精密和超精密加工技術(shù)(已修改)
2025-05-25 03:16 本頁(yè)面
【正文】 特種加工 本章內(nèi)容 I. 特種加工技術(shù)概述 II. 電火花加工 III. 電解加工 IV. 高能束加工 ? 非傳統(tǒng)加工又稱特種加工 ， 通常被理解為別于傳統(tǒng)切削與磨削加工方法的總稱 。 ?非傳統(tǒng)加工方法 產(chǎn)生于二次大戰(zhàn)后 。 兩方面問(wèn)題傳統(tǒng)機(jī)械加工方法難于解決： 1） 難加工材料的加工問(wèn)題 。 宇航工業(yè)等對(duì)材料高強(qiáng)度 、高硬度 、 高韌性 、 耐高溫 、 耐高壓 、 耐低溫等的要求 ， 使新材料不斷涌現(xiàn) 。 2） 復(fù)雜形面 、 薄壁 、 小孔 、 窄縫等特殊加工問(wèn)題 。 ?非傳統(tǒng)加工方法將電 、 磁 、 聲 、 光等物理量及化學(xué)能量或其組合直接施加在工件被加工的部位上 ， 從而使材料被去除 、 累加 、 變形或改變性能等 。 特種加工技術(shù)概述 ?主要不是依靠機(jī)械能 ， 而是用其它能量 （ 如電能 、 光能 、聲能 、 熱能 、 化學(xué)能等 ） 去除材料 。 ?工具不受顯著切削力的作用 ， 對(duì)工具和工件的強(qiáng)度 、 硬度和剛度均沒(méi)有嚴(yán)格要求 。 ? 一般不會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象 。 加工變形小 ， 發(fā)熱少 (或僅局限于工件表層加工部位很小區(qū)域內(nèi) )， 工件熱變形小 ， 加工應(yīng)力小 ， 易于獲得好的加工質(zhì)量 。 ? 加工中能量易于轉(zhuǎn)換和控制 ， 有利于保證加工精度和提高加工效率 。 ?材料去除速度一般低于常規(guī)加工方法 ， 這也是目前常規(guī)加工方法仍占主導(dǎo)地位的主要原因 。 特種加工 方法特點(diǎn) ? 機(jī)械過(guò)程 ： 利用機(jī)械力 ， 使材料產(chǎn)生剪切 、 斷裂 ， 以去除材料 。 如超聲波加工 、 水噴射加工 、磨料流加工等 。 ? 熱學(xué)過(guò)程： 通過(guò)電、光、化學(xué)能等產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，熔化并去除材料，如電火花加工、高能束加工、熱力去毛刺等。 ? 電化學(xué)過(guò)程： 利用電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能對(duì)材料進(jìn)行加工，如電解加工、電鑄加工 （金屬離子沉積）等。 ? 化學(xué)過(guò)程： 利用化學(xué)溶劑對(duì)材料的腐蝕、溶解，去除材料，如化學(xué)蝕刻、化學(xué)銑削等。 特種加工 分類(lèi) (加工機(jī)理和采用的能源分 ) ? 復(fù)合過(guò)程 利用機(jī)械 、 熱 、 化學(xué) 、 電化學(xué)的復(fù)合作用 ， 去除材料 。 常見(jiàn)的復(fù)合形式有： ◎ 機(jī)械化學(xué)復(fù)合 — 如機(jī)械化學(xué)拋光 、 電解磨削 、 電鍍珩磨等 。 ◎ 機(jī)械熱能復(fù)合 — 如加熱切削 、 低溫切削等 。 ◎ 熱能化學(xué)能復(fù)合 — 如電解電火花加工等 。 ◎ 其它復(fù)合過(guò)程 — 如超聲切削 、 超聲電解磨削 、 磁力拋光等 。 特種加工 分類(lèi) ? 拓寬現(xiàn)有非傳統(tǒng)加工方法的應(yīng)用領(lǐng)域 。 ? 探索新的加工方法 ， 研究和開(kāi)發(fā)新的元器件 。 ? 優(yōu)化工藝參數(shù) ， 完善現(xiàn)有的加工工藝 。 ? 向微型化 、 精密化發(fā)展 。 ? 采用數(shù)控 、 自適應(yīng)控制 、 CAD/CAM、 專家系統(tǒng)等技術(shù) ， 提高加工過(guò)程自動(dòng)化 、 柔性化程度 。 EI 收錄文章數(shù)比較 70年代 80年代 90年代 2084 1104 232 142 244 424 214 441 321 252 353 316 激光加工 電火花加工 超聲加工 電化學(xué)加工 特種加工技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì) 幾種代表性特種加工方法 電火花加工的原理示意圖 ?原理：利用工具電極與工件電極之間脈沖性火花放電 ，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫 ， 工件材料被熔化和氣化 。 同時(shí) ， 該處絕緣液體也被局部加熱 ， 急速氣化 ， 體積發(fā)生膨脹 ， 隨之產(chǎn)生很高的壓力 。 在這種高壓作用下 ， 已經(jīng)熔化 、 氣化的材料就從工件的表面迅速被除去 電火花加工 進(jìn)給系統(tǒng) 放電間隙 工具電極 工件電極 直流脈沖電源 工作液 ◆ 4個(gè)階段： 、 擊穿 ， 形成放電通道； 、 氣化 、 熱膨脹； ； （ 恢復(fù)絕緣狀態(tài) ） 。 電火花加工 電火花加工機(jī)床 ? 電極材料 —— 要求導(dǎo)電 ， 損耗小 ， 易加工；常用材料：紫銅 、 石墨 、 鑄鐵 、 鋼 、 黃銅等 ，石墨最常用 。 ? 工作液 —— 主要功能壓縮放電通道區(qū)域 ， 提高放電能量密度 ， 加速蝕物排出；常用工作液有煤油 、 機(jī)油 、 去離子水 、 乳化液等 。 ? 放電間隙 —— 合理的間隙是保證火花放電的必要條件 。 為保持適當(dāng)?shù)姆烹婇g隙 ， 在加工過(guò)程中 ， 需采用自動(dòng)調(diào)節(jié)器控制機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng) ，并帶動(dòng)工具電極緩慢向工件進(jìn)給 。 電火花加工工作要素 ?脈沖寬度與間隔 —— 影響 加工速度 、 表面粗糙度 、 電極消耗和表面組織等 。 脈沖頻率高 、 持續(xù)時(shí)間短 ， 則每個(gè)脈沖去除金屬量少 ， 表面粗糙度值小 ， 但加工速度低 。 通常放電持續(xù)時(shí)間在 2μ s至 2ms范圍內(nèi) ， 各個(gè)脈沖的能量 2mJ到 20J（ 電流為 400A時(shí) ） 之間 。 電火花加工工作要素 電火花加工類(lèi)型 電火花線切割原理圖 X Y 儲(chǔ)絲筒 導(dǎo)輪 電極絲 工件
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