特种加工8 其他特种加工方法
列举五种特种加工方法
1.热处理：热处理是一种特殊的加工方法，它通过改变材料的组织结构，改变材料的性能，以满足特定的要求。
热处理可以改变材料的硬度、
强度、疲劳强度、耐腐蚀性、抗拉强度等性能。
2.激光加工：激光加工是一种特殊的加工方法，它利用激光束的热能，将材料表面的熔融层切割或熔化，以达到加工的目的。
激光加工可以
实现高精度、高速度、高效率的加工，并且可以实现复杂形状的加工。
3.火花机加工：火花机加工是一种特殊的加工方法，它利用火花机的高速旋转刀具，将材料表面的熔融层切割或熔化，以达到加工的目的。
火花机加工可以实现高精度、高速度、高效率的加工，并且可以实现
复杂形状的加工。
4.电火花加工：电火花加工是一种特殊的加工方法，它利用电火花的高速旋转刀具，将材料表面的熔融层切割或熔化，以达到加工的目的。
电火花加工可以实现高精度、高速度、高效率的加工，并且可以实现
复杂形状的加工。
5.气体保护焊接：气体保护焊接是一种特殊的加工方法，它利用气体保护焊接的高速旋转刀具，将材料表面的熔融层切割或熔化，以达到加
工的目的。
气体保护焊接可以实现高精度、高速度、高效率的加工，
并且可以实现复杂形状的加工。
特种加工技术第8章其他特种加工方法
光电成型
原理： 利用图形照相底片和光致抗蚀剂在电镀金属基板上选择性的形成电气绝缘 膜，放入电镀液中时基板中露出的部分会析出图形，然后将涂敷的光致抗蚀剂剥 离去除的加工方法。 工艺： 1）电镀材料：常用于电沉积的金属材料有铜、镍、金、银等。 2）电镀溶液：常采用酸、碱溶液作为电镀溶液。但应避免使用强酸、强碱性溶 液等，因为这类溶液容易造成镀层剥离应力增大，降低镀层的牢固性能。 3）镀前处理：必须使基体需要电镀部分形成能剥离的薄膜。该镀层薄膜的形状 应与产品一致，并不影响镀层的牢固附着，保证电镀后便于随镀层一同剥离。 4）电镀：在通入直流或交流电的镀池中，金属基体为阴极进行电沉积。当析出 镀层=10 mm时，停止电镀，取出用水清洗、干燥、并将基础镀层剥离（用刀尖划 开镀层端部，或用胶带贴着镀层将镀层提起）。 如果基础镀层厚度尺寸还没有达到使用要求，可将基础镀层展开后进行追加电 镀，通常称之为精镀或自由镀。采用二次电镀的原因是一次析出的金属太厚时， 剥离困难，另外剥离时抗蚀膜易受损伤。从另一方面考虑，两面同时精镀的产品 质量更好。为了防止金属镀层横向生长，应在原版制备时予以补偿处理。
磁性研磨在机械零件中的应用
1）全部毛刺彻底清除。例如齿轮啮合噪音小了2 db； 2）尖角锐边钝化。如弹簧两端平面原有割手的感觉，光整后手感柔和；活塞的 环槽、活塞环的锐边得到R<0.1 mm的圆角，这利于缸套磨合及降低机油消耗； 3）去除锈蚀及氧化层。如凸轮轴开档轴段的发蓝、变色，被全部清除； 4）光整后的零件表面光亮夺目，手感光滑柔和； 5）粗糙度值大幅度下降，在原基础上分别提高0.5-1.5个等级，电镜观察（如气 缸套）表面形貌由尖锐的锯齿形变成钝化的丰满形表面； 6）零件外型发生了以微米计的尺寸变化（变化1-2 μm）但不影响形位精度； 7）零件表面显微硬度提高3-10％，表面残余拉应力改变为均匀的压应力，细化 表面组织，增加耐磨层厚度8-15倍左右； 8）零件表面呈现微观鱼鳞坑形加工纹理，这比环纹、网纹更有利于储油；加上 Ra数值低，尖角、毛刺彻底清除，从而提高了零件抗疲劳、耐磨性和抗蚀性； 9）零件加工表面及非加工表面得到光整，完成传动件的初期磨损，提高零件清 洁度；如全部磨擦副零件光整后发动机质量提高，出厂磨合期缩短>40％。 图8-6是磁性磨料研磨加工的应用实例，左图为研磨平面，右图为研磨钻头上 的螺旋面的。
特种加工技术
特种加工技术1. 引言特种加工技术是指在工业生产过程中，利用先进的加工设备和工艺，对特殊材料或特殊形状的零件进行加工加工的技术方法。
特种加工技术在许多领域中都有广泛的应用，如航空航天、汽车制造、船舶建造等。
本文将介绍几种常见的特种加工技术，包括电火花加工、激光加工以及电化学加工。
2. 电火花加工电火花加工是一种利用电火花放电来进行加工的技术。
该技术主要用于加工高硬度和脆性材料，如硬质合金、陶瓷等。
