模具特种加工
特种加工
10.1 概 述
特种加工不是主要依靠机械能，而是主要利用电能、热能、声能、光能、电化
学能等能量或其复合以实现材料去除的加工方法。 1.特种加工的特点 （1）加工范围不受材料的物理、机械性能的限制，能加工任何软、硬、脆、耐 热或高熔点金属以及非金属材料，适应性强，范围广。 （2）易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。 （3）易获得良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区以及毛 刺等均比较小。 （4）两种或两种以上不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工。 2.特种加工的分类 （1）电火花加工 分为电火花成型加工和电火花线切割加工等。 （2）电化学加工 分为电解加工、电解磨削、电镀、涂镀等。 （3）激光加工 分为激光切割、打孔、打标记和激光表面处理等。 （4）电子束加工 分为切割、打孔、焊接等。 （5）离子束加工 分为蚀刻、镀覆、注入等。 （6）等离子加工 主要为等离子切割。
电火花线切割加工与电火花成形加工都是直接利用电能对金属材料进行加工 的，同属蚀除加工，其加工原理相似。线切割加工是利用不断运动的电极丝与工 件之间产生火花放电，从而将金属蚀除下来，实现轮廓切割，如图10.3所示。
2．电火花线切割加工的特点 与电火花成形加工相比，电火花线切割加工有如下特点： （1）不需要单独制造电极。 （2）一般不需考虑电极损耗。 （3）能加工精密细小、形状复杂的通孔零件或零件外形。 （4）不能加工盲孔。 3．线切割机床的分类 1）按切割的轨迹分类 按线切割加工的轨迹可以将其分为直壁切割、锥度切割和上下异形面线切割加工。 （1）直壁切割 是指电极丝运行到切割段时，其走丝方向与工作台保持垂直关系。 （2）锥度切割 锥度切割又分为圆锥面切割和斜（平）面切割。（3）上下异形 面切割 在前两种切割中，工件的上下表面的轮廓是相似的，而在上下异形面切 割中，工件的上下表面的轮廓不是相似的。
特种加工
第一章概论1特种加工又称非传统加工（NTM）或非常规机械加工（NCM）2特种加工与切削加工的不同点：不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（电、光、声、热、化学）去处金属材料；工具硬度可以低于被加工材料硬度；加工过程中工具与工件之间不存在显著的机械切削力。
3特种加工的分类缩写：电火花加工：电火花成形加工EDM;电火花线切割加工WEDM；电化学加工：电解加工ECM；电解磨削EGM；电解研磨ECH;电铸EFM；涂镀EPM。
激光加工:激光切割、打孔LBM；激光打标记LBM；激光处理、表面改性LBT。
电子束加工：切割焊接打孔EBM离子束加工：蚀刻、镀覆、注入IBM。
等离子弧加工：切割（喷镀）PAM超声加工：切割打孔雕刻USM化学加工：化学铣削CHM；化学抛光CHP；光刻PCM快速成形：液相固化法SL；粉末烧结法SLS；纸片叠层法LOM；熔丝堆积法FDM4特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响：1提高了材料的可加工性；2改变了零件的典型工艺路线；3改变了试制新产品的模式；4对产品零件的结构设计带来很大影响；5对传统结构工艺性好坏需要重新衡量；6已经成为微细加工和纳米加工的主要手段。
第二章电火花加工一：定义：EDM，又称放电加工。
它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来。
二：原理：在一定介质（煤油或水）基于工具和工件之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状和表面质量预定的加工要求。
三：电火花加工的条件：必须使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0.02~0.1mm；火花放电必须是瞬时的脉冲性放电；火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化液或去离子水。
四：优点1适合于任何难切削导电材料的加工2可以加工特殊及复杂形状的表面和零件局限性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3存在电极损耗五：电火花加工的机理：1极间介质的电离、击穿，形成放电通道2介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀（5000度以上）3电极材料的抛出（通道中心的压力最高）4极间介质的消电离六：影响材料放电腐蚀的主要因素1极性效应：在电火花加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。
特种加工
先进制造技术
超声波加工产品
超声波抛光机
先进制造技术
特种加工实例
电火花加工
加工各种高硬度、 加工各种高硬度、高 强度、高韧性、 强度、高韧性、高脆性 的导电材料， 的导电材料，并且常用 于模具的制造过程中。 于模具的制造过程中。
先进制造技术
电火花加工产品
电火花加工样品
先进制造技术
特种加工实例
水力切割机
先进制造技术
液体喷射加工技术
水力切割过程
先进制造技术
The End Thanks!
