《特种加工技术》教案_
- 格式:doc
- 大小:1.75 MB
- 文档页数:116
特种加工教案范文一、教案概述:本教案是针对高中特种加工课程设计的一节课教案。
通过本次课程的学习,学生将了解特种加工的基本概念和原理,掌握特种加工的几种常用方法,并能运用所学知识解决实际问题。
教学目标:1.了解特种加工的定义和分类;2.掌握特种加工的四种常用方法;3.了解特种加工在实际生产中的应用;4.运用所学知识解决实际问题。
二、教学重点和难点重点:特种加工的基本概念和原理,几种常用方法的掌握。
难点:特种加工在实际生产中的应用,运用所学知识解决实际问题。
三、教学过程1.导入(5分钟)通过展示一些实际生产中用到的特种加工产品,激发学生对特种加工的兴趣,引入本次课程。
2.知识讲解(10分钟)(1)特种加工的定义和分类:特种加工是指一种特殊的机械加工过程,它用于生产一些形状复杂、精度高、表面要求特殊的零件。
特种加工分为四种类型:激光加工、电火花加工、水刀加工和三维打印。
(2)特种加工的原理:激光加工是利用激光束的高能量在工件表面产生瞬间高温,使工件表面蒸发或熔化,从而实现加工的目的。
电火花加工是通过电火花的连续冲击,使工件表面产生放电爆炸,从而实现加工的目的。
水刀加工是利用高压水流和磨料颗粒的高速冲击力进行加工。
三维打印是一种通过逐层堆积材料以实现三维物体建造的技术。
3.学习方法训练(15分钟)(1)特种加工的应用:分组讨论,学生可以选择一个特种加工方法,查找相关资料,了解其在实际生产中的应用,并向全班做简单的介绍。
(2)案例分析:给出一个特种加工的实际案例,要求学生分析问题,选择合适的特种加工方法,并给出解决方案。
4.实践操作(30分钟)(1)选择一种特种加工方法,老师向全班进行简单的操作演示。
(2)学生分组进行实践操作,通过完成特定任务来锻炼特种加工的操作能力。
5.总结讲评(10分钟)学生按小组进行总结讲评,每组选一个代表进行汇报。
6.作业布置(5分钟)要求学生以小组为单位,选择一个特种加工方法,在实验室或图书馆进行进一步研究,并提交一份小结报告。
《特种加工技术》教案2016 学年第2 学期课程类型:理实一体化授课班级:15级数控技术授课教师:蔡文华2016年9月11 日一体化教案教学过程一、组织教学。
(5分钟)1、点名并登记好出勤情况。
2、讲解注意事项、检查学生自身安全隐患并排除。
3、让学生合编成几个小组、以小组组长为每组负责人。
二、导入新课。
(5分钟)特种加工产生的条件,之所以产生特种加工普通机械加工满足不了加工的要求。
一些难加工的材料、一些有特殊要求的零件、加工效率(生产率)、生产成本等等都需要特种加工。
比较普通加工与特种加工的区别来引入课题。
随着社会生产的需要和科学技术的进步,20世纪40年代,前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因,发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉,开创和发明了电火花加工。
后来,由于各种先进技术的不断应用,产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。
这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM,Non-Traditional Machining),也被称为非传统加工技术,其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上,从而实现材料去除。
三、理论新授。
(一)电火花加工的基本原理及机理(35分钟)(重点讲解)1、电火花加工的基本原理电火花加工又称为放电加工(electrical discharge machining,EDM),其加工过程与传统的机械加工完全不同。
电火花加工是一种电能、热能加工方法。
电火花加工的基本原理是利用工具和工件(正、负电极)之间产生脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属,以达到对零件的尺寸、形状及表面质量的加工要求。
利用电腐蚀现象加工的条件(1)工具电极和工件被加工表面之间应保持一定的放电间隙。
(2)火花放电必须在有一定绝缘性能的工作介质中进行。
(3)火花放电必须是瞬时的脉冲性放电,而不是持续电弧放电。
(三)电火花加工机床简介(15分钟)HCD300K型机床型机床的主要规格及技术参数、电火花加工机床结构图2-6 电火花机床1)、机床本体机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分组成。
