先進(jìn)制造技術(shù)-特種加工-課件

特種加工主要解決三個(gè)問題1、特種加工是怎樣產(chǎn)生的,究竟“特”在哪？主要特點(diǎn)。2、理解一般特種加工原理、主要分類和應(yīng)用范圍。3、特種加工的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)帶來的影響和變化。1特種加工主要解決三個(gè)問題11第一章:緒論

1-1:特種加工的產(chǎn)生及發(fā)展特種加工技術(shù)是直接利用電能、光能、聲能、光能、化學(xué)能、電化學(xué)能以及特殊機(jī)械能等多種能量或其復(fù)合應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)材料切除的加工方法。可以加工高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高脆性、耐高溫等材料。解決難加工材料加工問題；各種復(fù)雜表面的加工問題；各種超精、光整及特殊要求的零件的加工問題。應(yīng)用：電火花成型加工、線切割加工、電解加工、超聲加工、電鑄加工和化學(xué)加工等。2第一章:緒論

1-1:特種加工的產(chǎn)生及發(fā)展2特種加工的主要特點(diǎn)特種加工的獨(dú)特之處：非機(jī)械接觸加工，作用時(shí)間短，熱影響小，工件不易變形加工的刀具硬度可以低于被加工材料的硬度加工質(zhì)量易控制、可進(jìn)行細(xì)小精密零件加工；無切屑或者粉末狀切屑、易于自動(dòng)化處理；加工過程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。能量密度高，能加工常規(guī)切削方法難以加工的材料；簡單進(jìn)給運(yùn)動(dòng),可以加工復(fù)雜型面3特種加工的主要特點(diǎn)特種加工的獨(dú)特之處：33適用范圍：⑴.某些產(chǎn)品，如：閥門、航空陀螺、光學(xué)透鏡，其尺寸精度0.1μm，粗糙度Ra0.01μm。⑵.某些材料具有高硬度、高強(qiáng)度、高脆性、高韌性、高熔點(diǎn)，如：鈦合金、高溫合金、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石和玻璃等。⑶.某些結(jié)構(gòu)特殊、形狀復(fù)雜、尺寸微小的零件加工，如：模具形腔、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、花鍵噴管等。⑷.細(xì)長軸和薄壁工件。上述四種情況的加工，通常采用特種加工方法適用范圍：4特種加工分類按用途分：尺寸加工、表面加工*每類又可按照能量形式和工作原理分為多種不同的工藝方法。新的特種加工方法：①.復(fù)合特種加工：超聲電火花、電解磨削②.改變工件表面粗糙度或表面性能的加工：離子束拋光、電子束表面強(qiáng)化③.微納米加工：分子、原子單位的加工④.不屬于尺寸加工的成形加工方式：電磁成形、放電燒結(jié)特種加工分類51-2.特種加工對(duì)機(jī)械制造業(yè)的影響特種加工的廣泛應(yīng)用，引起機(jī)械制造領(lǐng)域的許多變革。1.材料的可加工性工件材料的可加工性不在與其硬度、強(qiáng)度韌性、脆性等直接有關(guān)。2.改變零件加工的典型工藝路線為免除加工后在淬火引起的變形，通常先淬火、后加工。3.縮短新產(chǎn)品試制周期。4.對(duì)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。5.對(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝性好與壞的衡量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生影響。1-2.特種加工對(duì)機(jī)械制造業(yè)的影響特種加工的廣泛應(yīng)用，引起機(jī)61-3.特種加工待解決的主要問題

特種加工技術(shù)是一個(gè)國家制造業(yè)水平發(fā)展的重要標(biāo)志，但也存在有待解決的一些問題。1.加工機(jī)理、參數(shù)選擇和加工穩(wěn)定性。2.加工產(chǎn)生的廢液、廢氣的無害化處理。3.加工精度及生產(chǎn)率（快速成形、等離子弧加工等）有待提高。4.經(jīng)濟(jì)性1-3.特種加工待解決的主要問題特種加工技術(shù)是一7第二章：電火花加工

2-1.電火花加工原理和設(shè)備原理：在一定的介質(zhì)中，利用兩個(gè)電極之間產(chǎn)生火花放電時(shí)的電蝕效應(yīng)來蝕除部分金屬材料的加工方法。電火花加工的基本原理如圖：8電極：銅、鋼、石墨加工介質(zhì)：煤油、煤油和機(jī)油、水基工作液脈沖電源

第二章：電火花加工

2-1.電火花加工原理和設(shè)備8電火花加工應(yīng)具備的條件1）必須使接在不同極性上的工具和工件之間保持一定的距離以形成放電間隙；2）脈沖波形基本是單向的；具有合適的脈間和脈寬；3）放電必須在具有一定絕緣性的液體介質(zhì)中進(jìn)行；4）有足夠的脈沖放電能量，以保證放電部位的金屬溶化或氣化。9加工條件：脈沖電流波形電火花加工應(yīng)具備的條件1）必須使接在不同極性上的工具和工件之9電火花加工電火花加工的特點(diǎn)1）便于加工用機(jī)械加工難以加工或無法加工的材料；2）電極和工件在加工過程中不接觸，便于加工小孔、深孔、窄縫零件；3）電極材料不必比工件材料硬；4）直接利用電能、熱能進(jìn)行加工，便于實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)控制；

