机械制造基础 课件 第六章

机械制造基础机械加工技术选用单元三第六章

常用机械加工技术本章知识思维导图第一节

车削加工01车床的组成图6-1卧式车床

1—主轴箱2—刀架3—尾座4—床身5、9—床腿6—光杠

7—丝杠8—溜板箱10—进给箱11—交换齿轮变速机构01车床的组成(一)主轴箱

(二)刀架

(1)大拖板它与溜板箱连接，可带动车刀沿床身导轨做纵向移动。

(2)中拖板它可带动车刀沿大拖板上的导轨做横向移动。

(3)小拖板它可沿转盘上的导轨做短距离移动。

(4)转盘它与中拖板连接，用螺栓紧固。

(5)方刀架它用来安装车刀，最多可同时装4把车刀。图6-2刀架的组成

1—大拖板2—中拖板3—小拖板4—转盘5—方刀架

01车床的组成(三)尾座(四)床腿

(五)床身

(六)光杠

(七)丝杠

(八)溜板箱

(九)进给箱

图6-3尾座结构

1—尾座体2—底板3—压板4—调整螺钉5—顶尖6—套筒锁紧手柄7—套筒8—丝杠9—螺母10—尾座锁紧手柄

11—手轮02工件在车床上的装夹(一)卡盘装夹1.自定心卡盘装夹图6-7自定心卡盘装夹工件

a)夹持棒料b)正爪支撑内孔c)夹持小外圆d)夹持大外圆e)反爪夹持工件02工件在车床上的装夹(一)卡盘装夹2.单动卡盘装夹图6-8单动卡盘可装夹工件02工件在车床上的装夹(二)顶尖装夹

1.一夹一顶装夹图6-9一夹一顶装夹工件02工件在车床上的装夹(二)顶尖装夹

2.两顶尖装夹图6-10两顶尖装夹工件

1—前顶尖2—拨盘3—鸡心夹

4—尾座顶尖5—尾座套筒6—尾座

02工件在车床上的装夹(三)中心架和跟刀架结构及应用

1.中心架结构及应用

(1)中心架结构如图6-11a所示中心架主要由架座、架盖、支承爪和紧固螺钉等组成。图6-11中心架和跟刀架结构

a)中心架b)跟刀架

1—架座2—架盖3—支承爪4—紧固螺钉5—螺母6—旋钮

02工件在车床上的装夹(三)中心架和跟刀架结构及应用

1.中心架结构及应用

(2)中心架的使用中心架使用时，将工件装夹在两顶尖上，先在工件支承部位精车一段外圆表面(保证圆度)，再将中心架固定在机床导轨适当的位置，然后调整三个支承爪与工件支承面接触，使松紧适度。

1)加工细长阶梯轴的外圆，如图6-12a所示。

2)加工细长轴或套筒的端面以及端部的内孔和螺纹等，可用卡盘夹持工件一端，用中心架支承工件另一端。02工件在车床上的装夹(三)中心架和跟刀架结构及应用

2.跟刀架结构及应用图6-13跟刀架的结构及应用

1—工件2—跟刀架3—紧固螺钉(四)心轴装夹

1.锥度心轴

2.圆柱心轴图6-14锥度心轴

1—心轴2—工件02工件在车床上的装夹图6-15圆柱心轴

1—工件2—心轴3—螺母4—垫圈

3.胀力心轴

图6-16胀力心轴

1—主轴2—胀力心轴

3—工件4—螺钉5—螺杆

02工件在车床上的装夹(五)花盘、压板及螺栓装夹图6-17在花盘上装夹工件

1—平衡块2—工件3—T形槽

4—螺栓5—压板6—垫铁7—花盘02工件在车床上的装夹(一)常用的车刀图6-18车刀用途分类

1—直头车刀2—弯头车刀3—90°外圆车刀

4—螺纹车刀5—端面车刀6—内孔车刀

7—成形车刀8—车槽/切断刀

03车刀和车床加工范围(一)常用的车刀1.直头车刀

2.45°车刀图6-1975°外圆车刀03车刀和车床加工范围图6-2045°右偏车刀(一)常用的车刀3.90°外圆车刀图6-2190°右外圆车刀

a)90°右外圆粗车刀b)90°右外圆精车刀03车刀和车床加工范围(一)常用的车刀4.螺纹车刀图6-22螺纹车刀

a)高速钢螺纹粗车刀b)高速钢螺纹精车刀c)硬质合金螺纹车刀d)机械夹固内螺纹车刀03车刀和车床加工范围(一)常用的车刀5.端面车刀图6-23端面车刀03车刀和车床加工范围(一)常用的车刀6.内孔车刀图6-24内孔车刀

