋。但研磨鋁、銅等軟質材料時，磨粒會被壓入工件材料內，影響表面質量。2）研磨的方

29、法）研磨的方法按操作方式分為：a.手工研磨b.機械研磨圖6-4研磨機1上研盤；2工件；3隔板；4下研盤3）研磨盤）研磨盤 研磨盤是涂敷或嵌入磨料的載體，以發(fā)揮磨粒切削作用，同時又是研磨表面的成形工具。研磨過程中研磨盤與工件是相互修整的，研磨盤本身的幾何精度按一定程度“復制”到工件上，因此對研磨盤加工面的幾何精度要求很高。 研具是使工件研磨成形的工具，同時又是研磨劑的載體，硬度應低于工件的硬度，又有一定的耐磨性，研具應有足夠的剛度，其工作表面要有較高的幾何精度。研具在研磨過程中也受到切削和磨損，如操作得當，使工件的加工精度能高于研具的原始精度。4）研磨劑）研磨劑 研磨劑是由磨料、研磨液及輔料按一

30、定的比例調配而成的混合劑。研磨劑常配制成液態(tài)研磨劑、研磨膏和固體研磨劑（研磨皂）三種。磨磨 料料 系系 列列 與與 用途用途系列系列磨料名稱磨料名稱代號代號特特 性性適適 用用 范范 圍圍 氧氧化化鋁鋁系系棕剛玉棕剛玉A A棕褐色，硬度高，韌性大，價格便宜粗、精研磨鋼、鑄鐵和黃銅白剛玉白剛玉WAWA白色，硬度比棕剛玉高，韌性比棕剛玉差精研磨淬火鋼，高速鋼、高碳鋼及薄壁零件鉻剛玉鉻剛玉PAPA玫瑰紅或紫紅色，韌性比白剛玉高，磨削粗糙度值低研磨量具、儀表零件等單晶剛玉單晶剛玉SASA淡黃色或白色，硬度和韌性比白剛玉高研磨不銹鋼，高釩鋼等強度高韌性大的材料碳碳化化物物系系黑碳化硅黑碳化硅C C黑色有

31、光澤，硬度比白高，脆而鋒利，導熱性和導電性良好研磨鑄鐵、黃銅、鋁、耐火材料及非金屬材料綠碳化硅綠碳化硅GCGC綠色，硬度和脆性比黑色碳化高具有良好的導熱性和導電性研磨硬質合金、寶石、陶瓷、玻璃等材料碳化硼碳化硼B(yǎng)CBC灰黑色，硬度僅次于金剛石，耐磨性好 精研磨和拋光硬質合金，人造寶石等硬質材料磨磨 料料 系系 列列 與與 用途用途（續(xù)）系列系列磨料名稱磨料名稱代號代號 特特 性性適適 用用 范范 圍圍金剛金剛石系石系人造金石人造金石無色透明或淡黃色、黃綠色、黑色，硬度高，比天然金剛石脆，表面粗糙粗、精研磨硬質合金、人造金剛石、半導體等天然金石天然金石硬度高，價格昂貴其他其他氧化鐵氧化鐵紅色至暗

32、紅，比氧化鉻軟精研磨或拋光鋼、玻璃等材料氧化鉻氧化鉻深綠色常用研磨料常用研磨料粒度號粒度號研磨加工類型研磨加工類型可達到表面粗糙度可達到表面粗糙度Ra/mRa/m100100240240最初的研磨加工最初的研磨加工W40W40W20W20粗研磨加工粗研磨加工0.2W14W14W7W7半精研磨加工半精研磨加工0.1W5W5以下以下精磨加工精磨加工0.10.1以下以下5）研磨用量）研磨用量 研磨用量是指研磨表面單位面積上所承受的壓力和工件與研具的相對滑動速度。研磨壓力過小，研磨效率降低；研磨壓力過大，研具磨損加快，研磨表面粗糙度升高，效率反而降低。對于滑動速度來

