特种加工与先进制造技术

生产率比电火花加工高5-10倍。
可以加工高硬度、高强度和高韧性等难切削的金属材料，如
淬火钢、高温合金、钛合金等。
加工中无切削力，适合加工薄壁零件。 工具电极无损耗。 加工后零件表面无残余应力、无毛刺。 加工出的零件尺寸精度不高，电解液对机床有腐蚀作用，电
解产物回收较困难。
9.3.2
电解磨削
9.4
超声波加工
2.局限性
1)主要用于加工金属等导电材料，但在一定条件下也可以加工 半导体和非导体材料。 2)一般加工速度较慢，因此通常安排工艺时多采用切削加工来 去除大部分余量，然后再进行电火花加工以求提高生产率。 3)存在电极损耗。
9.2.3
电火花加工的分类及应用
(1)电火花成形加工 电极与工件之间只有一个相对的伺服进 给运动，电极为成形电极，与被加工表面具有相同的截面形状 ，主要用于穿孔加工和型腔加工。 (2)电火花线切割加工 电极为沿轴线移动的线电极，工件作X 、Y方向的进给运动，主要用于各种通孔、异形通孔的加工。 (3)电火花磨削和镗磨 电极与工件相对旋转，电极与工件有 径向和轴向的进给，主要用于加工高精度和小表面粗糙度值的 小孔。 (4)电火花同步共轭回转加工 电极与工件都作旋转运动，电 极相对工件可作纵、横向进给运动，主要用于加工异形齿轮、 螺纹环规、内外回转体等。
图9-2 电火花穿孔加工 a)圆孔 b)方槽 c)异形孔 d)弯孔
9.2.4 电火花加工机床
图9-3 电火花型腔加工 1—工件 2—工作电极
图9-4 电火花线切割工作原理图 1—工作液 2—泵 3—喷嘴 4—导向器 5—工件 6—丝筒 7—脉冲电源 8—电极丝 9—坐标 工作台 10—数控装置 11—步进电动机
2.电解磨削的特点
(3)砂轮的磨损量小 如磨削硬质合金时，用普通机械磨削， 碳化硅砂轮的磨损量为磨损掉硬质合金质量的400％～600％； 用电解磨削，砂轮的磨损量只有磨损掉硬质合金质量的50％～ 100％。
3.电解磨削的应用
电解加工是继电火花加工之后发展较快、应用较广泛的一项新 工艺。可进行深孔扩孔加工、型孔的加工、型腔的加工、套料 加工、叶片加工、电解倒棱去毛刺、电解刻字、电解抛光等。 目前在国内外已成功地应用于枪炮、航空发动机、火箭等制造 业
9.3
电化学加工
9.3.1 9.3.2
电解加工 电解磨削
9.3ห้องสมุดไป่ตู้1
电解加工
1.电解加工的原理 2.电解加工的特点 3.电解加工机床 4.电解加工的应用
1.电解加工的原理
图9-6 电解加工原理图 1—直流电源 2—工件 3—工作电极 4—电解液 5—进给机构
2.电解加工的特点
在简单的进给运动中一次可加工出形状复杂的型面、型腔，
9.1 概述
5)两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合 加工，其综合加工效果明显，且便于推广使用。
9.2
电火花加工
9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.2.4
电火花加工的原理 电火花加工的特点 电火花加工的分类及应用 电火花加工机床
9.2.1
电火花加工的原理
1)工具电极和工件电极之间必须保持一定的间隙。 2)必须采用脉冲电源。 3)必须在有一定绝缘性能的流动的工作液中进行火花放电，这 有利于产生脉冲性火花放电，并排除放电间隙中的电蚀物，还 可以对电极及工件表面起较好的冷却作用。
9.2.4 电火花加工机床
(1)脉冲电源 它是指把直流或工频交流电转变成一定频率的 单向脉冲电流，提供电火花加工所需要的放电能量。 (2)自动进给调节系统 在电火花加工过程中，工具与工件必 须保持一定的间隙。 (3)工作液循环过滤系统 它包括工作液箱、电动机、泵、过 滤装置、工作液槽、油杯、管道、阀门以及测量仪表等。 (4)机床本体 机床本体由床身、立柱、主轴头、工作台及液 槽等组成。
图9-1 电火花加工原理示意图 1—工件 2—脉冲电源 3—自动进给调节装置 4—工具 5—工作液 6—过滤器 7—工作液泵
9.2.2
电火花加工的特点
1.主要优点
1)适合于任何难切削材料的加工。 2)可以加工特殊及复杂形状的表面和零件。 3)脉冲参数可任意调节，加工中只要更换工具电极或采用阶梯
形工具电极就可以在同一机床上连续进行粗加工、半精加工和 精加工。
9.2.3
电火花加工的分类及应用
(5)电火花高速小孔加工 电极为大于0.3mm的细管，管内冲 高压工作液，且电极一边旋转一边作垂直进给运动，主要用于 线切割预穿丝孔的加工。 (6)电火花表面强化与刻字 电极在工件表面一边上下振动， 一边相对移动，每一次振动都和工件接触一次，主要用于模具 刃口、量刃具表面的强化和镀覆以及刻字、打印记等。
第 9章
特种加工与先进制造技术
9.12
快速原型技术
9.1 概述
1)特种加工主要依靠电、化学、光、声、热等能量去除金属材 料，而不主要依靠机械能，因此与加工对象的力学性能无关。 2)工具硬度可低于被加工材料的硬度。 3)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，因此 不存在明显的的机械应变或热应变，可获得较小的表面粗糙度 值，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性 好。 4)有些特种加工，如超声波、电化学、水喷射、磨料流等，加 工余量都是非常细微，因此不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝， 还能获得高精度和极小的表面粗糙度值。
1.电解磨削原理 2.电解磨削的特点 3.电解磨削的应用
1.电解磨削原理
图9-7 电解磨削原理图 1—导电砂轮 2—电解液 3—工件
1.电解磨削原理
图9-8 电解磨削加工过程原理图 1—磨粒 2—结合剂 3—电极间隙及电 解液 4—工件 5—阳极薄膜
2.电解磨削的特点
(1)加工范围广，效率高 由于它主要是电解作用，因此只要 选择合适的电解液，就可以用来加工任何高硬度与高韧性的金 属材料，例如磨削硬质合金时，与普通的金刚石砂轮磨削相比 较，电解磨削的加工效率要高3～5倍。 (2)提高加工精度及表面质量 因为砂轮并不主要磨削金属， 磨削力和磨削热都很小，不会产生磨削毛刺、裂纹、烧伤现象 ，一般表面粗糙度值可小于Ra0.16μm，而加工精度与机械磨 削相近。