a)通孔车刀b)不通孔车刀03车刀和车床加工范围(一)常用的车刀7.成形车刀图6-25成形车刀03车刀和车床加工范围(一)常用的车刀8.车槽/切断刀图6-26车槽/切断刀03车刀和车床加工范围(二)加工范围图6-27车床加工范围

a)车外圆b)车内孔c)车端面d)切断e)钻孔f)铰孔g)车螺纹

h)车圆锥i)车成形面j)钻中心孔k)滚花l)缠弹簧03车刀和车床加工范围1.车外圆2.车内孔

(1)钻孔图6-28在车床上钻孔03车刀和车床加工范围(2)扩孔用扩孔钻或钻头扩大孔径的加工方法称为扩孔。图6-31扩孔钻与扩孔03车刀和车床加工范围(3)铰孔铰孔是在扩孔或半精车孔以后，用铰刀从孔壁上切除微量金属层的精加工方法。(4)车孔车孔是用内孔车刀对工件已经有的孔做进一步的车削加工，目的是扩大孔径，提高精度，降低表面粗糙度值和纠正原孔的轴线偏斜。图6-32铰刀03车刀和车床加工范围3.车端面、车槽和切断

(1)车端面车削工件时，往往采用工件的端面作为轴向尺寸的测量基准，所以端面必须先进行车削。图6-33车端面

a)45°车刀车端面b)、c)90°右外圆车刀车端面d)90°左外圆车刀车端面03车刀和车床加工范围(2)车槽在车床上可车外槽、内槽与端面槽，如图6-34所示。图6-34车槽刀与车槽

a)、b)车外槽c)车内槽d)车端面槽03车刀和车床加工范围(3)切断切断与车槽类似。图6-35切断03车刀和车床加工范围4.车圆锥面图6-36锥孔配合实例03车刀和车床加工范围4.车圆锥面(1)小拖板转位法小拖板转位法车圆锥面如图6-37所示，当内、外圆锥面的圆锥角为α时，将小拖板扳转α/2即可加工。图6-37小拖板转位法车圆锥面03车刀和车床加工范围4.车圆锥面(2)尾座偏移法尾座偏移法车圆锥面如图6-38所示，这种方法只能用来加工轴类零件或安装在心轴上的盘套类零件的圆锥面。03车刀和车床加工范围图6-38尾座偏移法车圆锥面4.车圆锥面(3)靠模法靠模装置如图6-39所示，其底座固定在车床大拖板上，它下面的燕尾导轨与靠模体上的燕尾槽滑动配合。

