1、 1. 1. 解決各種解決各種難切削材料難切削材料的加工問題的加工問題 2. 2. 解決各種解決各種復(fù)雜表面復(fù)雜表面的加工問題的加工問題 3. 3. 解決各種解決各種超精超精或具有或具有特殊要求特殊要求的零件的零件 的加工問題的加工問題v 社會(huì)對制造業(yè)提出新的要求社會(huì)對制造業(yè)提出新的要求v 特種加工的特點(diǎn)特種加工的特點(diǎn)1. 主要利用電能、電化學(xué)能、聲能、光主要利用電能、電化學(xué)能、聲能、光 能、熱能等去除材料，而不是主要依能、熱能等去除材料，而不是主要依 靠機(jī)械能靠機(jī)械能2. 工具硬度可以低于被加工材料的硬度工具硬度可以低于被加工材料的硬度3. 加工過程中工具和工件之間不存在顯加工過程中工具和工

2、件之間不存在顯 著的切削力著的切削力特種加工方法特種加工方法能量形式能量形式作用原理作用原理英文縮寫英文縮寫電火花加工電火花加工成形加工成形加工電能、熱能電能、熱能熔化、氣化熔化、氣化EDM線切割加工線切割加工電能、熱能電能、熱能熔化、氣化熔化、氣化WEDM電化學(xué)加工電化學(xué)加工電解加工電解加工電化學(xué)能電化學(xué)能陽極溶解陽極溶解ECM電解磨削電解磨削電化學(xué)機(jī)械能電化學(xué)機(jī)械能陽極溶解陽極溶解 磨削磨削EGM電鑄、電鍍電鑄、電鍍電化學(xué)能電化學(xué)能陰極沉積陰極沉積EFM EPM激光加工激光加工切割、打孔切割、打孔光能、熱能光能、熱能熔化、氣化熔化、氣化LBM表面改性表面改性光能、熱能光能、熱能熔化、相變?nèi)?/p>

3、化、相變LBT電子束加工電子束加工切割、打孔切割、打孔電能、熱能電能、熱能熔化、氣化熔化、氣化EBM離子束加工離子束加工刻蝕、鍍膜刻蝕、鍍膜電能、動(dòng)能電能、動(dòng)能原子撞擊原子撞擊IBM超聲加工超聲加工切割、打孔切割、打孔聲能、機(jī)械能聲能、機(jī)械能磨料高頻撞擊磨料高頻撞擊USM 常用特種加工方法分類表常用特種加工方法分類表特種加工影像特種加工影像（點(diǎn)擊播放（點(diǎn)擊播放）一、加工原理一、加工原理1.工具與工件之間保持適當(dāng)間隙工具與工件之間保持適當(dāng)間隙 自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)2 2. .火花放電必須是脈沖性放電火花放電必須是脈沖性放電 采用脈沖電源采用脈沖電源3 3. .在有一定絕緣性能的介質(zhì)中

4、放電在有一定絕緣性能的介質(zhì)中放電 液體絕緣介質(zhì)液體絕緣介質(zhì) 兩極之間兩極之間火花放電火花放電電腐蝕電腐蝕去除材料去除材料創(chuàng)造創(chuàng)造條件：條件： 第一節(jié)第一節(jié) 電火花加工電火花加工 1工件 2脈沖電源 3自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng) 4工具 5工作液 6過濾器 7工作液泵 圖2-2 電火花加工原理示意圖3214567極性效應(yīng)極性效應(yīng)工件正極工件正極正極性加工正極性加工工件負(fù)極工件負(fù)極負(fù)極性加工負(fù)極性加工精加工精加工短脈沖短脈沖ti 80 s為充分利用極性效應(yīng)，一般都采用為充分利用極性效應(yīng)，一般都采用單向脈沖電源單向脈沖電源二、電火花加工設(shè)備二、電火花加工設(shè)備（一）脈沖電源（一）脈沖電源（二）自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置（

5、二）自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置（三）工具電極（三）工具電極（四）液體介質(zhì)（四）液體介質(zhì)馳張式、閘流管式、晶閘管式、馳張式、閘流管式、晶閘管式、晶體管式、集成元件等晶體管式、集成元件等維持所需的維持所需的“平均平均”放電放電間間隙隙 S S , ,保證電火花加工正保證電火花加工正常進(jìn)行。常進(jìn)行。步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)系統(tǒng) 常用石墨或銅常用石墨或銅作工作工 具材料，價(jià)格低廉具材料，價(jià)格低廉 鎢、鉬或銅鎢、銀鎢、鉬或銅鎢、銀 鎢等復(fù)合材料鎢等復(fù)合材料，性，性 能好價(jià)格貴。能好價(jià)格貴。（1 1）絕緣、擊穿放電及消電離）絕緣、擊穿放電及消電離（2 2）壓縮放電通道，能量集中）壓縮放電通道，能量集

