【正文】 在被加工的部位上 , 從而使材料被去除、變形或改變性能等。 ? 在航空航天、電子、輕工等工業(yè)部門以及電機(jī)、電器、儀表、 透平機(jī)械、汽車和拖拉機(jī)等行業(yè)中 , 已成為不可缺少的加工方法。 ? 特種加工種類較多 , 這里僅簡(jiǎn)略地介紹電火花加工、電解加工、超聲加工、水射流切割和高能束 ( 激光、電子束、離子束 ) 加工等。 （ 2）加工的基本原理 當(dāng)工具電極 ( 簡(jiǎn)稱工具 ) 與工件電極 ( 簡(jiǎn)稱工件 ) 在絕緣液體中靠近時(shí) , 極間電壓將在兩極間 “ 相對(duì)最靠近點(diǎn) ” 電離擊穿 , 形成脈沖放電。 16 （ 3） 電火花加工原理圖 直流電源經(jīng)變阻器 R 向電容器 C 充電儲(chǔ)能 , 當(dāng)電容器儲(chǔ)電至某千極限電壓時(shí) , 液體介質(zhì)被擊穿 , 電流則通過工具 ( 陰極 ) 和工件 ( 陽極 ) 之間的一定間隙 , 以火花放電的形式驟然接通。 依次循環(huán) , 構(gòu)成電火花加工的脈沖放電。而工具仍保持原來的截面形狀。 （ 4） 電火花加工機(jī)床簡(jiǎn)介如圖所示 , 電火花加工機(jī)床一般由以下 四大部分組成 : ① 脈沖電源 ：是放電蝕除的供能裝置 , 產(chǎn)生所需要的重復(fù)脈沖 , 加在工件電極與工具電極上 , 形成脈沖放電。 ④ 工作液 及其 循環(huán)過濾系統(tǒng) 放電必須是在一定的絕緣強(qiáng)度（ 1010）的液體介質(zhì)中進(jìn)行，多用煤油、礦物油 皂化水或去離子水。 3 7 18 （ 5）電火花加工的特點(diǎn) (1)可以加工任何高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高脆性以及高純度的導(dǎo)電材料。由于可以簡(jiǎn)單地將工具電極的形狀復(fù)制在工件上，再加上數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用，因此特別適用于復(fù)雜的型孔和型腔加工。 (3)脈沖參數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而可以在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工。為了提高生產(chǎn)率，常采用切削加工進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行電火花加工。 (5)放電過程有部分能量消耗在工具電極上，從而導(dǎo)致電極損耗，影響成形精度。 （ 1）電火花成形加工 ? 電火花成形加工是通過工具電極相對(duì)于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，將工件電極的形狀和尺寸復(fù)制在工件上，從而加工出所需要的零件，如圖 所示。這類型腔多為盲孔，內(nèi)形復(fù)雜，各處深淺不同，加工較為因難。 ? 電火花成形加工還可以用于加工型孔 (圓孔、方孔、多邊形孔、異形孔 )，曲線孔 (彎孔、螺旋孔 )、小孔和微孔，如圖所示。加工時(shí)，一般采用管狀電極，內(nèi)通以高壓工作液。這種方式適合于 — 3 mm的小孔。 這種方法還可以用于在斜面和曲面上打孔，且孔的尺寸精度和形狀精度較高。 ? 電火花線切割按線電極移動(dòng)的速度大小可分為 高速走絲線切割 和低 速走絲線切割 。近年還在發(fā)展低速走絲線切割。 （ 2）低速走絲時(shí)，多采用鋼絲，線電極以小于0． 2 m／ s的速度作單方向低速移動(dòng)。如果切割圖示的內(nèi)封閉結(jié)構(gòu)零件，電極絲須先穿過工件上預(yù)加工的工藝小孔，再經(jīng)導(dǎo)輪由儲(chǔ)絲筒帶動(dòng)作正，反向的往復(fù)移動(dòng)。與此同時(shí)，工作液不斷噴注在工件與鉬絲之間，起絕緣、冷卻和沖走屑末的作用。由此可以推斷，在電極絲和工件間必然存在某種電化學(xué)作用產(chǎn)生的絕緣薄膜介質(zhì)，當(dāng)電極絲相對(duì)工件移動(dòng)摩擦和被頂彎所造成的壓力使絕緣薄膜減薄到可以被擊穿的程度，才發(fā)生火花放電。 ? 線切割時(shí)，電極絲不斷移動(dòng)，其損耗很小，因而加工精度較高。 ? 國內(nèi)外絕大多數(shù)數(shù)控電火花線切割機(jī)床都采用了不同水平的微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，基本上實(shí)現(xiàn)了電火花線切割數(shù)控化。 ? 此外，電火花加工還可以進(jìn)行表面強(qiáng)化 。電解加工采用低的工作電壓 (624 V) 、大的工作電流 ( 某些場(chǎng)合可高達(dá) 20220A) 、狹小的加工間隙 () 和高的電解液流速 (560m/s) 。 （ 1） 電解加工原理 如圖 , 電解加工時(shí) , 以工件為陽極 ( 接直流電源、正極 ), 工具為陰極 ( 接直流電源負(fù)極 ), 在兩極之間的狹小間隙內(nèi) , 有高速電解液通過。當(dāng)用氯化鈉水溶液作電解液加工低碳鋼工件時(shí) , 其主要電化學(xué)反應(yīng)如下 : 1) 電解液在電場(chǎng)作用下離解 2) 工件 ( 陽極 ) 離解并與電解液反應(yīng) 3) 工具極 ( 陰極 ) 反應(yīng) ???? 222 HeH27 ? 由上述反應(yīng)可知 , 在電解加工過程中 , 外電源不斷使工件 ( 陽極 ) 的 Fe 原子失去電子 , 以 Fe+ +的形式與電解液中的 OH 化合生成 Fe(OH)2 而沉淀。 ? 電解液中的 H+ 不斷從工具 ( 陰極 ) 得到電子 , 形成氫氣 (H2) 游離而出 。因此 , 在理想的情況下 , 工具可長(zhǎng)期使用 , 只要把電解液過濾干凈 , 并補(bǔ)充適量的水 , 加工即可繼續(xù)進(jìn)行。它主 要由電解液泵、電解液槽、過濾器、熱交換器以及其他管路附件等組成 。因此 , 電解加工機(jī)床除具有一般機(jī)床的共同要求外 , 還必須具有足夠的剛度、可 靠的進(jìn)給平穩(wěn)性和良好的防腐蝕性。 (2) 直流穩(wěn)壓電源： 它應(yīng)該有合適的容量、良好的穩(wěn)壓 精度和可靠的短路保護(hù)。 (1%2%) 的范圍內(nèi)。 29 ? 電解加工的特點(diǎn) (1) 能以簡(jiǎn)單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一次加工出形狀復(fù)雜的型面或型腔 , 如鍛模、葉片等。 (3) 加工中無機(jī)械切削力或切削熱 , 適合于易變形或薄壁零件的加工。 (5) 工具陰極不損耗。 (7) 電解液對(duì)機(jī)床有腐蝕作用 , 電解產(chǎn)物的處理和回收困難。因此 , 電解加工適用于成批和大量生產(chǎn) , 而電火花加工主要適用于單件小批生產(chǎn) 。 機(jī)械加工方法制造葉輪時(shí)，葉片毛坯是精密鑄造的，經(jīng)過機(jī)械加工和拋光，再分別鑲?cè)肴~輪輪緣的榫槽中，最后焊接形成整體葉輪。每加工完一個(gè)葉片，退出陰極，分度后再依次加工下一個(gè)葉片。不受材料硬度和韌性的限制，在一次行程中可加工出復(fù)雜的葉片型面，比機(jī)械加工有明顯的優(yōu)越性。若采用電解加工，則可以提高工效，節(jié)省費(fèi)用。 ? （ 3） 電解加工鍛模 ? 有一些機(jī)械零件鍛模精度要求不高可采用電解加工提高生產(chǎn)效率。 ? 電火花加工和電解加工，一般只能加工導(dǎo)電材料，而利用超聲波振動(dòng)，則不但能加工像淬火鋼、硬質(zhì)合金等硬脆的導(dǎo)電材料，而且更適合加工像玻璃、陶瓷、寶石和金剛石等硬脆非金屬材料。 33 超聲波加工的原理與特點(diǎn) （ 1） 超聲波加工原理 如圖， 超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲頻電振蕩，通過換能器轉(zhuǎn)變?yōu)槌曨l的機(jī)械振動(dòng)。在加工過程中，由于工具與工件間不斷注入磨料懸浮液，當(dāng)工具端面以超聲頻沖擊磨料時(shí)，磨料再?zèng)_擊工件，迫使加工區(qū)域內(nèi)的工件材料不斷被