第9章现代加工技术 o9.1概述 o9.2电火花加工 o93电解加工 o9.4超声加工 o9.5激光加工 o96数控高速切削 o97电子束加工及水射流加工 结束
第9章 现代加工技术 9.1 概 述 9.2 电火花加工 9.3 电解加工 9.4 超声加工 9.5 激光加工 9.6 数控高速切削 9.7 电子束加工及水射流加工 结 束
9.1概述 现代加工是指直接利用机械能、电能、热能、光能、声 能、化学能及电化学能等进行加工的总称(有可称特种加 工)。与传统切削加工的区别在于:不是主要依靠机械能, 而是主要用其它能量去除工件上的多余材料;工具硬度可以 低于被加工材料的硬度;加工过程中工具与工件之间一般不 存在显著的切削力。 特种加工分类方法很多,按能量来源和作用原理可分类 如下: 机械能一—高速切削加工 电、热一一电火花加工、电子束加工、等离子束加工 下一页返回
9.1 概 述 现代加工是指直接利用机械能、电能、热能、光能、声 能、化学能及电化学能等进行加工的总称（有可称特种加 工）。与传统切削加工的区别在于：不是主要依靠机械能， 而是主要用其它能量去除工件上的多余材料；工具硬度可以 低于被加工材料的硬度；加工过程中工具与工件之间一般不 存在显著的切削力。 特种加工分类方法很多，按能量来源和作用原理可分类 如下： 机械能——高速切削加工 电、热——电火花加工、电子束加工、等离子束加工 下一页 返回
9.1概述 o电、机械——离子束加工 电化学—一电解加工 o电化学、机械—一电解磨削、阳极机械磨削 o声、机械一一超声加工 o光、热——激光加工 o流体、机械—一磨料流动加工、磨料喷射加工 o化学—一化学加工 o液流——液力加工 上一页下一页返回
电、机械——离子束加工 电化学——电解加工 电化学、机械——电解磨削、阳极机械磨削 声、机械——超声加工 光、热——激光加工 流体、机械——磨料流动加工、磨料喷射加工 化学——化学加工 液流——液力加工 上一页 下一页 返回 9.1 概 述
9.1概述 传统的机械加工,除磨削以外一般都安排在淬火热处理 工序之前,特种加工的出现,改变了这一成不变的程序。由 于特种加工工具往往不直接接触工件,其硬度可以低于被加 工材料的硬度,而且为了避免淬火引起的变形,可将某些工 序放在淬火后加工效果更好。 特种加工还对工艺过程的安排产生了影响,如粗、精加 工分开以及工序集中与分散等产生了影响。由于特种加工时 没有显著的切削力,所以机床、夹具、工具、工件的刚度、 强度不是主要矛盾,即使是复杂的、精度要求高的加工表面 也常常用一个复杂工具,简单的运动轨迹,一次安装,一道 工序就加工出来了。 上一页下一页返回
传统的机械加工，除磨削以外一般都安排在淬火热处理 工序之前，特种加工的出现，改变了这一成不变的程序。由 于特种加工工具往往不直接接触工件，其硬度可以低于被加 工材料的硬度，而且为了避免淬火引起的变形，可将某些工 序放在淬火后加工效果更好。 特种加工还对工艺过程的安排产生了影响，如粗、精加 工分开以及工序集中与分散等产生了影响。由于特种加工时 没有显著的切削力，所以机床、夹具、工具、工件的刚度、 强度不是主要矛盾，即使是复杂的、精度要求高的加工表面 也常常用一个复杂工具，简单的运动轨迹，一次安装，一道 工序就加工出来了。 上一页 下一页 返回 9.1 概 述
9.1概述 采用现代加工解决了传统的切削加工方法难以解决的加 工,如各种难以加工材料(硬质合金、钛合金、陶瓷、玻璃、 金刚石、硅片等)的加工问题;解决了各种结构特殊、形状复 杂及尺寸微小(涡轮机叶片、模具的立体型面、小孔、窄缝等) 的加工问题;解决了高精度零件(尺寸精度达0.1m表面粗糙 度值Ra达0.01um)的加工问题;解决刚度极低的零件(细长、 薄壁零件及弹性元件)的加工问题等。 上一页返回
采用现代加工解决了传统的切削加工方法难以解决的加 工，如各种难以加工材料(硬质合金、钛合金、陶瓷、玻璃、 金刚石、硅片等)的加工问题；解决了各种结构特殊、形状复 杂及尺寸微小(涡轮机叶片、模具的立体型面、小孔、窄缝等) 的加工问题；解决了高精度零件(尺寸精度达0.1μm表面粗糙 度值Ra达0.01μm)的加工问题；解决刚度极低的零件(细长、 薄壁零件及弹性元件)的加工问题等。 上一页 返回 9.1 概 述
9.2电火花加工 电火花加工是在一定绝缘性能的液体介质(如煤油、机械 油)中,通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用, 对工件进行加工的方法。 电火花加工可以加工用普通机械加工方法难以加工或无 法加工的高硬度导电材料,加工精度高,很适合模具加工; 加工时,工具电极与工件不直接接触,没有机械切削力,因 此适宜加工低刚度工件和细微加工;此外,电火花加工还可 以用于加工零件的小孔、窄缝等机械加工难以实现的工序。 因此,电火花加工已广泛应用于精密机械、汽车、拖拉机、 仪器仪表、电机电器等机械制造行业,成为一种不可缺少的 加工方法。 下一页返回
电火花加工是在一定绝缘性能的液体介质(如煤油、机械 油)中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用， 对工件进行加工的方法。 电火花加工可以加工用普通机械加工方法难以加工或无 法加工的高硬度导电材料，加工精度高，很适合模具加工； 加工时，工具电极与工件不直接接触，没有机械切削力，因 此适宜加工低刚度工件和细微加工；此外，电火花加工还可 以用于加工零件的小孔、窄缝等机械加工难以实现的工序。 因此，电火花加工已广泛应用于精密机械、汽车、拖拉机、 仪器仪表、电机电器等机械制造行业，成为一种不可缺少的 加工方法。 下一页 返回 9.2 电火花加工
