加工章特種加工

1、加工章特種加工,4.2電火花加工 EDM,是利用電熱能進(jìn)行加工的工藝方法. 4.2.1加工原理與特點(diǎn) 1.基本原理,進(jìn)行電火花加工必須具備的三個條件： 必須采用脈沖電源，以形成瞬時的脈沖式放電。 必須采用自動進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置，保證微小的放電間隙 。 火花放電必須具有足夠大的能量密度，且必須在具有一定的絕緣強(qiáng)度的液體介質(zhì)（工作液）中進(jìn)行。,2.極性效應(yīng) 電火花加工時,陽極陰極均受到腐蝕,但二者的蝕除量或蝕除速度是不同的,這種由于極性不同產(chǎn)生的蝕除量不同的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng). 陽極表面受到電子撞擊,陰極表面受到正離子撞擊 正極性加工(概念) 負(fù)極性加工(概念) 一般: 短脈沖精加工時采用正極性加工(工件

2、接正極) 長脈沖粗加工時采用負(fù)極性加工(工件接負(fù)極),3.特點(diǎn) 可用軟的工具加工硬韌的工件，甚至可加工聚晶金剛石、立方氮化硼一類超硬材料。 不產(chǎn)生切削力引起的殘余應(yīng)力和變形，特別適宜復(fù)雜形狀的工件、低剛度工件及微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工。 (材料去除是靠放電時的電熱作用實現(xiàn)的，電極和工件間不存在切削力)。 調(diào)整容易，可以在同一臺機(jī)床上完成粗、細(xì)、精三個階段的加工。易于實現(xiàn)自動化。 局限性為：加工速度較慢和工具電極存在損耗，影響加工效率和成形精度。,4.2.2應(yīng)用 1.電火花穿孔 穿孔 2.電火花型腔加工 3.電火花線切割加工 線切割,4.3電解加工 ECM (電化學(xué)加工) 是利用金屬在電解液中可以產(chǎn)生陽極

3、溶解的電化學(xué)原理來進(jìn)行加工的一種方法。,4.3.1加工原理與特點(diǎn) 1.基本原理,2.特點(diǎn) 能加工各種硬度與強(qiáng)度的金屬材料； 生產(chǎn)率高，其加工速度約為電火花加工的510倍，約為機(jī)械切削加工的310倍； 加工中無切削力，不產(chǎn)生殘余應(yīng)力、飛邊與毛刺；表面質(zhì)量高，Ra為1.250.2m。 加工過程中工具陰極無損耗。 弱點(diǎn)和局限性： 加工穩(wěn)定性不高，不易達(dá)到較高的加工精度。電解液過濾、循環(huán)裝置龐大，占地面積大，電解液對設(shè)備有腐蝕作用； 電解液及電解產(chǎn)物容易污染環(huán)境。,4.3.2電解加工的應(yīng)用 加工各種深孔型孔型腔和復(fù)雜成型表面。如炮管膛線、葉片型面、模具型腔與花鍵、異型孔及復(fù)雜零件的薄壁結(jié)構(gòu)等。 電解去

4、毛刺 電解刻字 1.電解整體葉輪 “套料法加工”,2.深孔擴(kuò)孔加工 3.電解去毛刺,4.3.3電解磨削 ECG（復(fù)合加工） 它靠陽極金屬的電化學(xué)溶解(占95%98%)和機(jī) 械磨削作用(占2%5%)相結(jié)合進(jìn)行復(fù)合加工。,4.4激光加工 LBM,是利用光能量進(jìn)行加工的一種方法。它可以用 于打孔、切割、雕刻、焊接、熱處理等。 4.4.1加工原理與特點(diǎn) 1.基本原理,2.特點(diǎn) 功率密度高，幾乎能加工所有材料； 如高溫合金、石英、金剛石、橡膠等。 加工速度快變形小且工具無損耗； 可透過玻璃等透明介質(zhì)對工件進(jìn)行加工； 能聚焦成極細(xì)的激光束，可進(jìn)行精密細(xì)微加工。,4.4.2 激光加工的應(yīng)用 1.激光打孔 必

