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1、第四章精密加工和特种工艺第一节精密加工磨削加工作为精加工的方法，一般的加工精度在IT5IT6 Ra 0.10.2m以内。 工件的加工精度要求更高时，请采用精密加工工艺。 精密加工有精加工和光精加工两种。 深加工：零配件在精加工时，从工件表面切取较薄的材料，提高尺寸精度和表面粗度的工艺方法称为精加工。 精加工有研磨和珩磨等。 光整加工：零配件表面不切除或切除超薄金属材料，提高表面粗度。 光整加工包括加工苏珍珠岩磨粉机和研磨等。 一、研磨：在磨料和工件之间加入磨料，研磨加工工件表面的方法，即磨料在一定压力下与工件的表现之间进行复杂的相对运动，通过磨料的机械和化学作用，从工件的表现中切除较薄的材料，

2、达到高尺寸精度和小表面粗度的目的。 磨料：常用的是刚玉、碳化硅等，能发挥机械切削作用。 其粒子在粗研时为80 120#； 精研时选择150 240#。 研磨剂：研磨剂是由研磨剂、研磨液、辅助填充剂等混合而成，有液状、膏状、固体3种。 常用磨具材料为铸铁元素、软钢、黄铜、塑料或硬木。 最常用的是铸铁元素磨具，适用于各种材料的加工，具有生产率高、成本低的特点。 磨具材料比工件材料柔软，部分磨料的磨料必须嵌入磨具表面，以便能够摩擦工件表面。 1磨料和磨料：磨料：起到蒸发制冷和润滑的作用，磨料均匀地分布在磨料表面。 常用的灯油、汽油、油等。 辅助填充剂：在金属表面产生极薄的柔软化合物薄膜，易于用磨料切

3、除工件表面的突出部分，提高研磨效果和表面品质。 常用的是硬脂精酸等化学材料。 2研磨方法：研磨是通过磨削工具与工件之间的复杂相对运动，使细磨料在工件表面上进行不规则地切除工件表面突出部分的磨削运动，得到较小的表面粗度。 研磨方法有手动研磨和机械研磨两种。 手动研磨，是拿着磨具研磨工件表面。 机械研磨用研磨机研磨。 3、研磨的特点和应用：设备研具简单。 研磨可以用专用的研磨机进行，也可以用简单改造的车床或钻床进行，也可以用手工作业进行。 精度高，粗糙度值小。 研磨尺寸和形状误差可以在0.10.3m、Ra0.025m以下。 生产性低，加工产量小。 一般加工产量在0.010.03m以下。 研磨加工应

4、用广泛，平面、内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面和齿轮表面等多种常见表面可以研磨精加工。 很多精密的嵌合件为了得到嵌合精度的要求，经常需要经过嵌合件的嵌合磨削。 在现代工业中，抛光广泛应用于机械制造、精密仪器校正器、电子工业、光学仪器和陶瓷器件。 二、珩磨：用带油石珩磨头对孔进行精加工称珩磨。 珩磨头由工作母机主轴回转，沿轴向往复运动，油石以一定的压力从孔的内面切取薄材料，达到提高孔的尺寸精度和表面粗度的目的。 珩磨的特点：生产率高。 珩磨头有多个磨削棒参加云同步的磨削，不断改变磨削方向，可使磨料磨具长时间保持锐利的状态，珩磨效率高。 精度高，粗糙度值小。 珩磨可提高孔的尺寸精度、形状精度和表面质量

5、，一般尺寸精度可达IT64，Ra0.40.05m。 但是，珩磨头和工作母机的主轴浮动连接(图4-3 )，不能提高孔的位置精度。 珩磨的零配件表面具有耐磨性。 珩磨的零配件表面有交叉的网眼，容易形成油膜，因此磨损慢。 研磨头的构造复杂。 珩磨主要用于孔的深加工，加工范围广，可加工大孔和深孔。加工孔的直径在5500mm以上，加工产量一般为0.005 0 . 08mm。 三、超级照片磨齿机(光整加工): 加入细磨粒、低硬度的油石磨齿机，在一定的压力下对工件表面进行光整加工的方法称为超级照片磨齿机。 加工时工件旋转，油石以一定的力轻轻地按压在工件表面，一边轴进给一边轴方向微小振动，达到对工件的微观不均

6、匀的表面进行光研磨的效果。 超光磨粉机的特点：加工产量极少，一般为3 10m，生产率高，一般加工时间仅为3060秒，表面质量好，Ra0.012m； 设备简单，操作方便。 但是，超级珍珠岩磨粉机只能提高表面品质，不能提高尺寸精度和形状精度。 超光研经常用于精加工，应用也比较广泛，不仅能加工轴类零件的外圆柱面，还能加工圆锥面、孔、平面、球面等。 四、研磨：在高速旋转的研磨轮上涂抹研磨膏，对工件表面进行光整加工的方法称为研磨。 抛光轮一般用毛毡、橡胶、皮革、布、纸板等制作。 研磨膏由研磨剂、油酸、软润滑工等制成。 研磨时将工件按压在高速旋转的研磨轮上，在研磨膏的作用下，在金属表面形成薄的软膜，如果不

