第 12 章 特种加工和数控加工
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小。 (3) 加工时主要用电、化学、电化学、声、光、热等能量 去除多余材料, 而不是主要靠机械能量切除多余材料。 (4) 加工能量易于控制和转换, 故加工范围广, 适应性强。
第 12 章 特种加工和数控加工 2. 特种加工的分类 (1) 电、热能: 电火花加工、 电子束加工、 等离子加工。 (2) 电、机械能: 离子束加工。 (3) 电、化学能: 电解加工、电解抛光。
工具阴极的凸出部分与工件阳极的电极间隙最小 , 此处的电流 密度最大, 单位时间内消耗的电量最多。根据法拉第定律, 金 属阳极的溶解量与通过的电量成正比。因此 , 工件上与工具阴 极凸起部位的对应处比其他部位溶解更快, 电解产物随即被高 速流动的电解液带走。
第 12 ຫໍສະໝຸດ Baidu 特种加工和数控加工
图 12-4 电解加工原理图
两极间最近点处的液体介质击穿 , 形成脉冲放电。放电区域
产生的瞬时高温 , 使金属局部熔化甚至气化 , 形成一个小凹 坑。脉冲放电结束后 , 液体介质恢复绝缘 , 第二个脉冲又在 两极间另一最近点处击穿放电。如此周而复始高频率地放电, 工具电极逐渐向工件电极进给,就可将工具的形状复制到工件 上, 形成所需的加工表面。
第 12 章 特种加工和数控加工
图 12-1 电火花加工原理图
第 12 章 特种加工和数控加工
可见, 进行电火花加工必须具备以下三个条件:
(1) 必须采用脉冲电源, 以形成瞬时的脉冲放电。 (2) 必须在具有一定绝缘强度的液体介质中进行。 (3) 工具电极与工件电极之间必须保持一定的放电间隙。
第 12 章 特种加工和数控加工 2. 电火花加工的特点 (1) 工件材料的可加工性主要取决于材料的电学、 热学性 能,而与材料的力学性能无关, 这就使电火花加工能用较软的工 具加工较硬和较韧的材料, 如用纯铜或石墨工具电极加工淬火 钢、不锈钢、硬质合金,甚至加工各种超硬材料。 (2) 加工中工具电极与工件不直接接触 , 故没有显著的 “切削力”, 适于加工各种弹性薄壁件和微细结构的工件。 (3) 适合加工特殊表面。由于可以将电极的形状“复印” 到工件上,故特别适合加工各种型孔、空间曲面及复杂形状的表 面。 (4) 直接利用电能加工, 易于实现自动控制。 (5) 通过调节脉冲参数, 可在同一台机床上进行粗加工、 半 精加工和精加工。
图 12-2 电火花成型加工
第 12 章 特种加工和数控加工 2) 电火花线切割加工 (Wire Cut EDM, WEDM) 是在电火花穿
孔成型加工的基础上发展起来的一种工艺形式。 它用线状电
极(钼丝或钢丝)靠火花放电对工件进行切割, 称为电火花线切 割, 简称线切割。 图12-3所示为电火花线切割加工原理图。
接触 , 加工时不受工件的强度和硬度的制约 , 故可加工超硬
脆材料和精密微细零件 , 甚至工具材料的硬度可低于工件材 料的硬度。
第 12 章 特种加工和数控加工 (2) 加工机理不同于一般金属切削加工, 不产生宏观切屑, 不产生强烈的弹性和塑性变形 , 故可获得很低的表面粗糙度 ,
其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工
第 12 章 特种加工和数控加工
3. 电火花加工的应用
1) 电火花成型加工 (Shaping EDM, SEDM) 是通过工具电极相 对于工件作进给运动, 将工件电极的形状和尺寸复制在工件上, 从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工 两种。 (1) 电火花型腔加工。电火花型腔加工包括三维型腔和型
第 12 章 特种加工和数控加工
第 12 章 特种加工和数控加工
12.1 特种加工技术
12.2 数控加工
复习思考题
第 12 章 特种加工和数控加工
12.1 特种加工技术
1.