03车刀和车床加工范围图6-39靠模法车圆锥面

1—底座2—靠模板3—丝杠4—滑块5—靠模体

6、7、11—螺钉8—挂架9—调节螺母10—拉杆

4.车圆锥面(4)宽刀法03车刀和车床加工范围图6-40宽刀法车圆锥面

5.车成形面

6.螺纹车削

7.滚花

03车刀和车床加工范围图6-41滚花

图6-42滚花刀种类

a)单轮滚花刀b)双轮滚花刀c)六轮滚花刀04车削加工的工艺特点(二)适合非铁金属零件的精加工(三)生产率较高

(四)生产成本低(一)易于保证各加工表面的位置精度

第二节

铣削加工01铣床的组成图6-47X6132型万能升降台铣床

1—床身2—主轴3—挂架4—横梁

5—工作台6—横向溜板7—升降台

8—底座9—主电动机

(一)床身(二)主轴(三)刀杆

(四)横梁

(五)工作台

(六)横向溜板(七)升降台

(八)底座

(九)主电动机01铣床的组成图6-48主轴

02工件在铣床上的装夹(一)工件直接装夹在铣床工作台1)螺栓要尽量靠近工件，螺栓到工件的距离小于螺栓到垫铁的距离，这样可增大夹紧力。

2)装夹薄壁工件和在悬空部位夹紧时，夹紧力的大小要适当，应尽可能把悬空处垫实，以免引起工件变形。

3)压板的夹紧位置要适当，应尽量靠近加工区域和工件刚度较好的位置。

4)垫铁的高度要适当，高度要与工件相同或者略高于工件，否则会影响夹紧效果。

5)对于非铁金属工件，压紧力不可太大，最好在压板和工件夹紧点处垫一层薄铜皮，防止把工件表面压出痕迹。02工件在铣床上的装夹图6-52压板的使用

a)正确b)错误

02工件在铣床上的装夹(二)工件装夹在机用虎钳中1)装夹工件时，必须将工件的基准面靠在固定钳口或钳身导轨面上。

2)用平行垫铁调整工件伸出钳口的高度，以免铣削破坏钳口和损坏铣刀。

3)工件应尽量装在钳口的中间，使工件装夹稳固可靠。

4)用机用虎钳夹持毛坯工件时，应在毛坯面与钳口之间垫上薄铜皮，以免损坏钳口。

5)当工件两侧的平行度较差时，应将工件的基准面与固定钳口贴紧，在活动钳口与工件之间放置一根圆棒，以保证工件装夹牢固(图6-53)。图6-53用机用虎钳装夹工件

02工件在铣床上的装夹(三)工件装夹在弯板上图6-54工件装夹在弯板上

1—C形夹2—工件3—铣刀4—弯板

02工件在铣床上的装夹(四)工件装夹在分度头上图6-55

工件装夹在分度头上

1—尾座2—工件3—自定心卡盘

4—分度头5—千斤顶

02工件在铣床上的装夹(五)工件装夹在V形块中图6-56工件装夹在V形块中

02工件在铣床上的装夹(六)工件装夹在专用夹具中图6-57专用夹具

03铣刀和铣床加工范围(一)铣刀

1.圆柱形铣刀图6-58圆柱形铣刀

03铣刀和铣床加工范围2.三面刃铣刀(1)直齿三面刃铣错齿三面刃铣刀的圆周切削齿的整个圆周，同时参加切削。

(2)错齿三面刃铣刀错齿三面刃铣刀的切削齿是一齿左斜、一齿右斜交错排列的，从而改善了切削条件，克服了直齿三面刃铣刀的不足。

(3)镶齿三面刃铣刀镶齿三面刃铣刀由刀体和切削齿两部分组成。图6-59三面刃铣刀

a)直齿三面刃铣刀b)错齿三面刃铣刀c)镶齿三面刃铣刀

03铣刀和铣床加工范围3.立铣刀图6-60立铣刀03铣刀和铣床加工范围4.键槽铣刀图6-61键槽铣刀03铣刀和铣床加工范围5.槽铣刀图6-62槽铣刀03铣刀和铣床加工范围6.角度铣刀图6-63角度铣刀

a)单角铣刀b)对称双角铣刀c)不对称双角铣刀03铣刀和铣床加工范围7.可转位面铣刀图6-64可转位面铣刀03铣刀和铣床加工范围(二)铣床加工范围图6-67铣床的典型加工方法

