金屬工藝學(xué)：6-3 特種加工技術(shù)

1、6.3 特種加工技術(shù)6.3.1 特種加工概述6.3.2 電火花加工6.3.3 電火花線切割加工6.3.4 電解加工6.3.5 超聲波加工6.3.6 磨料噴射加工6.3.7 激光加工6.3.8 電子束加工6.3.9 超聲波加工6.3 特種加工技術(shù)6.3.1 特種加工概述 特種加工是一種 非傳統(tǒng)加工方法，主要利用光、電、聲、熱、化學(xué)、磁以及原子能進(jìn)行加工的方法。與傳統(tǒng)加工方法的區(qū)別不是主要依靠機(jī)械能，而是利用其他形 式的能量去除材料。工具的硬度可以低于被加工材料的硬度。加工過程中不存在顯著機(jī)械力的作用，適合于低剛度零件精密加工。加工形狀復(fù)雜，特別是工件型腔、大型和微細(xì)零件加工，熱變形小。6.3 特

2、種加工技術(shù)6.3.2 電火花加工1.電火花加工的機(jī)理 電火花加工原理示意圖1工件 2脈沖電源 3自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)4工具 5工作液 6過濾器 7工作液泵 電火花加工基于電火花腐蝕原理，是在工具電極與工件電極相互靠近時(shí)，極間形成脈沖性火花放電，在電火花通道中產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，使金屬局部熔化，甚至氣化，從而將金屬蝕除下來。 電火花加工表面局部放大圖 1凹邊 2凸邊6.3 特種加工技術(shù)2電火花加工的特點(diǎn) 適用的材料范圍廣?？梢约庸と魏斡?、軟、韌、脆、高熔點(diǎn)的導(dǎo)電材料；適于加工特殊及復(fù)雜形狀的零件；脈沖參數(shù)可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可以在同一臺(tái)機(jī)床連續(xù)進(jìn)行粗、半精及精加工；直接利用電能進(jìn)行加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

3、 6.3.2 電火花加工6.3 特種加工技術(shù)6.3.2 電火花線切割加工3電火花加工應(yīng)用a)b) 電火花加工實(shí)例a) 加工型腔 b) 成型零件加工 c) 加工孔c)6.3 特種加工技術(shù)6.3.3 電火花線切割加工1. 電火花線切割加工的機(jī)理 電火花線切割加工原理圖a) 加工裝置 b) 電極絲與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工異形孔1絕緣底版 2工件 3脈沖電源 4儲(chǔ)絲輪 5電極絲532a)b)6.3 特種加工技術(shù)6.3.3 超高速磨削加工技術(shù) 2電火花線切割加工特點(diǎn)1.齒輪模具 2. 窄長(zhǎng)沖模 3. 加工平面凸輪零件6.3 特種加工技術(shù)6.3.3 超高速磨削加工技術(shù) 3電火花切割的應(yīng)用4.加工螺旋面 5. 加

4、工雙曲面6.加工扭轉(zhuǎn)錐臺(tái)6.3 特種加工技術(shù)6.3.4 電解加工1工作原理3 電解加工原理圖1直流電源 2工具陰極 3工件陽極 4電解液泵 5電解液6.3 特種加工技術(shù)6.3.4 電解加工2電解加工的特點(diǎn)能加工各種硬度和強(qiáng)度的材料。生產(chǎn)率高。表面質(zhì)量好。陰極工具在理論上不損耗，基 本上可長(zhǎng)期使用。6.3 特種加工技術(shù)6.3.4 電解加工3電解加工工藝應(yīng)用深孔加工；葉片(型面)加工；鍛模(型腔)加工；管件內(nèi)孔拋光；各種型孔的倒圓和去毛刺；整體葉輪的加工等方面。6.3 特種加工技術(shù)6.3.5 超聲波加工1工作原理543216振動(dòng)方向超聲波加工原理圖1超聲波發(fā)生器 2換能器 3變幅桿 4磨料懸浮液注