课题:概论课时:2授课:尹有根教学目标:特种加工的概念、特点及发展、分类教学重点:1 特种加工的特点及发展2 特种加工的分类特种加工的概念一、引入课题:特种加工产生的条件,之所以产生特种加工普通机械加工满足不了加工的要求。
一些难加工的材料、一些有特殊要求的零件、加工效率(生产率)、生产成本等等都需要特种加工。
比较普通加工与特种加工的区别来引入课题。
二、讲课内容1、特种加工的产生及定义随着社会生产的需要和科学技术的进步,20世纪40年代,前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因,发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉,开创和发明了电火花加工。
后来,由于各种先进技术的不断应用,产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。
这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM,Non-Traditional Machining),也被称为非传统加工技术,其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上,从而实现材料去除。
可播放特种加工的一些视频。
特种加工的特点及发展特种加工的分类一、复习旧课:特种加工产生的原因及定义。
二、引入新课:特种加工范围广但有一些共性。
与机械加工比起来有以下的一些特点。
三、讲课内容1、与传统的机械加工相比,特种加工的不同点是:(1) 不是主要依靠机械能,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属材料。
(2) 加工过程中工具和工件之间不存在显着的机械切削力,故加工的难易与工件硬度无关。
(3) 各种加工方法可以任意复合、扬长避短,形成新的工艺方法,更突出其优越性,便于扩大应用范围。
正因为特种加工工艺具有上述特点,所以就总体而言,特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料,且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。
2、特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面:(1) 微细化。
(2) 特种加工的应用领域正在拓宽。
《特种加工技术》教案3广东工贸职业技术学院成人教育(广州市南华工贸职业技术学校教学点)教学案例“特殊加工技术”教学案例XXXX年2学期课程类型:综合理论与实践课:15级数控技术教师:蔡文华256 199广东工贸职业技术学院成人教育(广州南华工贸技工学校教学点)教学计划综合教学计划小批量零件线切割1。
掌握电火花线切割加工的原理、特点和应用;2.了解WEDM的基本流程法;3.熟悉WEDM机床的部件和功能题目名称理论2班训练2班题目目标总4班教学日期自其在XXXX诞生以来,发展迅速,已逐渐成为一种高度精确和自动化的电气加工方法。
它已广泛应用于模具、成形工具、难加工材料和精密复杂零件的制造。
目前,WEDM已经占到了电火花机床的60%以上电火花线切割加工是一种以电极丝为工具的放电加工,也称为电极丝放电加工。
其特征是线电极双向高速运动,工件相对于电极沿x和y方向的任意轨迹运动,直接利用电能和热能进行尺寸加工。
第三,新格兰特理论(1)WEDM的原理、特点和应用(35分钟)(着重解释)1。
WEDM的发展经过半个多世纪的发展,WEDM已经成为先进制造技术的重要组成部分电火花线切割加工(WEDM)不需要成型电极,可以方便地加工形状复杂、厚度大的工件,并且工件材料的预处理量少,因此在模具制造、新产品试制和零件加工中得到了广泛的应用。
2.WEDM原理(结合实物讲解)广东工贸职业技术学院WEDM成人教育原理(广州南华工贸职业技术学校教学点)教学案例1-线存储鼓;2-括号;3-导向轮;4—钼丝;5脉冲电源;6-工件;7-绝缘基板3,WEDM和EDM的异同1)WEDM和EDM的相似性1)WEDM的电压和电流波形与EDM的基本相似(2)WEDM的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律,材料的可加工性与电火花加工基本相似,所有导电材料如硬质合金均可加工。
2)WEDM和EDM的区别(1) WEDM使用非常细的金属线作为工具电极,可以加工精细的异形孔、窄缝和复杂形状的工件,但不能加工盲孔。