先进制造技术
激光加工产品
激光焊接样品
先进制造技术
激光加工产品
激光蚀刻样品
先进制造技术
激光加工产品
激光加工样品
先进制造技术
激光加工产品
激光加工样品
先进制造技术
特种加工实例
旋转超声加工机床
先进制造技术
超声波加工产品
超声波加工样品 旋转超声加工是一种复合加工方法， 旋转超声加工是一种复合加工方法，它将金刚石工 具的优良切削性能与工具的超声频振动结合起来， 具的优良切削性能与工具的超声频振动结合起来，是加 工硬脆材料的一种较好方法，具有良好的应用前景。 工硬脆材料的一种较好方法，具有良好的应用前景。
先进制造技术
（四）超声加工
声波是人耳能感受的一种纵波，它的频率在16～ 16000Hz范围内。当频率超过16000Hz就称为超声波。超声 波具有波长短、能量大，传播过程中反射、折射、共振、 损耗等现象显著的特点。 1.超声加工 利用工具端面作16 ～ 25kHz 的超声频振动，使工作液中的悬 浮磨粒对工件表面撞击抛磨来实 现加工，称为超声加工。
先进制造技术
特种加工
第一章特种加工的定义:特种加工是除了只单独利用机械能进行加工以外的所有加工方法的总和，其可以利用电能、热能、流体能、光能、声能、化学能、机械能等，已经找到了多种这类方法特种加工的特点:1）不只用机械能，与工件的机械性能无关。
故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的材料。
2）非接触加工。
工具硬度可低于工件硬度，故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。
3）微细加工。
加工余量微细，可加工微孔或窄缝，加工质量好。
4）无机械应变或大面积的热应变，表面粗糙度好，热应力、残余应力、冷作硬化等小，尺寸稳定性好。
5）特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响特种加工的发展趋势:减小污染、绿色加工特种加工新方法复合加工原理和规律研究学科交叉第二章电火花加工电火花加工又称放电加工（EDM）。
它是在加工过程中使工件和工具之间不断产生脉冲性火花放电，靠放电时的局部瞬间高温把金属材料蚀除的电火花加工特点:1 难加工导电材料的加工2特殊及复杂形面的加工3只能加工导电材料 4 加工速度慢5电极有损耗电火花加工分类: 1电火花穿孔、成型2电火花线切割3电火花内外圆和成型加工4电火花同步共轭回转加工5电火花高速打小孔6电火花表面强化、刻字电火花加工微观机理:一、极间介质的电离、击穿，形成放电通道二、介质的热分解、电极熔化气化和热膨胀三、电极材料的抛出四、介质的消电离电火花加工常用术语: 工具电极脉冲宽度脉冲间隔占空比放电间隙电流脉宽脉冲周期脉宽系数脉冲频率峰值电压火花维持电压开路电压加工电压加工电流峰值电流机床本体:平动头工作台主轴头电极装夹夹头平动头是使装在其上的电极能产生向外机械补偿动作的工艺附件平动头是为解决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的平动头特点:一改变轨迹半径调整电极作用尺寸二改变轨迹半径调节电规准三减小放电的面积有利于提高加工稳定性四改善侧面和底面的表面粗糙度电火花加工机床工作液循环系统:为了改善电火花加工的条件，一种办法是使电极振动，以加强排屑作用；另一种办法是对工作液进行强迫循环过滤，以改善间隙状态电火花加工脉冲电源:RC脉冲电源闸流管电子管脉冲电源晶体管式脉冲电源派生的脉冲电源电火花加工伺服进给系统要求:1）有较广的速度调节跟踪范围。
模具特种加工技术习题答案
“附录A 参考测试题” 参考答案一、判断题（正确打“√”、错误打“⨯”）1．（⨯）2．（⨯）3．（√）4．（√）5．（⨯）6．（√）7．（⨯）8．（⨯）9．（√）10．（√）11．（√） 12．（⨯） 13．（⨯） 14．（√） 15．（⨯）二、1．（D）2．（C）3．（C）4．（A）5．（A）6．（C）7．（C）8．（D）9．（C） 10．（D）三、（1）OA线段长通常为多少？能否取10mm，为什么？3-5mm ；不能取10mm，穿丝孔到起割点过长，造成切割路径的增加，浪费时间，增加成本。