5)廣泛應(yīng)用于凹模型孔、型腔加工。

10電火花加工電火花加工的特點(diǎn)1010●電火花加工方法的分類電火花加工普通電火花加工電火花磨削線電極電火花加工電火花展成加工電火花平面磨電火花成形磨電火花線切割電火花小孔加工電火花內(nèi)外圓磨電火花成形電極電火花加工電火花共扼展成其他展成加工電火花表面強(qiáng)化電火花電火花穿孔●電火花加工方法的分類電火花加工普通電火花加工電火花磨削線電112-2.電火花加工的機(jī)理

1）電離:電場(chǎng)強(qiáng)度大,液體介質(zhì)—電子、離子2）放電：電子——陰離子——陽介質(zhì)絕緣形成電通道3）熱膨脹：電子、離子碰撞，陰、陽極碰撞10000~12000工件表面熔化、汽化介質(zhì)汽化、分離碳黑4）拋處金屬：爆炸力使工件表面拋出金屬，形成凹坑。5）消電離：帶電粒子轉(zhuǎn)變成中性粒子，介質(zhì)恢復(fù)成絕緣狀態(tài)，為下一次準(zhǔn)備。12加工過程2-2.電火花加工的機(jī)理1）電離:電場(chǎng)強(qiáng)度大,液體介質(zhì)—12影響電火花加工工藝規(guī)律因素：

材料的電蝕量加工速度

電極損耗加工精度表面質(zhì)量

影響電火花加工工藝規(guī)律因素：13電極損耗放電間隙加工斜度14影響電火花加工精度的主要因素電火花加工時(shí)的加工斜度1—電極無損耗時(shí)工具輪廓線2—電極有損耗時(shí)而不考慮二次放電時(shí)工件輪廓線放電間隙大小及一致性；工具電極損耗及穩(wěn)定性。放電間隙大小實(shí)際是變化的，影響著加工精度；工具電極損耗對(duì)尺寸和形狀精度都有影響。二次放電：已加工表面上，由于電蝕產(chǎn)物等的介入，而再次進(jìn)行的不必要的放電，使得加工深度方向產(chǎn)生斜度和加工棱角，棱邊變鈍。電極損耗14影響電火花加工精度的主要因素電火花加工時(shí)的加工斜14●電火花加工的表面質(zhì)量表面粗糙度表面變化層表面機(jī)械性能15影響表面質(zhì)量主要因素電火花加工表面質(zhì)量表面粗糙度、表面變質(zhì)層、表面機(jī)械性能單個(gè)脈沖能量加工速度熔化凝固層熱影響層顯微裂紋顯微硬度及耐磨性殘余應(yīng)力耐疲勞性能●電火花加工的表面質(zhì)量表面粗糙度15影響表面質(zhì)量主要因素電火15先進(jìn)制造技術(shù)--特種加工-課件16先進(jìn)制造技術(shù)--特種加工-課件17特種加工思考與練習(xí)1、簡述電火花加工原理、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍；2、影響電火花加工工藝規(guī)律的因素？18特種加工思考與練習(xí)1818第三章.電火花線切割加工

3-1.電火花線切割加工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍19基本原理：是用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線（稱作電極絲）作為工具電極對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電，切割成形的。a)工件及其運(yùn)動(dòng)方向b)電火花線切割加工原理圖第三章.電火花線切割加工

3-1.電火花線切割加工原理、特19●電火花線切割加工分類

20快走絲、慢走絲線切割機(jī)床快走絲：0.08～0.22mm的鉬絲作電極，往復(fù)循環(huán)，走絲速度為8～10m/s，加工精度為±0.01mm，表面粗糙度Ra1.6～6.3μm。工作液為乳化液，如：DX-1、TM-1、502型。慢走絲:走絲速度是3～12m/min，電極絲廣泛使用銅絲，單向移動(dòng)，可達(dá)到加工精度±0.001mm，表面粗糙度為Ra1.6～6.3μm。價(jià)格比快走絲高。工作液為去離子水?！耠娀鸹ň€切割加工分類20快走絲、慢走絲線切割機(jī)床20●電火花線切割加工的主要特點(diǎn)