9.2电火花加工 电火花加工方法按加工过程中工具与工件相对运动的方 式和用途的不同,可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切 割、共轭回转式电火花加工、电火花磨削、电火花表面强化 和刻字五大类。前四类属电火花成形尺寸的加工方法;后者 属表面的加工方法,用于改善或改变零件表面的性质。其中, 以电火花穿孔成形加工机床和电火花线切割机床应用最为广 泛,约占电火花机床总数的90%左右。 上一页下一页返回
电火花加工方法按加工过程中工具与工件相对运动的方 式和用途的不同，可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切 割、共轭回转式电火花加工、电火花磨削、电火花表面强化 和刻字五大类。前四类属电火花成形尺寸的加工方法；后者 属表面的加工方法，用于改善或改变零件表面的性质。其中， 以电火花穿孔成形加工机床和电火花线切割机床应用最为广 泛，约占电火花机床总数的90％左右。 上一页 下一页 返回 9.2 电火花加工
9.2电火花加工 o9.2.1电火花加工的基本原理 o1.基本原理 如图9-1所示为电火花穿孔成形加工原理及设备组成。工 件和工具电极分别与脉冲电源的输出端相连接。自动进给调 节装置(此处为液压缸)使工具电极和工件之间始终保持一定 的放电间隙(约0.01~0.2m)。当脉冲电压加到两极之间, 便在当时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最低处击穿 工作介质,在该局部产生火花放电,瞬时高温(约10000~ 12000C0使工件形成一个小凹坑 上一页下一页返回
9.2.1电火花加工的基本原理 1.基本原理 如图9-1所示为电火花穿孔成形加工原理及设备组成。工 件和工具电极分别与脉冲电源的输出端相连接。自动进给调 节装置(此处为液压缸)使工具电极和工件之间始终保持一定 的放电间隙（约0.01～0.2㎜）。当脉冲电压加到两极之间， 便在当时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最低处击穿 工作介质，在该局部产生火花放电，瞬时高温（约10000～ 12000oC）使工件形成一个小凹坑。 上一页 下一页 返回 9.2 电火花加工
9.2电火花加工 o2.电火花加工的特点 1)可用软工具电极来加工任何硬度的导电性工件材料, 如淬火钢、不锈钢、耐热合金和硬质合金等。 2)加工过程中无显著的切削力,因而可加工小孔、深孔、 弯孔、窄缝和薄壁弹性件,可以不致因工具或工件刚度太低 而无法加工。各种复杂的型孔、型腔和立体曲面,都可以采 用成形电极一次加工成形,不会因为加工面积过大而引起切 削变形 3)脉冲参数可以任意调节。加工中只要更换工具电极, 就可以在同一台机床上通过改变电规准(电压、电流、脉冲 宽度、脉冲间隔等电参数)连续进行粗、半精和精加工。精加 工尺寸精度可达0.01m,表面粗糙度Ra为0.8μm;微精加工 尺寸精度可达0.002mm,表面粗糙度值为Ra0.1~0.05um 上一页下一页返回
2.电火花加工的特点 1)可用软工具电极来加工任何硬度的导电性工件材料， 如淬火钢、不锈钢、耐热合金和硬质合金等。 2)加工过程中无显著的切削力，因而可加工小孔、深孔、 弯孔、窄缝和薄壁弹性件，可以不致因工具或工件刚度太低 而无法加工。各种复杂的型孔、型腔和立体曲面，都可以采 用成形电极一次加工成形，不会因为加工面积过大而引起切 削变形。 3)脉冲参数可以任意调节。加工中只要更换工具电极， 就可以在同一台机床上通过改变电规准( 电压、电流、脉冲 宽度、脉冲间隔等电参数)连续进行粗、半精和精加工。精加 工尺寸精度可达0.01 mm，表面粗糙度Ra为0.8μm；微精加工 尺寸精度可达0.002 mm，表面粗糙度值为RaO.1～0.05μm。 上一页 下一页 返回 9.2 电火花加工
9.2电火花加工 o9.2.2电火花穿孔、成形加工机床 电火花加工机床主要由主机、脉冲电源、自动进给调节 系统、工作液过滤循环系统几部分组成 主要由机床总体、液压油箱、工作液箱、电源箱等部分 组成。机床总体部分包括床身、立柱、主轴头、工作台及工 作液槽等。 脉冲电源是电火花加工机床的心脏,它的作用是将交流 电流转换成具有一定频率的单向脉冲电流,以提供电极间放 电所需要的能量。脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质 量、加工精度、加工稳定性和工具电极损耗等技术经济指标 有很大的影响。常用的有RC、RLC线路脉冲电源、晶体管脉冲 电源等。 上一页下一页返回
9.2.2电火花穿孔、成形加工机床 电火花加工机床主要由主机、脉冲电源、自动进给调节 系统、工作液过滤循环系统几部分组成。 主要由机床总体、液压油箱、工作液箱、电源箱等部分 组成。机床总体部分包括床身、立柱、主轴头、工作台及工 作液槽等。 脉冲电源是电火花加工机床的心脏，它的作用是将交流 电流转换成具有一定频率的单向脉冲电流，以提供电极间放 电所需要的能量。脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质 量、加工精度、加工稳定性和工具电极损耗等技术经济指标 有很大的影响。常用的有RC、RLC线路脉冲电源、晶体管脉冲 电源等。 上一页 下一页 返回 9.2 电火花加工