（2）OA线段到工件顶部MN线段的距离通常为多少，为什么？该距离的值能否等于电极丝的半径，为什么？3—5mm，若太小可能造成短路，太长则增加切割路线，导致加工时间增多。
该距离不能等于电极丝的半径，因为这样造成电极丝与工件毛坯接触，短路。
（3）在附图A-3加工路线中是顺时针加工还是逆时针加工，为什么？逆时针加工，因为这样切割不会有空行程，不会造成浪费。
（4）自己假设OA线段的长度及O点到MN线段的距离，详细说明电极丝定位于O点的具体过程。
OA= 3 0点到MN的距离＝3首先将电极丝移到工件的左边，G80X+G92X0再将电极丝移到工件的右方G80X- 记下该坐标值XA将电极丝一道工件上方G80Y-G92Y0.09G00XA/2G92X0G00X-15.5.Y-5. （理解为什么是Y-5）（备注：本题的方法可能有多种，可根据本标准完成的步骤评分）四、(1)、请画出加工出的零件图，并标明相应尺寸；（2）请在零件图上画出穿丝孔的位置，并注明加工中补偿量；穿丝孔如上图，补偿量为0．12mm （3）上面程序中M00的含义是什么；工件已经掉下，提示看是否掉在钼丝上，若在上面请拿开（4）若该机床的加工速度为50mm2/min，请估算加工该零件所用的时间； 215*10/50=43min五、AB 0 B 0 B 60000G X L1 BC 1 B 9 B 9000 G Y L1 CD 40000 B 30000B 40000GY SR1DA 1B 10 B9000 GY L4六 凹模零件尺寸 相应电极尺寸26 25.94 22 21.94R5 5.03 R3 2.97 10 10七、备注设工件表面坐标Z=0。
(高教)模具特种加工技术(第2版)-习题答案
（高教）模具特种加工技术(第2版)-习题答案项目一1．判断题（√）1）电火花加工中若能合理利用覆盖效应则有助于降低电极的损耗。
（√）2）电加工加工中，电极接负极的叫正极性加工。
（√）3）电火花加工中，应尽量利用极性效应减少电极的损耗。
（×）4）电火花成形机床不能加工硬质合金等极硬的材料。
（×）5）电火花成形机床可以加工各种塑料零件。
（×）6）因局部温度很高，电火花加工不但可以加工可导电的材料，也可以加工不导电的材料。
（×）7）电火花加工中，工具和工件之间存在显著的机械切削力。
2．单项选择题1）下列加工方法中产生的力最小的是（D ）。
A．铣削B．磨削C．车削D．电火花2）下列叙述正确的是（A ）。
A．电火花加工中，工件接脉冲电源正极的加工叫正极性加工。
B．电火花加工中，电极、工件的材料通常都一样。
C．短脉冲加工中，工件往往接负极。
D．电火花加工中，可以不采用脉冲电源。
３）电火花成形机床加工时，为安全起见工作液面要高于工件，一般为（C ）。
A.0～5mmB.5～10mmC.30～50mmD.150～200mm４）某国产机床型号为DM7120，其中D表示（ B ）。
A.线切割机床B.电加工机床C.电火花加工机床D.数控加工机床５）电火花成形机床主要加工对象为（ C ）。
A.木材B.塑料C.金属等导电材料D.陶瓷６）下列液体中，最适宜作为电火花成形机床工作液的是( C )。
A.汽油B.矿泉水C.煤油D.自来水３．问答题1）电火花加工后工件表面是否有许多微小的凹坑？结合电火花加工原理解释原因。
是，电火花加工原理2）电火花加工后电极的表面是否还是电极材料的原有颜色？如果不是，请解释原因。
不是，覆盖效应3）根据加工前后测量的电极长度，查看电极尺寸是否缩短？如果电极尺寸缩短，比较一下电极缩短量与加工出的深度值是否相等？如果不等，请解释原因。
缩短，极性效应项目二1．判断题（√）1）脉冲间隔的主要作用之一是使工作液体恢复结缘。
模具特种加工技术B卷(内附答案)
第2页 共4页X二、判断题 （每题2分，共20分）1．3B 代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。
（ ） 2．线切割加工一般采用负极性加工。
（ ） 3. 通常慢走丝线切割加工中广泛使用直径为0.1 mm 以上的黄铜丝作为电极丝。