特种加工技术一、特种加工就是当传统切削加工方法对产品(或材料)无法实施或保证不了规定的精度要求时而应用物理的(力、热、声、光、电)或化学的方法进行加工的手段。
二、特种加工与传统切削加工方法在原理上的主要区别:1)用机械能以外的其他能量去除工件上多余的材料,以达到图样上全部技术要求。
2)打破传统的硬刀具加工软材料的规律,刀具硬度可低于被加工材料的硬度,可谓“以柔克刚”。
3)在切削加工中,工具与工件不受切削力的作用。
三、特种加工的分类:1)电能与热能作用方式有:电火花成形与穿孔加工、电火花线切割加工、电子束加工和等离子束加工。
2)电能与化学能作用方式有:电解加工、电铸加工和刷镀加工。
3)化学能与机械能作用方式有:电解磨削、电解珩磨。
4)声能与机械能作用方式有:超声波加工5)光能与热能作用方式有:激光加工。
6)电能与机械能作用方式有:离子束加工。
7)液流能与机械能作用方式有:挤压珩磨和水射流切割。
第一节电火花加工一、电火花加工的原理1、电火花加工(放电加工或电蚀加工):利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温来熔蚀材料。
工具和工件与电源的两极相接,均浸在有一定绝缘度的流体介质(通常用煤油或矿物油)中。
脉冲电压加到两极之间,在工具电极向工件电极运动中,将极间最近点的液体介质击穿,形成火花放电。
由于放电通道截面积很小,通道中的瞬时高温使材料熔化和气化。
单个脉冲能使工件表面形成微小凹坑,而无数个脉冲的积累将工件上的高点逐渐熔蚀。
随着工具电极不断地向工件作进给运动,工具电极的形状便被复制在工件上。
加工过程中所产生的金属微粒,则被流动的工作液流带走。
同时,总能量的一小部分也释放到工具电极上形成一定的工具损耗。
1-工件2-脉冲电源3-自动进给调节装置4-工具 5-工作液 6-过滤器7-工作液泵 8-被蚀除的材料2、电火花加工应具备如下条件: 1)、工具电极和工件电极之间必须保持一定的间隙。
这可由自动进给调节装置调节。
特种加工教案范文一、教学目标:1.了解特种加工的概念和应用领域;2.掌握特种加工的基本工艺和常用设备;3.能够根据不同工件的特点选择合适的特种加工方法;4.培养学生的创新意识和问题解决能力。
二、教学重点与难点:1.特种加工的概念和应用领域;2.特种加工的基本工艺和常用设备;3.特种加工方法的选择原则;4.创新意识和问题解决能力的培养。
三、教学过程:1.导入(5分钟)教师简要介绍特种加工的概念和应用领域,并引入本节课的主题。
2.知识讲解(15分钟)教师详细讲解特种加工的基本工艺和常用设备,包括激光切割、电火花加工、激光焊接等,并结合实例说明其应用领域。
3.课堂练习(20分钟)教师出示几个工件的图纸,让学生分组讨论并确定最合适的特种加工方法,并给出理由。
每组派代表进行汇报和讨论,教师给予评价并指导。
4.创新实践(30分钟)教师向学生提出一个实际问题,要求学生应用特种加工的知识和技能进行解答和解决,并鼓励学生进行创新思考。
学生在小组内进行讨论,然后每组派代表进行汇报和讨论,教师给予评价和指导。
5.总结归纳(5分钟)教师对本节课的重点内容进行总结归纳,并强调培养创新意识和问题解决能力的重要性。
6.作业布置(5分钟)教师布置作业,要求学生利用互联网等资源查找特种加工的新技术和应用案例,并撰写一篇报告。
作业要求包括报告的结构、内容和格式。
四、教学评价:通过课堂练习和创新实践,评价学生是否掌握了特种加工的基本工艺和常用设备,并能根据工件特点选择合适的特种加工方法。
另外,评价学生的创新意识和问题解决能力。
五、教学反思:特种加工是现代制造业不可或缺的一环,教学内容紧密结合工业实践,能够激发学生的学习兴趣和创新意识。
课程设置了课堂练习和创新实践环节,能够让学生进行主动学习和实践探究,培养学生的问题解决能力。
此外,教师布置了查找资料并撰写报告的作业,能够帮助学生深化对特种加工的理解和应用。
整体教学过程有序,环节设置合理,既注重知识的讲解和练习,又注重学生的创新思维和能力培养。
《特种加工技术》课程教学大纲英文名称:Technology of Special Machining课程类型:专业课学时/学分:40/2.5适用专业:数控应用技术(专科)一、课程性质、目的和任务性质:数控电火花线切割加工技术是高校工程专科数控加工技术专业所必修的一门专业课。
任务:1.初步掌握数控电火花线切割机床的结构与工作原理;2.熟悉数控电火花线切割加工的编程方法;3.初步掌握数控电火花线切割的加工工艺;4.熟悉数控电火花线切割机床的精度检验方法;5.熟悉CAXA数控电火花线切割加工的软件。
二、教学基本要求1.熟悉线切割加工的放电基本原理、走丝原理及X、Y坐标工作台运动原理,了解其特点和分类。