☆不需要像電火花成行加工一樣的成形工具電極，減少了工具電極的設(shè)計(jì)與制造工作量，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；☆由于電極絲很細(xì)，可以加工出微細(xì)異形孔、窄縫和形狀復(fù)雜的工件；☆金屬蝕除量少、材料利用率高，特別是貴重金屬的加工；☆可以直接采用半精、精加工電規(guī)準(zhǔn)一次成形，一般不需要中途轉(zhuǎn)換電規(guī)準(zhǔn)；☆電極絲是不斷移動(dòng)的，極間間隙認(rèn)為正常放電、開路、短路組成，一般不會(huì)出現(xiàn)持續(xù)電弧放電現(xiàn)象；☆采用線切割加工沖模時(shí)，可實(shí)現(xiàn)凸、凹模一次加工成形?！畈荒芗庸った最惲慵砻?、階梯成形表面；21●電火花線切割加工的主要特點(diǎn)☆不需要像電火花成行加工一樣的21●主要應(yīng)用范圍電火花線切割加工有許多突出的長處，因而發(fā)展很快。☆廣泛應(yīng)用于加工各種模具，成型工具電極，以及各種形孔、凸輪、樣板等?！钔瑫r(shí)還可進(jìn)行微細(xì)加工，異型槽的加工?！钤诰€切割機(jī)上增加錐度切割功能，可使加工范圍得到擴(kuò)大，甚至可進(jìn)行復(fù)雜空間形狀的加工?！钤趩蜗蜃呓z電火花線切割加工中最大傾角可達(dá)±5°，極大的增強(qiáng)機(jī)床的功能.●主要應(yīng)用范圍223-2.電火花線切割加工設(shè)備一.機(jī)床本體床身機(jī)床本體坐標(biāo)工作臺(tái)走絲機(jī)構(gòu)二.脈沖電源1.晶體管矩形波脈沖電源2.高頻分組脈沖電源3.并聯(lián)電容型脈沖電源4.低損耗電源三.工作液循環(huán)系統(tǒng)常用去離子水、乳化液、煤油等3-2.電火花線切割加工設(shè)備一.機(jī)床本體233-3.電火花線切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù)一.線切割控制系統(tǒng)作用：在切割加工過程中，自動(dòng)控制電極絲相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和進(jìn)給速度，實(shí)現(xiàn)工件的設(shè)計(jì)形狀和尺寸。系統(tǒng)功能：1.軌跡控制，準(zhǔn)確控制走絲的運(yùn)動(dòng)精度獲得所需要的零件精度。2.加工控制，主要對(duì)伺服進(jìn)給速度、電源裝置、走絲機(jī)構(gòu)、工作液系統(tǒng)等的控制。大多數(shù)采用簡單的開環(huán)控制；超精密線切割采用閉環(huán)控制低速走絲線切割數(shù)控系統(tǒng)采用半閉環(huán)系統(tǒng)。3-3.電火花線切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù)一.線切割控制系統(tǒng)24二.電火花線切割數(shù)控加工編程要點(diǎn)

編程技術(shù)25人工編程技術(shù)自動(dòng)編程技術(shù)脈沖當(dāng)量：一個(gè)進(jìn)給脈沖，工作臺(tái)只進(jìn)給一步距離，是機(jī)床精度的重要參數(shù)。二.電火花線切割數(shù)控加工編程要點(diǎn)編程技術(shù)25人工編程技術(shù)脈25●程序的編制；國產(chǎn)線切割機(jī)多數(shù)采用3B程序，其格式如下編制程序應(yīng)考慮:工件幾何形狀\尺寸、精度；確定工藝過程,然后根據(jù)工件圖形、加工路線，計(jì)算出各加工線段的交點(diǎn)、電極絲偏置量，通常電極絲偏置量為：●程序的編制；國產(chǎn)線切割機(jī)多數(shù)采用3B程序，其格式如下編制程263-4.影響電火花線切割加工工藝指標(biāo)的因素

27線切割加工工藝：坯料的準(zhǔn)備下料→鍛造→退火→刨平面→磨平面→劃線→銑漏料孔→孔加工→淬火→磨平面→線切割（穿絲孔應(yīng)在淬火前加工好）●工藝參數(shù)的指標(biāo)：1.切割速度2.工件表面粗糙度3.電極絲損耗量4.加工精度●特殊指標(biāo)：1.電極絲張力影響2.走絲速度影響3.工件厚度影響4.進(jìn)給速度影響●工藝參數(shù)選擇：1.脈沖參數(shù)選擇:加工電流I選擇、脈寬ti選擇、脈沖間隔t0選擇。2.電極絲選擇3.工作液選擇3-4.影響電火花線切割加工工藝指標(biāo)的因素27線切割加工工273-5線切割加工工藝及其應(yīng)用一、線切割加工中的主要工藝問題1.加工過程中，工件內(nèi)部殘余應(yīng)力的影響。2.加工過程中，工件剛度變化的應(yīng)響。3.對(duì)電規(guī)準(zhǔn)的選擇問題二、線切割加工的應(yīng)用1.各種模具、固定板、卸料板。2.加工各種成型工具。3.微細(xì)孔、異型孔、射流元件及各種微細(xì)結(jié)構(gòu)。4.難加工金屬的切削加工。5.二維曲面的加工3-5線切割加工工藝及其應(yīng)用一、線切割加工中的主要工藝問題28工件裝卡29線切割加工的實(shí)際工藝方法工件裝卡29線切割加工的實(shí)際工藝方法29電火花線切割加工