（ ）4．火花放电必须在一定的工作介质中进行，否则不能进行电火花放电。
（ ） 5．脉冲电压与脉冲宽度的比值称为占空比。
（ ） 6．电加工时，工件接负极的叫正极加工。
（ ） 7．线切割可以加工盲孔。
（ ） 8．电火花加工中，应尽量利用极性效应减少电极损耗。
（ ）9. 快走丝加工,电极丝通常一次性使用。
( ) 10. 数控电火花机床不需要配备平动头 ( ) 三、填空题 （每题2分，共20分）1．数控电火花机床数控摇动的伺服方式有 、 、 。
2. 是放电时工具电极和工件之间的距离。
3. 电火花加工中常用的电极结构形式是 、 。
4. 数控电火花成形加工机床主轴头作用 。
5. 电火花机床的结构包括： 、 、 。
6. 电火花线切割3B 编程格式中，B 表示 ，X 表示 ，Y 表示 ，J 表示 ，G 表示 ，Z 表示 。
7. 在用 法校正电极丝垂直度时，电极丝要运转以免电极丝断裂。
8. 线切割3B 格式编程中加工顺圆弧时加工指令： ；逆圆弧时加工指令： 。
9. 上丝的过程是将电极丝从 绕到快走丝线切割机床 上的过程，也可以称为 。
10.线切割常用的编程方式包括：和ISO编程。
四、简答题（每题10分，共20分）一、简诉电火花加工的基本原理。
二、为什么慢走丝比快走丝加工精度高？五、编程题（每题20分，共20分）一、用3B代码编制下图所示的线切割加工程序（不考虑电极丝直径补偿）。
加工路线为A-B-C-D-A.(图中单位为mm)。
第3页共4页第4页共4页第5页 共4页第6页 共4页B 卷答案一 选择题BAABC BCDCA二 判断题错错对对错 错错对错错三 填空题1 自由摇动 步进摇动 锁定摇动2 放电间隙3 整体电极 镶拼式电极4 装夹及调整电极装置5 主机 工作液箱 数控电源柜6 分隔符 X 轴坐标的绝对直 Y 轴坐标的绝对直 加工线段计数长度 加工线段计数方向 加工指令7 火花8 S N9 丝盘 贮丝筒 绕丝 10 3B四 简答题一 工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属融化，甚至气化，从而将金属腐蚀下来的过程。
第五章 特种加工
解决各种特殊复杂表面的加工问题
解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工 问题
• 二、特种加工的优点：
1）不是主要依靠机械能，而是主要用其它能量 （如电、化学、光、声、热能等）去除金属材 料
2）加工情况与工件的硬度无关，可以实现以柔 克刚。工具（电火花成形工具电极、电解加工 阴极工具、超声波加工工具等）硬度可以低于 被加工材料的硬度。
EBM IBM PAM USM CHM CHP PCM
因此,特种加工技术是模具制造技术中的重要组 成部分
四、特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响
1、提高了材料的可加工性
材料的可加工性不再与硬度、强度、韧性、脆性等成直接正 比关系、对电火花、线切割加工而言，淬火钢比未淬火钢更 易加工。
B：存在电极损耗：由于电极损耗多集中在尖角或底面，影响成 形精度。但近年来粗加工时已能将电极相对损耗比降至0.1% 以下，甚至更小。
4、电火花加工的应用：
由于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、电机电器、精密机械、仪 器仪表、汽车拖拉机、轻工等行业，以解决难加工材料及复 杂形状零件的加工问题。加工范围已达到小至几微米的小轴、 孔、缝，大到几米的超大型模具和零件。
电化学能 电化学、机械能 电化学、机械能
电化学能 电化学能 光能、热能 光能、热能 光能、热能
电子束加工 离子束加工 等离子弧加工 超声加工
化学加工
切割、打孔、焊接 蚀刻、镀覆、注入
切割（喷镀） 切割、打孔、雕刻
化学铣削 化学抛光
光刻
特 种 加 工
电解开始时，阴、阳极间各点距离不等，电流密 度不等，阴、阳极距离较近处的电流密度较大，电解 液的流速较高，阳极溶解速度较快，如左图所示。