5、須采用極高的功率密度，使加工部分快速蒸發(fā)，并 防止加工區(qū)外的材料由于傳熱而溫度上升以致熔化。因 此，打孔適宜采用脈沖激光，經(jīng)過多次重復(fù)照射后完成 打孔加工。（孔徑0.011mm. ） 焦點(diǎn)位置 激光打孔的最大優(yōu)點(diǎn)是 效率非常高，在切削加工方法的百分之一以下。,2.激光切割: 原理和激光打孔的原理基本相同 ，但要沿X、 Y方向進(jìn)行相對移動。 切割時可在激光照射部位同時噴吹氧（對金 屬）、氮（對非金屬）促進(jìn)照射點(diǎn)的熔化 。 激光切割不僅具有切縫窄（寬度僅為0.10.2mm）、速度快、熱影響區(qū)小、成本低等優(yōu) 點(diǎn)，而且可以十分方便地切割出各種曲線形狀。 目前已用激光切割加工飛機(jī)蒙皮、蜂窩結(jié)構(gòu)大規(guī)模集成

6、電路中 。 可進(jìn)行激光雕刻 。,3.激光焊接 只要將激光束直接輻射到材料表面，使材料局部熔化， 以達(dá)到焊接的目的。 優(yōu)點(diǎn)是： 焊接過程迅速， 生產(chǎn)效率高， 被焊材料不易氧化， 熱影響區(qū)及變形很??； 焊接無焊渣，也不需要去除工件的氧化膜； 不僅能焊接同類材料，而且還可以焊接不同種類的材料， 特別適合于微型精密焊接及對熱敏感性很強(qiáng)的晶體管元件的焊接。,4.激光熱處理 可對鑄鐵、中碳鋼、甚至低碳鋼等材料進(jìn)行激光表面 淬火。 淬火層的硬度比常規(guī)淬火約高20，而且產(chǎn)生的變形小， 解決了低碳鋼的表面淬火強(qiáng)化問題。 （冷速可達(dá)5000/s）。 優(yōu)點(diǎn)： 加熱速度極快，工件不產(chǎn)生熱變形； 不需淬火介質(zhì)便可獲得超

7、高硬度的表面； 不必使用爐子加熱， 特別適合大型零件的表面淬火及形狀復(fù)雜零件（如齒輪）的表面淬火。,4.5離子束加工 IBM,是利用離子束對材料進(jìn) 行成形和改性的加工方法。 4.5.1加工原理與特點(diǎn) 1.基本原理 離子束加工是在真空條件下，將離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)加速與聚焦，使之打到工件表面。離子帶正電荷，其質(zhì)量比電子大千、萬倍,比電子束具有更大的撞擊動能，它是靠微觀的機(jī)械撞擊能量而不是靠動能轉(zhuǎn)化為熱能來加工的。 加速到1萬幾萬電子伏特-離子銑削 加速到幾十萬電子伏特-離子鍍膜 -離子注入,2.特點(diǎn) 離子柬流密度與離子能量可精確控制，可進(jìn)行“原子級加工”或“毫微米級加工”，是所有特種加工方法中最

8、精密最微細(xì)的加工方法,上當(dāng)代毫微米加工技術(shù)的基礎(chǔ). 在真空中加工，污染少，工件材料不易氧化。 加工應(yīng)力與變形極小，質(zhì)量高。 設(shè)備費(fèi)用貴，加工效率低，應(yīng)用受到一定限制。,4.5.2離子束加工的應(yīng)用 1.離子濺射 如果將離子加速到幾十幾千電子伏時，即可用于離子濺射加工。 2.離子刻蝕 又稱離子銑削。如果將離子加速到一萬幾萬電子伏，且離子入射方向與被加工表面成2530時，離子可將工件表面的原子或分子逐個撞擊出去，實現(xiàn)離子銑削、離子蝕刻或離子拋光等。 3.離子注入 如果將離子加速到幾十萬電子伏或更高時，離子可穿入被加工材料內(nèi)部，從而達(dá)到改變材料化學(xué)成分的目的。 離子束加工加工技術(shù)被認(rèn)為是最有前途的微細(xì)加工方法之一。,4.6超聲加工 USM,是利用工具作超聲振動，通過懸浮液中磨料的 高速轟擊進(jìn)行加工的方法。 4.6.1加工原理與特點(diǎn) 1.基本原理 機(jī)械撞擊 拋磨作用 空化作用（概念）,2.特點(diǎn) 適合于加工各種硬脆材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料。如玻璃、寶石、陶石及各種半導(dǎo)體材料。 工件受力小，變形小。精度可達(dá)0.01一0.05mm，表面粗糙度可達(dá)Ra0.63一0.08。 采用成形法原理