2.了解线切割加工的主要名词术语及安全技术规程。
3.了解线切割机床的使用规则及维护保养方法。
4.了解线切割机床的型号和主要技术参数。
5.了解线切割机床的各部分结构特点和工作原理。
6.初步掌握线切割基本编程方法。
7、了解线切割加工的步骤和要求。
8、基本掌握常用夹具和工件的正确装夹方法。
9、了解线切割工作液对工艺指标的影响。
10、熟悉电极丝对线切割工艺性能的影响。
11、熟悉穿丝孔加工及其影响。
12、初步掌握线切割工艺参数的选择;了解线切割加工产生废品的原因和预防方法。
13、基本掌握线切割加工的某些工艺技巧。
14、了解线切割机床的常用量具。
15、熟悉线切割机床的精度检验、数控精度检验及工作精度。
16、熟悉CAXA数控电火花线切割加工的软件。
三、课程内容第一章数控电火花线切割加工原理第二章数控电火花线切割机床第三章数控电火花线切割编程第四章数控电火花线切割工艺第五章数控电火花线切割机床的精度检验方法第六章CAXA数控电火花线切割加工四、实验1.线切割机床自动编程方法实验(4学时)2. 线切割机床加工参数关系实验(4学时)五、学时分配六、选用教材教材:《数控电火花线切割加工技术》 2000年2月第一版哈尔滨工业大学出版社参考教材:1.复旦大学主编,《数字程序控制线切割机床》,国防工业出版社2.王志尧,《电火花线切割工艺》,原子能出版社七、说明1.修订大纲的指导思想为适应国内外特种加工技术飞速发展的形势,其教学必须及时在体系和内容上加以更新,以便能适应培养高素质特种加工技术应用人才的需要。
《特种加工技术》课程教学大纲一、课程性质和任务:课程性质:《特种加工技术》是计算机辅助设计与制造、模具设计与制造专业开设的一门专业课。
课程任务:其任务是使学生掌握电火花加工技术的基本原理及电火花机床的基本操作,了解电化学加工、超声加工、激光加工、电子束和离子束加工等特种加工方法的基本原理主要特点和范围。
本课程的前期课程:《机械设计基础》、《数控机床的编程与加工》本课程的后续课程:《毕业顶岗实习》二、课程基本要求:通过本课程的教学,在理论知识和能力培养两方面要求学生达到下述目标:1.知识目标○1掌握电火花机床的基本原理、基本设备、工艺规律、主要特点和范围。
○2掌握电火花线切割机床的基本原理、基本设备、工艺规律、主要特点和范围。
○3了解其他特种加工的基本原理及主要特点。
2.技能目标○1能够独立操作电火花机床加工常见工件;○2能够独立操作电火花线切割机床加工常见工件;○3能够正确分析电火花、电火花线切割加工中的常见故障。
3.职业素质目标①严格遵守操作规程;②保持工作环境整洁、爱护设备;③善于沟通,具备良好的团队合作精神;三、教学条件1.教学环境为保证理论与实际操作密切结合,将“教、学、做”融为一体;实训课由二位教师上课,以便于对学生的操作进行个别指导。
2.实训设备2台电火花机床、2台线切割机床3.教学实施必备文件1)教学进度计划表:2)电子课件:3)学生考勤表及课程考核记录表。
四、教学前提要求(一)学生能力要求:1.具备工程图的识读能力;2.具备手工和计算机绘制工程图的能力;3.具备机械钳工的基本技能;4.具备基本的数控机床操作能力。
(二)教师能力要求:1.熟悉塑料模具、冲压模具结构;2.具备较好的机械设计能力;3.具有数控编程能力;4.熟练操作电火花机床或线切割机床。
五、教学内容与学时安排六、教学组织与方法建议教学设计以具备完整工作过程的项目作为一个学习单元,不同学习单元的设计要从系统化的角度出发,遵循从简单到复杂的认知规律,突出以学生为主体、教师引导为辅的行动导向教学。
《特种加工技术》教案2016 学年第2 学期课程类型:理实一体化授课班级:15级数控技术授课教师:蔡文华2016年9月21 日一体化教案教学过程电解液中的电化学反应二)电解质溶液凡溶于水后能导电的物质叫做电解质。
活泼金属的双电层当溶解与沉积过程的速率相等时,即达到动态平衡。
当金属溶解倾向大于金属离路。
优点:设备简单,操作方便,生产率高缺点:电源功率较大,加工精度及Ra不太均匀,阴极刚性弱3、型腔加工用于尺寸较大、形状复杂的型腔加工,生产率高,表面质量好,但加工精度不太高。
多用于锻模型腔加工,精度控制在±0.1~阴极设计制造是关键。
用成型精度高的电解液或混气加工时,阴极设计较易。
为使流场均匀,阴极对应处加开增液孔。
近年发展用简单形状电极的数控电解加工,柔性好,减少准备时间,电源容量小,但加工速度降低支撑螺柱与上机头部件产生碰撞示意图图中1为磨粒,2为导电砂轮的结合剂(钢或石墨),3为被加工工件,图中1为磨粒,2为导电砂轮的结合剂(钢或石墨),3为被加工工件,(阳极钝化薄膜),间隙被电解液5充满。