由于工具相对于工件表面不断进给，故工件表面 不断被电解，电解产物不断被电解液带走，直至工件 表面形成与阳极表面基本相似的形状为止，如右图所 示。
二、加工特点
（1）电解加工可以加 工高硬度、高强度和高韧性 的材料，并且可以一次性加 工出形状复杂的型面和型腔， 且不产生毛刺。
此时的振幅一般较小，再通过变幅杆，使固定 在变幅杆端部的工具振幅增大到0.01～0.15mm。磨 料在工具的超声频振动（16～25kHz）作用下，以 高速不断撞击、抛磨工件表面，实现加工。
3．加工特点
（1）电火花成形加工适用于小孔、薄壁、窄槽以 及各种复杂形状零件的加工，也适用于精密微细加工。
（2）脉冲参数可任意调节，可以在不更换机床的 情况下连续进行粗、半精、精加工，并且精加工后精度 高。
（3）加工范围非常广，可以加工任何硬、脆、软 及高熔点的导电材料，在一定条件下，甚至可以加工半 导体和绝缘材料。
2．极性效应
在脉冲放电过程中，由工件和工具构成的阴、阳 电极都会被蚀除，但其蚀除速度不同，这种现象称为 极性效应。将工件接阳极加工时，称为正极性加工； 将工件接阴极加工时，称为负极性加工。
产生极性效应的基本原因是由于电子的质量小， 惯性小，能够很快地获得高速度到达阳极，轰击阳极表 面；而正离子由于质量大，惯性也大，在相同时间内获 得的速度远小于电子。
（2）电解加工中，工具电极是阴极，阴极上只发 生氢气和沉淀而无溶解作用，因此工具电极无损耗。
（3）加工过程中，无机械力和切削热的作用，因 此不存在应力和变形。
（4）电解加工的生产率较高，约为电火花加工的 5～10倍，且生产率不受加工精度和表面粗糙度的限制。
特种加工
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。
特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。
特种加工是近几十年发展起来的新工艺,是对传统加工工艺方法的重要补充与发展,目前仍在继续研究开发和改进。
直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时也结合机械能对工件进行的加工。
特种加工中以采用电能为主的电火花加工和电解加工应用较广，泛称电加工。
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。
20世纪40年代发明的电火花加工开创了用软工具、不靠机械力来加工硬工件的方法。
50年代以后先后出现电子束加工、等离子弧加工和激光加工。
这些加工方法不用成型的工具，而是利用密度很高的能量束流进行加工。
对于高硬度材料和复杂形状、精密微细的特殊零件,特种加工有很大的适用性和发展潜力,在模具、量具、刀具、仪器仪表、飞机、航天器和微电子元器件等制造中得到越来越广泛的应用。
特种加工的发展方向主要是：提高加工精度和表面质量，提高生产率和自动化程度，发展几种方法联合使用的复合加工，发展纳米级的超精密加工等。
与传统机械加工方法相比具有许多独到之处： (1)加工范围不受材料物理、机械性能的限制，[1]能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。
(2)易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。
(3)易获得良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小。
(4)各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。
特种加工是20世纪40年代发展起来的，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。
特种加工
《模具特种加工》复习提纲1. 特种加工与切削加工的不同点。
（1）不是主要依靠机械能，而是主要用其他的能量去除金属材料。
（2）工具硬度可以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能力。
