机械制造工艺与机床夹具第8章

1、机械制造工艺与机床夹具第八章第八章 现代制造工艺技术现代制造工艺技术第一节第一节 电火花加工电火花加工第二节第二节 电化学加工电化学加工第三节第三节 高能束加工高能束加工第四节第四节 超声波加工超声波加工用途用途加工方法加工方法能量形式能量形式尺寸加工尺寸加工电火花加工电火花加工电、热能电、热能电解加工电解加工电、化学能电、化学能电解磨削电解磨削电、化学、机械能电、化学、机械能超声波加工超声波加工声、机械能声、机械能激光加工激光加工光、热能光、热能电子束加工电子束加工电、热能电、热能等离子束加工等离子束加工电、热能电、热能化学腐蚀加工化学腐蚀加工化学能化学能导电切削导电切削热、机械能热、机械能

2、表面加工表面加工电解抛光电解抛光电、化学能电、化学能化学抛光化学抛光化学能化学能电火花强化电火花强化电、热能电、热能液体磨料抛光液体磨料抛光机械能机械能特种加工方法的分类特种加工方法的分类第一节第一节 电火花加工电火花加工一、特种加工与传统切削加工区别？一、特种加工与传统切削加工区别？二、电火花加工的基本原理？二、电火花加工的基本原理？三、电火花加工的特点及应用范围？三、电火花加工的特点及应用范围？五、电火花线切割加工特点及应用？五、电火花线切割加工特点及应用？四、电火花线切割加工原理？四、电火花线切割加工原理？特种加工特种加工指当传统切削加工方法对产品无法实施或保证不了规指当传统切削加工方法

3、对产品无法实施或保证不了规定的精度要求时而应用物理的或化学的方法进行加工的手段。定的精度要求时而应用物理的或化学的方法进行加工的手段。切削加工切削加工是采用一种比工件硬度更高的材料作为刀具，对工件是采用一种比工件硬度更高的材料作为刀具，对工件施加切削力和机械能，切削掉工件表面多余的材料，以获得所施加切削力和机械能，切削掉工件表面多余的材料，以获得所需的形状、尺寸和表面粗糙度。需的形状、尺寸和表面粗糙度。特种加工与传统切削加工特种加工与传统切削加工区别：区别：3 3）在切削加工中，工具与工件不受切削力的作用。）在切削加工中，工具与工件不受切削力的作用。1 1）用机械能以外的其他能量去除工件上多余

4、的材料，以达到）用机械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以达到图样上全部技术要求；图样上全部技术要求；2 2）打破传统的硬刀具加工软材料的规律，刀具硬度可低于被）打破传统的硬刀具加工软材料的规律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度，可谓加工材料的硬度，可谓“以柔克刚以柔克刚”；1- 1-工件工件 2-2-脉冲电源脉冲电源 3-3-自动进给调节装置自动进给调节装置 4-4-工具工具 5-5-工作液工作液 6-6-过滤器过滤器 7-7-工作液泵工作液泵 8-8-被蚀除的材料被蚀除的材料利用工具电极和工件电极间瞬时火花利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温来熔蚀材料。放电所产生的高温来熔蚀

5、材料。电火花加工原理电火花加工原理 由于工具和工件的表面不是绝对光滑，而是呈微观的凹凸由于工具和工件的表面不是绝对光滑，而是呈微观的凹凸不平形状，故二者表面上各点之间的实际间隙是大小不等的。不平形状，故二者表面上各点之间的实际间隙是大小不等的。 当脉冲电压由低升高时，实际间隙最小处或绝缘强度最低当脉冲电压由低升高时，实际间隙最小处或绝缘强度最低处被击穿，在该局部产生火花放电。在微小的区域内由放电处被击穿，在该局部产生火花放电。在微小的区域内由放电产生的瞬时高温使工件和工具表面的材料产生程度不同的熔产生的瞬时高温使工件和工具表面的材料产生程度不同的熔化和气化现象。化和气化现象。 随后，绝缘液体将

6、已经熔化、气化的材料从工件和工具的随后，绝缘液体将已经熔化、气化的材料从工件和工具的表面蚀除掉，在二者的表面形成一微小的凹坑。表面蚀除掉，在二者的表面形成一微小的凹坑。电火花加工的分类及其应用电火花加工的分类及其应用电火花成型加工电火花成型加工电火花线切割电火花线切割电火花磨削和镗削电火花磨削和镗削电火花同步回转加工电火花同步回转加工成形和尺寸加工成形和尺寸加工电火花表面强化与刻字电火花表面强化与刻字表面加工表面加工电火花线切割加工电火花线切割加工基本原理：基本原理：它是通过线状工具电极与工件间规定的相对运动，切它是通过线状工具电极与工件间规定的相对运动，切割出所需工件的电火花加工。割出所需工

