特种加工工艺ppt课件

1、第八章第八章 特种加工工艺特种加工工艺v 第一节第一节 概述概述v 第二节第二节 电火花加工电火花加工 v 第三节第三节 激光加工激光加工v 第四节第四节 超声波加工超声波加工第一节第一节 概述概述一、特种加工的根本概念一、特种加工的根本概念二、特种加工的分类二、特种加工的分类三、特种加工的特点三、特种加工的特点四、特种加工的运用四、特种加工的运用第一节第一节 概述概述一、特种加工的根本概念一、特种加工的根本概念特种加工又被称为非传统或非常规加工。特种加工又被称为非传统或非常规加工。英译：英译：Non-traditionalNon-traditionalconventionalconventi

2、onal MachiningMachining，简写：，简写：NTMNTM或或NCMNCM。 第一节第一节 概述概述特种加工是指那些除了车、铣、刨、磨、钻特种加工是指那些除了车、铣、刨、磨、钻等传统的切削加工方法之外的一些新的加工方法，等传统的切削加工方法之外的一些新的加工方法，它直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和它直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能等及其复合加工技术对工件进展加工的电化学能等及其复合加工技术对工件进展加工的方法。方法。第一节第一节 概述概述二、特种加工方法的分类二、特种加工方法的分类工具损耗率 () 金属去除率/mm3min-1 尺寸精度/mm 表面粗糙度

3、Ra/m 特种加工方法 加工所用能量 可加工的材料 最低平均 平均最高 平均最高 平均最高 特殊要求 主要适用范围 电火花加工 电热能 150 303000 0.050.005 100.16 各种冲、压、锻模及三维成型曲面的加工 电火花线切割 电热能 极小(可补偿) 520 0.020.005 50.63 各种冲模及二维曲面的成型截割 电化学加工 电、化学能 无 10010000 0.I0.03 2.50.16 锻模及各种二维、 三维成型表面加工 电化学机械 电、 化、机械能 任何导电的金属材， 如硬质合金、 耐热钢、 不锈钢、 淬火钢等 150 1100 0.020.001 1.250.04

4、 机床、 夹具、 工件需 采 取防 锈 防蚀措施 硬质合金等难加工材料的磨削 第一节第一节 概述概述超声加工 声、机械能 任何脆硬的金属及非金属材料 0.110 150 0.030.005 0. 630.16 石英、 玻璃、 锗、 硅、 硬质合金等脆硬材料的加工、研磨 快速成形 光、 热、化学 树脂、塑料、陶瓷、金属、纸张、ABS 无 增 材 制造 制造各种模型 激光加工 光、热能 电子束加工 电、热能 瞬时去除率很高，受功率限制，平均去除率不高 0.0I0.001 101.25 加工精密小孔、小缝及薄板材成型切割、 刻蚀 离于束加工 电、热能 任 何 材料 不损耗 很低 0.01m 0.01

5、 需 在 真空 中 加工 表面超精、 超微量加工、 抛光、 刻蚀、材料改性、镀覆 第一节第一节 概述概述三、特种加工的特点三、特种加工的特点特种加工与传统切削加工的不同点是：特种加工与传统切削加工的不同点是：1 1主要依托机械能以外的能量去除资料，多数属主要依托机械能以外的能量去除资料，多数属于于“熔溶加工的范畴。熔溶加工的范畴。2 2加工用的工具硬度普通低于被加工资料的硬度，加工用的工具硬度普通低于被加工资料的硬度，即能做到即能做到“以柔克刚；也可以不运用工具而经过以柔克刚；也可以不运用工具而经过某种介质进展加工。某种介质进展加工。3 3加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械加工过程中工具

6、和工件之间不存在显著的机械切削力，工件很少产生受力、受热变形，有利于提切削力，工件很少产生受力、受热变形，有利于提高工件的加工精度和外表质量。高工件的加工精度和外表质量。第一节第一节 概述概述四、特种加工的运用四、特种加工的运用特别适宜于加工难加工的资料、复杂的零件特别适宜于加工难加工的资料、复杂的零件外表以及一些特殊的精细微细的构造。外表以及一些特殊的精细微细的构造。广泛地运用于模具、刀具、量具、微电子元广泛地运用于模具、刀具、量具、微电子元器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽车、航空器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽车、航空航天等消费领域。航天等消费领域。第二节第二节 电火花加工电火花加工一