工件調(diào)整30百分表找正劃線找正電火花線切割加工工件調(diào)整30百分表找正劃30電火花線切割加工

電極絲位置的調(diào)整

31目測(cè)法火花法

自動(dòng)找正中心

電火花線切割加工電極絲位置的調(diào)整31目測(cè)法火花法自動(dòng)找31先進(jìn)制造技術(shù)--特種加工-課件32第四章.電化學(xué)加工電化學(xué)加工是通過電化學(xué)反應(yīng)去除工件材料或在其上鍍覆金屬材料等的特種加工4-1.電化學(xué)加工原理及分類1.電化學(xué)加工過程：兩片金屬作電極侵入電解液并通電。導(dǎo)線和溶液中有電流通過。靠“自由電子”在外電場(chǎng)作用下沿定向移動(dòng)而導(dǎo)電是電子導(dǎo)體；靠溶液中正負(fù)離子移動(dòng)而導(dǎo)電是離子導(dǎo)體。溶液中正、負(fù)離子的定向移動(dòng)稱為電荷的遷移，這種反應(yīng)稱電化學(xué)反應(yīng)，利用這一原理對(duì)金屬進(jìn)行加工稱電化學(xué)加工。第四章.電化學(xué)加工電化學(xué)加工是通過電化學(xué)反應(yīng)去除工件材料或在332.電解質(zhì)溶液凡溶于水后能導(dǎo)電的物質(zhì)稱電解質(zhì)，形成的溶液為電解液。電解質(zhì)的濃度是指電解質(zhì)中所含電解質(zhì)的多少，一般以重量百分比濃度%表示，也可用克分子濃度（M）表示。3.電極電位金屬原子都是由金屬陽離子和自由電子組成的金屬晶體。金屬和溶液接觸時(shí)常會(huì)發(fā)生電子得失的反應(yīng)過程。產(chǎn)生在金屬和它鹽溶液之間的電位差稱為金屬的電極電位。采用氫電極作為標(biāo)準(zhǔn)。離子濃度改變，電極電位隨著變化。能斯特公式：2.電解質(zhì)溶液344.電極的極化有電流通過，電極的平衡狀態(tài)遭到破壞，使陽極電位值增大，陰極電位值減少的現(xiàn)象程電極極化。根據(jù)極化產(chǎn)生的原因可將電極極化分為：⑴.濃差極化⑵.電化學(xué)極化⑶.鈍化極化使金屬鈍化膜破壞的過程稱為活化。

5.電化學(xué)加工的分類：依據(jù)其作用原理可分為三大類：⑴.利用電化學(xué)陽極溶解來進(jìn)行加工。⑵.利用電化學(xué)陰極沉積、涂覆進(jìn)行加工。⑶.利用電化學(xué)加工與其他加工方法相結(jié)合的復(fù)合加工。4.電極的極化354-2.電解加工原理：利用金屬在電解液中發(fā)生“陽極溶解”的原理，將工件加工成形的一種方法。361—主軸2—工具陰極3—工件4—直流電源4-2.電解加工原理：利用金屬在電解液中發(fā)生“陽極溶解”的原36一.電解加工的過程及其特點(diǎn)電解加工的特點(diǎn)：☆可加工高硬度、高強(qiáng)度、高韌性等難切削的金屬，適用范圍廣?！罴庸どa(chǎn)率高?！罴庸ぶ泄ぞ吆凸ぜg無切削力存在，適用于加工易變形的零件。☆加工后的表面無殘余應(yīng)力和毛刺，粗糙度可達(dá)Ra1.25~0.2，平均加工精度可達(dá)±0.1mm左右?！罴庸み^程中工具損耗極小，可長期使用。37一.電解加工的過程及其特點(diǎn)電解加工的特點(diǎn)：3737二.電解加工的電極反應(yīng)

電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的原理實(shí)現(xiàn)金屬零件的成形加工。原理：工件為陽極，工具為陰極，加6-12v的直流電壓，電解液以5-60m/s的流速從兩極間縫隙沖過，使兩極間形成導(dǎo)電通路，有電流通過，金屬表面在化學(xué)反應(yīng)的作用下，不斷溶解到電解液中，產(chǎn)生物被高速流動(dòng)電解液帶走。

隨著工具電極恒速向工件進(jìn)給，工件材料按照工具電極型面的形狀不斷溶解，最終使工件與工具之間各處間隙趨于一致，在工件上加工出和工具電極型面相反的形狀。二.電解加工的電極反應(yīng)電解加工是利用金屬在電解液中381.金屬陽極溶解的機(jī)理電解液中，電解質(zhì)分子電離成正離子和負(fù)離子，正、負(fù)離子所帶電荷數(shù)目相等、均勻分布，溶液呈中性。通電后，在電場(chǎng)力的作用下，正離子移向陰極，負(fù)離子移向陽極，形成離子電流。電解加工時(shí)反應(yīng)復(fù)雜，原因有：㈠.工件材料是多元素，金相組織不同。㈡.電解液不是純金屬鹽溶液，含有雜質(zhì)。㈢.電解液濃度、壓力、溫度、流速對(duì)反應(yīng)有影響。