6、中（3 3）氣化產(chǎn)生局部高壓，利于）氣化產(chǎn)生局部高壓，利于 蝕物排除蝕物排除（4）對工具、工件的冷卻作用）對工具、工件的冷卻作用 常用的工作液有煤油、機(jī)油等常用的工作液有煤油、機(jī)油等 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)1.1.適于難切削材料的加工適于難切削材料的加工 硬質(zhì)合金、淬火鋼等硬質(zhì)合金、淬火鋼等2.2.加工復(fù)雜形狀或特殊零件加工復(fù)雜形狀或特殊零件 應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大 局限性局限性1.1.主要加工金屬等導(dǎo)電材料主要加工金屬等導(dǎo)電材料2.2.加工速度較慢加工速度較慢3.3.有有電極損耗電極損耗，影響加工精度，影響加工精度三、電火花加工的特點(diǎn)及應(yīng)用三、電火花加工的特點(diǎn)及應(yīng)用四四、電火花加工工藝方法分類

7、、電火花加工工藝方法分類類別類別工藝方法工藝方法特特 點(diǎn)點(diǎn)用用 途途備備 注注 1穿孔成形穿孔成形加工加工工具為成形電極工具為成形電極主要一個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主要一個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)型腔加工、沖模型腔加工、沖模擠壓模、異形孔擠壓模、異形孔約占電機(jī)床總數(shù)30% 2電火花電火花線線切割切割加工加工工具為線狀電極工具為線狀電極兩個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)沖模、直紋面、沖模、直紋面、窄縫、下料窄縫、下料占總數(shù)60% 3內(nèi)孔、外內(nèi)孔、外圓成形磨圓成形磨相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、徑向軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)徑向軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)精密小孔、外圓精密小孔、外圓小模數(shù)滾刀小模數(shù)滾刀占總數(shù)3% 4同步共軛同步共軛回轉(zhuǎn)加工回轉(zhuǎn)加工均作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)均作旋轉(zhuǎn)

8、運(yùn)動(dòng)且縱橫進(jìn)給且縱橫進(jìn)給精密螺紋、異形精密螺紋、異形齒輪、回轉(zhuǎn)表面齒輪、回轉(zhuǎn)表面占總數(shù)1% 5高速高速小孔小孔加工加工細(xì)管電極旋轉(zhuǎn)、細(xì)管電極旋轉(zhuǎn)、穿孔速度極高穿孔速度極高深小孔、噴嘴、深小孔、噴嘴、穿絲孔穿絲孔占總數(shù)2% 6表面強(qiáng)化、表面強(qiáng)化、刻字刻字工具在工件上振動(dòng)工具在工件上振動(dòng)工具相對工件移動(dòng)工具相對工件移動(dòng)工具刃口強(qiáng)化、工具刃口強(qiáng)化、刻字刻字占總數(shù)2%3% 第二節(jié)第二節(jié) 電解加工電解加工 一一、電解加工原理電解加工原理 利用金屬在電解液中的電化學(xué)反應(yīng)（陽極溶解）利用金屬在電解液中的電化學(xué)反應(yīng)（陽極溶解） 將工件加工成形將工件加工成形 直流電源直流電源10 24V緩進(jìn)保持間隙緩進(jìn)保持間隙

9、0.11mm電解液壓力電解液壓力 0.52 MPa1024V0.52MPa二、電解加工特點(diǎn)：二、電解加工特點(diǎn)：1）可加工任何硬度的金屬材料）可加工任何硬度的金屬材料2）加工葉片、鍛模等型面，加工易變形或）加工葉片、鍛模等型面，加工易變形或 薄壁零件薄壁零件4）生產(chǎn)率約為電火花加工的）生產(chǎn)率約為電火花加工的510倍倍3）加工表面質(zhì)量好，無毛刺、變質(zhì)層、殘）加工表面質(zhì)量好，無毛刺、變質(zhì)層、殘 余應(yīng)力余應(yīng)力5）陰極工具無損耗可長期使用）陰極工具無損耗可長期使用缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1） 加工精度（加工精度（0.03 mm）及穩(wěn)定性不）及穩(wěn)定性不 易提高易提高 2） 小孔、窄縫及棱角清晰零件難加工小孔、窄縫及