7、、任务原理一、任务原理电火花加工的原理是基于工具和工件正、电火花加工的原理是基于工具和工件正、负电极负电极) )之间脉冲性火花放电时的电腐蚀景象来蚀之间脉冲性火花放电时的电腐蚀景象来蚀除多余的金属，以到达对零件的尺寸、外形及外除多余的金属，以到达对零件的尺寸、外形及外表质量等加工要求的方法。表质量等加工要求的方法。 第二节第二节 电火花加工电火花加工任务原理任务原理第二节第二节 电火花加工电火花加工要到达上述加工目的，设备安装必需求到达以要到达上述加工目的，设备安装必需求到达以下三个条件：下三个条件： 1 1工具电极和工件被加工外表之间经常坚持工具电极和工件被加工外表之间经常坚持一定的放电间隙

8、通常约为几微米至几百微米。一定的放电间隙通常约为几微米至几百微米。 2 2火花放电必需是瞬时的脉冲性放电，放电火花放电必需是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间后，需停歇一段时间，放电延续时间延续一段时间后，需停歇一段时间，放电延续时间普通为普通为10-710-3s10-710-3s。 3 3火花放电必需在有一定绝缘性能的液体介火花放电必需在有一定绝缘性能的液体介质中进展，例如煤油、皂化液或去离子水等。质中进展，例如煤油、皂化液或去离子水等。 第二节第二节 电火花加工电火花加工二、电火花加工的特点二、电火花加工的特点 电火花加工的优点：电火花加工的优点： 1 1适宜于难切削资料的加工适宜于难切削

9、资料的加工 2 2可以加工特殊及复杂外形的零件可以加工特殊及复杂外形的零件 3 3主要用于加工金属等导电资料，一定条件下也主要用于加工金属等导电资料，一定条件下也可以加工半导体和非导体资料。可以加工半导体和非导体资料。 第二节第二节 电火花加工电火花加工4加工外表微观形貌圆滑，工件的棱边、尖角处加工外表微观形貌圆滑，工件的棱边、尖角处无毛刺、塌边；无毛刺、塌边；5工艺灵敏性大，本身有工艺灵敏性大，本身有“正极性加工工件接正极性加工工件接电源正极和电源正极和“负极性加工工件接电源负极负极性加工工件接电源负极加工之分；还可与其他工艺结合，构成复合加工，加工之分；还可与其他工艺结合，构成复合加工，如

10、与电解加工复合；如与电解加工复合； 第二节第二节 电火花加工电火花加工 电火花加工的局限性电火花加工的局限性1 1普通加工速度较慢普通加工速度较慢2 2存在电极损耗和二次放电存在电极损耗和二次放电3 3最小角部半径有限制最小角部半径有限制第二节第二节 电火花加工电火花加工三、影响电火花加工精度和外表质量的主要要素三、影响电火花加工精度和外表质量的主要要素 与传统的机械加工一样，机床本身的各种误与传统的机械加工一样，机床本身的各种误差，工件和工具电极的定位、安装误差都会影响差，工件和工具电极的定位、安装误差都会影响到电火花加工的精度。另外，与电火花加工工艺到电火花加工的精度。另外，与电火花加工工

11、艺有关的主要要素是放电间隙的大小及其一致性、有关的主要要素是放电间隙的大小及其一致性、工具电极的损耗及其稳定等。工具电极的损耗及其稳定等。 第二节第二节 电火花加工电火花加工四、电火花加工的工艺方法分类四、电火花加工的工艺方法分类 电火花成型加工电火花成型加工电火花线切割加工电火花线切割加工电火花磨削加工电火花磨削加工电火花包络加工电火花包络加工第二节第二节 电火花加工电火花加工1 1、电火花成型加工、电火花成型加工1 1加工原理加工原理第二节第二节 电火花加工电火花加工电火花成型加工机床电火花成型加工机床的组成的组成第二节第二节 电火花加工电火花加工2 2运用运用 ：1 1可以加工特殊及复杂