电流从工件3通过电解液通路,于是工件(阳极)表面的金属在电流和电解液的作用下发生电解作用(电化学腐蚀),被氧化成为一层极薄的氧化物或氢氧化物薄膜4,一般称它为阳极薄膜。
《特种加工技术》教案设计5加工效率高(3~5倍);可以提高加工精度及表面质量;砂轮的刀具的刃口不易磨得非常锋利;设备需要防蚀防锈处理;需要吸气和排气装置;需要电解电源、电解液及循环装置。
电解抛光也是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解对工件表面进行腐蚀抛光的,它只是一种表面光整加工方法,用于改善工件的表面粗糙度和表面物理力学性能,不用于对工件形状和尺寸加工。
它和电解加工的主要区别是工件和工具之间的加工间隙大,这样有利于表面的均匀溶解;电流密度也比较小;电解液一般不流动,必要时11 / 11。
课题:概论课时:2授课:尹有根教学目标:特种加工的概念、特点及发展、分类教学重点:1 特种加工的特点及发展2 特种加工的分类1.1 特种加工的概念一、引入课题:特种加工产生的条件,之所以产生特种加工普通机械加工满足不了加工的要求。
一些难加工的材料、一些有特殊要求的零件、加工效率(生产率)、生产成本等等都需要特种加工。
比较普通加工与特种加工的区别来引入课题。
二、讲课内容1、特种加工的产生及定义随着社会生产的需要和科学技术的进步,20世纪40年代,前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因,发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉,开创和发明了电火花加工。
后来,由于各种先进技术的不断应用,产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。
这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM,Non—Traditional Machining),也被称为非传统加工技术,其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上,从而实现材料去除.©可播放特种加工的一些视频。
1.2 特种加工的特点及发展1.3 特种加工的分类一、复习旧课:特种加工产生的原因及定义.二、引入新课:特种加工范围广但有一些共性。
与机械加工比起来有以下的一些特点。
三、讲课内容1、与传统的机械加工相比,特种加工的不同点是:(1) 不是主要依靠机械能,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属材料。
(2)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力,故加工的难易与工件硬度无关.(3)各种加工方法可以任意复合、扬长避短,形成新的工艺方法,更突出其优越性,便于扩大应用范围。
正因为特种加工工艺具有上述特点,所以就总体而言,特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料,且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。
2、特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面:(1) 微细化。
课题:概论课时:2授课:尹有根教学目标:特种加工的概念、特点及发展、分类教学重点:1 特种加工的特点及发展2 特种加工的分类1.1 特种加工的概念一、引入课题:特种加工产生的条件,之所以产生特种加工普通机械加工满足不了加工的要求。
一些难加工的材料、一些有特殊要求的零件、加工效率(生产率)、生产成本等等都需要特种加工。
比较普通加工与特种加工的区别来引入课题。
二、讲课内容1、特种加工的产生及定义随着社会生产的需要和科学技术的进步,20世纪40年代,前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因,发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉,开创和发明了电火花加工。
后来,由于各种先进技术的不断应用,产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。
这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM,Non-Traditional Machining),也被称为非传统加工技术,其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上,从而实现材料去除。
