特种加工课件

§6-2 电火花线切割加工
一、电火花线切割加工的原理： 电火花线切割加工的原理：
电火花线切割加工与电火花成形加工的基本原 理一样， 理一样，都是基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀 原理，实现零部件的加工。所不同的是， 原理，实现零部件的加工。所不同的是，电火花
线加工不需要制造复杂的成形电极， 线加工不需要制造复杂的成形电极，而是 利用移动的细金属丝（钼丝或铜丝） 利用移动的细金属丝（钼丝或铜丝）作为 工具电极，工件按照预定的轨迹运动，“切割” 工具电极，工件按照预定的轨迹运动， 切割”
§6-3 电解加工
一、电解加工的原理
电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解 的原理实现金属零件的成形加工。 的原理实现金属零件的成形加工。 电解加工原理如图6－ 所示 以工件为阳极（ 所示。 电解加工原理如图 －4所示。以工件为阳极（接 直流电源的正极）、工具为阴极（ ）、工具为阴极 直流电源的正极）、工具为阴极（接直流电源的负 ），两极之间加 两极之间加6～ 的直流电压， 极），两极之间加 ～24V的直流电压，电解液以 的直流电压 5～60m/s的速度从两极之间的 ～ 的速度从两极之间的
成不同的形状和尺寸， 成不同的形状和尺寸，就可以加工出各种复杂形 状的型孔、型腔、成形表面， 状的型孔、型腔、成形表面，不需要使工具和工件做
较复杂的相对运动。 较复杂的相对运动。 5. 与电火花加工、电解加工相比，采用超声波加工硬质金属材 与电火花加工、电解加工相比，采用超声波加工硬质金属材 料的效率较低。 料的效率较低。
二、电解加工的特点和应用： 电解加工的特点和应用：
电解加工的应用范围和发展速度仅次于电火花加工， 电解加工的应用范围和发展速度仅次于电火花加工， 已成功地应用于机械制造领域。其主要特点是： 已成功地应用于机械制造领域。其主要特点是： （1） 能以简单的直线进给运动一次加工出复杂的型 ） 面和型腔，如锻模、叶片等，设备构成简单。 面和型腔，如锻模、叶片等，设备构成简单。 高硬度、 （2） 可以加工高硬度、高强度和高性能等难以切削 ） 可以加工高硬度 高强度和高性能等难以切削 加工的金属材料，如淬火钢、钛合金、不锈钢、 加工的金属材料，如淬火钢、钛合金、不锈钢、硬质 合金等。 合金等。 3） 加工过程中无切削力和切削热 无切削力和切削热， （3） 加工过程中无切削力和切削热，工件不产生内 应力和变形，适合于加工易变形和薄壁类零件。 应力和变形，适合于加工易变形和薄壁类零件。 （5） 与其他加工方法相比，生产率较高。 ） 与其他加工方法相比，生产率较高。 工具电极（ （6） 加工过程中工具电极（阴极）基本不损耗。 ） 加工过程中工具电极 阴极）基本不损耗。 电解加工主要用于批量生产条件下难切削材料和复杂 型面、型腔、薄壁零件以及异型孔的加工， 型面、型腔、薄壁零件以及异型孔的加工，还可应用 于去毛刺、刻印、磨削、表面光整加工等方面， 于去毛刺、刻印、磨削、表面光整加工等方面，已经 成为机械加工中一种必不少的补充手段
1. 电火花成形加工的应用： 电火花成形加工的应用： 的成形加工，在一定条件下， 适用于对各种导电材料的成形加工，在一定条件下，还可以 加工半导体材料和非导电材料。 加工半导体材料和非导电材料。 2. 电火花成形加工的特点： 电火花成形加工的特点： （1） 适用的材料范围广。可以加工任何硬、软、韧、脆、高熔 ） 适用的材料范围广。可以加工任何硬、 点的材料。 点的材料。 （2） 适于加工特殊及复杂形状的零件。 ） 适于加工特殊及复杂形状的零件。 （3） 可以在同一台机床上连续进行粗、半精及精加工。 ） 可以在同一台机床上连续进行粗、半精及精加工。 （4） 直接利用电能进行加工，便于实现自动化。 ） 直接利用电能进行加工，便于实现自动化。
法加工的不导电非金属材料，如玻璃、陶瓷、人造宝石、 法加工的不导电非金属材料，如玻璃、陶瓷、人造宝石、半 导体等。 导体等。 2. 加工精度高，加工表面质量好。尺寸精度可达 加工精度高，加工表面质量好。尺寸精度可达0.01～ ～ 0.02mm，表面粗糙度可达 ，表面粗糙度可达Ra0.63～0.08um，加工表面也 ～ ， 无组织改变、残余应力及烧伤等现象。 无组织改变、残余应力及烧伤等现象。 3. 工件在加工过程中受力较小，对于加工薄壁、窄缝等低刚度 工件在加工过程中受力较小，对于加工薄壁、 工件非常有利。 工件非常有利。 4. 加工出工件的形状与工具形状一致，只要将工具做 加工出工件的形状与工具形状一致，