1.金屬陽極溶解的機(jī)理392.電解加工時(shí)的電極反應(yīng)電極反應(yīng)的復(fù)雜原因:㈠.有多種元素,金相組織不相同。㈡.電解液含有雜質(zhì)。㈢.濃度、壓力、溫度對(duì)反應(yīng)有影響。⑴.鋼電解的電極反應(yīng)

a.陽極反應(yīng)情況

電極電位最負(fù)的物質(zhì)將首先在陽極反應(yīng)b.陰極反應(yīng)情況

電極電位最正的粒子將首先在陰極反應(yīng)2.電解加工時(shí)的電極反應(yīng)402.電解加工過程的電能利用電解加工，加工電壓U是保持陽極不斷溶解的總能源。形成加工電流，保證陽極具有較高的溶解速度，則滿足下式

若U等于或小于兩極的電極反應(yīng)所需要的電壓降Ua、Uc時(shí)，陽極溶解速度為零。Ua和Uc主要取決于電化學(xué)極化和鈍化。2.電解加工過程的電能利用若U等于或小于兩413.電解液的作用電解液的主要作用：㈠.作為導(dǎo)電介質(zhì)傳遞電流。㈡.將加工產(chǎn)物、熱量及時(shí)帶走，起更新和冷卻作用。電解液應(yīng)具備的基本要求：㈠.具有較高的溶解度、離解度和導(dǎo)電率，蝕除速度和生產(chǎn)率。㈡.電解液具有良好的綜合性能。電解液種類酸性電解液堿性電解液中性電解液3.電解液的作用電解液種類酸性電解液42三.電解加工的基本規(guī)律1.生產(chǎn)率及其影響因素電解加工生產(chǎn)率:單位時(shí)間內(nèi)被去除的金屬量。影響因素有：材料的電化學(xué)當(dāng)量、電流密度、電極間隙、電解液等。㈠.金屬電化學(xué)當(dāng)量和生產(chǎn)率的關(guān)系法拉第電解定律：（用質(zhì)量計(jì)）（用體積計(jì)）材料的實(shí)際去除量會(huì)小于計(jì)算理論值三.電解加工的基本規(guī)律1.生產(chǎn)率及其影響因素（用質(zhì)量計(jì)）材料432.電流密度和生產(chǎn)率的關(guān)系⑴.體積蝕除速度單位時(shí)間內(nèi)去除材料的體積⑵.重量蝕除速度:單位時(shí)間內(nèi)去除材料的重量(g/min)2.電流密度和生產(chǎn)率的關(guān)系⑵.重量蝕除速度:單位時(shí)間內(nèi)去44⑶.深度蝕除速度單位時(shí)間內(nèi)工件沿進(jìn)給方向材料去除量(mm/min)要提高生產(chǎn)率就得提高ηκ、ηω、i，但要注意問題*i↑，電壓也隨增加，應(yīng)以不擊穿加工間隙為限。*i↑，不應(yīng)造成電解液溫度太高。*i↑，將使Ra變大，一般要根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。⑶.深度蝕除速度要提高生產(chǎn)率就得提高ηκ、ηω、i，但要注意453.電極間隙大小與蝕除速度的關(guān)系電極間隙越小、電解液的電阻越小、電流密度就越大、蝕除速度就越高。4.提高電解加工精度的途徑目前的主要途徑：⑴.實(shí)現(xiàn)小間隙加工。⑵.改善電流的效率特性。⑶.嚴(yán)格控制各種參數(shù)的變化范圍。⑷.正確設(shè)計(jì)工具陰極。采用的具體措施：①.加工工件。②.電解溶液。③.工具陰極。④.加工工藝參數(shù)。⑤.機(jī)床的設(shè)備系統(tǒng)。⑥.其他的相關(guān)技術(shù)方面。3.電極間隙大小與蝕除速度的關(guān)系46四.電解加工基本設(shè)備電解加工設(shè)備，主要包括：直流電源、機(jī)床、電解液系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)。1.直流電源對(duì)電壓要求:8～24V，在一定范圍可調(diào)。同時(shí)要求加工電流較大，幾千到上萬安培。2.機(jī)床足夠剛度、工具電極具有穩(wěn)定進(jìn)給速度、機(jī)床精度高、防腐絕緣性能好、安全保護(hù)等。3.電解液系統(tǒng)連續(xù)、平穩(wěn)向加工區(qū)供給足夠壓力、流量、合適溫度和清潔的電解液四.電解加工基本設(shè)備電解加工設(shè)備，主要包括：直流電源、機(jī)床、47五.電解加工工藝及其應(yīng)用電解加工主要有下面幾個(gè)應(yīng)用范圍1.深孔和深小孔加工⑴.固定式電解加工。