©可播放特种加工的一些视频。
1.2 特种加工的特点及发展1.3 特种加工的分类一、复习旧课:特种加工产生的原因及定义。
二、引入新课:特种加工范围广但有一些共性。
与机械加工比起来有以下的一些特点。
1、与传统的机械加工相比,特种加工的不同点是:(1) 不是主要依靠机械能,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属材料。
(2) 加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力,故加工的难易与工件硬度无关。
(3) 各种加工方法可以任意复合、扬长避短,形成新的工艺方法,更突出其优越性,便于扩大应用范围。
正因为特种加工工艺具有上述特点,所以就总体而言,特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料,且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。
2、特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面:(1) 微细化。
特种加工技术教案绪论1.1 特种加工的概念一、引入课题:特种加工产生的条件,之所以产生特种加工普通机械加工满足不了加工的要求。
一些难加工的材料、一些有特殊要求的零件、加工效率(生产率)、生产成本等等都需要特种加工。
比较普通加工与特种加工的区别来引入课题。
二、讲课内容1、特种加工的产生及定义随着社会生产的需要和科学技术的进步,20世纪40年代,前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因,发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉,开创和发明了电火花加工。
后来,由于各种先进技术的不断应用,产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。
这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM,Non-Traditional Machining),也被称为非传统加工技术,其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上,从而实现材料去除。
©可播放特种加工的一些视频。
三、作业1.2 特种加工的特点及发展1.3 特种加工的分类一、复习旧课:特种加工产生的原因及定义。
二、引入新课:特种加工范围广但有一些共性。
与机械加工比起来有以下的一些特点。
三、讲课内容1、与传统的机械加工相比,特种加工的不同点是:(1) 不是主要依靠机械能,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属材料。
(2) 加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力,故加工的难易与工件硬度无关。
(3) 各种加工方法可以任意复合、扬长避短,形成新的工艺方法,更突出其优越性,便于扩大应用范围。
正因为特种加工工艺具有上述特点,所以就总体而言,特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料,且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。
2、特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面:(1) 微细化。
(2) 特种加工的应用领域正在拓宽。
(3) 广泛采用自动化技术。
3、我国特种加工技术的发展情况我国的特种加工技术起步较早。
20世纪50年代中期我国工厂已设计研制出电火花穿孔机床,60年代末上海电表厂张维良工程师在阳极—机械切割的基础上发明了我国独创的快走丝线切割机床,4、特种加工的分类分类没有明确的规定,一般按能量来源和作用形式以及加工原理可分为表1-1所示的形式表1-1 常用特种加工方法的分类依据工件材料、尺寸、形状、精度、生产率、经济性等情况作具体分析,区别对待,合理选择特种加工方法。
如表1-2所示表1-2 几种常见特种加工方法的综合比较四、总结:1、特种加工的特点和发展方向。
2、特种加工的分类2.1 电火花加工的物理本质及特点一、复习旧课:与机械加工比较特种加工的特点及它的发展方向和分类。
