加工章特种加工

1、加工章特种加工,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

2、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,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

3、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

4、毛刺 电解刻字 1.电解整体叶轮 “套料法加工”,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 必

5、须采用极高的功率密度，使加工部分快速蒸发，并 防止加工区外的材料由于传热而温度上升以致熔化。因 此，打孔适宜采用脉冲激光，经过多次重复照射后完成 打孔加工。（孔径0.011mm. ） 焦点位置 激光打孔的最大优点是 效率非常高，在切削加工方法的百分之一以下。,2.激光切割: 原理和激光打孔的原理基本相同 ，但要沿X、 Y方向进行相对移动。 切割时可在激光照射部位同时喷吹氧（对金 属）、氮（对非金属）促进照射点的熔化 。 激光切割不仅具有切缝窄（宽度仅为0.10.2mm）、速度快、热影响区小、成本低等优 点，而且可以十分方便地切割出各种曲线形状。 目前已用激光切割加工飞机蒙皮、蜂窝结构大规模集成

6、电路中 。 可进行激光雕刻 。,3.激光焊接 只要将激光束直接辐射到材料表面，使材料局部熔化， 以达到焊接的目的。 优点是： 焊接过程迅速， 生产效率高， 被焊材料不易氧化， 热影响区及变形很小； 焊接无焊渣，也不需要去除工件的氧化膜； 不仅能焊接同类材料，而且还可以焊接不同种类的材料， 特别适合于微型精密焊接及对热敏感性很强的晶体管元件的焊接。,4.激光热处理 可对铸铁、中碳钢、甚至低碳钢等材料进行激光表面 淬火。 淬火层的硬度比常规淬火约高20，而且产生的变形小， 解决了低碳钢的表面淬火强化问题。 （冷速可达5000/s）。 优点： 加热速度极快，工件不产生热变形； 不需淬火介质便可获得超

7、高硬度的表面； 不必使用炉子加热， 特别适合大型零件的表面淬火及形状复杂零件（如齿轮）的表面淬火。,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

8、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