章特种加工学习.pptx
4.2电火花加工 EDM 是利用电热能进行加工的工艺方法.4.2.1加工原理与特点1.基本原理第1页/共23页v进行电火花加工必须具备的三个条件：必须采用脉冲电源，以形成瞬时的脉冲式放电。必须采用自动进给调节装置，保证微小的放电间隙。火花放电必须具有足够大的能量密度，且必须在具有一定的绝缘强度的液体介质（工作液）中进行。第2页/共23页2.极性效应 电火花加工时,阳极阴极均受到腐蚀,但二者的蚀除量或蚀除速度是不同的,这种由于极性不同产生的蚀除量不同的现象叫做极性效应.阳极表面受到电子撞击,阴极表面受到正离子撞击 正极性加工(概念)负极性加工(概念)一般:短脉冲精加工时采用正极性加工(工件接正极)长脉冲粗加工时采用负极性加工(工件接负极)第3页/共23页3.特点可用软的工具加工硬韧的工件，甚至可加工聚晶金刚石、立方氮化硼一类超硬材料。不产生切削力引起的残余应力和变形，特别适宜复杂形状的工件、低刚度工件及微细结构的加工。(材料去除是靠放电时的电热作用实现的，电极和工件间不存在切削力)。调整容易，可以在同一台机床上完成粗、细、精三个阶段的加工。易于实现自动化。局限性为：加工速度较慢和工具电极存在损耗，影响加工效率和成形精度。第4页/共23页4.2.2应用1.1.电火花穿孔电火花穿孔 穿孔穿孔2.2.电火花型腔加工电火花型腔加工3.3.电火花线切割加工电火花线切割加工 线切割线切割第5页/共23页4.3电解加工 ECM (电化学加工)是利用金属在电解液中可以产生阳极溶解的电化学原理来进行加工的一种方法。4.3.14.3.1加工原理与特点加工原理与特点 1.1.基本原理基本原理 第6页/共23页2.特点能加工各种硬度与强度的金属材料；生产率高，其加工速度约为电火花加工的510倍，约为机械切削加工的310倍；加工中无切削力，不产生残余应力、飞边与毛刺；表面质量高，Ra为1.250.2m。加工过程中工具阴极无损耗。弱点和局限性：加工稳定性不高，不易达到较高的加工精度。电解液过滤、循环装置庞大，占地面积大，电解液对设备有腐蚀作用；电解液及电解产物容易污染环境。第7页/共23页4.3.2电解加工的应用加工各种深孔型孔型腔和复杂成型表面。如炮管膛线、叶片型面、模具型腔与花键、异型孔及复杂零件的薄壁结构等。电解去毛刺电解刻字1.电解整体叶轮 “套料法加工”第8页/共23页2.2.深孔扩孔加工深孔扩孔加工3.3.电解去毛刺电解去毛刺 第9页/共23页4.3.3电解磨削 ECG（复合加工）它靠阳极金属的电化学溶解(占95%98%)和机械磨削作用(占2%5%)相结合进行复合加工。第10页/共23页4.4激光加工 LBM 是是利利用用光光能能量量进进行行加加工工的的一一种种方方法法。它它可可以用以用于打孔、切割、雕刻、焊接、热处理等。于打孔、切割、雕刻、焊接、热处理等。4.4.14.4.1加工原理与特点加工原理与特点1.1.基本原理基本原理 第11页/共23页2.特点功率密度高，几乎能加工所有材料；如高温合金、石英、金刚石、橡胶等。加工速度快变形小且工具无损耗；可透过玻璃等透明介质对工件进行加工；能聚焦成极细的激光束，可进行精密细微加工。第12页/共23页4.4.2 激光加工的应用1.激光打孔 必须采用极高的功率密度，使加工部分快速蒸发，并防止加工区外的材料由于传热而温度上升以致熔化。因此，打孔适宜采用脉冲激光，经过多次重复照射后完成打孔加工。（孔径0.011mm.）焦点位置 激光打孔的最大优点是效率非常高，在切削加工方法的百分之一以下。第13页/共23页2.激光切割:原理和激光打孔的原理基本相同，但要沿X、Y方向进行相对移动。