a)铣平面b)铣台阶c)铣键槽d)铣T形槽e)铣燕尾槽

f)铣齿形g)铣螺纹h)铣螺旋槽i)铣曲面j)铣型腔图6-68铣平面的方法

a)周铣b)端铣03铣刀和铣床加工范围1.铣平面图6-69铣台阶

a)用一把三面刃铣刀b)用组合三面刃铣刀c)用面铣刀d)用立铣刀

03铣刀和铣床加工范围2.铣台阶(1)用三面刃铣刀铣台阶因三面刃铣刀的直径、切削齿尺寸和容屑槽都比较大，所以其刀齿强度和排屑、冷却效果均较好，生产率较高。

(2)用面铣刀铣台阶一般采用面铣刀铣削宽度较大而深度不大的台阶。

(3)用立铣刀铣台阶主要用立铣刀铣削深度较大的台阶，尤其是内台阶。03铣刀和铣床加工范围3.铣槽

(1)铣直角沟槽通槽和半通槽可在卧式铣床上用三面刃铣刀或槽铣刀进行铣削，也可在立式铣床上用立铣刀铣削，封闭槽可在立式铣床上用键槽铣刀铣削。

(2)铣轴上键槽通键槽和半通键槽可在卧式铣床上用三面刃铣刀或槽铣刀进行铣削。

(3)铣特形沟槽以铣T形槽为例，先用三面刃铣刀或立铣刀铣出直槽，然后用T形槽铣刀铣出下部宽槽。04铣削加工的工艺特点1)铣削是使用率仅次于车削的切削加工方法，除加工狭长平面外，其生产率均高于刨削。

2)铣刀种类多，铣床功能强，所以铣削的适用性好，能完成多种表面的加工。

3)铣刀为多刃刀具，铣刀刀齿的切入是断续的、带有周期性的冲击。

4)由于铣刀刀齿对加工表面的轮番切削，故工作齿数、切削厚度与切削宽度都随时在变化，铣削力也在变化，加工出的表面质量比车削要差一些。

5)铣刀的容屑与排屑空间较小，排屑困难。第三节镗削加工图6-73TP619型卧式铣镗床的结构

1—主轴箱2—前立柱3—主轴4—平旋盘

5—工作台6—上滑座7—下滑座

8—床身9—后支架10—后立柱

01卧式铣镗床的组成(一)主轴箱

(二)前立柱

(三)主轴

(四)平旋盘

(五)工作台

(六)上滑座

(七)下滑座

(八)床身

(九)后支架

(十)后立柱02工件在镗床上的装夹在镗床上主要用来加工箱体类零件上的孔或孔系(即同轴、相互平行或垂直的若干个孔)。如果被加工孔的轴线与其底面平行时，应在镗割前的工序中把该平面加工好，镗削时用作定位基准，直接将零件用压板、螺栓固定在工作台上；如果孔与底平面垂直，则可在工作台上用弯板(角铁)装夹零件。在成批生产中，对孔系的镗削常将零件装夹在镗床夹具内加工，以保证孔系的位置精度及提高生产率，此时镗杆与主轴常采用浮动连接。图6-74单刃镗刀的装夹方式