特种加工 (Non traditional Machining) 是直接利用各
种能量, 如电能、光能、化学能、 电化学能、 声能、 热能 及机械能等进行加工的方法 , 与传统的机械加工相比 , 具有 以下特点: (1) “以柔克刚”。特种加工的工具与被加工零件基本不
第 12 章 特种加工和数控加工
(4) 电、化学、机械能: 电解磨削、电解研磨、阳极机械磨削。 (5) 光、热能: 激光加工。 (6) 化学能: 化学加工、化学抛光。
(7) 声、 机械能: 超声加工。
(8) 机械能: 磨料喷射加工、 磨料流加工、 液体喷射加工。
第 12 章 特种加工和数控加工
12.1.1
1. 电火花加工原理如图 12-1 所示。加工时 , 脉冲电源的一 极接工具电极 ( 常用石墨或纯铜制成 ), 另一极接工件电极。 当两极在绝缘液体介质(煤油及矿物油)中靠近时,极间电压将
第 12 章 特种加工和数控加工
12.1.2
1. 电解加工的基本原理如图12-4所示。电解加工时, 在工件 和工具之间接上直流电源, 工件接电源的正极(阳极), 工具接 电源的负极 ( 阴极 ), 两极间保持约 0.1 ～ 0.8 mm 的较小间隙 ,
具有一定压力的电解液在间隙中间高速流动。接通直流电源后,
第 12 章 特种加工和数控加工
图 12-3 电火花线切割加工原理图
第 12 章 特种加工和数控加工
线切割加工作为电火花加工的一种, 具有电火花成型加工
的所有特点的同时, 它还具有以下主要特点: (1) 由于采用移动的长电极丝代替了成型工具电极 , 节省 了工具电极的设计与制造的费用,缩短了生产周期,对新产品试 制有重要意义。 (2) 由于钼丝很细 , 可加工微细异形孔、窄缝和形状复杂 的工件,并且精度高。 (3) 线切割因切缝很窄, 对金属去除量很少, 所以加工生 产率较高, 同时对节省贵重金属有重要意义。 (4) 线切割基本上实现了切割数控化。
面加工以及电火花雕刻，主要用于加工各类热锻模、压铸模、
挤压模、塑料模和胶木模的型腔 , 以及各类叶轮、叶片的曲面 等。
第 12 章 特种加工和数控加工 (2) 电火花穿孔加工。电火花穿孔加工主要用于型孔 ( 圆 孔、方孔、多边形孔、异形孔)、曲线孔(弯孔、 螺旋孔)、小 孔和微孔的加工, 如图12-2所示。
第 12 章 特种加工和数控加工 2. 特种加工的分类 (1) 电、热能: 电火花加工、 电子束加工、 等离子加工。 (2) 电、机械能: 离子束加工。 (3) 电、化学能: 电解加工、电解抛光。
工具阴极的凸出部分与工件阳极的电极间隙最小 , 此处的电流 密度最大, 单位时间内消耗的电量最多。根据法拉第定律, 金 属阳极的溶解量与通过的电量成正比。因此 , 工件上与工具阴 极凸起部位的对应处比其他部位溶解更快, 电解产物随即被高 速流动的电解液带走。
第 12 ຫໍສະໝຸດ Baidu 特种加工和数控加工
图 12-4 电解加工原理图
两极间最近点处的液体介质击穿 , 形成脉冲放电。放电区域
产生的瞬时高温 , 使金属局部熔化甚至气化 , 形成一个小凹 坑。脉冲放电结束后 , 液体介质恢复绝缘 , 第二个脉冲又在 两极间另一最近点处击穿放电。如此周而复始高频率地放电, 工具电极逐渐向工件电极进给,就可将工具的形状复制到工件 上, 形成所需的加工表面。
第 12 章 特种加工和数控加工
图 12-1 电火花加工原理图
第 12 章 特种加工和数控加工
可见, 进行电火花加工必须具备以下三个条件:
(1) 必须采用脉冲电源, 以形成瞬时的脉冲放电。 (2) 必须在具有一定绝缘强度的液体介质中进行。 (3) 工具电极与工件电极之间必须保持一定的放电间隙。
第 12 章 特种加工和数控加工 2. 电火花加工的特点 (1) 工件材料的可加工性主要取决于材料的电学、 热学性 能,而与材料的力学性能无关, 这就使电火花加工能用较软的工 具加工较硬和较韧的材料, 如用纯铜或石墨工具电极加工淬火 钢、不锈钢、硬质合金,甚至加工各种超硬材料。 (2) 加工中工具电极与工件不直接接触 , 故没有显著的 “切削力”, 适于加工各种弹性薄壁件和微细结构的工件。 (3) 适合加工特殊表面。由于可以将电极的形状“复印” 到工件上,故特别适合加工各种型孔、空间曲面及复杂形状的表 面。 (4) 直接利用电能加工, 易于实现自动控制。 (5) 通过调节脉冲参数, 可在同一台机床上进行粗加工、 半 精加工和精加工。
