模塊3 智能加工-先進(jìn)加工技術(shù) 特種加工技術(shù)知識(shí)講解

特種加工技術(shù)模塊3智能加工—先進(jìn)加工技術(shù)特種加工技術(shù)是指直接借助電能、熱能、聲能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能及特殊機(jī)械能等多種能量或其復(fù)合施加在工件的被加工部位上以實(shí)現(xiàn)材料切除的加工方法，從而實(shí)現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等的非傳統(tǒng)加工方法統(tǒng)稱為特種加工。特種加工技術(shù)的特點(diǎn)：1）在加工范圍上不受材料的物理、機(jī)械性能限制。能加工硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點(diǎn)金屬及非金屬材料；2）易獲得良好的表面質(zhì)量，殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力、熱影響區(qū)、冷作硬化等均比較3）易于加工比較復(fù)雜的型面、微細(xì)表面及柔性零件；4）各種加工方法易于復(fù)合形成新的工藝方法，便于推廣和應(yīng)用。特種加工技術(shù)的分類：特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：1）采用自動(dòng)化技術(shù)。2）開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。3）趨向精密化研究。4）污染問題解決。5）進(jìn)一步開拓特種加工技術(shù)電火花加工：又稱放電加工、電蝕加工，簡(jiǎn)稱EDM，是一種利用脈沖放電對(duì)導(dǎo)電材料電蝕來去除多余材料的工藝方法。電火花加工的原理示意圖電火花加工的原理示意圖電火花加工特點(diǎn)：1）能加工任何導(dǎo)電的難切削的材料。2）加工中不存在切削力，特別適宜復(fù)雜形狀的工件、低剛度工件及微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工。3）由于脈沖參數(shù)可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，因而可在同一臺(tái)機(jī)床上完成粗、細(xì)、精三階段的加工。4）電火花加工的局限性為：加工速度較慢和工具電極存在損耗，影響加工效率和成型精度。電火花加工的模具型腔電火花加工的模具型腔電火花加工應(yīng)用》》》穿孔加工：電火花加工的型孔小孔高速電火花加工電火花加工的型孔小孔高速電火花加工該工藝采用中空的單孔或多孔管狀電極，加工時(shí)電極旋轉(zhuǎn)，高壓工作液從電極內(nèi)部管道沖向極間，實(shí)現(xiàn)對(duì)極間的強(qiáng)制排屑和冷卻。圖中的電極底部因電極損耗而呈現(xiàn)倒錐形。電極材料多為黃銅或紫銅，電極直徑一般在0.1~3.0毫米之間。加工時(shí)電極接脈沖電源負(fù)極。電火花加工應(yīng)用》》》型腔加工：銅電極型腔的電火花加工銅電極型腔的電火花加工電火花成型機(jī)床電火花成型機(jī)床電火花加工應(yīng)用》》》線切割(快走絲、慢走絲）快走絲線切割加工線切割加工的零件快走絲線切割加工線切割加工的零件電解加工，屬電化學(xué)加工，簡(jiǎn)稱ECM，是利用金屬在電解液中可以產(chǎn)生陽極溶解的電化學(xué)原理來進(jìn)行加工的一種方法。電解加工的原理電解加工的原理電解加工的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）能加工各種硬度與強(qiáng)度的金屬材料；2）能以相當(dāng)高的生產(chǎn)率加工型面或型孔，約為電火花加工的5～10倍，約為機(jī)械切削加工的3～10倍；3）加工中無切削力，不產(chǎn)生殘余應(yīng)力、飛邊與毛刺，表面質(zhì)量高，Ra為4）加工過程中工具陰極無損耗。缺點(diǎn)：1）穩(wěn)定性不高，不易達(dá)到較高的加工精度。