切割时可在激光照射部位同时喷吹氧（对金属）、氮（对非金属）促进照射点的熔化。激光切割不仅具有切缝窄（宽度仅为0.10.2mm）、速度快、热影响区小、成本低等优点，而且可以十分方便地切割出各种曲线形状。目前已用激光切割加工飞机蒙皮、蜂窝结构大规模集成电路中。可进行激光雕刻。第14页/共23页3.激光焊接 只要将激光束直接辐射到材料表面，使材料局部熔化，以达到焊接的目的。优点是：焊接过程迅速，生产效率高，被焊材料不易氧化，热影响区及变形很小；焊接无焊渣，也不需要去除工件的氧化膜；不仅能焊接同类材料，而且还可以焊接不同种类的材料，特别适合于微型精密焊接及对热敏感性很强的晶体管元件的焊接。第15页/共23页4.激光热处理 可对铸铁、中碳钢、甚至低碳钢等材料进行激光表面淬火。淬火层的硬度比常规淬火约高20，而且产生的变形小，解决了低碳钢的表面淬火强化问题。（冷速可达5000/s）。优点：加热速度极快，工件不产生热变形；不需淬火介质便可获得超高硬度的表面；不必使用炉子加热，特别适合大型零件的表面淬火及形状复杂零件（如齿轮）的表面淬火。第16页/共23页4.5离子束加工 IBM 是利用离子束对材料进行成形和改性的加工方法。4.5.1加工原理与特点1.基本原理 离子束加工是在真空条件下，将离子源产生的离子束经加速与聚焦，使之打到工件表面。离子带正电荷，其质量比电子大千、万倍,比电子束具有更大的撞击动能，它是靠微观的机械撞击能量而不是靠动能转化为热能来加工的。加速到1万几万电子伏特-离子铣削加速到几十万电子伏特-离子镀膜 -离子注入第17页/共23页2.特点离子柬流密度与离子能量可精确控制，可进行“原子级加工”或“毫微米级加工”，是所有特种加工方法中最精密最微细的加工方法,上当代毫微米加工技术的基础.在真空中加工，污染少，工件材料不易氧化。加工应力与变形极小，质量高。设备费用贵，加工效率低，应用受到一定限制。第18页/共23页4.5.2离子束加工的应用 1.离子溅射 如果将离子加速到几十几千电子伏时，即可用于离子溅射加工。2.离子刻蚀 又称离子铣削。如果将离子加速到一万几万电子伏，且离子入射方向与被加工表面成2530时，离子可将工件表面的原子或分子逐个撞击出去，实现离子铣削、离子蚀刻或离子抛光等。3.离子注入 如果将离子加速到几十万电子伏或更高时，离子可穿入被加工材料内部，从而达到改变材料化学成分的目的。离子束加工加工技术被认为是最有前途的微细加工方法之一。第19页/共23页4.6超声加工 USM 是利用工具作超声振动，通过悬浮液中磨料的高速轰击进行加工的方法。4.6.1加工原理与特点 1.基本原理机械撞击抛磨作用空化作用（概念）第20页/共23页2.特点 适合于加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料。如玻璃、宝石、陶石及各种半导体材料。工件受力小，变形小。精度可达0.01一0.05mm，表面粗糙度可达Ra0.63一0.08。采用成形法原理加工机床结构简单。超声加工的生产率较低。第21页/共23页4.6.2超声加工的应用1.1.可加工不导电硬脆材料、也可加工各种高硬可加工不导电硬脆材料、也可加工各种高硬度与度与高强度的金属材料。高强度的金属材料。2.2.要求较高的模具的抛磨精加工。要求较高的模具的抛磨精加工。3.3.超声加工与电解、电火花或机械加工结合进超声加工与电解、电火花或机械加工结合进行复合加工。行复合加工。超声车削、超声磨削的示意图超声车削、超声磨削的示意图 （特种加工（特种加工完）完）第22页/共23页谢谢您的观看！第23页/共23页