出所需的各种尺寸和形状。 出所需的各种尺寸和形状。通常认为电极丝与工件 之间的放电间隙在0.01mm左右。若电脉冲的电压 左右。 之间的放电间隙在 左右 放电间隙会大一些。 高，放电间隙会大一些。
二、电火花线切割加工的应用和特点： 电火花线切割加工的应用和特点： 1. 与电火花成形加工相比，电火花线切割加工有 与电火花成形加工相比， 如下主要特点： 如下主要特点：
§6-1 电火花成形加工
一、电火花成形加工的基本原理：
电火花加工是基于正负电极间脉冲放电时的电腐蚀现象 对材料进行加工的，又称为放电加工、电蚀加工、 对材料进行加工的，又称为放电加工、电蚀加工、电脉冲 加工等，是一种利用电、热能量进行加工的方法。 加工等，是一种利用电、热能量进行加工的方法。 二、电火加工
特种加工是指利用机、光、电、声、热、化学、 特种加工是指利用机、 化学、 磁、原子能等能源来进行加工的非传统加工方法，他
们与传统切削加工的不同特点主要有： 不是主要依靠机械能， 们与传统切削加工的不同特点主要有： ①不是主要依靠机械能， 而是用其它能量 如电能、热能、光能、声能以及化学能等） 用其它能量（ 而是用其它能量（如电能、热能、光能、声能以及化学能等） 去除工件材料； 去除工件材料；②工具的硬度可以低于被加工工件材料 有些情况下，例如在激光加工、电子束加工、 的硬度，有些情况下，例如在激光加工、电子束加工、离子 束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具； 束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具；③在加工过 程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用， 程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用，工件不 承受机械力，特别适合于精密加工低刚度零件。 承受机械力，特别适合于精密加工低刚度零件。 特种加工技术可以加工任何硬度、强度、韧性、 特种加工技术可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金 非金属材料或复合材料。而且特别适合于加工复杂、 属、非金属材料或复合材料。而且特别适合于加工复杂、微细 表面和低刚度的零件，同时， 表面和低刚度的零件，同时，有些方法还可以用于进行超精密 加工、镜面加工、光整加工及纳米级（原子级）的加工。 加工、镜面加工、光整加工及纳米级（原子级）的加工。
2. 电火花线切割加工的应用
（1） 适用于各种形式的冲裁模及挤压模、粉末冶金模、塑 ） 适用于各种形式的冲裁模及挤压模、粉末冶金模、 压模等通常带锥度的模具加工。 压模等通常带锥度的模具加工。 （2） 高硬度材料零件的加工。 ） 高硬度材料零件的加工。 （3） 特殊形状零件的加工。 ） 特殊形状零件的加工。 （4） 加工电火花成形加工用的铜、铜钨、银钨合金等材料 ） 加工电火花成形加工用的铜、铜钨、 电极。 电极。
（1） 不需要制造复杂的成形电极。 ） 不需要制造复杂的成形电极。 （2） 能够方便快捷地加工薄壁、窄槽、异形孔等复杂结构 ） 能够方便快捷地加工薄壁、窄槽、 零件。 零件。 （4） 工作液多采用水基乳化液，很少使用煤油，不易引燃 ） 工作液多采用水基乳化液，很少使用煤油， 起火，容易实现安全无人操作运行。 起火，容易实现安全无人操作运行。 （7） 所加工的表面必须是直线，并且不能是不通孔。 ） 所加工的表面必须是直线，并且不能是不通孔。
§6-3 超声波加工
一、超声波加工的原理： 超声波加工的原理： 超声波加工是利用工具端面做超声频振动， 超声波加工是利用工具端面做超声频振动， 超声频振动 通过磨料浮液加工脆性材料的一种成形加 工方法， 工方法，
二、超声波加工的特点和应用： 超声波加工的特点和应用：
1. 特别适合加工各种硬脆材料，尤其是电火花加工等无