6加工(4章特种).ppt

第四章特种加工,4.1概述1.应用特种加工的原因对硬质合金等难切材料的加工；对模具上的等复杂型面的加工；对细长件薄等特殊结构件的加工。2.特种加工的特点加工不受材料机械性能性能的限制；易于加工复杂型面微细表面及柔性零件；能获得良好的表面质量；易复合形成新的工艺技术。特种加工是直接借助电能、热能、声能、光能、化学能等常规机械能以外的各种能量实现材料去除的工艺方法的总称。,4.2电火花加工EDM,是利用电热能进行加工的工艺方法.4.2.1加工原理与特点1.基本原理,进行电火花加工必须具备的三个条件：必须采用脉冲电源，以形成瞬时的脉冲式放电。必须采用自动进给调节装置，保证微小的放电间隙。火花放电必须具有足够大的能量密度，且必须在具有一定的绝缘强度的液体介质（工作液）中进行。,2.极性效应电火花加工时,阳极阴极均受到腐蚀,但二者的蚀除量或蚀除速度是不同的,这种由于极性不同产生的蚀除量不同的现象叫做极性效应.阳极表面受到电子撞击,阴极表面受到正离子撞击正极性加工(概念)负极性加工(概念)一般:短脉冲精加工时采用正极性加工(工件接正极)长脉冲粗加工时采用负极性加工(工件接负极),3.特点可用软的工具加工硬韧的工件，甚至可加工聚晶金刚石、立方氮化硼一类超硬材料。不产生切削力引起的残余应力和变形，特别适宜复杂形状的工件、低刚度工件及微细结构的加工。(材料去除是靠放电时的电热作用实现的，电极和工件间不存在切削力)。调整容易，可以在同一台机床上完成粗、细、精三个阶段的加工。易于实现自动化。局限性为：加工速度较慢和工具电极存在损耗，影响加工效率和成形精度。,4.2.2应用1.电火花穿孔穿孔2.电火花型腔加工3.电火花线切割加工线切割,线切割,4.3电解加工ECM(电化学加工)是利用金属在电解液中可以产生阳极溶解的电化学原理来进行加工的一种方法。,4.3.1加工原理与特点1.基本原理,2.特点能加工各种硬度与强度的金属材料；生产率高，其加工速度约为电火花加工的510倍，约为机械切削加工的310倍；加工中无切削力，不产生残余应力、飞边与毛刺；表面质量高，Ra为1.250.2m。加工过程中工具阴极无损耗。弱点和局限性：加工稳定性不高，不易达到较高的加工精度。电解液过滤、循环装置庞大，占地面积大，电解液对设备有腐蚀作用；电解液及电解产物容易污染环境。,4.3.2电解加工的应用加工各种深孔型孔型腔和复杂成型表面。如炮管膛线、叶片型面、模具型腔与花键、异型孔及复杂零件的薄壁结构等。电解去毛刺电解刻字1.电解整体叶轮,2.深孔扩孔加工3.电解去毛刺,4.3.3电解磨削ECG（复合加工）它靠阳极金属的电化学溶解(占95%98%)和机械磨削作用(占2%5%)相结合进行复合加工。,4.4激光加工LBM,是利用光能量进行加工的一种方法。它可以用于打孔、切割、雕刻、焊接、热处理等。4.4.1加工原理与特点1.基本原理,2.特点功率密度高，几乎能加工所有材料；如高温合金、石英、金刚石、橡胶等。加工速度快变形小且工具无损耗；可透过玻璃等透明介质对工件进行加工；能聚焦成极细的激光束，可进行精密细微加工。,4.4.2激光加工的应用1.激光打孔:孔径0.011mm.焦点位置2.激光切割:厚度大，割缝宽度仅为0.10.2mm.3.激光焊接4.激光热处理,4.5离子束加工IBM,是利用离子束对材料进行成形和改性的加工方法。4.5.1加工原理与特点1.基本原理离子束加工是在真空条件下，将离子源产生的离子束经加速与聚焦，使之打到工件表面。离子带正电荷，其质量比电子大千、万倍,比电子束具有更大的撞击动能，它是靠微观的机械撞击能量而不是靠动能转化为热能来加工的。加速到1万几万电子伏特-离子铣削加速到几十万电子伏特-离子镀膜-离子注入,2.特点离子柬流密度与离子能量可精确控制，可进行“原子级加工”或“毫微米级加工”，是所有特种加工方法中最精密最微细的加工方法,上当代毫微米加工技术的基础.在真空中加工，污染少，工件材料不易氧化。加工应力与变形极小，质量高。设备费用贵，加工效率低，应用受到一定限制。,4.5.2离子束加工的应用1.离子溅射如果将离子加速到几十几千电子伏时，即可用于离子溅射加工。2.离子刻蚀又称离子铣削。如果将离子加速到一万几万电子伏，且离子入射方向与被加工表面成2530时，离子可将工件表面的原子或分子逐个撞击出去，实现离子铣削、离子蚀刻或离子抛光等。3.离子注入如果将离子加速到几十万电子伏或更高时，离子可穿入被加工材料内部，从而达到改变材料化学成分的目的。离子束加工加工技术被认为是最有前途的微细加工方法之一。,4.6超声加工USM,是利用工具作超声振动，通过悬浮液中磨料的高速轰击进行加工的方法。4.6.1加工原理与特点1.基本原理机械撞击抛磨作用空化作用（概念）,2.特点适合于加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料。如玻璃、宝石、陶石及各种半导体材料。工件受力小，变形小。精度可达0.01一0.05mm，表面粗糙度可达Ra0.63一0.08。采用成形法原理加工机床结构简单。超声加工的生产率较低