a)镗通孔b)镗不通孔

03镗刀(一)单刃镗刀图6-75双刃镗刀的装夹方式

a)用螺钉夹紧b)用楔块夹紧

03镗刀(二)双刃镗刀图6-76浮动镗刀

03镗刀(三)浮动镗刀04镗床加工范围(一)单一表面的加工

(1)镗削直径不大的孔镗刀头用镗刀杆夹持，镗刀杆锥柄插入主轴锥孔中启动机床，工作台(工件)固定不动，让主轴做轴向进给运动，如图6-77a所示。

(2)镗削深度不大直径较大的孔将主刀架与镗刀装在平旋盘的溜板上，由平旋盘带动刀架和镗刀旋转做主运动，在镗刀切入所需深度后，再让工作台带动零件做纵向进给运动。

(3)镗削孔边的端面把刀具装在平旋盘的刀架上，由平旋盘带动刀具旋转，同时刀架在溜板的带动下沿平旋盘径向进给。04镗床加工范围(一)单一表面的加工

(4)钻孔、扩孔、加工小孔可在主轴锥孔中逐次装上钻头、扩孔钻及铰刀，让主轴旋转并在轴向做进给运动，就可以完成小孔的钻孔、扩孔、铰孔等切削加工，如所示。

(5)镗削螺纹将螺纹镗刀装夹在特制的刀架上，由主轴带动旋转做主运动，工作台沿床身做进给运动(须刀具每转一转、工作台带动零件准确移动一个导程)，便可镗出螺纹。

(6)用镗床铣削在镗床主轴锥孔中装上立铣刀或面铣刀，就可以对箱体零件侧面上的平面和沟槽进行铣削加工。04镗床加工范围(二)孔系的加工

1.镗削同轴孔系图6-78镗削同轴孔系

04镗床加工范围(二)孔系的加工

2.镗削平行孔系

图6-79镗削平行孔系

04镗床加工范围(二)孔系的加工

3.镗削垂直孔系

图6-80镗削垂直孔系

05镗削加工工艺特点1)镗削是孔加工的主要方法之一。

2)镗床有多个部件能做进给运动，因此其工艺范围非常广，能加工形状多样、大小不一的各种零件的多种表面，能较方便地实现孔系的加工。

3)镗孔的尺寸公差等级可达IT10～IT7，表面粗糙度值为Ra6.3～Ra0.8μm。

第四节

磨削加工图6-81MA1420H型万能外圆磨床

1—床身2—主轴箱3—工作台4—内圆磨具5—砂轮架6—尾座7—控制箱

01磨床的组成(一)外圆磨床的组成

01磨床的组成(一)外圆磨床的组成(1)床身它是磨床的基础件，用来安装各个部件。

(2)主轴箱它是一个小型主轴箱，在其主轴上安装卡盘或顶尖用以夹持工件，并带动工件旋转。

(3)工作台工作台由上下两部分组成，上部相对下部可在水平面内转动一定角度，以适应磨圆锥度不大的长圆锥面的需要。

(4)内圆磨具可以用来磨削内圆，使用时将内圆磨具翻下，用内圆砂轮进行磨削。

(5)砂轮架它是用来装夹砂轮的，并由单独的电动机带动砂轮高速旋转。

(6)尾座其上装有顶尖，用以支承工件。01磨床的组成(二)平面磨床的组成图6-82平面磨削方式

a)卧轴矩台圆周磨削b)卧轴圆台圆周磨削

c)立轴圆台端面磨削d)立轴矩台端面磨削图6-83M7140H型平面磨床

1—纵向进给手轮2—砂轮架3—滑座

4—横向进给手轮5—立柱6—撞块7—工作台

8—控制面板9—垂直进给手轮10—床身图6-84用两顶尖装夹工件

02工件在磨床上的装夹(一)外圆磨床常用装夹工件的方法1.用两顶尖装夹图6-86带台阶的圆柱心轴02工件在磨床上的装夹(一)外圆磨床常用装夹工件的方法2.用心轴装夹

1)锥形心轴。

2)带台阶的圆柱心轴。3)带台阶的可胀心轴。3.用自定心卡盘或单动卡盘装夹

4.用卡盘和顶尖装夹图6-87筒夹式可胀心轴

1—心轴2—筒夹3—外锥体4—螺母图6-85锥形心轴02工件在磨床上的装夹(二)平面磨床工件的装夹方法1)当磨削小尺寸工件或壁厚小、高度较大的环形工件(如薄套等)时，因工件与电磁吸盘的接触面积小、吸力弱，磨削过程中工件容易被砂轮弹出去，甚至使砂轮碎裂，因此，装夹这类工件时要防止工件移动。2)关掉电磁吸盘的电源后，工件和电磁吸盘上仍将保留一部分磁性(称为剩磁)，因此工件不易取下。

3)工作结束后，应将电磁吸盘擦干净，避免切削液经过盖板上细微的缝隙渗入吸盘体内部，从而使线圈受潮损坏。

4)电磁吸盘的工作表面要平整、光洁，当看见表面被拉毛，可用磨石或细砂布修光后再用。图6-88电磁吸盘工作原理

1—吸盘体2—工件3—绝磁层4—盖板5—线圈02工件在磨床上的装夹(二)平面磨床工件的装夹方法图6-89增加挡铁防止工件移动图6-90砂轮及磨削03砂轮和磨床加工范围(一)砂轮图6-91常见的磨削加工方式