33、說，在一定的范圍內，研磨作用隨滑動速度的提高而增強。但過高的滑動速度不僅會造成發(fā)熱現(xiàn)象，甚至燒傷被研表面，且加劇研具磨損，直接影響加工精度。 6）對被加工工件的要求）對被加工工件的要求 研磨的精度和粗糙度，很大程度上取決于工件研磨前的加工質量。一般研磨余量僅留0.010.02mm。若研磨前工件的誤差過大，就難以糾正，若余量過大，應分粗、精兩道工序研磨。研磨的基本原理包含著研磨的基本原理包含著物理物理和和化學化學的綜合作用。的綜合作用。 1 1）物理作用：物理作用：研磨時要求研具材料要比被研磨的工件要軟，研磨時要求研具材料要比被研磨的工件要軟，這樣受到一定壓力后，研磨劑中微小顆粒（磨料）被壓嵌在

34、這樣受到一定壓力后，研磨劑中微小顆粒（磨料）被壓嵌在研具表面上。這些微小的磨料具有較高的硬度，像無數(shù)刀刃。研具表面上。這些微小的磨料具有較高的硬度，像無數(shù)刀刃。由于研具和工件的相對運動，使半固定或浮動磨粒在工件和由于研具和工件的相對運動，使半固定或浮動磨粒在工件和研具之間做運動軌跡很少重復的研具之間做運動軌跡很少重復的滑動和滾動滑動和滾動，因而對工件產(chǎn)，因而對工件產(chǎn)生生微量的切削微量的切削作用，均勻地從工件表面切一層極薄的金屬。作用，均勻地從工件表面切一層極薄的金屬。借助于研具的精確型面，可使工件逐漸得到準確的尺寸精度借助于研具的精確型面，可使工件逐漸得到準確的尺寸精度及合格的表面粗糙度。及合

35、格的表面粗糙度。2 2）化學作用：化學作用：有的研磨劑還起化學作用，例如：采用氧有的研磨劑還起化學作用，例如：采用氧化鉻、硬脂酸等化學研磨劑進行研磨時，與空氣接觸的工化鉻、硬脂酸等化學研磨劑進行研磨時，與空氣接觸的工件表面，很快就形成一層極薄的氧化膜，而且氧化膜又容件表面，很快就形成一層極薄的氧化膜，而且氧化膜又容易被研磨掉，這就是研磨的化學作用。易被研磨掉，這就是研磨的化學作用。獲得高質量平面研磨拋光的工藝規(guī)律獲得高質量平面研磨拋光的工藝規(guī)律l研磨運動軌跡應均勻分布且不重疊由研磨機的行星運動保證。l研磨盤要求材質均勻，并有微細孔容納微粉磨料，修形后可獲得平面度很高的研磨表面。l軟質（半軟質）

36、研磨盤：容易獲得粗糙度極小和變質層小的表面，但平面度不高。l使用金剛石超硬磨料研磨和拋光效率更高。l研磨平面度要求很高的零件時，可使用浮動研磨盤，以消除誤差。l為提高效率，可在研磨劑中加化學活性物質。l避免粗磨料、空氣中灰塵等混入，否則將使研磨表面劃傷，達不到高質量研磨要求。2超精研加工 超精研加工簡稱“超精加工”，一般是指在良好的潤滑條件下，被加工工件按一定的速度旋轉，油石（用磨料和粘合劑等制成的條狀固結磨具）按一定的壓力彈性地壓在工件加工表面上，并在垂直于工件旋轉方向按一定規(guī)律作往復振蕩運動的一種能夠自動完成的光整加工方法。 超精研采用的是細粒度、低硬度的油石，在一定壓力和切削速度下對工件

37、的表面進行的一種光整加工方法。精研時有三種運動：工件低速回轉、油石往復振動及軸向進給。 超精研時加入冷卻潤滑液，可以起到冷卻、潤滑、清理切削和形成油膜作用。開始表面粗糙不平，僅有少數(shù)小面積接觸，接觸面上的比壓大，不能形成完整的油膜，隨著加工潤滑油膜形成，油石運動僅起到拋光的作用。圖6-6超精研加工1）超精研加工原理）超精研加工原理（1）切削階段）切削階段 磨石表面與工件表面的凸峰接觸時，由于接觸面積較小，單位面積上的壓力較大，在一定壓力作用下，磨石首先受到工件的“反切削”作用，使磨石表面的部分磨粒脫落和碎裂，露出一些新的鋒利的磨粒和刃邊。與此同時，工件表面的凸峰受到快速切削，通過切削與反切削作