⑵.移動(dòng)式電解加工2.型孔的加工，現(xiàn)場(chǎng)主要采用端面進(jìn)給法。3.型腔的加工，采用電解加工一道工序完成型腔，提高生產(chǎn)率，降低制造成本。普通電解加工電液束的加工五.電解加工工藝及其應(yīng)用電解加工主要有下面幾個(gè)應(yīng)用范圍普通電48混氣電解加工：將具有一定壓力的氣體與電解液混合后，再送入加工區(qū)進(jìn)行電解加工。49特點(diǎn)：提高了加工質(zhì)量、簡化了工具陰極設(shè)計(jì)及制造的過程、加工速度低垂直交互式混合腔混氣電解加工：將具有一定壓力的氣體與電解液混合后，再送入加工49先進(jìn)制造技術(shù)--特種加工-課件504-3.電解磨削一.電解磨削的基本原理和特點(diǎn)是由電解加工和磨削加工相結(jié)合的復(fù)合加工。砂輪接陰極、工件接陽極，加工區(qū)噴入電解液。加工過程由于電解作用在陽極表面形成鈍化膜，產(chǎn)生活化作用，使電解加工繼續(xù)進(jìn)行。電解磨削加工是電解加工和磨削加工交替進(jìn)行。特點(diǎn)：⑴.加工材料廣，加工效率高。⑵.加工精度和表面質(zhì)量好，基本無磨削裂紋和燒傷⑶.砂輪磨損量小、加工成本低。4-3.電解磨削一.電解磨削的基本原理和特點(diǎn)51先進(jìn)制造技術(shù)--特種加工-課件52二.影響電解磨削生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的因素㈠.影響生產(chǎn)率的主要因素⑴.電化學(xué)當(dāng)量。⑵.電流密度。⑶.磨輪（陰極）與工件間的導(dǎo)電面積。⑷.磨削壓力。㈡.影響加工精度的因素⑴.機(jī)械因素。⑵.電解液。⑶.陰極的導(dǎo)電面積。⑷.被加工材料的性質(zhì)。㈢.影響表面粗糙度的因素⑴.電參數(shù)。⑵.電解液。⑶.工件材料的性質(zhì)。⑷.機(jī)械因素二.影響電解磨削生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的因素53三.電解磨削用電解液及其設(shè)備㈠.電解液選擇原則：1.使金屬表面生成結(jié)構(gòu)緊密、粘附力強(qiáng)的鈍化膜2.導(dǎo)電性好、以獲得高生產(chǎn)率。3.不銹蝕機(jī)床和工具。4.對(duì)人體無危害。5.經(jīng)濟(jì)性好、價(jià)格便宜、來源豐富。㈡.電解磨削用設(shè)備直流電源：電壓可調(diào)5～20v、電流10～1000A。電解液系統(tǒng)：離心泵、耐酸腐蝕、過濾和沉淀裝置。電解磨床：與普通磨床相同電解砂輪：具有良好導(dǎo)電性的專用砂輪。三.電解磨削用電解液及其設(shè)備54四.電解磨削的應(yīng)用主要用于磨高硬度材料，如：硬質(zhì)合金刀具、各種量具、擠壓模具、拉伸模具等。形狀：深小孔、薄壁筒、細(xì)長軸、電解研磨、珩磨加工復(fù)雜型面的零件。1.硬質(zhì)合金刀具的電解磨削2.硬質(zhì)合金軋輥的電解成型磨削3.電解珩磨、研磨的電解加工四.電解磨削的應(yīng)用554-4.電鑄和涂鍍加工一.電鑄加工1.原理：用導(dǎo)電的原模做陰極，電鑄材料做陽極，用電鑄材料的鹽作電鑄液，在電化學(xué)作用下，陽極金屬以正離子形式溶電解液，在陰極表面得到電子沉積在陰極表面。2.特點(diǎn)：⑴.準(zhǔn)確精密復(fù)制復(fù)雜型面和細(xì)微紋路。⑵.獲得尺寸精度高、表面粗糙度好的復(fù)制品。⑶.適應(yīng)性廣泛。3.應(yīng)用：⑴.復(fù)制精細(xì)的表面輪廓花紋,唱片、工藝美術(shù)、紙幣、證卷、郵票膜等。⑵.復(fù)制注塑模具、電火花型腔加工電極。⑶.制造復(fù)雜、高精度的空心零件和薄壁零件。⑷.制造表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊、反光鏡、異形孔噴嘴等特殊零件。4-4.電鑄和涂鍍加工一.電鑄加工56二.電鑄加工的基本設(shè)備：1.電鑄槽。2.直流電源。3.攪拌和循環(huán)過濾系統(tǒng)。4.加熱和冷卻裝置。三。電鑄加工的工藝過程及要點(diǎn)1.原模材料選擇和表面處理2.電鑄過程，常用金屬銅、鎳、鐵等，時(shí)間長、生產(chǎn)率低。3.襯背和脫模，主要根據(jù)使用要求加襯背。四.電鑄加工應(yīng)用實(shí)例1.型腔模的電鑄：制原?！冦t→電鑄→機(jī)加工→脫模。2.電鑄精密零件：加工型芯→電鑄鎳→車外圓→去型芯。二.電鑄加工的基本設(shè)備：1.電鑄槽。2.直流電源。3.攪拌和57五.涂鍍加工㈠.原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍原理：涂鍍又稱刷鍍，或無槽電鍍，金屬工件表面局部、快速電化學(xué)沉積金屬的新技術(shù)，原理與電鑄相同。沉積正離子靠鍍液提供，陰極沉積，陽極不容解。特點(diǎn)：不需要渡槽，可局部進(jìn)行涂鍍；涂鍍液種類多、更方便復(fù)合鍍層；涂鍍速度快、鍍層可控性好；工件與鍍筆間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)、需要人控。應(yīng)用：修復(fù)零件磨損面，實(shí)施超差補(bǔ)救；填補(bǔ)表面劃傷斑蝕孔洞缺陷；大型復(fù)雜工件的表面局部涂鍍等。㈡.設(shè)備：電源、鍍筆、鍍液、泵和回轉(zhuǎn)臺(tái)等。五.涂鍍加工㈠.原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍58㈢.工藝過程：表面預(yù)加工→清洗除油除銹→電凈處理→活化處理→鍍底層→鍍尺寸層和工作鍍層→鍍后清洗㈣.應(yīng)用實(shí)例：1.修復(fù)機(jī)床導(dǎo)軌劃傷2.修復(fù)發(fā)電機(jī)、氣輪機(jī)主軸超差部位3.零件加工后，改善表面粗糙度、物理、化學(xué)性能六.電解加工目前存在的問題和今后方向1.存在問題：精度不好，設(shè)備較差，人員專業(yè)素質(zhì)欠佳，應(yīng)用范圍不廣。2.今后方向：擴(kuò)大應(yīng)用范圍，改善設(shè)備，發(fā)展和推廣脈沖加工及鈍化電解液，發(fā)展復(fù)合加工研究，進(jìn)一步開展基礎(chǔ)技術(shù)研究，搞好技術(shù)培訓(xùn)。㈢.工藝過程：表面預(yù)加工→清洗除油除銹→電凈處理→活化處理→59第五章超聲波加工一、超聲波加工的基本原理

