金屬切削加工方法與設(shè)備教案.ppt

1、先進(jìn)制造技術(shù),第八章,8.1 電火花成型加工技術(shù),電火花加工方式分類 利用成型工具電極，相對(duì)工件作簡(jiǎn)單進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的電火花成型加工。 利用軸向移動(dòng)的金屬絲做工具電極，工件按所需形狀和尺寸作軌跡運(yùn)動(dòng)，以切割導(dǎo)電材料的電火花線切割加工 利用細(xì)管沖注高壓水基工作液，作簡(jiǎn)單軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的小孔加工。 利用金屬絲或成型導(dǎo)電磨輪作工具電極，進(jìn)行小孔磨削或成型磨削的電火花磨削。 電火花共軛回轉(zhuǎn)加工。 刻印、表面合金化、表面強(qiáng)化等其他種類的加工,8.1.1 電火花成型加工的基本原理,電火花成型加工是利用浸在工作液中的工具電極和工件 脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法， 又稱放電加工或電蝕加工，英文簡(jiǎn)

2、稱EDM。,圖8-1 電火花成型加工原理圖1主軸；2電極；3工作油槽；4工件；5工作液裝置；6脈沖電源,8.2 激光加工技術(shù),8.2.1 激光的特性 （1）亮度強(qiáng)度高 （2）單色性好 （3）相干性好 （4）方向性好 8.2.2 激光加工的工作原理,圖8-2 激光加工的工作原理示意圖1激光器；2光闌；3反射鏡；4聚焦鏡；5工件；6工作臺(tái)；7電源,激光加工是工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過(guò)程。,8.2.3 激光加工,1激光加工的特點(diǎn) 加工易變形的薄板及彈性零件等。 能加工的材料范圍廣,如各種金屬材料，以及陶瓷、石英、玻璃、金剛石及半導(dǎo)體等。 能進(jìn)行非常微細(xì)的加工，如加工深而小的微

3、孔和窄縫（直徑可小至幾微米，深度與直徑之比可達(dá)50100）。 不需要加工工具。 通用性好。 加工精密微細(xì)時(shí)，其精度和表面粗糙度需反復(fù)試驗(yàn)，尋找合理的加工參數(shù)才能達(dá)到所需要求。,2激光加工的應(yīng)用,（1）激光打孔 （2）激光切割 （3）激光焊接 （4）激光表面處理,8.3 超聲波加工,8.3.1 超聲波加工的工作原理 超聲波是指頻率f16000Hz的振動(dòng)波。超聲波加工 是用工具端面作超聲頻振動(dòng)，通過(guò)磨料懸浮液加工，使 工件成型的一種方法。,圖8-3超聲加工原理示意圖1工具；2工件； 3磨料懸浮液；4、5變桿；6換能器；7超聲發(fā)生器,1超聲加工的特點(diǎn) 適合于加工各種脆硬材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料

4、。 超聲加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作、維修方便。 切削應(yīng)力、切削熱很小，不會(huì)引起變形及燒傷，表面粗糙Ra值可達(dá)10.1m，加工 精度可達(dá)0.010.02mm，而且可以加工薄壁、窄縫、低剛度零件。 2超聲加工的應(yīng)用 主要用于對(duì)脆硬材料加工圓孔、型孔、型腔、套料、微細(xì)孔等。 能加工半導(dǎo)體材料。 用于一些淬火鋼、硬質(zhì)合金沖模、拉絲模、塑料模具型腔的最終拋磨光整加工。 用于清洗、焊接和探傷 。 可進(jìn)行超聲電火花加工、超聲電解加工、超聲調(diào)制激光打孔、超聲振動(dòng)切削加工 等復(fù)合加工方法，,8.3.2 超聲加工,8.4 高速與超高速切削技術(shù),8.4.1 高速切削的概念與高速切削技術(shù) 高速加工是一個(gè)相對(duì)的概念，

5、由于不同加工方式、不同工件材料有 不同的高速加工范圍，一般認(rèn)為應(yīng)是常規(guī)切削速度的510倍。概括地 說(shuō)，高速加工技術(shù)是指采用超硬材料的刀具、磨具和能可靠地實(shí)現(xiàn)高速 運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化制造設(shè)備，極大地提高材料切除率，并保證加工精度和加 工質(zhì)量的現(xiàn)代制造加工技術(shù)。,圖8-4 超高速切削概念示意圖,1高速與超高速切削的特點(diǎn) （1）可減少工序、提高生產(chǎn)效率 （2）切削力低、熱變形小 （3）加工精度高 （4）加工能耗低、節(jié)省制造資源 2高速加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 高速切削加工技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了高速切削的理論探 索、應(yīng)用探索、初步應(yīng)用、較成熟地應(yīng)用4個(gè)發(fā)展階段。,8.4.2 高速與超高速切削,1高速主軸 高速主軸單元

6、是高速加工機(jī)床最關(guān)鍵的部件。目前高 速主軸的轉(zhuǎn) 速范圍為1000025000r/min，加工進(jìn)給速 度在10m/min以上。,圖8-5 電主軸結(jié)構(gòu),8.4.3 高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù),20世紀(jì)90年代，工作臺(tái)的 快速進(jìn)給多采用大導(dǎo)程滾 珠絲杠和增加進(jìn)給伺服電 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，其加 速度可達(dá)0.6g；在采用先 進(jìn)的液壓絲杠軸承，優(yōu)化 系統(tǒng)的剛度與阻尼特性 后，其進(jìn)給速度可達(dá)到 4060m/min。,圖8-6 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖1定子冷卻板；2滾動(dòng)導(dǎo)軌；3動(dòng)子冷卻板；4輸電線路；5工作臺(tái)；6位置檢測(cè)系統(tǒng)；7動(dòng)子部分；8定子部分,2快速進(jìn)給系統(tǒng),3高性能的CNC控制系統(tǒng) CNC控制系統(tǒng)采用多個(gè)32位甚至64位CPU，同時(shí)配置功能強(qiáng)大的計(jì) 算處理軟件，使工件加工質(zhì)量在高速切削時(shí)得到明顯改善。相應(yīng) 地，伺服系統(tǒng)則發(fā)展為 數(shù)字化、 智能化和軟件化，從而保證了高 進(jìn)給速度加工的要求。 4先進(jìn)的機(jī)床結(jié)構(gòu) 高速切削機(jī)床床身必須具有 足夠的剛度、強(qiáng)度和高的阻 尼特性及高的熱穩(wěn)定性。,圖8-7 六桿機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖,高速切削通常使用的刀具材料有以下幾種： （1）硬質(zhì)合金涂