其工作原理是利用高压脉冲电流在工件表面产生电火花放电，从而烧蚀掉工件表面的材料。
通过控制放电的时间和能量，可以实现对工件的精细加工。
电火花加工具有以下几个优点： - 能够加工高硬度和脆性材料； - 加工过程中不会产生机械应力； - 可以实现复杂形状的加工。
然而，电火花加工也存在一些限制：- 加工效率相对较低；- 加工精度受到局限。
3. 激光加工激光加工是利用高能量密度的激光束对工件进行加工的技术。
激光加工可以通过烧蚀、熔化、汽化等方式来剥离工件表面的材料。
激光加工具有以下几个特点： - 高加工精度和加工质量； - 高加工速度； - 可以实现对不同材料的加工。
激光加工在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。
例如，在飞机制造中，激光加工可以用于切割、焊接、打孔等工艺操作。
激光加工的应用还面临一些挑战： - 高能量激光设备的成本较高； - 对工件材料的适应性有限。
4. 电化学加工电化学加工是利用电化学反应对工件进行加工的技术。
它通过在电解液中施加电压，使得工件表面发生氧化、溶解等反应，从而实现加工目的。
电化学加工具有以下优点： - 加工精度高； - 加工过程中不会产生机械应力； - 可以加工高硬度和脆性材料；电化学加工主要用于微小零件加工、细微结构加工、薄板加工等领域。
例如，在电子芯片制造中，电化学加工可以用于进行微细线路的蚀刻。
然而，电化学加工也存在一些限制： - 加工速度较慢； - 加工尺寸受到限制。
5. 总结特种加工技术在现代工业中起着重要作用。
特种加工其他特种加工方法
化学铣切（化学蚀刻） 光化学腐蚀
用于表面加工的方法主要是：
化学抛光 化学镀膜
化学蚀刻加工原理
化学蚀刻工艺过程
光化学腐蚀
是光学照相制版和光刻（化学腐蚀）相 结合的一种精密微细加工方法。
与化学蚀刻的主要区别： 用照相感光来确定工件表面要蚀除的图
形、线条，而不是靠样板人工刻形、划 线。
二、等离子体加工
又称等离子弧加 工，利用电弧放 电使气体电离成 过热的等离子气 体流束，靠局部 熔化及气化来取 出材料的。
三、挤压珩磨
又称磨料流动加工
（Abrasive Flow Machining,AFM）
四、水射流切割
利用500~900m/s的高速水或带有添加剂 的水冲击工件进行加工，简称“水切 割” ，俗称“水刀”
其他特种加工方法
化学加工 等离子体加工 挤压珩磨 水射流切割 磁性磨料研磨加工和磁性磨料电解研磨加工 快速成型技术 铝合金微弧氧化表面陶瓷化处理技术
一、化学加工
化学加工(ChemicalMachining,CHM)是利用 酸、碱、盐等化学溶液对金属产生化学反应， 使金属溶解，改变工件的尺寸和形状，以及表 面性能。
化学抛光
改善工件表面粗糙度 原理：用硝酸或磷酸等氧化剂溶液，使
工件表面氧化，产生的氧化层又能慢速 溶入溶液，这样微凸处氧化较快，而微 凹处演化较慢，逐步使表面平整。
化学镀膜
原理：在含金属的盐溶液中加入一种还Байду номын сангаас原剂，将镀液中的金属离子还原成原子 沉积在被镀的工件表面。
镀膜主要起装饰、防腐蚀或导电作用。
五、磁性磨料研磨加工和磁性 磨料电解研磨加工
结束
写出五种特种加工的方法
写出五种特种加工的方法一、电火花加工⒈ 加工原理电火花加工是利用工具电极和工件电极之间的脉冲放电产生的高温，去除工件上多余的材料，使工件达到预定的尺寸和表面粗糙度要求。
有两种在生产中应用最广泛的电火花加工方法。
一种是用一定形状的电极工具(常用的电极工具是石墨、铜或其合金)进行电火花穿孔或电火花成型；另一种是用灯丝(一般是钼丝、钨丝或铜线)电极加工二维轮廓形状的WEDM。
WEDM还可以根据电极丝的走丝速度分为两种:快走丝和慢走丝。
⒉ 工艺特点及应用范围电火花加工工具不与工件直接接触，没有切削力，所以对机床加工系统的刚性要求不高；电火花加工可以加工任何由导电材料制成的工件，不受工件材料的强度、硬度、脆性和韧性的影响。
为耐热钢、淬火钢、硬质合金等耐火材料的加工提供了有效的加工手段。
电火花加工应用广泛，如加工各种孔、曲孔、微小孔和曲腔、切割、刻字和表面强化等。