38、用除去工件表面上的凸峰和磨削變質層。這一階段被稱為切削階段，在這個階段切除了大部分的金屬余量。超精研加工整個過程包括三個階段：修整、恒定切削、修整、恒定切削、磨光磨光（也有分為切削階段或自銳階段、半切削階段、光切削階段或自銳階段、半切削階段、光整階段整階段）。（2）半切削階段）半切削階段 隨著加工的繼續(xù)進行，工件表面逐漸被磨平。這時，磨石與工件表面接觸面積增加，單位面積上的壓力減小，切削深度減小，切削能力減弱。同時，磨石表面的氣孔被堵塞，磨石處于半切削狀態(tài)。這一階段被稱為半切削階段，在半切削階段工件表面切削痕跡變淺，并出現(xiàn)較暗的光澤。（3）光整階段）光整階段 這是超精加工的最后階段。隨著工件表

39、面被逐步磨平，磨石與工件表面的接觸面積進一步增大，并且，磨石與工件表面之間逐漸被潤滑油膜隔離，單位面積上的壓力很小，已不足以使磨石自銳，切削作用減小，最后趨于自動停止切削。這一階段被稱為光整階段。光整階段工作表面無切削痕跡，出現(xiàn)全面光澤2）磨具油石）磨具油石油石在超精加工中有切削性能和拋光性能。特點是：細粒度、硬度低、組織疏松3）工藝參數(shù)的選擇）工藝參數(shù)的選擇（1）最大切削角（2）油石的振擺頻率和振幅（3）工件的圓周速度（4）油石的壓強（5）油石的軸向進給量 珩磨是磨削加工的特殊形式，又是精加工中一種高效加工方法。它是一種低速磨削法，常用于內孔表面的光整、精加工，也可用于外圓或齒形表面的加工。

40、這種工藝不僅能去除較大的加工余量， 而且是一種提高零件尺寸、幾何形狀精度和表面粗糙度的有效加工方法。圖6-7珩磨加工1工件；2珩磨頭3 3珩磨珩磨1 1）內孔珩磨的）內孔珩磨的加工原理加工原理 珩磨孔時，工件固定不動，珩磨頭在孔中回轉，并作軸向往復運動，通過珩磨頭上的漲縮機構，可使油石徑向伸出，向孔壁施加一定的壓力，這樣就使得油石在孔面上形成交叉且不重復的切削軌跡，從而切除一層薄金屬，實現(xiàn)珩磨加工（1）珩磨是利用安裝于珩磨頭圓周上的一條或多條油石，由漲開機構（有旋轉式和推進式兩種）將油石沿徑向漲開，使其壓向工件孔壁，以便產(chǎn)生一定的面接觸。同時使珩磨頭旋轉和往復運動，零件不動; 或珩磨頭只作旋轉

41、運動，工件往復運動，從而實現(xiàn)珩磨。 （2）為提高珩磨質量，在大多數(shù)情況下，珩磨頭與機床主軸之間或珩磨頭與工件夾具之間是浮動的，或用剛性連接而配用浮動夾具，這樣，加工時珩磨頭以工件孔壁作導向。以減少珩磨機主軸回轉中心與被加工孔的同軸度誤差對珩磨質量的影響。珩磨加工的珩磨加工的特點特點:（1）加工精度高：）加工精度高：特別是一些中小型的光通孔，其圓柱度可達 0.001mm 以內。一些壁厚不均勻的零件，如連桿，其圓度能達 0.002mm。珩磨比磨削加工精度高，磨削時支撐砂輪的軸承位于被珩孔之外，會產(chǎn)生偏差，特別是小孔加工，磨削比珩磨精度更差。珩磨一般只能提高被加工件的形狀精度，要想提高零件的位置精度

