机械制造工艺与机床夹具 第2版 教学课件 作者 吴年美 吴拓_ 第七章　特种加工与其他新技术、新工艺.ppt

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1、第七章　特种加工与其他新技术、新工艺第一节　特种加工工艺一、概述传统的机械加工技术已有了很久的历史，它对人类的社会发展和物质文明起了极大的作用。1)解决各种难切削材料的加工问题。2)解决各种特殊复杂型面的加工问题。3)解决各种超精密、光整或具有特殊要求的零件的加工问题。4)解决特殊材料、特殊零件的加工问题。1)主要不是依靠机械能而是依靠其他能量(如电能、化学能、光能、声能、热能等)去除工件材料。2)工具硬度可以低于被加工材料的硬度，有的情况下，如高能束加工甚至根本不需要任何工具。3)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。第一节　特种加工工艺4)

2、加工后的表面边缘无毛刺残留，微观形貌“圆滑”。第一节　特种加工工艺表7-1　常用特种加工方法的综合比较第一节　特种加工工艺表7-1　常用特种加工方法的综合比较第一节　特种加工工艺1)改变了材料的可加工性概念。2)改变了零件的典型工艺路线。3)改变了试制新产品的模式。4)对零件的结构设计产生了很大的影响。5)改变了对零件结构工艺性好坏的衡量标准。6)特种加工已成为微细加工和纳米加工的主要手段。二、电火花加工1.电火花加工的基本原理第一节　特种加工工艺图7-1　电火花加工原理1—工件　2—脉冲电源　3—进给调节装置4—工具　5—工作液　6—过滤器　7—工作液泵第一

3、节　特种加工工艺1)工具电极和工件电极之间必须始终保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米。2)火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间(一般为10-7~10-3s)后，需停歇一段时间，这样才能使放电所产生的热量来不及传导扩散到其余部分，把每一次的放电点分别局限在很小的范围内，避免像电弧持续放电那样，使表面烧伤而无法用于零件加工。第一节　特种加工工艺图7-2　电火花加工表面局部a)单个脉冲放电　b)多个脉冲放电第一节　特种加工工艺图7-3　脉冲电源电压波形3)火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如，煤油、皂化液或

4、去离子水等。第一节　特种加工工艺2.电火花加工的特点(1)电火花加工的优点1)适合于任何难切削材料的加工。2)可以加工特殊及复杂形状的零件。3)由于加工过程中工具电极和工件不直接接触，火花放电时产生的局部瞬时爆炸力很小，电极运动所需的动力也较小，因此没有机械切削力，工件不会产生受力变形，特别适宜加工低刚度工件及微细加工。4)加工表面微观形貌圆滑、无刀痕沟纹等缺陷，工件的棱边、尖角处无毛刺、塌边。5)工艺适应面宽、灵活性大，可与其他工艺结合，形成复合加工。第一节　特种加工工艺6)直接利用电能加工，便于实现自动化控制。(2)电火花加工的局限性1)一般加工速度较慢，

5、因此，安排工艺时多采用机械加工去除大部分余量，然后再进行电火花加工以求提高生产率。2)存在电极损耗和二次放电。图7-4　电火花加工的加工斜度和圆角现象第一节　特种加工工艺3)主要加工金属等导电材料，只有在一定条件下才能加工半导体和非导体材料。3.电火花加工的工艺方法分类及其应用表7-2　电火花加工工艺方法分类第一节　特种加工工艺表7-2　电火花加工工艺方法分类第一节　特种加工工艺表7-2　电火花加工工艺方法分类第一节　特种加工工艺4.电火花线切割加工(1)电火花线切割加工的工作原理与装置1)电火花线切割加工的原理。2)线切割加工的装置。图7-5　高速走丝电火花

6、线切割原理及设备构成a)电火花切割工艺　b)电火花切割装置1—绝缘底板　2—工件　3—脉冲电源　4—钼丝　5—导向轮　6—支架　7—储丝筒第一节　特种加工工艺图7-6　低速走丝线切割加工设备组成1—脉冲电源　2—工件　3—工作液箱　4—纯水　5—泵6—新丝放丝筒　7—工作台　8—X轴电动机9—数控装置　10—Y轴电动机　11—废丝卷筒第一节　特种加工工艺(2)线切割加工的特点　电火花线切割加工过程的机理和工艺，与电火花穿孔成形加工既有共性，又有特性。1)电火花线切割加工与电火花穿孔成形加工的共性表现在：①线切割加工的电压、电流波形与电火花穿孔成形加工的基本相似

7、。②线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等都与电火花穿孔成形加工的基本相似。2)线切割加工相比于电火花穿孔成形加工的不同特点表现在：①电极丝直径较小，脉冲宽度、平均电流等不能太大，加工参数的范围较小，只能采用正极性加工。第一节　特种加工工艺②电极丝与工件始终有相对运动，尤其是快速走丝电火花线切割加工，间隙状态可以认为是由正常火花放电、开路和短路这三种状态组成，一般没有稳定的电弧放电。③电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象，因为在电极丝和工件之间存在着某种电化学产生的绝缘薄膜介质，只有当电极丝被顶弯所造成的压力和电极丝相对

8、工件的移动摩擦使这种介质减薄到可被击穿