二、电解加工⒈ 加工原理电解加工是通过金属在电解液中的电化学阳极溶解，对工件进行加工成型。
⒉ 工艺特点及应用范围电解加工的生产效率极高，约为电火花加工的5~10倍；电解加工可以加工形状复杂的型面（例如汽轮机叶片）或型腔（例如模具）；电解加工中工具不和工件直接接触，加工中无切削力作用，加工表面无冷作硬化，无残余应力，加工表面周边无毛刺，能获得较高的加工精度和表面质量，表面粗糙度ra可达0.2~1.25μm，工件的尺寸误差可控制在范围内；电解加工中工具电极无损耗，可长期使用。
电解存在的主要问题是:电解液过滤和循环装置庞大，占地面积大；(2)电解液具有腐蚀性，因此对机床和设备应采取仔细的防腐措施。
电解加工广泛用于加工孔、轮廓、空腔、枪管膛线等。
，常用于倒角和去毛刺。
另外，电化学加工和切削加工的结合(如电解磨削、电解珩磨、电解磨削等。
)往往能取得良好的加工效果。
三、激光加工1. 加工原理激光的亮度极高，方向性极好，波长的变化范围小，可以通过光学系统把激光聚集成一个极小的光束，其能量密度可达108~1010w/cm2（金属达到沸点所需的能量密度为 105~106w/cm2）。
八大特种加工技术
非常工艺:八大特种加工技术特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。
一、特种加工的发展和定义传统的机械加工已有很久的历史，它对人类的生产和物质文明起了极大的作用。
目前我们的大部分产品还是依靠传统的方法加工和装配得到的，如我们的家用电器：电冰箱、洗衣机、空调等；我们的交通工具：如汽车、火车、飞机等，以及各种武器装备：枪、炮、坦克、火箭等。
传统的机械加工方法是用机械能量和切削力切除多余的金属，使零件具有一定的几何形状、尺寸和表面粗糙度。
它要求刀具材料比工件材料硬。
随着科学技术的发展，特别是上个世纪50年代以来，随着生产发展和科学实验的需要，很多工业部门，尤其是国防工业部门的要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展，它们使用的材料越来越难加工，零件的形状越来越复杂，尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求也越来越高，因而对机械制造部门提出一些新的要求：•解决各种难切削材料的加工问题。
如硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、宝玉石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。
•解决各种特殊复杂表面的加工问题。
如喷汽涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模和注射模的立体成型表面，各种冲模、冷拔模上特殊断面的型孔，炮管内膛线，喷油咀、栅网、喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。
•解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题。
如对表面质量和精度要求很高的航天、航空陀螺仪、伺服阀，以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工。
要解决上述一系列工艺问题，仅仅依靠传统的切削加工方法就很难实现，甚至根本无法实现。
人们相继探索研究新的加工方法，特种加工就是在这种前提条件下产生和发展起来的。
特种加工，国外称作非传统加工（Non - Traditional Machining, NTM）或非常规加工（Non –ConventionalMachining,NCM），是一种采用不同于传统切削磨削加工工艺及装备的加工技术，是将电、磁、声、光、热等物理能量及化学能量或其组合乃至与机械能组合直接施加在被加工的部位上，从而使材料被去除、变形及改变性能等。
特种加工方法
用于切割钢板、 钛板、 石英和陶瓷；火箭发 动机和柴油机的喷油 嘴、化学纤维的喷丝 板、钟表上宝石轴承 和聚晶金刚石拉丝模 等零件上的微孔加 工.