42、，需要采取一些必要的措施。（2）表面質量好）表面質量好:表面為交叉網(wǎng)紋，有利于潤滑油的存儲及油膜的保持。有較高的表面支承率（孔與軸的實際接觸面積與兩者之間配合面積之比），因而能承受較大載荷，耐磨損，從而提高了產(chǎn)品的使用壽命。珩磨速度低（是磨削速度的幾十分之一），且油石與孔是面接觸，因此每一個磨粒的平均磨削壓力小，這樣工件的發(fā)熱量很小，工件表面幾乎無熱損傷和變質層，變形小。（3）加工范圍廣）加工范圍廣:主要加工各種圓柱形孔：光通孔。軸向和徑向有間斷的孔，如有徑向孔或槽的孔、鍵槽孔、花鍵孔。用外圓珩磨工具可以珩磨圓柱體，但其去除的余量遠遠小于內圓珩磨的余量。幾乎可以加工任何材料，特別是金剛石和立方

43、氮化硼磨料的應用。同時也提高了珩磨加工的效率。2）油石及珩磨液珩磨質量及生產(chǎn)率與油石的硬度、磨料性質和粘接劑有著密切的關系。3）工藝參數(shù)珩磨內孔時，珩磨速度v、切削角 （交叉角）和油石壓力F的選擇主要依據(jù)工件的材料和表面粗糙度的要求而定。6.3特種加工技術 特種加工有別于傳統(tǒng)切削加工的特點：（1）加工中工具不與工件接觸，沒有切削力的影響，工具硬度可以低于工件材料的硬度。（2）加工能量容易控制。（3）便于實現(xiàn)特殊形狀零件加工及微細加工。（4）機床運動簡單。6.3.1電火花成形加工 電火花加工（電火花加工（Electrical Discharge MachiningElectrical Disch

44、arge Machining）又稱為）又稱為放電加工或電蝕加工。它是利用工具電極和工件電極之間的脈放電加工或電蝕加工。它是利用工具電極和工件電極之間的脈沖火花放電所產(chǎn)生的局部瞬時高溫使工件材料被熔化及汽化，沖火花放電所產(chǎn)生的局部瞬時高溫使工件材料被熔化及汽化，進而材料表面形成電腐蝕坑穴的一種加工方法。是在進而材料表面形成電腐蝕坑穴的一種加工方法。是在2020世紀世紀4040年代開始研究和逐步應用到生產(chǎn)中的。年代開始研究和逐步應用到生產(chǎn)中的。電火花加工工藝方法分類 按工具電極的形狀、工具電極和工件相對運動的方式和用按工具電極的形狀、工具電極和工件相對運動的方式和用途的不同，大致分為途的不同，大致

45、分為電火花穿孔成形加工、電火花線切割加工、電火花穿孔成形加工、電火花線切割加工、電火花磨削、電火花同步共軛回轉加工、電火花磨削、電火花同步共軛回轉加工、電火花表面強化與刻電火花表面強化與刻字字。前四類屬電火花成形、尺寸加工，是用于改變零件形狀或。前四類屬電火花成形、尺寸加工，是用于改變零件形狀或尺寸的加工方法；最后一類屬表面加工方法，用于改善或改變尺寸的加工方法；最后一類屬表面加工方法，用于改善或改變零件表面性質。零件表面性質。電火花穿孔加工和電火花線切割電火花穿孔加工和電火花線切割應用最為廣泛。應用最為廣泛。 工件電極工件電極和和工具電極工具電極均浸泡在均浸泡在工作介質工作介質中，工具電極在

46、自中，工具電極在自動進給動進給調節(jié)裝置調節(jié)裝置的驅動下，與工件電極間保持一定的的驅動下，與工件電極間保持一定的放電間放電間隙隙。電極的表面（微觀）是凹凸不平的，當。電極的表面（微觀）是凹凸不平的，當脈沖電壓脈沖電壓加到兩加到兩極上時，某一相對極上時，某一相對間隙最小處或絕緣強度最低處間隙最小處或絕緣強度最低處的工作液將的工作液將最先被電離為負電子和正離子而被擊穿，形成放電通道，電最先被電離為負電子和正離子而被擊穿，形成放電通道，電流隨即劇增，在該流隨即劇增，在該局部產(chǎn)生火花放電局部產(chǎn)生火花放電，瞬時高溫使工件和工，瞬時高溫使工件和工具表面都具表面都蝕除蝕除掉一小部分金屬，各自形成一個小凹坑。脈