a)外圆磨削b)内圆磨削c)平面磨削d)成形磨削e)螺纹磨削f)齿轮磨削

03砂轮和磨床加工范围(二)磨床加工范围04磨削加工工艺特点2.能加工出精度高、表面粗糙度值很小的表面

3.磨削的径向分力大

4.磨削温度高

1.能加工硬度很高的材料

第五节

钻削加工图6-92钻床所能完成的工作

a)钻孔b)扩孔c)铰孔d)攻螺纹e)锪孔f)锪圆孔g)锪端面图6-93台式钻床结构

1—带轮2—V带3—丝杠4—电动机

5—立柱6—锁紧手柄7—底座

8—升降手柄9—钻夹头10—主轴

11—进给手柄12—箱体01钻床类型(一)台式钻床图6-94立式钻床结构

1—工作台2—主轴3—进给箱

4—变速箱5—立柱6—底座01钻床类型(二)立式钻床图6-95摇臂钻床结构

1—底座2—立柱3—摇臂4—主轴箱

5—主轴6—工作台

01钻床类型(三)摇臂钻床图6-96钻削工件装夹方式

a)用手虎钳夹持b)用机用虎钳夹持c)用V形块夹持d)用压板、螺栓夹持

02工件在钻床上的装夹图6-97钻夹头和钻套

a)钻夹头b)钻套

03钻床的加工范围和刀具(一)钻孔

1.麻花钻的装夹03钻床的加工范围和刀具(一)钻孔2.钻削的工艺特点

1)麻花钻的两条切削刃对称地分布在轴线两侧，钻削时，所受背向力相互平衡，因此麻花钻不像单刃刀具那样容易弯曲，其背吃刀量可达到孔径的一半，金属切除率较高。

2)钻削过程是半封闭的，由于麻花钻钻入孔内并占据较大空问，加之麻花钻容屑槽尺寸有限，切屑容易堵塞，因此排屑和散热困难。

3)钻削时，冷却条件差，切削温度高，因此限制了切削速度的提高，生产率较低。

4)钻削为粗加工，其所能达到的尺寸公差等级一般为IT13～IT11，表面粗糙度值为Ra25～Ra12.5μm。图6-98扩孔钻03钻床的加工范围和刀具(二)扩孔

1)钻心较粗，没有横刃。

2)切削齿数较多(一般为3～4条)，加强了导向作用。

图6-99铰刀

a)机用铰刀b)手用铰刀03钻床的加工范围和刀具(三)铰孔

1.铰刀2.铰削

3.铰孔的工艺特点

第六节

刨削加工图6-100牛头刨床

1—工作台2—刀架3—滑枕4—压板5—床身6—摆杆机构7—变速机构8—进给机构9—横梁

01牛头刨床的组成(一)床身

(二)滑枕

(三)刀架(四)工作台

(五)横梁

(六)进给机构图6-101在刨床上装夹工件

a)用机用虎钳装夹b)用螺栓、压板装夹

02工件在刨床上的装夹(一)用机用虎钳装夹

(二)用螺栓、压板装夹图6-102刨刀形式图

a)直头刨刀b)弯头刨刀03刨刀和刨床的加工范围图6-103刨刀的安装图6-104刨削加工范围

a)刨水平面b)刨水平面c)刨斜面d)刨直槽e)刨T形槽f)刨曲面03刨刀和刨床的加工范围7.3504刨削加工工艺特点1)刨床结构简单，调整操作都比较方便；刨刀的制造和刃磨较容易，价格低廉。

2)由于刨削的主运动是直线往复运动，刀具切入和切离工件时会产生冲击与振动，所以加工质量较低，也限制了切削速度的提高，加之空行程的影响，刨削的生产率较低。

3)刨削加工的公差等级通常为IT9～IT7，表面粗糙度值为Ra12.5～Ra3.2μm；采用宽刃刀精刨时，公差等级可达IT6，表面粗糙度值为Ra1.6～Ra0.4μm。第七节