5、入 5工件 6工具6.3 特種加工技術(shù)6.3.5 超聲波加工2超聲波加工的特點(diǎn)及應(yīng)用 超聲波加工的型孔、腔孔類型加工圓孔 b) 加工型腔 c) 加工異形孔 d) 套料加工 e) 加工微細(xì)孔b) c) d) e) a)6.3 特種加工技術(shù)6.3.5 超聲波加工 超聲波切割單晶硅示意圖1變幅桿 2工具（薄鋼片） 3磨料液 4弓箭（單晶硅） 6.3 特種加工技術(shù)6.3.6 磨料噴射加工1工作原理2加工裝置磨粒噴射加工裝置1壓縮氣瓶 2過濾器 3壓力調(diào)節(jié)器 4電源與混料室 5振動(dòng)器 6腳踏閥門 7手把 8噴嘴 9工件 10防塵罩 11吸塵器3磨料噴射加工應(yīng)用6.3 特種加工技術(shù)6.3.7 激光加工12

6、345 激光加工原理圖1激光器 2激光束 3反射鏡 4聚焦鏡 5工件 6工作臺(tái)1工作原理6.3 特種加工技術(shù)6.3.7 激光加工2激光加工的特點(diǎn)1）幾乎對(duì)所有的金屬和非金屬材料都可以進(jìn)行激光加工。 2）激光能聚焦成極小的光斑，可進(jìn)行微細(xì)和精密加工，如微細(xì)窄縫和微型孔的加工。 3）可用反射鏡將激光束送往遠(yuǎn)離激光器的隔離室或其他地點(diǎn)進(jìn)行加工。 4）加工時(shí)不需用刀具，屬于非接觸加工，無機(jī)械加工變形。 5）無需加工工具和特殊環(huán)境，便于自動(dòng)控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變形小。6.3 特種加工技術(shù)6.3.7 激光加工3激光加工的應(yīng)用激光打孔；激光切割；激光打標(biāo)；激光焊接；激光表面處理。6.3 特

7、種加工技術(shù)6.3.8 電子束加工1工作原理電子束加工原理圖1電子槍系統(tǒng) 2聚焦系統(tǒng) 3電子束 4工件 5電源及控制系統(tǒng) 6抽真空系統(tǒng)1234566.3 特種加工技術(shù)6.3.8 電子束加工2電子束特點(diǎn)與應(yīng)用電子束加工的噴絲頭異形孔 電子束加工曲面、穿孔a) 電子束加工曲面 b) 加工曲面形成的零件 c) 電子束加工曲面盲孔 d)加工異形通孔 1工件 2工件運(yùn)動(dòng)方向 3電子束1323a) b) c) d)6.3 特種加工技術(shù)6.3.9 離子束加工1工作原理離子束加工的物理基礎(chǔ)是離子束射到材料表面時(shí)所發(fā)生的撞擊效應(yīng)、濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)。離子束加工可分為四類。（1）離子束刻蝕加工：離子轟擊工件，將工件表面的原子逐個(gè)剝離，又稱離子銑削，其實(shí)質(zhì)是一種原子尺度的切削加工。（2）離子濺射沉積：離子轟擊靶材，將靶材原子擊出，沉積在靶材附近的工件上，使工件表面鍍上一層薄膜。（3）離子鍍(又稱離子濺射輔助沉積)：離子同時(shí)轟擊靶材和工件表面，目的是為了增強(qiáng)膜材與工件基材之間的結(jié)合力。（4）離子注入6.3 特種加工技術(shù)6.3.9 離子束加工1離子束加工特點(diǎn)及應(yīng)用1）離子束加工是目前特種加工中最精密、最微細(xì)的加工。離子刻蝕可達(dá)納米級(jí)精度，離子鍍膜可控制在亞微米級(jí)精度，離子注入的