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1、第八章 特种加工工艺,第一节 概述,一、特种加工的基本概念二、特种加工的分类三、特种加工的特点四、特种加工的应用,第一节 概述,一、特种加工的基本概念特种加工又被称为非传统或非常规加工。英译：Non-traditional（conventional）Machining，简写：NTM或NCM。,第一节 概述,特种加工是指那些除了车、铣、刨、磨、钻等传统的切削加工方法之外的一些新的加工方法，它直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能等及其复合加工技术对工件进行加工的方法。,第一节 概述,二、特种加工方法的分类,第一节 概述,第一节 概述,三、特种加工的特点特种加工与传统切削加工的不同点是：
2、1）主要依靠机械能以外的能量去除材料，多数属于“熔溶加工”的范畴。2）加工用的工具硬度一般低于被加工材料的硬度，即能做到“以柔克刚”；也可以不使用工具而通过某种介质进行加工。3）加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，工件很少产生受力、受热变形，有利于提高工件的加工精度和表面质量。,第一节 概述,四、特种加工的应用特别适合于加工难加工的材料、复杂的零件表面以及一些特殊的精密微细的结构。广泛地应用于模具、刀具、量具、微电子元器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽车、航空航天等生产领域。,第二节 电火花加工,一、工作原理电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀
3、现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量等加工要求的方法。,第二节 电火花加工,工作原理,第二节 电火花加工,要达到上述加工目的，设备装置必需要达到以下三个条件：1）工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙（通常约为几微米至几百微米）。2）火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间后，需停歇一段时间，放电延续时间一般为10-710-3s。3）火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油、皂化液或去离子水等。,第二节 电火花加工,二、电火花加工的特点 电火花加工的优点：1）适合于难切削材料的加工 2）可以加工特殊及复杂形状的零件 3）主要用于加工金属等导
4、电材料，一定条件下也可以加工半导体和非导体材料。,第二节 电火花加工,4）加工表面微观形貌圆滑，工件的棱边、尖角处无毛刺、塌边；5）工艺灵活性大，本身有“正极性加工”（工件接电源正极）和“负极性加工”（工件接电源负极）加工之分；还可与其他工艺结合，形成复合加工，如与电解加工复合；,第二节 电火花加工,电火花加工的局限性1）一般加工速度较慢2）存在电极损耗和二次放电3）最小角部半径有限制,第二节 电火花加工,三、影响电火花加工精度和表面质量的主要因素 与传统的机械加工一样，机床本身的各种误差，工件和工具电极的定位、安装误差都会影响到电火花加工的精度。另外，与电火花加工工艺有关的主要因素是放电间隙
5、的大小及其一致性、工具电极的损耗及其稳定等。,第二节 电火花加工,四、电火花加工的工艺方法分类 电火花成型加工电火花线切割加工电火花磨削加工电火花包络加工,第二节 电火花加工,1、电火花成型加工（1）加工原理,第二节 电火花加工,电火花成型加工机床的组成,第二节 电火花加工,（2）应用：1）可以加工特殊及复杂形状的零件2）适合于难切削材料的加工 3）广泛地应用于工模具、刀具、量具、微电子元器件、生物医疗、仪器仪表、纺织、汽车、航空航天等生产领域。,第二节 电火花加工,2、电火花线切割加工（1）电火花线切割加工的基本原理 利用轴向移动的细金属丝作为工具电极，对工件进行脉冲火花放电，以实现金属切割
6、的加工方法。,第二节 电火花加工,第二节 电火花加工,1.按电极丝运动速度分2.按电极丝位置分3.按工作液供给方式分,快走丝 6-10m/s,立式,卧式,冲液式,浸液式,（2）电火花线切割机床的分类,第二节 电火花加工,（3）电火花线切割加工的特点 脉冲放电加工，无宏观切削力电极丝沿轴向运动，并相对工件作进给运动,单位长度电极丝的损耗少，对加工精度的影响小，多用于加工零件上的直壁曲面 切缝可窄达仅0.005mm，材料利用率高,第二节 电火花加工,（3）电火花线切割加工的特点 可加工高硬度材料一般采用水基工作液，安全可靠省掉了成型的工具电极，大大降低了成型工具电极的设计和制造费用，缩短了生产准备
7、时间。在实体部分开始切割时，需加工穿丝用的预孔.,第二节 电火花加工,（4）电火花线切割加工的应用 1）加工模具 2）加工电火花成型加工用的电极 3）直接在板料上割出零件,第二节 电火花加工,微细结构零件,第二节 电火花加工,第三节 激光加工,一激光加工的工作原理,第三节 激光加工,二、激光加工的特点1）激光瞬时功率密度高，几乎可以加工任何高硬、耐热材料，适用范围广。2）激光光斑大小可以聚焦到微米级，输出功率可以调节，因此可用以精密微细加工。3）无机械接触作用，没有工具损耗，不会产生加工变形。4）加工速度快、热影响区小，几乎无热变形。,第三节 激光加工,5）生产率高。6）设备复杂，一次性投资较大。7）靠聚焦点去除材料，激光打孔和切割的激光深度受限，目前的切割、打孔厚（深）度一般不超过10mm，因而主要用于薄件加工。,第三节 激光加工,三激光加工的应用 激光打孔 激光切割 激光焊接(4)激光热处理,第四节 超声波加工,一、超声波加工的原理,第四节 超声波加工,二、超声波加工的特点 1）适合脆性材料工件的加工2）加工精度高，表面质量好。3）加工设备简单，操作维修方便。,第四节 超声波加工,三、超声波加工的应用 1）型孔、型腔加工 2）切割加工 3）复合加工 4）超声清洗,