10、棱角清晰零件難加工 3） 電極設(shè)計(jì)制造較麻煩，需多次修整電極設(shè)計(jì)制造較麻煩，需多次修整 4） 附屬設(shè)備多，一次性投資大附屬設(shè)備多，一次性投資大 5） 防腐蝕及電解泥渣、廢液處理問題防腐蝕及電解泥渣、廢液處理問題電解加工工藝選用原則電解加工工藝選用原則1. 難加工材料的加工難加工材料的加工2. 復(fù)雜形狀零件的加工復(fù)雜形狀零件的加工3. 批量大的零件加工批量大的零件加工以上三項(xiàng)均滿足時(shí)較合理，以上三項(xiàng)均滿足時(shí)較合理，鍛模的鍛模的精度要求不高，需求量大，常選用精度要求不高，需求量大，常選用 三、電解加工的應(yīng)用三、電解加工的應(yīng)用 1. 1. 深孔擴(kuò)孔加工深孔擴(kuò)孔加工優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作方便，生產(chǎn)

11、率高設(shè)備簡單，操作方便，生產(chǎn)率高缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：電源功率較大，加工精度及電源功率較大，加工精度及Ra不太均勻，陰極剛性弱不太均勻，陰極剛性弱 2. 2. 型孔加工型孔加工 用于形狀復(fù)雜、用于形狀復(fù)雜、尺寸較小的型孔加工，尺寸較小的型孔加工，如四方孔、橢圓等非如四方孔、橢圓等非圓形狀的通孔或不通圓形狀的通孔或不通孔的加工孔的加工 多采用端面進(jìn)給多采用端面進(jìn)給 方式方式, 陰極側(cè)面須絕陰極側(cè)面須絕緣。內(nèi)錐面高度緣。內(nèi)錐面高度1.53.5mm 3. 3. 型腔加工型腔加工 用于尺寸較大、形狀復(fù)雜的型腔加工，生產(chǎn)率高，用于尺寸較大、形狀復(fù)雜的型腔加工，生產(chǎn)率高，表面質(zhì)量好，但加工精度不太高。多用于表面質(zhì)量

12、好，但加工精度不太高。多用于鍛模型腔加工鍛模型腔加工，精度控制在精度控制在0.10.2mm。 也采用也采用端面進(jìn)給法端面進(jìn)給法。 陰極設(shè)計(jì)制造陰極設(shè)計(jì)制造是關(guān)鍵。用成型是關(guān)鍵。用成型精度高的電解液或混氣加工時(shí)，陰精度高的電解液或混氣加工時(shí)，陰極設(shè)計(jì)較易。為使流場均勻，陰極極設(shè)計(jì)較易。為使流場均勻，陰極對應(yīng)處加開對應(yīng)處加開增液孔。增液孔。 近年發(fā)展用簡單形狀電極的近年發(fā)展用簡單形狀電極的數(shù)數(shù)控電解加工控電解加工，柔性好，減少準(zhǔn)備時(shí)，柔性好，減少準(zhǔn)備時(shí)間，電源容量小，但加工速度降低間，電源容量小，但加工速度降低 4. 4. 套料加工套料加工 用于等截面的大面積異用于等截面的大面積異型孔或異型零件的

13、加工，端型孔或異型零件的加工，端面進(jìn)給加工方式。面進(jìn)給加工方式。零件尺寸精零件尺寸精度由陰極片度由陰極片內(nèi)腔口保證，內(nèi)腔口保證，偶爾短路燒偶爾短路燒傷時(shí)，只需傷時(shí)，只需更換陰極片。更換陰極片。增液孔增液孔1mm 5. 葉片加工 葉片型面復(fù)雜，精度要求較高，葉片型面復(fù)雜，精度要求較高，加工批量大，電解加工效果好。加工批量大，電解加工效果好。加工方式有單面加工和雙面加加工方式有單面加工和雙面加工。機(jī)床有立式和臥式兩種。工。機(jī)床有立式和臥式兩種。多用多用NaCl電解液混氣加工。電解液混氣加工。 電解加工整體葉輪電解加工整體葉輪已普遍應(yīng)已普遍應(yīng)用，直接在輪坯上套料加工葉用，直接在輪坯上套料加工葉片（等