齿轮加工图6-110滚齿机

1—床身2—立柱3—刀具滑板4—刀杆5—刀架6—后支架

7—工件心轴8—后立柱9—工作台01滚齿机的组成7.35图6-111内孔定心端面支承

1—支座2—心轴3—垫圈4—衬套

5—螺母6—压板7—工件02工件在滚齿机上的装夹7.35图6-112滚刀03滚刀7.3504机床的运动机床上的运动展成运动(分齿运动)主运动垂直进给运动05滚齿加工工艺特点加工精度高一把滚刀可加工模数和压力角与滚刀相同而齿数不同的圆柱齿轮生产率高第八节

特种加工01特种加工的产生与发展02特种加工的定义及特点1)工具材料的硬度可以极大低于零件材料的硬度。

2)不是主要依靠机械能，而是用其他能量(如电能、热能、光量、化学能和声能等)去除零件材料。

3)加工过程中工具和零件之间不存在明显的机械切削力。

4)可以有选择地将各种加工方法复合成新的工艺方法，以保证加工精度和提高加工效率。03特种加工对机械制造工艺的影响改变了零件的典型工艺路线对零件的结构设计带来了很大的影响改变了对材料可加工性的认识极大缩短了新产品的试制周期改变了对传统的结构工艺性好与坏的判断0201030405图6-113电火花加工原理

1—工件2—脉冲电源3—自动进给调节装置4—工具电极

5—工作液6—过滤器7—工作液泵

04特种加工的分类(一)电火花加工

1.电火花加工的原理04特种加工的分类(一)电火花加工

2.电火花加工的特点1)电火花加工不受工件材料的力学性能限制，可加工任何质硬、脆性、韧性、质软、高熔点和高强度的导电材料。

2)加工时，两极不直接接触，不存在显著的机械力，不会造成工件受力变形，适用于加工小孔、薄壁、窄槽以及各种复杂截面的型孔和型腔等，且加工质量好。

3)脉冲参数调整方便，可在同一台机床上一次安装完成粗加工、半精加工和精加工。

4)加工时不受热影响。

5)电火花加工不需要复杂的切削运动便可以加工形状复杂的零件表面，易于实现加工的自动化。

6)电火花加工需要制造精度高的电极，且在加工过程中存在一定的电极损耗，增加了加工成本，降低了加工精度。04特种加工的分类(一)电火花加工

3.电火花加工的应用

1)电火花穿孔和型腔加工。

①电火花穿孔加工。常用于加工冲模、拉丝模、喷嘴和喷丝孔等零件上的各种型孔(圆孔、方孔、多边孔、异形孔)、小孔(直径为0.1～1mm)和微孔(直径小于0.1mm)。

②电火花型腔加工。它主要用于锻模、压铸型、挤压模、注射模等的型腔加工，以及叶轮、叶片等曲面的加工。

2)电火花线切割加工。04特种加工的分类(二)电解加工

1.电解加工的原理

图6-115电解加工示意图

1—直流电源2—工具

3—工件4—电解液

04特种加工的分类(二)电解加工

2.电解加工的特点1)加工范围广，不受金属材料本身硬度、强度等力学性能影响，能加工硬质合金、淬火钢、耐热合金等各种高强度、高硬度、高韧性的金属材料。

2)能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面和型腔。

3)生产率高，为电火花加工的5～10倍，是特种加工中速度最快的加工方法之一。

4)由于加工过程中不存在机械切削力和切削热，因此不会产生由切削力所引起的残余应力和变形，加工表面没有飞边和毛刺，能获得较好的加工精度和表面质量。

5)加工过程中，工具电极基本上没有损耗，可长期使用。

04特种加工的分类(二)电解加工

2.电解加工的特点6)由于影响电解加工的参数很多且很难控制，所以不易达到较高的加工精度和加工稳定性。7)不能加工非导电材料，加工小孔、窄缝及尖角比较困难。

8)具有复杂表面的工具电极设计、制造比较费力，因而不适用单件、小批量生产。9)加工设备投资较大，且设备易腐蚀和生锈，需采取防护措施。3.电解加工的应用04特种加工的分类(三)激光加工