加工方法
工艺特点 1. 可以加工任何高 强度、高硬度、 高韧性、高脆性 以及高纯度的导 电材料； 2. 加工时无明显的 机械力，故适用 于低刚度工件和 微细结构的加 工； 3. 脉冲参数可根据 需要进行调节， 因而可以在同一 台机床上进行粗 加工、半精加工 和精加工； 4. 在一般情况下生 产效率低于切削 加工； 5. 放电过程有部分 能量消耗在工具 电极上，从而导 致电极损耗，影 响成形精度。
电解加工
1. 不受材料本身强 度、硬度和韧性 限制； 2. 加工中不存在机 械切削力，工件 不会产生残余应 力和变形； 3. 可以达到 0.1mm 的平均加工精度 和 0.01mm 的最 高加工精度；平 均表面粗糙度 Ra 值 可 以 0.8 m ，最小表面 粗 糙 度 Ra 值 可 达 0.1 m ； 4. 加工过程中工具
应用范围
实例
电火花加工
电火花加工具有许多 传统切削加工所无法 比拟的优点因此其应 用领域日益扩大目 前已广泛应用于机械 (特别是模具制造)、 宇 航、航空、电子、电 1. 加工各种成形刀 机、电器精密微细机 具、样板和螺纹 械、仪器仪表、汽车、 环规等工具和量 轻工等行业，以解决 具； 难加工材料及复杂形 2. 加工深细孔、异 状零件的加工问题。 形孔、深槽、窄 加工范围已达到小到 缝和切割薄片 l 十徽米的小轴、孔、 等。 缝.大到几米的超大 型模具和零件。
超声波加工
1.型孔和型腔加工 2.切割加工 3.超声波清洗 4.超声波焊接
加工硬脆材料的圆 孔、异形孔，套料、 雕刻和研抛等；薄的 涂有金刚石的锯片的 切割。
特种加工 8种
1电火花加工电火花放电沉积的原理是利用脉冲电路的充放电原理，采用导电材料（硬质合金、石墨、合金钢、铝和铜等）作为工具电极（阳极），在空气或特殊的气体中使之与被强化的金属工件（阴极）之间产生火花放电。
当工具电极与工件达到某个距离电场强度足以使介质电离击穿时两者之间就产生火花放电，使电极端部与工件表面微区发生熔化甚至气化，熔融金属在热作用，电磁力和机械力的作用下沉积在工件表面。
电极与工件的放电间隙频繁发生变化，电极与工件间不断发生火花放电，从而实现放电沉积。
1.2极性效应在电火花放电加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。
这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。
因此，当采用窄脉冲、精加工时应选用正极性加工；当采用长脉冲、粗加工时，应采用负极性加工，此时可得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。
从提高加工生产率和减小工具损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，故在电火花加工中必须充分利用。
当用交变的脉冲电流加工时，单个脉冲的极性效应便相互抵消，增加了工具的损耗，因此，电火花加工一般采用单向脉冲电源。
1.3电火花加工中电极损耗分析与解决措施电火花在整个加工过程中要受到各种干扰因素的影响，这些干扰因素直接或间接地影响着加工质量。
在电火花加工过程中电极损耗分为绝对损耗和相对损耗。
造成电极损耗的原因有: 小面积精加工，加工件结构尺寸偏小，加工时间过长，电极装夹不当等因素。
因此为了减少电极的损耗一般有以下方法：（1）有效排除电蚀物（2）电极材料和加工参数的合理选用（3）提高加工技能和安全操作意念等等。
电火花加工电极损耗和变形是一个复杂的过程。
为了降低电极损耗程度，减少变形, 除了充分利用放电过程的极性效应和吸附效应外，同时也要选用适宜的电极材料，并且在实际的加工过程中要根据具体的加工对象实施一定的加工技巧和选择合适的加工参数。
1.4电火花加工的发展趋势电火花线切割加工技术在相当长的时间里间都是采用精规准参数进行一次切割成型，其切割速度与加工表面质量之间存在着一定的矛盾。
特种加工方法
电火花成形加工在模具制造中的 应用一、凹模型孔的加工
1.保证凸、凹模配合间隙的方法 （一）直接法 用加长的钢凸模作电极加工凹模的型孔，加工后
将凸模上的损耗部分去除。 ➢ 凸、凹模配合间隙靠
控制脉冲放电间隙来保证。 特点：配合间隙均匀，质量
高，不需另外专门制作 电极，工艺简单。 缺点：效率低，易磁化， 电蚀物形成二次放电。
电极
电火花加工性能
机械加
材料 电加极工结稳构定性 电极损耗 工性能
适用
整体式：尺寸不大、不很复杂 钢镶拼式较：差尺寸大、中形等状复杂 好
形状复杂，精度要求高的塑料模或 压铸模
凹模底朝上加工，装配如图d。
1.凹模型孔的加工
2.电极设计--电极材料
电极 材料
电火花加工性能