47、沖掉一小部分金屬，各自形成一個小凹坑。脈沖放電結束后，經(jīng)過一段放電結束后，經(jīng)過一段間隔時間間隔時間（即脈沖間隔（即脈沖間隔t t0 0），使工作），使工作液恢復絕緣后，第二個脈沖電壓又加到兩極上，又會在當時液恢復絕緣后，第二個脈沖電壓又加到兩極上，又會在當時極間距離相對最近或絕緣強度最弱處擊穿放電，又電蝕出一極間距離相對最近或絕緣強度最弱處擊穿放電，又電蝕出一個小凹坑。這樣以很高頻率連續(xù)個小凹坑。這樣以很高頻率連續(xù)不斷地重復放電不斷地重復放電，工具電極，工具電極不斷地向工件進給，就將工具的形狀不斷地向工件進給，就將工具的形狀復制復制在工件上，加工出在工件上，加工出所需要的零件。所需要的零件。1

48、.1.電火花成形加工原理電火花成形加工原理1 1）極性效應）極性效應 在電火花放電加工過程中，無論是正極還是負在電火花放電加工過程中，無論是正極還是負極，都會受到不同程度的電蝕。這種單純極，都會受到不同程度的電蝕。這種單純由于正、由于正、負極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象負極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做叫做極性效極性效應應。正極性加工：正極性加工：負極性加工：負極性加工： 為了充分地利用極性效應，最大限度地降低工具電極的為了充分地利用極性效應，最大限度地降低工具電極的損耗，應合理選用工具電極的材料，根據(jù)電極對材料的物理損耗，應合理選用工具電極的材料，根據(jù)電極對材料的物理性能、加工要求選用

49、最佳的電參數(shù)，正確地選用極性，使工性能、加工要求選用最佳的電參數(shù)，正確地選用極性，使工件的蝕除速度最高，工具損耗盡可能小。件的蝕除速度最高，工具損耗盡可能小。2.影響電火花成形加工中的工藝因素（1 1）影響放電蝕除量的主要因素）影響放電蝕除量的主要因素2 2）電參數(shù)）電參數(shù) 電火花加工脈沖電源的可控參數(shù)有：脈寬、脈電火花加工脈沖電源的可控參數(shù)有：脈寬、脈間、峰值電流、開路電壓、脈沖的前沿上升率和后間、峰值電流、開路電壓、脈沖的前沿上升率和后沿下降率。對蝕除量影響的綜合作用規(guī)律可以用脈沿下降率。對蝕除量影響的綜合作用規(guī)律可以用脈沖能量的大小和變化率來描述。沖能量的大小和變化率來描述。 無論正極或

50、負極，都存在單個脈沖的蝕除量無論正極或負極，都存在單個脈沖的蝕除量 與與單個脈沖能量單個脈沖能量 在一定范圍內成正比的關系。某一在一定范圍內成正比的關系。某一段時間內的總蝕除量段時間內的總蝕除量 約等于這段時間內各單個有約等于這段時間內各單個有效脈沖蝕除量的總和?？捎霉奖硎緸樾}沖蝕除量的總和?？捎霉奖硎緸閝 MWq表表示示陰陰極極）表表示示陽陽極極，（角角表表有有效效脈脈沖沖利利用用率率。能能量量分分配配系系數(shù)數(shù)；陽陽極極、陰陰極極的的極極間間、加加工工時時間間；脈脈沖沖頻頻率率；單單個個脈脈沖沖能能量量；工工具具損損耗耗速速度度；速速度度，即即工工件件生生產(chǎn)產(chǎn)率率或或正正極極、負負極極

51、的的蝕蝕除除、除除量量；正正極極、負負極極的的總總蝕蝕、caKKtfWvvqqcaMcaca tfWKqtfWKqMccMaa fWKtqvfWKtqvMaccMaaa 由此可見，提高電蝕量和生產(chǎn)率的途徑在于：提高脈由此可見，提高電蝕量和生產(chǎn)率的途徑在于：提高脈沖頻率沖頻率 ，增加單個脈沖能量，增加單個脈沖能量 ， 設法提高系數(shù)設法提高系數(shù) fMWcaKK 、 單位時間內工件的蝕除量稱之為單位時間內工件的蝕除量稱之為加工速度加工速度，一般采用體積加工速度來表示，即被加工掉的體積一般采用體積加工速度來表示，即被加工掉的體積除以加工時間除以加工時間tVvW/ 提高脈沖頻率，提高脈沖頻率，靠縮小脈沖