2）電解液過濾、循環(huán)裝置龐大，占地面積大，電解液對(duì)設(shè)備有腐蝕作用。3）電解液及電解產(chǎn)物容易污染環(huán)境。整體渦輪與葉片展成電解加工整體渦輪與葉片展成電解加工電解加工的應(yīng)用》》1）電解整體葉輪；2）深孔擴(kuò)孔加工；3）電解去毛刺；4）電解磨削：5）電解拋光。電解磨削原理電解磨削原理電解去毛刺原理電解去毛刺原理激光加工（簡(jiǎn)稱LBM）是利用光能量進(jìn)行加工的一種方法。它可以用于打孔、切割、雕刻、焊接、熱處理等。激光加工原理激光加工原理激光加工場(chǎng)景激光加工特點(diǎn)：1）激光加工可以實(shí)現(xiàn)很微細(xì)的加工。2）可以加工任何金屬與非金屬材料。激光微孔加工3）激光加工是非接觸加工，沒有機(jī)械力，工件無受力變形。激光微孔加工4）激光打孔（打一個(gè)孔僅0.001s）、切割的速度很高，加工部位周圍的材料幾乎不受熱影響，工件熱變形很小。5）與現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床相結(jié)合，使激光加工具有加工精度高、可控性好、程序簡(jiǎn)單、省料及污染少等特點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化。激光加工焊接激光加工應(yīng)用：1）激光打孔。激光切割2）激光切割。激光切割3）激光焊接。4）激光熱處理。5）激光珩磨。i激光熱處理i電子束加工：利用高能量密度的電子束對(duì)材料進(jìn)行工藝處理的一切方法。1）熱效應(yīng)2）化學(xué)效應(yīng)電子束加工原理電子束加工原理電子束加工特點(diǎn)：1）精密微細(xì)加工方法。2）易于對(duì)鎢、鉬或其他難熔金屬及其合金進(jìn)行加工；可以對(duì)某些熔點(diǎn)較高、導(dǎo)熱較差的非金屬材料進(jìn)行打孔或焊接。3）加工生產(chǎn)率很高。4）電子束加工速度快，工件熱變形小。5）能加工各種異形孔（槽）、斜度孔、錐孔、彎孔，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。6）對(duì)環(huán)境幾乎不造成污染。7）電子束的能量集中，能量損失較小。8）設(shè)備價(jià)格昂貴。電子束加工的產(chǎn)品電子束加工的產(chǎn)品電子束加工應(yīng)用：1）電子束打孔。2）電子束加工型孔和特殊表面。3）電子束焊接。4）電子束物理氣相沉積。5）電子束表面改性技術(shù)。電子束表面改性電子束表面改性離子束加工是在真空條件下將離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)過加速、聚焦后，打到工件表面以實(shí)現(xiàn)去除加工。特點(diǎn)：1）可以實(shí)現(xiàn)納米（0.001μm）級(jí)的加工精度。2）污染少，適合易氧化材料加工。3）加工應(yīng)力和變形小，表面質(zhì)量高。4）設(shè)備昂貴，加工效率低。離子束加工原理1）離子濺射。離子束加工原理2）離子刻蝕。3）離子注入。超聲加工也稱超聲波加工，是利用超聲振動(dòng)工具在有磨料的液體介質(zhì)中或干磨料中產(chǎn)生磨料的沖擊、拋磨、液壓沖擊及由此產(chǎn)生的氣蝕作用來去除材料，或給工具或工件沿一定方向施加超聲頻振動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)加工，或利用超聲振動(dòng)使工件相互結(jié)合的加工方法。特征：1）適合于加工各種硬脆材料。2）切削應(yīng)力、切削熱很小。3）表面粗糙度Ra可達(dá)1～0.1um，加工精度可達(dá)0.01～0.02mm。3）機(jī)床的結(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單。超聲加工原理4）超聲加工的生產(chǎn)率較低。超聲加工原理超聲加工應(yīng)用：1）深小孔加工。2）硬脆材料加工。3）超聲復(fù)合加工。3）超聲磨削加工。超聲加工硬脆材料超聲磨削超聲加工