1.激光加工的原理图6-116固体激光器加工原理示意图04特种加工的分类2.激光加工的特点

1)加工范围广。

2)激光可以通过聚焦后，形成微米级的光斑，又可以调节输出功率的大小，所以可用于精密微细加工，如加工直径为0.01mm的小孔和窄缝切割加工等。

3)激光加工是高能束流的非接触加工，所以无明显的机械力，也没有工具损耗。

4)加工性能好，零件可以离开加工设备进行加工，并能通过透明体进行加工。

5)激光加工是一种瞬时局部熔化或气化的热加工方法，影响因素很多。

6)工作时，操作者应戴防护眼镜。04特种加工的分类3.激光加工的应用

(1)激光打孔激光打孔是激光加工在机械制造中应用最广的加工方法。

(2)激光切割激光切割与激光打孔的原理基本相同。

(3)激光焊接激光焊接与激光打孔的原理有所不同。

(4)激光表面热处理利用能量密度为103～105W/cm2的激光对金属表面进行扫描，并调整其扫描速度，便可以对铸铁、中碳钢甚至低碳钢等材料进行激光淬火，并且具有工件表层的加工速度极快、内部受热极小、工件不产生热变形等特点，特别适合于形状复杂零件的加工。04特种加工的分类(四)电子束加工

1.电子束加工的原理图6-117电子束加工原理及结构04特种加工的分类2.电子束加工的特点

1)电子束加工是一种精密微细的加工方法。

2)加工材料范围广。

3)由于电子束是在真空中加工，污染小，加工表面不氧化，所以特别适合于高纯度半导体材料和易氧化的金属及其合金的加工。

4)电子束加工是非接触式加工，所以零件不受机械力作用，加工零件不易产生应力和变形。

5)加工过程易于实现自动化。

6)加工设备复杂，投资较大。04特种加工的分类3.电子束加工的应用

(1)电子束高速打孔能量密度极高的电子束可以加工各种微细孔，最小直径可达0.003mm左右，孔的深径比可达100∶1。(2)电子束焊接电子束焊接是指利用电子束作为热源的一种焊接工艺。

(3)电子束刻蚀在微电子器件生产中，电子束可用来对陶瓷、半导体材料进行加工，刻出许多微细沟槽和孔；可用来在混合电路电阻的金属镀层上刻出40μm宽的线条；可用来在加工过程中对电阻值进行测量校准；还可以进行刻蚀制版等。04特种加工的分类(五)超声波加工

1.超声波加工的原理2.超声波加工的特点1)加工范围广，适合于加工各种硬脆材料，特别适合电火花、电解加工无法加工的不导电的非金属材料，如玻璃、陶瓷、石英、锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石等；也能加工导电的硬质金属材料，如淬火钢、硬质合金等，但生产率较低。

2)由于韧性好的材料对冲击有缓冲作用，既能撞击磨粒，又不会使自身受到很大的破坏，因此工具可用相对较软的材料(如45钢)做成较复杂的形状，不需要使工具和零件做比较复杂的相对运动。

3)加工精度好。04特种加工的分类(五)超声波加工

3.超声波加工的应用

(1)超声成形加工超声波加工主要用于加工硬脆材料的圆孔、异形孔、微细孔和各种型腔，以及进行套料加工等，如图6-119所示。图6-119超声成形加工类型

a)加工圆孔b)加工型腔c)加工异形孔d)套料加工e)加工微细孔

04特种加工的分类(五)超声波加工

3.超声波加工的应用

(2)超声切割加工主要用于切割硬脆的半导体材料。(3)超声清洗超声清洗是超声波在液体中产生交变冲击波和“超声空化”的作用下，当声波强度达到一定数值时，产生的微冲击波使被清洗物表面的污物遭到破坏并脱落下来，加上超声波作用无处不入，即使是被清洗物上的窄缝、细小深孔、弯孔中的污物，也能很容易清洗干净。

(4)超声焊接主要用于焊接表面易生成氧化物的铝制品及尼龙、塑料等高分子制品，还可以在陶瓷等非金属材料表面上挂锡、挂银和涂覆熔化的金属薄层，从而改善这些材料的焊接性。第九节

机械加工技术应用实例分析01主轴(图6-121)加工方法的选用(表6-4)图6-121主轴三维模型01主轴(图6-12