52、停歇時間，但脈沖停歇時間過短，靠縮小脈沖停歇時間，但脈沖停歇時間過短，會使加工區(qū)工作液來不及消電離、排除電蝕產(chǎn)物及氣泡來恢復會使加工區(qū)工作液來不及消電離、排除電蝕產(chǎn)物及氣泡來恢復其介電性能，以致形成破壞性的穩(wěn)定電弧放電，使電火花加工其介電性能，以致形成破壞性的穩(wěn)定電弧放電，使電火花加工過程不能正常運行。過程不能正常運行。增加單個脈沖能量增加單個脈沖能量主要靠加大脈沖電流和主要靠加大脈沖電流和增加脈沖寬度。單個脈沖能量的增加可提高加工速度，但同時增加脈沖寬度。單個脈沖能量的增加可提高加工速度，但同時會使表面粗糙度變壞和降低加工精度，一般只用于粗加工和半會使表面粗糙度變壞和降低加工精度，一般只用于

53、粗加工和半精加工的場合。精加工的場合。提高工藝系數(shù)提高工藝系數(shù)K K的途徑，合理選用電極材料、的途徑，合理選用電極材料、電參數(shù)和工作液，改善工作液的循環(huán)過濾方式等，從而提高有電參數(shù)和工作液，改善工作液的循環(huán)過濾方式等，從而提高有效脈沖利用率，達到提高工藝系數(shù)的目的。效脈沖利用率，達到提高工藝系數(shù)的目的。3 3）金屬材料熱學常數(shù)）金屬材料熱學常數(shù) 熱學常數(shù)是指熔點、沸點、熱導率、比熱容、熔熱學常數(shù)是指熔點、沸點、熱導率、比熱容、熔化潛熱、氣化潛熱等。當脈沖放電能量相同時，金化潛熱、氣化潛熱等。當脈沖放電能量相同時，金屬的熔點、沸點、比熱容、熔化潛熱、氣化潛熱屬的熔點、沸點、比熱容、熔化潛熱、氣化

54、潛熱愈愈高高，電蝕量將，電蝕量將愈小愈小，愈難加工愈難加工；導熱系數(shù)愈大的金；導熱系數(shù)愈大的金屬，由于較多地把瞬時產(chǎn)生的熱量傳導散失到其他屬，由于較多地把瞬時產(chǎn)生的熱量傳導散失到其他部位，部位，降低了降低了本身的蝕除量。本身的蝕除量。 總之，電極的蝕除量與電極材料的導熱系數(shù)以及總之，電極的蝕除量與電極材料的導熱系數(shù)以及其他熱學常數(shù)、單個脈沖能量、脈沖能量變化率有其他熱學常數(shù)、單個脈沖能量、脈沖能量變化率有密切關系。密切關系。 生產(chǎn)中多用生產(chǎn)中多用銅和石墨銅和石墨等材料作為工具電極。等材料作為工具電極。4 4）工作液）工作液工作液的作用工作液的作用壓縮放電通道，提高放電的能量密度，提高蝕除壓縮放

55、電通道，提高放電的能量密度，提高蝕除效果。效果。加速極間介質的冷卻和消電離過程，防止電弧放加速極間介質的冷卻和消電離過程，防止電弧放電。電。加劇放電時的流體動力過程，以利于蝕除金屬的加劇放電時的流體動力過程，以利于蝕除金屬的拋出。拋出。通過工作液的流動，加速蝕除金屬的排出，以保通過工作液的流動，加速蝕除金屬的排出，以保持放電工作穩(wěn)定。持放電工作穩(wěn)定。改變工件表面層的理化性質。改變工件表面層的理化性質。常用的工作液常用的工作液（2 2）影響加工精度的主要因素）影響加工精度的主要因素 影響加工精度的主要因素有影響加工精度的主要因素有放電間隙的大小及其一致性、放電間隙的大小及其一致性、工具電極的損耗