加工稳 电极损 定性 耗
常见电极材料的性质
机械 加工 性能
说明
钢 较差 中等
好
在选择电参数时应注意加工的稳定性，可用 凸模作电极
铸铁 石墨 黄铜 紫铜
一般 较好
好 好
中等 较小
大 较小
好 较好 较好 较差
工作原理 在一定介质中，利用工具和工件（正、负电极）之
间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金 属，以达到对零件尺寸、形状和表面质量的加工要 求。用于型孔和型腔的加工。
3
1-工件 2-脉冲电源 3-自动进给调节装置 4-工具电极 5-工作液 6-过滤器 7-泵
2
4
5
6
7 1
电火花成形加工
一次脉冲放电可分为以下 四个主要阶段：
1.凹模型孔的加工
4.电极、工件的装夹与校正
（一）电极的装夹
装夹电极的夹具有：钻夹头、螺纹夹头、十字铰 链式夹具、球面铰链式夹具等。
特种加工方法及各自的应用
特种加工方法及各自的应用1.引言1.1 概述概述部分的内容可以按照以下方式撰写：概述部分可以对特种加工方法及其应用进行简单介绍，提供读者对接下来内容的整体认知和了解。
在本文中，我们将探讨不同的特种加工方法及其在不同领域中的应用。
特种加工方法是指那些非传统的、针对特定需求的加工技术。
与传统加工方法相比，特种加工方法在加工效率、产品质量、加工能力等方面具有更大的灵活性和创新性。
这些特种加工方法通常需要特殊的工艺设备、材料和工艺流程。
本文将深入研究三种常用的特种加工方法，即方法1、方法2和方法3，并对它们的关键要点进行详细阐述。
每种特种加工方法都有其独特的优势和适用领域。
通过了解这些特种加工方法的原理和特点，我们可以更好地应用它们来解决不同领域中的加工问题。
在后续章节中，我们将对每种特种加工方法进行深入探讨，并分析其在工业制造、材料科学、生物医药等领域中的应用。
我们将重点介绍特种加工方法在这些领域中所取得的成就，以及未来的发展方向。
通过本文的研究，读者将能够对特种加工方法有一个全面的了解，并能够根据所学知识来选择适合自己领域的特种加工方法，以提高加工效率和产品质量。
特种加工方法的应用也将在不同领域中发挥重要作用，推动技术进步和产业发展。
参考以上内容，你可以根据自己的理解和需要进行适当调整和修改。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要探讨了特种加工方法及其各自的应用。
文章结构如下：2. 正文2.1 特种加工方法12.1.1 要点12.1.2 要点22.2 特种加工方法22.2.1 要点12.2.2 要点22.3 特种加工方法32.3.1 要点12.3.2 要点23. 结论3.1 总结3.2 应用展望在正文部分，我们将详细介绍三种特种加工方法及其各自的要点。
每种特种加工方法都将包含详细的解释和应用示例，以便读者更好地理解和应用这些方法。
在结论部分，将总结本文的主要观点和论点，并展望特种加工方法在未来的应用前景。
各类特种加工方法
特种加工是指传统的切削加工以外的新的加工方法。
特点：不是主要依靠机械能而是其他能量；工具硬度可以低于工件；加工过程中，工具与工件直接没有显著的机械切削力电火花加工原理：通过工具和工件之间脉冲性火花放电时电腐蚀现象来蚀除多余金属进行零件加工特点：适合于任何难切削的导电材料；可以加工特殊复杂形状的表面和零件一般加工速度慢存在电极损耗：多数情况下只能加工导电材料范围：机械（模具制造）宇航航空，电子，机电产品，精密仪器，汽车，轻工等行业电火花线切割加工原理：利用移动的细金属丝导线做电极，利用数控技术对工件进行脉冲火花放电加工特点：一般没有稳定的电弧放电现象；存在着“疏松接触”式轻压放电现象；可以加工微细异型孔窄缝和复合形状的工件；电极丝损耗极少；省掉成形电极工具，大大降低成本范围：模具加工；切割电火花成形用电极；直接切割加工零件新产品电化学加工原理：通过电解液、电路中电子的流动，使得阴极金属放生电解蚀除来加工工件特点：加工范围广，效率高，可达到较好的表面粗糙度；电极工具理论上无消耗，可长期使用；电极工具设计修正比较麻烦；造价高，占地多；电解产物有污染范围：激光加工原理：利用光的能量经过透镜聚焦，在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工特点：可以加工任何材料，精密加工，无工具损耗，无污染范围：激光打孔，激光切割，激光刻蚀打标记电子束加工原理：在真空条件下，将具有很高速度和能量的电子束，聚焦在被加工材料上，电子的动能觉大部分转化为热能，使材料局部瞬间熔融，汽化蒸发来加工材料特点：焦点小，能量密度高，生产率高，加工过程便于实现自动化，污染少，设备贵应用：高速打孔，加工型孔及特殊表面，刻蚀，焊接，热处理，电子光刻设备离子束加工原理：在真空条件下，将具有很高速度和能量的离子束加速聚焦，使之碰撞工件表面，通过机械撞击能量来加工工件特点：最精密最微细的加工方法，当代的纳米加工技术，污染少，加工应力、热变形极小，设备成本高范围：刻蚀加工，镀膜加工，离子注入加工超声加工原理：利用工具端面做超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料特点：加工脆硬材料，特别是不导电非金属材料。