7、用比工件材料柔软的研磨材料切除工件表面留下痕迹，则在云同步上，工件表面材料因高速摩擦而高温和挤出，产生塑性流动，可以得到非常明亮的表面。 研磨的特点：方法简便，经济，不使用特殊设备，曲面加工容易，只提高粗糙度，不能改变零配件的尺寸精度、形状精度和位置精度，工作条件差。 研磨应用：研磨主要用于零配件表面的装饰加工，或采用研磨方法去除前工序的加工痕迹，提高零配件的疲劳强度。 研磨零配件表面的形状也可以是平面、外周、孔、各种成形面等。 五、各种精密加工方法的比较：研磨珩磨超光研磨加工设备研磨珩磨机超光研磨机(手动) (手动)的加工品质精度高(IT53 )精度高(IT64 )不能提高精度的精度(尺寸、

8、形位) (尺寸、形状) 表面粗度0.10.0080.40.050.10.050.20.1 (ram )生产率最低高批量小批量(手动)大量不限于大量(机械)，第二节特种工艺特种工艺相对于以往的切削加工，以往的切削加工是利用机械能量去除工件的工件韧性过高、零配件结构过于复杂、尺寸过小或零配件刚性过低，难以实现传统的切削加工方法。 特种工艺是为解决这些个难题而发展起来的一种新的加工方法。 特种工艺是直接利用电能、光能、声能、热能、化学能或多种能量复合形式进行加工的方法。 常用的特种工艺有电火花加工、电解加工、超声加工、激光加工、电子束加工和离子束加工等。 另一方面，电火花加工(Electrical

9、Discharge Machining，EDM ) :电火花加工是在一定的液体介质中，利用脉冲放电对导电材料进行蚀刻去除加工，使零配件的尺寸、形状和表面质量达到技术要求的加工方法。 1 )电火花加工原理：电火花加工是基于脉冲放电的腐蚀原理而发生的。 如图所示，当手工工具电极和工作电极在绝缘液体介质中接近时，极间电压在两极间的“相对最近的点”被电离破坏，形成脉冲性火花放电，在放电路径中产生瞬时的高温，金属局部地熔化或气化，放出因放电爆炸力而熔化的金属，蚀刻除去金属极间介质的电离，破坏电极材料的熔化，汽化热膨胀电极材料的放出络离子化恢复绝缘和介电强度。因此，电火花加工是一种大量微放电痕迹逐渐积累的

10、金属去除加工方式。 2 )电火花加工的必要条件(1)手工工具电极和工件电极总是保持一定的间隙过大，工作电压不能破坏，电流为零的间隙过小，容易形成短路接触，极间电压接近零。 (2)火花放电必须在狭窄范围内限定脉冲性和间隙性的各放电点，避免表面烧伤。 (3)火花放电必须在一定的绝缘介质中进行，在达到击穿电压之前保持非导电性，使后世的火花间隙放电而消除电离的云同步起到将浮游切屑从蒸发制冷和工件间隙带出的作用。 3 )电火花加工的特点和应用： (1)能够加工特殊复杂形状的零配件。 由于加工过程中手工工具电极与工件电极不直接接触，机械加工时无宏命令切削力，适合低刚性零配件及微细加工加工. 此外，由于可简

11、单地将手工工具电极的形状转印到工件上，因此特别适合复杂的型腔、模具等复杂的表面形状的加工。 (2)由于适用于难切削材料的加工，通过放电产生的热量溶解除去金属，因此加工时没有显着的机械切削力，加工材料的难易度与材料的硬度无关，能够用柔软的刀具加工硬、硬的工件。 电火花可以加工以往加工方法难以加工的小孔、薄壁、窄槽、各种型孔和型腔等零配件表面；(3)工件的安装和操作方便，可以用一台电火花机床一次完成粗加工和精加工。 (4)电火花加工是特种工艺中应用最广泛的一种，但主要局限于导电材料可以加工；(5)加工速度较慢。 (6)有电极消耗。 3 )电火花加工的应用： (1)电火花穿孔加工可加工各种模孔、深孔

12、、斜孔、弯曲孔以及小孔和细孔。 (2)放电模腔的加工主要用于模具、挤出模具、冲模等模具模腔的加工，模具的尺寸范围几乎没有限制。 (3)电火花加工也适用于模面加工、电火花雕刻、电火花镗孔、电火花磨削和电火花表面强化。 预加工螺纹加工型腔，(4)电火花线切割加工只能加工通孔，容易加工小孔、形状复杂的狭缝以及各种形状复杂的零配件。 4 )电火花加工的分类，1 .用适合放电成型工件形状的特殊形状的电极手工工具加工该工件的电火花加工。 适用于各种孔、槽模具，刻字、表面强化、油漆作等切割加工适用于各种打孔机模具、粉末冶金模具及工件、各种十字大板块、吸铁石钢及硅钢板的打孔机片、钼、钨、半导体或贵重金属。 成