14、截面），葉輪強(qiáng)度高，片（等截面），葉輪強(qiáng)度高，質(zhì)量好，加工周期大大縮短。質(zhì)量好，加工周期大大縮短。數(shù)控展成電解加工整體葉輪數(shù)控展成電解加工整體葉輪（南航）（南航） 6.6.電解倒棱去毛刺電解倒棱去毛刺 機(jī)加工中去毛刺工作量機(jī)加工中去毛刺工作量很大，電解去毛刺效率高，很大，電解去毛刺效率高，節(jié)省費(fèi)用。節(jié)省費(fèi)用。 加工原理加工原理是尖角處電是尖角處電流密度最高。流密度最高。 去毛刺時(shí)間去毛刺時(shí)間與加工電與加工電壓、加工間隙及電解液參壓、加工間隙及電解液參數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。 智能控制的電化學(xué)齒輪修形工藝智能控制的電化學(xué)齒輪修形工藝源于電解去毛刺和倒圓角源于電解去毛刺和倒圓角一、激光加工原理一、激光加工

15、原理激光加工是一種利用光能進(jìn)行加工的方法。激光加工是一種利用光能進(jìn)行加工的方法。激光是一種能量密度高、方向性強(qiáng)、單色性好的相干光。激光是一種能量密度高、方向性強(qiáng)、單色性好的相干光。第三節(jié)第三節(jié) 激光加工激光加工二、激光加工特點(diǎn)二、激光加工特點(diǎn)1 1 激光加工不需要工具，沒有工具損耗、更換激光加工不需要工具，沒有工具損耗、更換 等問題。等問題。2 2 工件無受力變形，易保證加工精度。工件無受力變形，易保證加工精度。3 3 幾乎能加工所有的金屬和非金屬材料幾乎能加工所有的金屬和非金屬材料4 4 加工速度快，效率高，熱影響區(qū)小加工速度快，效率高，熱影響區(qū)小5 5 能進(jìn)行細(xì)微加工能進(jìn)行細(xì)微加工6 6

16、能夠透過玻璃等透明介質(zhì)進(jìn)行加工能夠透過玻璃等透明介質(zhì)進(jìn)行加工三、激光加工的應(yīng)用三、激光加工的應(yīng)用1.1.激光打孔激光打孔 金剛石拉絲模、寶石軸承、金剛石拉絲模、寶石軸承、 化纖噴絲頭、不銹鋼板打孔?；w噴絲頭、不銹鋼板打孔。2.2.激光切割激光切割3.3.激光焊接激光焊接4.4.激光表面處理激光表面處理5.5.激光快速成形激光快速成形第四節(jié)第四節(jié) 超聲波加工超聲波加工 一一、超聲波加工超聲波加工原理原理 利用振動(dòng)頻率超過利用振動(dòng)頻率超過1616 kHzkHz的工具頭，通過磨料懸的工具頭，通過磨料懸 浮液對工件進(jìn)行成形加工的方法。浮液對工件進(jìn)行成形加工的方法。 二二、超聲波加工裝置超聲波加工裝置

17、 一般包括：一般包括： 1.1.超聲發(fā)生器超聲發(fā)生器 2.2.超聲換能器超聲換能器 3.3.變幅桿（振幅擴(kuò)大棒）變幅桿（振幅擴(kuò)大棒） 4.4.工具頭工具頭 5.5.磨料懸浮液循環(huán)系統(tǒng)磨料懸浮液循環(huán)系統(tǒng) 三三、超聲波加工特點(diǎn)及應(yīng)用超聲波加工特點(diǎn)及應(yīng)用 1.1.適于加工各種硬脆材料，特別是非金屬材料，適于加工各種硬脆材料，特別是非金屬材料，如如 陶瓷、玻璃及各種半導(dǎo)體材料。陶瓷、玻璃及各種半導(dǎo)體材料。 2.2.宏觀切削力小，不易引起變形和燒傷，宏觀切削力小，不易引起變形和燒傷，適于加工適于加工 薄壁、窄縫、低剛度零件。薄壁、窄縫、低剛度零件。 3.3.加工精度高，表面質(zhì)量好。加工精度高，表面質(zhì)量好。 4.4.加工機(jī)床及工具均較簡單。加工機(jī)床及工具均較簡單。 5.5.生產(chǎn)率比電火花、電解加工等低。生產(chǎn)率比電火花、電解加工等低。應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于對主要用于對硬脆材料加工圓孔、型孔、套料硬脆材料加工圓孔、型孔、套料 微細(xì)孔，對電火花加工后的各種模具進(jìn)行拋微細(xì)孔，對電火花加工后的各種模具進(jìn)行拋 磨光整加工等。磨光整加工等。工件工具工件工具 圖圖2-10 2-10 電火花加工時(shí)尖角變圓電火花加工時(shí)尖角變圓圖圖2-9 2-9 電火花加工時(shí)的加工斜度電火花加工時(shí)的加工斜度smaxsmin工具二次放電二次放電加工斜度加工斜度電極損耗電極損耗棱角變鈍棱角變鈍 圖中圖中