特种加工方法 PPT
介质恢复绝缘状态。
读2）。为什么必
须是脉冲性放电？
电火花成形加工必须具备的条件
火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介P质93
（工作液）中进行。
读3）。液体介 质的作用？
煤油、皂化液、去离子水等
以利于产生脉冲性火花放电，形成火花通道， 同时还能起到排屑、对工件冷却的作用。
此外，放电点要有足够的火花放电强度，以使
四个主要阶段：
①介质击穿和通道形成； 2
②火花放电，熔化（汽化
1）9电4极3年和工，件前材苏料；联拉扎
林③柯电夫极妇材料研蚀究除开，关抛出触；点
遭④受形火成花凹坑放，电不腐断蚀进给损；坏
1
的现象和原因时，发现
电火花的瞬时高温可使
局部的金属熔化、气化
而被蚀除掉。从而开创
和发明了电火花加工方
法。
3
4
5
特种加工方法
特种加工方法
电火花成形加工 电火花线切割加工
其他特种加工
特种加工方法是指直接利用电
能、光能、热能、电化学能、化 学能和声能等各种能量对工件材 料进行加工的方法
特种加工与一般机械加工的区别：
切除材料的能量形式
工具材料的硬度不必比工具高， 或者无工具
无显著的切削力
讨论： 什么是切削加工？ 比较特种加工与切削加工？
放电间隙使加工误差增大； 加工精度受到电极损耗的影响； 主要用于加工金属等导电材料； 加工速度较慢；
为弥补这一局限，通常在安排工艺时先采用切削加工去 除大部分金属。
电火花加工的工艺范围
电火花加工的工艺过程
电火花加工设备
油 箱 脉 冲 电 源
主 轴 头
立
工作液
柱
9大特种加工工艺，全会的都是高手！
9大特种加工工艺，全会的都是高手！1电火花加工（1）基本原理电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文为Electrical Discharge Machining，简称EDM。
电火花加工适用于精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角等复杂部件的加工。
当刀具难于够到复杂表面时，在需要深度切削的地方，在长径比特别高的地方，电火花加工工艺优于铣削加工。
对于高技术零件的加工，铣削电极再放电可提高成功率，相比高昂贵的刀具费用相比，放电加工更合适。
另外，在规定了要作电火花精加工的地方，用电火花加工来提供火花纹表面。
在高速铣加工迅速发展的今天，电火花加工发展空间受到了一定的挤压。
在此同时，高速铣也给电火花加工带来了更大的技术进步。
如：采用高速铣来制造电极，由于狭小区域加工的实现和高质量的表面结果，让电极的设计数量大大降低。
另外用高速铣来制造电极也可以使生产效率提高到一个新的层次，并能保证电极的高精度，这样使电火花加工的精度也提高了。
如果型腔的大部分加工由高速铣来完成，则电火花加工只作为辅助手段去清角修边，这样留量更均匀、更少（2）基本设备：电火花加工机床（3）主要特点能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材料硬；直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除；工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。
电火花加工具有如下特点：可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料；加工时无明显机械力，适用于低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工；电火花加工后的表面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生产效率低于切削加工；放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。
特种加工8 其他特种加工方法
↓ —— 高速运动的离子的动能 将工件表面的原子撞击出来
物理基础 —— 撞击效应、溅射效应、注入效应