图 12-2 电火花成型加工
第 12 章 特种加工和数控加工 2) 电火花线切割加工 (Wire Cut EDM, WEDM) 是在电火花穿
孔成型加工的基础上发展起来的一种工艺形式。 它用线状电
极(钼丝或钢丝)靠火花放电对工件进行切割, 称为电火花线切 割, 简称线切割。 图12-3所示为电火花线切割加工原理图。
接触 , 加工时不受工件的强度和硬度的制约 , 故可加工超硬
脆材料和精密微细零件 , 甚至工具材料的硬度可低于工件材 料的硬度。
第 12 章 特种加工和数控加工 (2) 加工机理不同于一般金属切削加工, 不产生宏观切屑, 不产生强烈的弹性和塑性变形 , 故可获得很低的表面粗糙度 ,
其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工
第 12 章 特种加工和数控加工
3. 电火花加工的应用
1) 电火花成型加工 (Shaping EDM, SEDM) 是通过工具电极相 对于工件作进给运动, 将工件电极的形状和尺寸复制在工件上, 从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工 两种。 (1) 电火花型腔加工。电火花型腔加工包括三维型腔和型
第 12 章 特种加工和数控加工
第 12 章 特种加工和数控加工
12.1 特种加工技术
12.2 数控加工
复习思考题
第 12 章 特种加工和数控加工
12.1 特种加工技术
1.
特种加工 (Non traditional Machining) 是直接利用各
种能量, 如电能、光能、化学能、 电化学能、 声能、 热能 及机械能等进行加工的方法 , 与传统的机械加工相比 , 具有 以下特点: (1) “以柔克刚”。特种加工的工具与被加工零件基本不
第 12 章 特种加工和数控加工
(4) 电、化学、机械能: 电解磨削、电解研磨、阳极机械磨削。 (5) 光、热能: 激光加工。 (6) 化学能: 化学加工、化学抛光。
(7) 声、 机械能: 超声加工。
(8) 机械能: 磨料喷射加工、 磨料流加工、 液体喷射加工。
第 12 章 特种加工和数控加工
12.1.1
1. 电火花加工原理如图 12-1 所示。加工时 , 脉冲电源的一 极接工具电极 ( 常用石墨或纯铜制成 ), 另一极接工件电极。 当两极在绝缘液体介质(煤油及矿物油)中靠近时,极间电压将
第 12 章 特种加工和数控加工
12.1.2
1. 电解加工的基本原理如图12-4所示。电解加工时, 在工件 和工具之间接上直流电源, 工件接电源的正极(阳极), 工具接 电源的负极 ( 阴极 ), 两极间保持约 0.1 ～ 0.8 mm 的较小间隙 ,
具有一定压力的电解液在间隙中间高速流动。接通直流电源后,
第 12 章 特种加工和数控加工
图 12-3 电火花线切割加工原理图
第 12 章 特种加工和数控加工
线切割加工作为电火花加工的一种, 具有电火花成型加工
的所有特点的同时, 它还具有以下主要特点: (1) 由于采用移动的长电极丝代替了成型工具电极 , 节省 了工具电极的设计与制造的费用,缩短了生产周期,对新产品试 制有重要意义。 (2) 由于钼丝很细 , 可加工微细异形孔、窄缝和形状复杂 的工件,并且精度高。 (3) 线切割因切缝很窄, 对金属去除量很少, 所以加工生 产率较高, 同时对节省贵重金属有重要意义。 (4) 线切割基本上实现了切割数控化。
面加工以及电火花雕刻，主要用于加工各类热锻模、压铸模、
挤压模、塑料模和胶木模的型腔 , 以及各类叶轮、叶片的曲面 等。
第 12 章 特种加工和数控加工 (2) 电火花穿孔加工。电火花穿孔加工主要用于型孔 ( 圆 孔、方孔、多边形孔、异形孔)、曲线孔(弯孔、 螺旋孔)、小 孔和微孔的加工, 如图12-2所示。