二、引入新课:电火花加工是特种加工的典型代表。
我们看见电火花加工中有火花产生材料就被蚀除掉了这是什么原因呢?三、讲课内容:1、电火花加工的物理本质电火花加工基于电火花腐蚀原理,是在工具电极与工件电极相互靠近时,极间形成脉冲性火花放电,在电火花通道中产生瞬时高温,使金属局部熔化,甚至气化,从而将金属蚀除下来。
分为以下几个阶段(如图2-1所示):图2-1 电火花加工原理(1) 极间介质的电离、击穿,形成放电通道(如图2-1(a)所示)。
(2) 电极材料的熔化、气化热膨胀(如图2-1(b)、(c)所示)。
(3) 电极材料的抛出(如图2-1(d)所示)。
(4) 极间介质的消电离(如图2-1(e)所示)。
加工液流入放电间隙,将电蚀产物及残余的热量带走,并恢复绝缘状态。
上述步骤(1)~(4)在一秒内约数千次甚至数万次地往复式进行,即单个脉冲放电结束,经过一段时间间隔(即脉冲间隔)使工作液恢复绝缘后,第二个脉冲又作用到工具电极和工件上,又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电,蚀出另一个小凹坑。
(如图2-2所示)。
所以电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐累积而成的去除金属的加工方式。
图2-2 电火花表面局部放大图2、电火花加工、电火花线切割加工的特点1).共同特点(1) 二者的加工原理相同,都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的,所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关,加工中不存在显著的机械切削力。
(2) 二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似,可以加工硬质合金等一切导电材料。
(3) 最小角部半径有限制。
电火花加工中最小角部半径为加工间隙,线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。
2).不同特点(1) 从加工原理来看,电火花加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法(如图2-3所示)。
而线切割加工是利用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极,对工件进行脉冲火花放电,切割成型的一种工艺方法,如图2-4所示。
图2-3 电火花加工图2-4 线切割加工(2) 从产品形状角度看,电火花加工必须先用数控加工等方法加工出与产品形状相似的电极;线切割加工中产品的形状是通过工作台按给定的控制程序移动而合成的,只对工件进行轮廓图形加工,余料仍可利用。
(3) 从电极角度看,电火花加工必须制作成型用的电极(一般用铜、石墨等材料制作而成);线切割加工用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极。
(4) 从电极损耗角度看,电火花加工中电极相对静止,易损耗,故通常采用多个电极加工;而线切割加工中由于电极丝连续移动,使新的电极丝不断地补充和替换在电蚀加工区受到损耗的电极丝,避免了电极损耗对加工精度的影响。
(5) 从应用角度看,电火花加工可以加工通孔、盲孔,特别适宜加工形状复杂的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花纹等(如图2-5(a)所示);而线切割加工只能加工通孔,能方便地加工出小孔、形状复杂的窄缝及各种形状复杂的零件(如图2-5(b)所示)。
(a) 电火花加工产品(b) 线切割加工产品图2-5 加工产品实例四、总结:1、电火花加工的物理本质2、电火花加工、电火花线切割加工的异同点五、作业:1、电火花加工的物理本质是什么?2、电火花加工与电火花线切割加工的异同点是什么?2.2 电火花加工机床简介一、复习旧课: 电火花加工的物理本质及电火花加工、电火花线切割加工的异同点。
二、引入课题:知道了电火花加工的本质,接下来分开来介绍电火花加工和线切割加工。
先看看电火花加工。
三、讲课内容:1、机床型号、规格、分类我国国标规定,电火花成型机床均用D71加上机床工作台面宽度的1/10表示。
例如D7132中,D表示电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床,则在D后加K,即DK);71表示电火花成型机床;32表示机床工作台的宽度为320 mm。