与电子束的区别：
电子束——动能转化为热能 离子束——微观的机械撞击能
6
第8章 其他特种加工方法
8.1.2 离子束加工——2.特点
8.1 电子束和离子束加工
27
第8章 其他特种加工方法
8.6 磁性磨料研磨加工和磁性磨料电解研磨加工
8.6.1 磁性磨料研磨加工的基本原理
基本原理：在本质上和机械研磨相同，只是磨料是导磁的， 研磨力是磁场形成的；
加磁场：研磨面和磁极间；
加磁性磨料：位置同上；
磁性磨料吸附在磁极和工件
表面上，排列成有一定柔性 的“磨料刷”；
穿孔 金属穿孔；
热辅助加工 等离子弧对工件加热，使材料强度降低，便于机械切削；
焊接 焊接不锈钢和各种合金钢，焊接厚度一般在1~10mm；
熔炼 各种合金钢的熔炼，速度快，质量好；
表面加工 提高韧性 (再结晶)、提高硬度(氮化、氧化)、人造器官表面生 成氨基酸(不受人体排斥)。
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第8章 其他特种加工方法
加工精度 不能修正形状误差； 去除量很小，故可达较高尺寸精度(微米级)。
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第8章 其他特种加工方法
8.5 水射流切割 — 1.基本原理
8.5 水射流切割
Water Jet Cuting，WJC；Liquid Jet Machining，LJM
利用500~900m/s的高速水或带有添加剂的水冲击工件进行加 工，简称“水切割”，俗称“水刀”。
8.1 电子束和离子束加工
电子束加工 —— Electron Beam Machining (EBM) 离子束加工 —— Ion Beam Machining (IBM)
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8.1 电子束和离子束加工
8.1.2 离子束加工——3.分类、应用
离子刻蚀/离子铣削
原子逐个剥离，原子尺度的切削 近代发展的毫微米工艺
加工陀螺仪空气轴承和动压马达 上的沟槽；
加工非球面透镜能达到其他方法 不能达到的精度
高精度的图形(集成电路、光电 器件等亚微米图形)
集成光路中的光栅和波导
玻璃光滑、玻璃偏光、太阳能电 池非反射纹理表面
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第8章 其他特种加工方法
8.1 电子束和离子束加工
8.1.1 电子束加工——1.原理和特点
原理： ↓ —— 真空条件下，聚焦
能量密度极高的电子束， ↓ —— 极高的速度
冲击到工件表面极小的面积上， ↓ —— 在极短的时间内，
能量的大部分转变为热能，
↓ 被冲击部分的工件材料熔化和气化，被真空系统抽走。
是光学照相制版和光刻（化学腐蚀）相结合的一种精密微 细加工方法。
与化学蚀刻的主要区别： 用照相感光来确定工件表面要蚀除的图形、线条，而不是 靠样板人工刻形、划线。
14Biblioteka 第8章 其他特种加工方法8.2 化学加工
8.2 化学加工 — 2. 光化学腐蚀 —— 照相制版
原理：图像摄影到底片上 经光学反应 将图像复制到涂 有感光胶的铜板或锌板上 再经坚膜固化 使感光 胶具有抗蚀能力 化学腐蚀得到所需图形的金属板
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第8章 其他特种加工方法
8.2 化学加工
8.2 化学加工 — 1. 化学蚀刻——加工原理
非加工表面 ——用耐腐蚀涂层保护，
待加工表面 ——露出来浸入到化学溶 液中进行腐蚀，
使金属按特定的部位溶解 去除。
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第8章 其他特种加工方法
8.2 化学加工
8.2 化学加工 — 1. 化学蚀刻——工艺过程
8.1 电子束和离子束加工
电子束加工 —— Electron Beam Machining (EBM) 离子束加工 —— Ion Beam Machining (IBM)
应用：在精密微细加工，尤其在微电子学领域 电子束加工：打孔、焊接、光刻 离子束加工：离子刻蚀、离子镀膜、离子注入
8.1.1 电子束加工——2.应用
高速打孔
微细——最小直径3µm； 高速——0.1mm厚不锈钢，Ø0.2mm，3000个/秒； 深度——深径比大于10:1；
加工型孔和特殊表面(弯孔和曲面)
刻蚀(电子器件的硅片上刻槽、铜制印刷滚筒上刻槽)
焊接
难熔金属(钽、铌、钼)，活泼金属(钛、锆、铀)， 很薄、很厚(几百毫米)，异种金属(铜-不锈钢、钢-硬质合金)