7、件的电火花加工。第二节第二节 电化学加工电化学加工一、电解加工的基本原理？一、电解加工的基本原理？二、电解加工特点及应用？二、电解加工特点及应用？四、电解磨削特点及应用？四、电解磨削特点及应用？三、电解磨削的加工原理？三、电解磨削的加工原理？利用金属在电解液中发生阳极溶解反应而去除工件上多余的材料、利用金属在电解液中发生阳极溶解反应而去除工件上多余的材料、将零件加工成形的一种方法。将零件加工成形的一种方法。电解加工原理电解加工原理 加工时加工时, ,工件接正极，工具接负极，工件接正极，工具接负极， 两极间保持两极间保持0.11mm0.11mm的的间隙，具有一定压力的电解液从两极间隙中高速流过。

8、间隙，具有一定压力的电解液从两极间隙中高速流过。 接通直流电源后，工具阴极的凸出部分与工件阳极的电极间接通直流电源后，工具阴极的凸出部分与工件阳极的电极间隙最小，此处的电流密度最大，单位时间内消耗的电量最多。隙最小，此处的电流密度最大，单位时间内消耗的电量最多。根根据法拉第定律，金属阳极的溶解量与通过的电量成正比。据法拉第定律，金属阳极的溶解量与通过的电量成正比。 因此工件上与工具阴极凸起部位的对应部位比其他地方溶解因此工件上与工具阴极凸起部位的对应部位比其他地方溶解迅速迅速, ,并随即被高速的电解液冲走。同时工具阴极向工件不断进并随即被高速的电解液冲走。同时工具阴极向工件不断进给给, ,达到

9、预定的加工深度时达到预定的加工深度时, ,就获得所需要的加工形状。就获得所需要的加工形状。电解磨削电解磨削电解腐蚀作用和电解腐蚀作用和机械磨削相结合机械磨削相结合 接通电源后，工件表面的金属在电流和电解液的作用下产接通电源后，工件表面的金属在电流和电解液的作用下产生电化学反应并形成阳极膜，其硬度比金属本身低很多，迅生电化学反应并形成阳极膜，其硬度比金属本身低很多，迅速被导电磨轮中的磨料刮除，在工件表面上又露出新的金属速被导电磨轮中的磨料刮除，在工件表面上又露出新的金属表面并继续被电解。表面并继续被电解。 如此电解作用和刮除薄膜的磨削作用交替进行，整个过程如此电解作用和刮除薄膜的磨削作用交替进行

10、，整个过程不断循环，达到加工的目的。不断循环，达到加工的目的。第三节第三节 高能束加工高能束加工一、激光束加工原理及应用？一、激光束加工原理及应用？二、电子束加工原理及应用？二、电子束加工原理及应用？三、离子束加工原理及应用？三、离子束加工原理及应用？四、四、“三束三束”加工原理之间的区别与联系？加工原理之间的区别与联系？激光加工激光加工 当激光的工作物质钇铝石榴石受到光泵（激励脉冲氙灯）的当激光的工作物质钇铝石榴石受到光泵（激励脉冲氙灯）的激发后，吸收具有特定波长的光，在一定条件下可导致工作激发后，吸收具有特定波长的光，在一定条件下可导致工作物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒子数，这种现象称为

11、粒物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒子数，这种现象称为粒子数反转。此时一旦有少量激光粒子产生受激辐射跃迁，造子数反转。此时一旦有少量激光粒子产生受激辐射跃迁，造成光放大，再通过谐振腔内的全反射镜和部分反射镜的反馈成光放大，再通过谐振腔内的全反射镜和部分反射镜的反馈作用产生振荡，由谐振腔的一端输出激光，再通过透镜聚焦作用产生振荡，由谐振腔的一端输出激光，再通过透镜聚焦形成高能光束，照射在工件表面上，即可进行加工。形成高能光束，照射在工件表面上，即可进行加工。 激光加工原理激光加工原理电子束加工电子束加工由电子枪射出的高速电子束经电磁透镜聚焦后轰击工件表面，由电子枪射出的高速电子束经电磁透镜聚焦后轰

12、击工件表面，在轰击处形成局部高温，使材料瞬时熔化和汽化，从而达到材在轰击处形成局部高温，使材料瞬时熔化和汽化，从而达到材料去除、连接或改性的目的。料去除、连接或改性的目的。控制电子束能量密度的大小和能控制电子束能量密度的大小和能量注入的时间量注入的时间，可达到不同的加工目的。，可达到不同的加工目的。 电子束加工原理电子束加工原理电子束加工的微细异形孔示例电子束加工的微细异形孔示例离子束加工离子束加工惰性气体氩气由入口注入电离室，灼热的灯丝发射电子，电子惰性气体氩气由入口注入电离室，灼热的灯丝发射电子，电子在阳极的吸引和电磁线圈的偏转作用下，向下高速作螺旋运动。在阳极的吸引和电磁线圈的偏转作用下，向下高速作螺旋运动。氩在高速电子的撞击下被电离成离子，阳极和阴极各有数百个氩在高速电子的撞击下被电离成离子，阳极和阴极各有数百个上下位置对齐、直径为上下位置对齐、直径为0.3mm0.3mm的小孔，形成数百条较准直的离子的小孔，形成数百条较准直的离子束，均匀分布在直径为束，均匀分布在直径为50mm50mm的圆面积上。通过调整加速电压，的圆面积上。通过调整加速电压，可以得到