电火花加工机床按其大小可分为小型(D7125以下)、中型(D7125~D7163)和大型(D7163以上);按数控程度分为非数控、单轴数控和三轴数控。
2、电火花加工机床结构电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成,如图2-6所示。
图2-6 电火花机床1)、机床本体机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分组成。
机床主轴头和工作台常有一些附件,如可调节工具电极角度的夹头、平动头、油杯等。
本节主要介绍平动头。
在电火花加工中当用一个电极进行粗加工时,将工件的大部分余量蚀除掉后,其底面和侧壁四周的表面粗糙度很差,为了将其修光,就得转换规准逐挡进行修整。
但由于中、精加工规准的放电间隙比粗加工规准的放电间隙小,若不采取措施则四周侧壁就无法修光了。
平动头就是为解决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的。
平动头是一个使装在其上的电极能产生向外机械补偿动作的工艺附件。
平动头的动作原理是:利用偏心机构将伺服电机的旋转运动通过平动轨迹保持机构转化成电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动,许多小圆的外包络线面积就形成加工横截面积,如图2-7所示,其中每个质点运动轨迹的半径就称为平动量,其大小可以由零逐渐调大,以补偿粗、中、精加工的电火花放电间隙δ之差,从而达到修光型腔的目的。
图2-7 平动头扩大间隙原理图(a) 机械式平动头(b) 数控平动头图2-8 平动头外形2)、脉冲电源在电火花加工过程中,脉冲电源的作用是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流,向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。
脉冲电源输入为380 V、50 Hz的交流电,其输出应满足如下要求:(1) 要有一定的脉冲放电能量,否则不能使工件金属气化。
(2) 火花放电必须是短时间的脉冲性放电,这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分,从而有效地蚀除金属,提高成型性和加工精度。
(3) 脉冲波形是单向的,以便充分利用极性效应,提高加工速度和降低工具电极损耗。
(4) 脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间歇等)有较宽的调节范围,以满足粗、中、精加工的要求。
(5) 有适当的脉冲间隔时间,使放电介质有足够时间消除电离并冲去金属颗粒,以免引起电弧而烧伤工件。
※弛张式脉冲电源弛张式脉冲电源是最早使用的电源,它是利用电容器充电储存电能,弛张式脉冲电源结构简单,使用维修方便,加工精度较高,粗糙度值较小,但生产率低,电能利用率低,加工稳定性差,故目前这种电源的应用已逐渐减少。
如图2-9所示图2-9 RC线路脉冲电源※闸流管脉冲电源闸流管是一种特殊的电子管,当对其栅极通入一脉冲信号时,便可控制管子的导通或截止,输出脉冲电流。
由于这种电源的电参数与加工间隙无关,故又称为独立式电源。
闸流管脉冲电源的生产率较高,加工稳定,但脉冲宽度较窄,电极损耗较大。
※晶体管脉冲电源晶体管脉冲电源其输出功率大,电规准调节范围广,电极损耗小,故适应于型孔、型腔、磨削等各种不同用途的加工。
晶体管脉冲电源已越来越广泛地应用在电火花加工机床上。
四、总结1、电火花机床型号、规格、分类2、电火花机床的机床本体和脉冲电源的结构和特点2.2 电火花加工机床简介一、复习旧课:电火花机床型号、规格、分类及电火花机床的机床本体和脉冲电源的结构和特点。
二、引入新课:上次课介绍了电火花的平动头和脉冲电源是电火花机床厂家的核心机密,今天继续看以下另外的两个部件。
三、讲课内容3、自动进给调节系统在电火花成型加工设备中,自动进给调节系统占有很重要的位置,它的性能直接影响加工稳定性和加工效果。
电火花成型加工的自动进给调节系统,主要包含伺服进给系统和参数控制系统。
伺服进给系统主要用于控制放电间隙的大小,而参数控制系统主要用于控制电火花成型加工中的各种参数(如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等),以便能够获得最佳的加工工艺指标等。
1) 伺服进给系统的作用及要求在电火花成型加工中,电极与工件必须保持一定的放电间隙。
伺服进给系统一般有如下要求(1) 有较广的速度调节跟踪范围。