聲波頻率超過16000Hz被稱為超聲波。超聲波加工是利用超聲波振動(dòng)的沖擊磨料對(duì)工件進(jìn)行加工的一種方法，它不僅能加工脆硬金屬材料．而且適合于加工不導(dǎo)電的腕硬非金屬材料，如玻璃、陶瓷等。同時(shí)超聲波還可用于清洗、焊接和探傷等。超聲加工:利用工具端面作超聲頻振動(dòng),通過磨料懸浮液加工脆硬材料的一種成型方法第五章超聲波加工一、超聲波加工的基本原理60先進(jìn)制造技術(shù)--特種加工-課件61二、超聲波加工的特點(diǎn)、方法及應(yīng)用1、超聲波加工適合于加工各種脆硬材料，材料越是脆硬，越適宜超聲波加工；特別是不導(dǎo)電的非金屬材料。2、超聲波加工由于去除材料是靠微小磨料的撞擊作用，因此可用于加工薄壁、薄片等易變形零件，加工精度高，被加工表面無殘余應(yīng)力、組織改變及燒傷等現(xiàn)象。3、工具可用較軟材料做成復(fù)雜形狀，不需要工具和工件做比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，超聲波加工設(shè)備簡單，操作維修方便，但生產(chǎn)效率低。

加工方法可采用超聲波直接加工、超聲波旋轉(zhuǎn)加工、超聲波機(jī)械復(fù)合加工、超聲波焊接、涂覆、清洗等。二、超聲波加工的特點(diǎn)、方法及應(yīng)用1、超聲波加工適合于加工各種62五.超聲加工設(shè)備及其組成

超聲發(fā)生器（超聲電源）超聲振動(dòng)系統(tǒng)（換能器、變幅桿、工具）機(jī)床（工作頭、加壓機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)）工作液循環(huán)系統(tǒng)（換能器、冷卻系統(tǒng)）機(jī)床組成六.超聲加工速度、精度、表面質(zhì)量及其影響因素1.工具振幅和頻率的影響：A↑、f↑，生產(chǎn)率↑。但A、f過大，工具和變幅桿內(nèi)應(yīng)力加大，影響其壽命。一般選擇：振幅0.01～0.1mm，頻率：16000～25000Hz。五.超聲加工設(shè)備及其組成

超聲發(fā)生器（超聲電源）機(jī)床組成六632.進(jìn)給壓力的影響加工時(shí)工具對(duì)工件應(yīng)有一個(gè)合適的進(jìn)給壓力。壓力過?。洪g隙大；壓力過大，間隙小。3.磨料種類和粒度的影響磨料硬度↑、加工速度↑、但要考慮成本、磨料粒度越粗↑、加工速度越快↑，但精度、表面粗糙度變差。4.磨料懸浮液濃度的影響濃度↑、加工速度↑，但濃度太高，流動(dòng)性差，運(yùn)動(dòng)阻力大。5.被加工材料的影響越脆、越易加工；越韌、加工速度越低。6.加工深度：越深、懸浮液不易進(jìn)入加工區(qū)。2.進(jìn)給壓力的影響64二.加工精度及其影響因素主要影響因素:機(jī)床夾具精度，磨料粒度、工具精度、工具橫向振動(dòng)、加工深度及被加工材料的性質(zhì)1.孔的加工范圍：Φ0.1～90mm，L/D≥10～20.2.加工孔的尺寸精度：因粒度的影響，加工出孔的尺寸比工具尺寸有所擴(kuò)大，擴(kuò)大量為磨粒直徑的兩倍