12、外形的零件可以加工特殊及复杂外形的零件2 2适宜于难切削资料的加工适宜于难切削资料的加工 3 3广泛地运用于工模具、刀具、量具、微电广泛地运用于工模具、刀具、量具、微电子元器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽子元器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽车、航空航天等消费领域。车、航空航天等消费领域。第二节第二节 电火花加工电火花加工2 2、电火花线切割加工、电火花线切割加工 1 1电火花线切割加工的根本原理电火花线切割加工的根本原理 利用轴向挪动的细金属丝作为工利用轴向挪动的细金属丝作为工具电极，对工件进展脉冲火花放电，具电极，对工件进展脉冲火花放电，以实现金属切割的加工方法。以实现金属切割的加工方法

13、。第二节第二节 电火花加工电火花加工第二节第二节 电火花加工电火花加工 1.按电极丝运动速度分 2.按电极丝位置分 3.按任务液供应方式分快走丝 6-10m/s慢走丝 0.001-0.25m/s立式卧式冲液式浸液式2 2电火花线切割机床的分类电火花线切割机床的分类第二节第二节 电火花加工电火花加工3 3电火花线切割加工的特点电火花线切割加工的特点 脉冲放电加工，无宏观切削力脉冲放电加工，无宏观切削力电极丝沿轴向运动，并相对工件作进给运动电极丝沿轴向运动，并相对工件作进给运动, ,单位单位长度电极丝的损耗少，对加工精度的影响小，长度电极丝的损耗少，对加工精度的影响小， 多用于加工零件上的直壁曲面

14、多用于加工零件上的直壁曲面 切缝可窄达仅切缝可窄达仅0.005mm0.005mm，资料利用率高，资料利用率高第二节第二节 电火花加工电火花加工3 3电火花线切割加工的特点电火花线切割加工的特点 可加工高硬度资料可加工高硬度资料普通采用水基任务液，平安可靠普通采用水基任务液，平安可靠省掉了成型的工具电极，大大降低了成型工具电极省掉了成型的工具电极，大大降低了成型工具电极的设计和制造费用，缩短了消费预备时间。的设计和制造费用，缩短了消费预备时间。 在实体部分开场切割时，需加工穿丝用的预孔在实体部分开场切割时，需加工穿丝用的预孔. .第二节第二节 电火花加工电火花加工 4 4电火花线切割加工的运用电

15、火花线切割加工的运用 1 1加工模具加工模具 2 2加工电火花成型加工用的电极加工电火花成型加工用的电极 3 3直接在板料上割出零件直接在板料上割出零件 第二节第二节 电火花加工电火花加工微细构造零件第二节第二节 电火花加工电火花加工第三节第三节 激光加工激光加工 一激光加工的任务原理一激光加工的任务原理 第三节第三节 激光加工激光加工二、激光加工的特点二、激光加工的特点1 1激光瞬时功率密度高，几乎可以加工任何高硬、激光瞬时功率密度高，几乎可以加工任何高硬、耐热资料，适用范围广。耐热资料，适用范围广。2 2激光光斑大小可以聚焦到微米级，输出功率可激光光斑大小可以聚焦到微米级，输出功率可以调理

16、，因此可用以精细微细加工。以调理，因此可用以精细微细加工。3 3无机械接触作用，没有工具损耗，不会产生加无机械接触作用，没有工具损耗，不会产生加工变形。工变形。4 4加工速度快、热影响区小，几乎无热变形。加工速度快、热影响区小，几乎无热变形。 第三节第三节 激光加工激光加工5消费率高。消费率高。6设备复杂，一次性投资较大。设备复杂，一次性投资较大。7靠聚焦点去除资料，激光打孔和切割的激光深靠聚焦点去除资料，激光打孔和切割的激光深度受限，目前的切割、打孔厚深度普通不超越度受限，目前的切割、打孔厚深度普通不超越10mm，因此主要用于薄件加工。，因此主要用于薄件加工。 第三节第三节 激光加工激光加工三激光加工的运用三激光加工的运用 激光打孔激光打孔 激光切割激光切割 激光焊接激光焊接 (4)(4)激光热处置激光