特点：1. 极其微细聚焦，可达0.1μm，精密加工方法
2. 能量密度很高，材料瞬时蒸发去除 3. 加工效率高 4. 磁场或电场直接控制强度、位置、聚焦。便于自动化 5. 在真空条件下工作，对工件污染小，不会氧化 6. 需专用设备和真空系统，价格较贵。
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第8章 其他特种加工方法
8.1 电子束和离子束加工
密度、能量可精确控制，可达纳米级加工精度，
是特种加工方法中最精密、最微细的加工方法， 现代纳米加工技术基础。
真空下工作，对工件污染小，不会氧化
轰击材料表面原子的微观作用，宏观压力很小。
应力和热变形极小，加工质量高，可加工各种材料。
设备昂贵、成本高、加工效率低。
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第8章 其他特种加工方法
特种加工—第8章 其他特种加工方法
第8章其他特种加工方法
8.1 电子束和离子束加工
8.2 化学加工
8.3 等离子体加工 8.4 挤压珩磨 8.5 水射流切割 8.6 磁性磨料研磨加工和磁性磨料电解研磨加工 8.7 铝合金微弧氧化表面陶瓷化处理技术
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第8章 其他特种加工方法
8.1 电子束和离子束加工
↓ —— 真空条件下，加速聚焦 撞击到工件表面
↓ —— 高速运动的离子的动能 将工件表面的原子撞击出来
物理基础 —— 撞击效应、溅射效应、注入效应
与电子束的区别：
电子束——动能转化为热能 离子束——微观的机械撞击能
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第8章 其他特种加工方法
8.1.2 离子束加工——2.特点
8.1 电子束和离子束加工
应用：印刷工业的关键工艺； 机械加工难以解决的具有复杂图形的薄板； 金属表面上蚀刻图案、花纹。
致薄材料(传感器探头、表面分 析样品10nm)
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第8章 其他特种加工方法
8.1 电子束和离子束加工
8.1.2 离子束加工——3.分类、应用
离子溅射沉积
靶材原子击出，沉积到工件上 是一种镀膜工艺
润滑膜、耐热膜、耐蚀膜、耐磨 膜、装饰膜、电气膜
氮化钛膜，颜色与18K金相似， 耐磨、耐蚀性优于金，价格1/60
氮化钛、碳化钛膜，提高刀具耐 用度1~2倍
代替镀硬铬，可减少镀铬公害
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第8章 其他特种加工方法
8.1 电子束和离子束加工
8.1.2 离子束加工——3.分类、应用
离子镀/离子溅射辅助沉积
同时轰击靶材和工件 增强结合力
离子注入
直接轰击工件，钻入工件
制造半导体器件，PN结
改变金属表面理化性能，注入互 不相容的杂质制得新的合金
热处理
加热、冷却速度很高，可获得常规不能达到的硬度； 加热后表面熔化加入其他元素，获得更好的物理力学性能。
光刻
使电致抗蚀剂曝光， 可见光波长>0.4µm，线条难以小于1µm，电子束可达0.25µm。
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第8章 其他特种加工方法
8.1 电子束和离子束加工
8.1.2 离子束加工——1.原理
原理： 离子源产生的离子束
提高材料的耐腐蚀、抗氧化、耐 磨、硬度、润滑等性能
制造光波导
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第8章 其他特种加工方法
8.2 化学加工
8.2 化学加工
Chemical Machining (CHM)
利用酸、碱、盐等化学溶液对金属产生化学反应，使金属 溶解，改变工件的尺寸和形状，以及表面性能。
成形加工法： 1. 化学铣切（化学蚀刻） 2. 光化学腐蚀 表面加工法： 3. 化学抛光 4. 化学镀膜
应用： 较大工件的金属表面厚度减薄； 厚度小于1.5mm的薄壁零件上加工复杂的型孔。
主要工序： 涂保护层、刻形、腐蚀。
表 面 预 处 理
涂 保 护 层
固 化
刻 形
腐 蚀
清 洗
去 保 护 层
化学蚀刻工艺过程
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第8章 其他特种加工方法
8.2 化学加工 — 2. 光化学腐蚀
8.2 化学加工
简称光化学加工，Optical Chemical Machining，OCM。