對(duì)加工圓形孔形狀誤差有橢圓度、錐度，橢圓度大小與工具橫向振動(dòng)、工具沿圓周不均勻磨損有關(guān)。錐度大小與工具磨損量有關(guān)。二.加工精度及其影響因素主要影響因素:機(jī)床夾具精度，磨料粒度65三.表面質(zhì)量及其影響因素超聲加工有較好的表面質(zhì)量，不產(chǎn)生表面燒傷和變質(zhì)層。一般Ra=1～0.1μm，主要取決于：粒度↓、工件材料硬度↑、振幅↓、其結(jié)果為Ra↓、生產(chǎn)率↓。磨料懸浮液的性能對(duì)表面粗糙度的影響比較復(fù)雜，使用煤油、潤滑油粗糙度有所改善。四.超聲加工的應(yīng)用生產(chǎn)率低于電火花、電解，精度粗糙度較高，特別加工不導(dǎo)電的脆性材料。主要應(yīng)用：⑴.型孔、型腔加工。⑵.切割脆硬材料加工。⑶.復(fù)合加工。⑷.超聲清洗加工。⑸.超聲焊接加工。三.表面質(zhì)量及其影響因素超聲加工有較好的表面質(zhì)量，不產(chǎn)生表面663-1、激光加工的理論基礎(chǔ)、原理和特點(diǎn)一.原理：激光加工是一種利用光能進(jìn)行加工的方法。激光是一種能量密度高、方向性強(qiáng)、單色性好的相干光。是利用材料在激光聚焦照射下瞬時(shí)急劇熔化和氣化，并產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波，使被熔化的物質(zhì)爆炸式地噴濺來實(shí)現(xiàn)材料去除的加工技術(shù)。第三章激光加工3-1、激光加工的理論基礎(chǔ)、原理和特點(diǎn)一.原理：激光加工是一67先進(jìn)制造技術(shù)--特種加工-課件68二、激光加工特點(diǎn)1激光加工不需要工具，沒有工具損耗、更換等問題。2工件無受力變形，易保證加工精度（高）。3幾乎能加工所有的金屬和非金屬材料4加工速度快，效率高，熱影響區(qū)小5能進(jìn)行細(xì)微加工6能夠透過玻璃等透明介質(zhì)進(jìn)行加工7.激光可以進(jìn)行表面熱處理、焊接、切剖、打孔、雕刻及微細(xì)加工等多種加工。二、激光加工特點(diǎn)1激光加工不需要工具，沒有工具損耗、更換695-2.激光加工的基本設(shè)備主要由四大部分組成：激光器、電源、光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)一.激光器是激光加工處理的能源,實(shí)現(xiàn)電能至光能的轉(zhuǎn)換.主要有三部分組成:工作物質(zhì)、激勵(lì)源、諧振腔，其中工作物質(zhì)是核心。按工作物質(zhì)分：固體激光器和氣體激光器；按工作方式分：脈沖和連續(xù)脈沖激光器。1.固體激光器：常見有紅寶石、摻釹釔鋁石榴石晶體、女玻璃三種。2.氣體激光器：氣體激光器以氣體或蒸汽為工作物質(zhì)，常見有：氦-氖激光器、氬離子激光器、二氧化碳激光器等。5-2.激光加工的基本設(shè)備主要由四大部分組成：激光器、電源、70二.激光器電源電源是為激光器提供所需能量，主要由五部分組成：充電電路、貯能網(wǎng)絡(luò)、預(yù)燃與觸發(fā)電路、控制電路等。充電電路貯能電路預(yù)燃電路觸發(fā)電路控制電路燈二.激光器電源充電電路貯能電路預(yù)燃電路觸發(fā)電路控制電路燈71三.光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)是激光加工設(shè)備的主要部件,由導(dǎo)光系統(tǒng)(折射鏡、分光鏡、光導(dǎo)纖維、耦合元件）、觀察系統(tǒng)及改善光束性能裝置等組成。四.機(jī)械系統(tǒng)主要有：床身、工件的上下料裝置（工作臺(tái)）、機(jī)電控制系統(tǒng)等，用來實(shí)現(xiàn)確定工件相對(duì)于加工系統(tǒng)的位置。五.控制系統(tǒng)用于控制激光光斑與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，還能隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而自動(dòng)調(diào)節(jié)激光功率、連續(xù)與脈沖運(yùn)行方式，對(duì)加工過程所需的氣體、添加材料等進(jìn)行控制。三.光學(xué)系統(tǒng)725-3.激光加工工藝規(guī)律一.激光照射面的能量分布照射能量：E=P*×t光斑直徑：d=f×θ(d＞10μm)IOr焦點(diǎn)面上的光強(qiáng)分布二.影響激光加工的主要因素1.輸出功率與照射時(shí)間：P↑、t↑時(shí)、E↑。2.焦距與發(fā)散角：θ、較小f即能聚焦，光斑直徑小、能量大。3.焦點(diǎn)位置：不同