机械制造技术 教学课件 作者 郭彩芬3第9章 先进制造技术.ppt

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1、第9章先进制造技术本章要点:先进制造技术的内涵特种加工技术制造业信息化现代制造系统技术教学重点：了解特种加工技术的原理与应用了解数字化设计与制造技术的应用成果了解现代制造系统技术的发展方向第9章先进制造技术先进制造技术主要包括以下几个方面：1）由信息技术、检测技术、精密运动控制技术与制造技术相结合形成的精密微细特种加工技术；2）由信息技术、计算机技术和制造技术相结合形成的数字化设计制造技术；3）由自动化技术、信息技术、计算机技术等与制造技术相结合形成的现代制造系统技术等。第9章先进制造技术9.1特种

2、加工技术特征加工是指对不属于传统的切削加工及成形加工以外的一些新型加工方法的总称。特种加工工艺是直接利用各种能量，如电能、光能、化学能、电化学能、声能、热能及机械能等形式，施加在工件上，实现材料的去除、改性、变形等。主要包括电火花加工、电火花线切割加工、点解成形加工、复合电解磨削、超声加工、激光加工等加工方法。9.1特种加工技术表9-1常用特种加工方法的性能指标和应用范围9.1特种加工技术表9-1常用特种加工方法的性能指标和应用范围—续9.1.1电火花加工电火花加工（ElectricalDischa

3、rgeMachining，简称EDM），又称放电加工、电蚀加工、电脉冲加工，是在加工过程中，工具电极和工件之间不断产生脉冲火花放电，利用瞬时火花放电所产生的局部高温蚀除金属材料。因为放电过程中可见到火花出现，故称为电火花加工。1．电火花加工的基本原理电火花加工的原理是利用工件电极与工具电极之间脉冲性火花放电所产生的瞬时局部高温蚀除多余的金属，完成零件成形。电火花加工过程是电力、磁力、热力和流体动力等综合作用的过程。电火花加工的原理如图9-1所示。9.1特种加工技术9.1特种加工技术图9-1电火花加工

4、原理图电火花腐蚀金属的四个微观过程：1）极间介质的电离、击穿、形成放电通道；2）介质热分解、电极材料溶化、汽化热膨胀；3）电极材料的抛出；4）极间介质的消电离这四个连续的阶段。9.1特种加工技术实现电火花加工的基本条件如下：1）工具和工件之间要有一定的间隙。这个间隙通常为几微米到几百微米，并能维持这一距离。2）脉冲放电必须有足够大的能量密度。即放电通道要有很大的电流密度，一般为105~106A/cm2。3）放电应是短时间的脉冲放电。脉冲放电的持续时间为10-7~10-3s，放电所产生的热量来不及传导

5、扩散到其余部位，使金属表面局部熔化、烧伤。4）脉冲放电需要在不同地点多次重复进行。避免发生局部烧伤。5）电火花加工必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。9.1特种加工技术2．电火花加工方法分类按照工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，电火花加工可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化和刻字加工六大类。前五类属于电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；后者则属于表面加工方法，用于改善或改变零件表面物理性质。

6、其中，电火花穿孔加工和电火花线切割应用最为广泛。表9-2简要介绍了各类加工方法的主要特点和用途。9.1特种加工技术9.1特种加工技术表9-2电火花加工工艺方法的主要特点和用途9.1特种加工技术表9-2电火花加工工艺方法的主要特点和用途—续3．电火花成形加工设备及加工基本条件常见的电火花加工机床组成包括：机床本体、电源箱、工作液循环过滤系统等几个部分。（1）机床本体机床本体由床身、立柱、主轴头、工作台等部件组成。（2）脉冲电源把工频交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流。对电火花加工的生产率、表面质量、

7、加工精度、加工过程稳当性和工具电极损耗等技术经济指标有很大影响。（3）工作液循环过滤系统9.1特种加工技术4．电火花加工的特点（1）适用于任何难切削材料的加工（2）可加工特殊或复杂形状的表面和零件（3）生产率低（4）易于实现自动控制（5）工件表面存在电蚀硬层（6）存在电极损耗与传统加工相比，电火花加工具有很多优点，因此，已广泛应用于机械、宇航、电子、精密机械、仪器仪表等行业，用于解决难加工材料、复杂形状零件以及微细加工问题。目前，加工范围已从几微米的小轴、孔、窄缝扩大到几米的超大模具的加工。9.1特

8、种加工技术9.1.2电火花线切割加工1．电火花线切割加工原理加工的原理也是直接利用电能、热能蚀除金属。它是采用细的电极丝（钼丝或铜丝）对工件进行切割成形。图9-2为电火花线切割工艺及装置示意图。它是利用移动的细钼丝作电极进行切割的，传动轮7使钼丝作正反向交替运动，加工能量由脉冲电源3提供。在电极丝和工件之间浇注工作液，工作台在水平面的两个坐标方向各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服进给运动，从而合成各种曲线轨迹，将工件切割成形。9.1特种加工技术9.1特种加工