13、型加工的应用实例2、电火花线切割加工电火花线切割加工是在电火花线切割加工的基础上发展起来的，把细合十礼层(直径0.02mm-0.03mm钼合十礼层)用作手工工具电极，并按照规定的轨迹进行脉冲放电，切割工件的加工方法。 不需要应用电火花线切割加工的主要特点和电火花线切割加工成型手工工具电极，缩短了生产周期，特别适合全新产品试制和多品种批次零配件加工。 主要切割淬火钢、硬质合金等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的导电材料。 因为电极线细，可以加工微细的异形孔、狭缝、复杂形状的零配件，也可以倾斜切断。 由于狭缝狭窄，可对工件进行定径套加工，预计可再利用。 因此，电火花线的切割加工主要用于加工打孔机

14、模具、冲裁模具、数字大板块盘、各种形状复杂的模面、模腔、狭窄的槽等零配件。 5 )电火花加工的主要工艺指标与切削加工相比，电火花加工中的工艺和工艺残奥表较为复杂。 加工速度、手工工具损耗、表面质量和加工精度等是影响电火花加工效率和加工质量的主要环节。加工速度：关于合理选择脉冲能量、脉冲频率、工件极性及其他工艺残奥仪表的手工工具损耗：关于合理选择手工工具材料、手工工具极性、脉冲宽度、脉冲电流和绝缘液体介质的表面质量：关于单一脉冲能量大小， 与工件材料和加工方法有关的加工精度：与工作母机的制造误差、工件的安装误差、放电间隙的大小和一致性、加工过程的“二次放电”等因素有关。 电火花加工时的脉冲能量、

15、脉冲宽度、脉冲电流等脉冲残奥表可以粗加、中精加工和精加工的不同阶段，并可根据加工精度的需要任意调节。 一般来说，电火花成形加工的平均尺寸精度达到0.05mm，最高精度达到0.005mm。 电火花线切割加工的平均尺寸精度为0.01mm，最高精度为0.005mm。 二、电解加工(Electrochemical Machining，ECM )、1 )电解加工原理：电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法。 电解加工时，工件连接直流稳压电源的正极，手工工具连接负极，两极间保持0.1-1mm的间隙，具有一定压力(0.5-2.5MPa )的电解液从两极间以高速流动(

16、5-60m/s )。 在加工过程中，手工工具负极的突出部分与工件正极的两级间隙最小，电流密度最大，根据法拉第法则，工件正极的溶解度与通过的电流量成正比。 因此，与工件上的手工工具负的突出部分对应的部位比其他部位熔化得快，伴随着手工工具的输送，工件沿着手工工具端部的型面持续熔化，手工工具的端部形状被转印到工件上。 2 )电解加工机：电解加工机由工作母机本体、直流稳压电源、电解液供给系统三部分构成。 工作母机主体应具有一盏茶的刚性和可靠的进给稳定性和良好的防腐蚀性、密封性、绝缘性和排风装置。 直流稳压电源需要适当的容量、良好的稳定作用精度和可靠的短路保护。 输出电流为500A-20000A，输出电

17、压为6-24V，具备电源快的(10-20s )切断电源的短路保护具。 电解液供给系统可以连续供给一盏茶的产水量和温度适当的干净的电解液。 因此，该系统必须由电解液供给泵、电解槽、过滤烟嘴、热交换设备等构成。 2 )电解加工的特点： (1)电解加工可通过简单的一次种子文件运动加工出形状复杂的腔；(2)加工出各种高强度、高硬度、高韧性的金属材料(5)手工工具不消耗，可以长期使用；(6)与电火花加工相比，生产率高(高度5-10倍)，但加工精度低；(7)电解加工的影响因素多，精度难以稳定，电解液腐蚀作用、处理和回收困难。 3 )电解加工的应用：电解加工主要用于形状复杂的模面、模孔、模腔加工、切口、切割、刻印等。 各类型的面、模孔、型腔加工、切入和切断、三、超声加工(USM) 1)超声加工原理：超声加工将工件放入有磨料的混悬剂，利用手工工具端面进行医学超声频率振动，如图磨料混悬剂加工的图所示，加工时， 振膜式传感器将超声波发生器产生的医学超声转换成小振幅的机械振动，振动电喇叭将小振幅扩大到0.01-0.15mm，随后云同步，手工工具不断振动冲击磨削，工件与手工工具之间的磨粒以高速度不断碰撞和磨