《机械制造基础》 特种加工

1、第第6 6章章 特种加工特种加工发展背景：现代机器中的难加工零件 精密及形状复杂的零件精密及形状复杂的零件：用传统方法难以加工 模具型腔、炮管内膛来复线、叶片、叶轮 难加工材料难加工材料：一般刀具磨具难以加工 太软、太硬、太脆、太韧、太耐磨、高熔点、某些非金属 有特殊要求的零件有特殊要求的零件 刚性差、难装夹、有弹性6.1 特种加工的应用范围特种加工的应用范围 发展非机械作用的加工方法 电火花 化学作用 激光 超声振动 以上作用及切削加工的混合方法1 1、概念：、概念：特种加工主要是利用电能、光能、声能、特种加工主要是利用电能、光能、声能、热能和化学能对材料进行加工的方法。热能和化学能对材料进

2、行加工的方法。2 2、特点：、特点：（1 1）工具的硬度可以低于工件的硬度。）工具的硬度可以低于工件的硬度。（2 2）工具与工件无显著的切削力。）工具与工件无显著的切削力。（3 3）能用简单的运动加工复杂的型面。）能用简单的运动加工复杂的型面。（4 4）其内容包括去除和结合等加工。）其内容包括去除和结合等加工。一般按能量形式和作用原理分类 1.电能与热能作用方式 电火花EDM、线切割WEDM、电子束EBM、等离子PAM 2.电能与化学能作用方式 电解ECM、电铸、电刷镀 3.电化学能与机械能作用方式 电解磨削ECG、电解珩磨ECH 4.声能与机械作用能作用方式：超声波加工USM 5.光能与热能

3、作用方式：激光加工LBM 6.电能与机械作用能作用方式：离子束加工IM 7.液流能与机械作用能：挤压珩磨AFH、水射流WJC3.3.特种加工方法的分类特种加工方法的分类一、加工原理一、加工原理 利用光能进行加工的方法。利用光能进行加工的方法。6.2 激光加工激光加工第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术电源电源激光器激光器光阑光阑反射镜反射镜聚焦镜聚焦镜工件工件工作台工作台激光加工原理图激光束照射到工件表面上时，光能被吸收，转化成热能，使照射斑点处局部区域温度迅速升高、熔化、气化而形成小坑，由于热扩散，使斑点周围金属熔化，小坑内金属蒸气迅速膨胀，产生微型爆炸，熔融物高速喷出并产生一个方向性很

4、强的反冲击波，于是在被加工表面上打出一个上大下小的孔。 二、特点和应用二、特点和应用1.特点：新的先进加工方法 1）非接触加工。激光可视作“光刀”，无“刀具”磨损，无 “切削力”作用于工件。 2）可对多种金属、非金属加工，特别是高硬度、高脆性及高熔点材料。 3）与数控系统配合组成激光加工中心，实现多种加工目的 4） 激光束能量密度高，是局部加工，加工速度快，热影响区小，工件变形小，后续加工量小生产效率高，加工质量稳定可靠。第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术2 2.应用应用 1）切割 可对铝、铜、镍、陶瓷等材料进行切割，加工出各种图形，切割深度2.5mm 2）打孔 最小孔径0.03mm，并

5、可对其他金属如：铝、铜、非金属、金刚石、硬质合金、陶瓷、塑料上打孔 3）标记 能在多种金属材料上做简单的文字、数字标记 4）焊接 可对铝、铜、金、银、镍等金属材料进行点焊、对焊或密封焊接，焊接熔深2.5mm第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术一、加工原理一、加工原理利用声能进行加工的方法。利用声能进行加工的方法。6.3 超声波加工、电火花加工超声波加工、

6、电火花加工 第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术工件工件超声波加工原理图换能器换能器超声超声波发波发生器生器变幅杆变幅杆振动方向振动方向工具工具工作液工作液喷嘴喷嘴利用工具端面作超声振动，使工作液中的悬浮磨粒对工件表面撞击抛磨来实现加工。超声波发生器将工频交流电能转变为有一定功率输出的超声频电振荡，换能器将超声频电振荡转变为超声机械振动，通过振幅扩大棒（变幅杆）使固定在变幅杆端部的工具振幅增大到0.01 0.15mm。 6.3.1 超声波加工超声波加工二、特点和应用二、特点和应用超声波加工适合于超声波加工适合于加工各种硬脆材料，加工各种硬脆材料，特别是不导电的非特别是不导电的非金属材料，例

7、如玻金属材料，例如玻璃、陶瓷、石英、璃、陶瓷、石英、锗、硅、玛瑙、宝锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。石、金刚石等。第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术第第6 6章章 特种加工特种加工一、加工原理一、加工原理 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称加工或电蚀加工，英文简称EDM.EDM.6.3.2 电火花加工电火花加工加工原理图加工原理图第第6 6章章 特种加工技术特种加工技术二、特点二、特点1 1、穿孔加工、穿孔加工

8、2 2、型腔加工、型腔加工3 3、线切割、线切割4 4、打印标记、打印标记三、应用三、应用 能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材料硬；直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，料硬；直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除；工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处在某些应用中须进一步去除；工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。理比较麻烦。 主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、