56、及其穩(wěn)定性和工具電極的損耗及其穩(wěn)定性和“二次放電二次放電”。電火花加工電火花加工時，工具電極與工件之間存在著一定的放電間隙，如果加時，工具電極與工件之間存在著一定的放電間隙，如果加工過程中放電間隙能保持不變，則可以通過修正工具電極工過程中放電間隙能保持不變，則可以通過修正工具電極的尺寸，對放電間隙進行補償，以獲得較高的加工精度。的尺寸，對放電間隙進行補償，以獲得較高的加工精度。然而，放電間隙的大小實際上是變化的，影響著加工精度。然而，放電間隙的大小實際上是變化的，影響著加工精度。除此之外，除此之外，間隙大小對復雜形狀的加工表面、棱角部位電間隙大小對復雜形狀的加工表面、棱角部位電場強度分布不均，

57、間隙越大，影響越嚴重場強度分布不均，間隙越大，影響越嚴重。因此因此，應縮小，應縮小放電間隙，這樣不但能提高仿形精度，而且放電間隙越小，放電間隙，這樣不但能提高仿形精度，而且放電間隙越小，可能產(chǎn)生的間隙變化量也越??；另外還必須盡可能使加工可能產(chǎn)生的間隙變化量也越??；另外還必須盡可能使加工過程穩(wěn)定。過程穩(wěn)定。 工具電極的損耗對尺工具電極的損耗對尺寸精度和形狀精度都有寸精度和形狀精度都有影響。影響。 “二次放電二次放電”是指已是指已加工表面上由于電蝕產(chǎn)加工表面上由于電蝕產(chǎn)物等的介入而再次進行物等的介入而再次進行的非正常放電，集中反的非正常放電，集中反映在加工深度方向產(chǎn)生映在加工深度方向產(chǎn)生斜度和加工

58、棱角棱邊變斜度和加工棱角棱邊變鈍方面。鈍方面。工具電極損耗速度工具電極損耗速度 采用相對損耗或損耗比采用相對損耗或損耗比作為衡量工具電極耐損耗作為衡量工具電極耐損耗的指標。即的指標。即%100)/( WEvv 上式中加工速度和損耗速度均以上式中加工速度和損耗速度均以mmmm3 3/min/min為單位計為單位計算，則算，則為體積相對損耗。如以為體積相對損耗。如以g/ming/min為單位計算，為單位計算，則則為重量相對損耗；如以為重量相對損耗；如以mm/minmm/min為單位計算，則為單位計算，則為直線相對損耗。為直線相對損耗。 每種電極材料都有一最佳峰值電流寬度與熔坑的最每種電極材料都有一

59、最佳峰值電流寬度與熔坑的最大體積對應。合理選擇工具電極的材料，以確保工具大體積對應。合理選擇工具電極的材料，以確保工具電極的最佳峰值電流寬度偏離工件電極的最佳峰值電電極的最佳峰值電流寬度偏離工件電極的最佳峰值電流寬度，以工件電極的最佳峰值電流寬度作為依據(jù)選流寬度，以工件電極的最佳峰值電流寬度作為依據(jù)選擇加工脈沖的參數(shù)，可以保證電極的低損耗。擇加工脈沖的參數(shù)，可以保證電極的低損耗。 （3 3）影響表面質量的主要因素）影響表面質量的主要因素1 1）表面粗糙度）表面粗糙度 電火花加工表面是由無方向性的無數(shù)小坑和硬凸電火花加工表面是由無方向性的無數(shù)小坑和硬凸邊所組成，特別有利于保存潤滑油邊所組成，特別

60、有利于保存潤滑油, ,表面的潤滑性表面的潤滑性和耐磨性能均比機械加工表面好。和耐磨性能均比機械加工表面好。 表面粗糙度評定指標常用表面粗糙度評定指標常用微觀不平度的平均算術微觀不平度的平均算術偏差偏差RaRa和不平度的最大高度值和不平度的最大高度值RmaxRmax，在數(shù)值大小上，在數(shù)值大小上，RmaxRmax約是（約是（4 45 5）RaRa。對表面粗糙度影響最大的是。對表面粗糙度影響最大的是單個脈沖能量單個脈沖能量。因為脈沖能量大，每次脈沖放電的。因為脈沖能量大，每次脈沖放電的蝕除量也大，放電凹坑既大又深，從而使表面粗糙蝕除量也大，放電凹坑既大又深，從而使表面粗糙度變差。度變差。 工件材料工