2.电火花加工设备的电极材料常用纯铜和石墨，其共同优点和各自的优点是what?共同的优点：在宽脉冲粗加工时都实现低损耗。
纯铜的优点：1）不容易产生电子弧，在较困难的条件下也能稳定加工。
2）精加工比石墨电极损耗小3）采用精微加工能达到优于Ra1.25的表面粗糙度4)经锻造后还可以做其他型腔加工用的电极，材料利用率高石墨的优点：1）机械加工成型设备，容易修正2）电火花加工的性能也很好，在宽脉冲大电流下具有更小的电极损耗3. 离子束加工原理？是在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速聚焦，使之撞击到工件表面4. 高速走丝或低速走丝线切割机床常用何种材料的电极丝？低速：铜丝高速：钼丝5.电火花加工原理是基于工具和工件之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸，形状及表面质量预定加工要求6.电火花加工必须创造条件解决哪些问题？a)必须使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，这一间隙随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米。
b)火花放电必须是瞬间的脉冲性放电，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1~1000usc)火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。
7.电化学加工原理？利用在阳阴电极表面发生得失电子的化学反应作用为基础对金属进行加工8.工作液在电火花加工中的作用？1)形成火花击穿放电间隙通道，并在放点结束后迅速恢复间隙的绝缘状态2)对放电通道产生的压缩作用3)帮助电蚀产物的抛出和排除4)对工具，工件的冷却作用5)对电蚀量有较大的影响9.电火花加工的极性效应？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。
10. 何为“空化作用”？超声加工是哪些作用的综合结果？哪个为主要的作用？空化作用——指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时空泡闭合引起极强的液压冲击波，可以强化加工过程结果：磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果。
《模具特种加工实训》题库
现代模具特种加工实训——电火花加工实训习题集一、填空题1、电火花加工是将电极形状到工件上的一种工艺方法。
2、数控电火花机床数控摇动的伺服方式有、、。
3、是放电时工具电极和工件之间的距离。
4、电火花加工中常用的电极结构形式是、、。
5、在用法校正电极丝垂直度时，电极丝要运转以免电极丝断裂。
6、电化学加工包括从工件上去除金属的加工和向工件上沉积金属、加工两大类。
7、线切割加工的主要工艺指标是、、、。
8、是直接利用、、、、、及等能量达到的加工方法。
9、电火花线切割加工的根本原理是用移动的作电极，对工件进行，切割成形。
10、数控电火花线切割机床能加工各种、、导电材料。
11、第一台实用的电火花加工装置的是、的拉扎林科夫妇发明的。
12、电火花线切割加工中被切割的工件作为，电极丝作为。
电极丝接脉冲电源的，工件接脉冲电源的。
13、根据走丝速度，电火花线切割机通常分为两大类：一类是电火花线切割机或往复走丝电火花线切割机，这类机床的电极作高速往复运动，一般走丝速度为8—10m/s ，用于加工中、低精度的模具和零件。
快走丝数控线切割机床目前能到达的加工精度为正负0.01mm ，表面粗糙度Ra＝ 2.5—0.6um 。
另一类是电火花线切割机或单向走丝电火花线切割机，一般走丝速度低于0.2m/s ，用于加工高精度的模具和零件。
慢走丝数控线切割机床的加工精度可达正负0.001um ，表面粗糙度Ra＜ 0.32 。
14、高速走丝线切割机主要由、、三大部分组成。
15、高速走丝电火花线切割机的导电器有两重：一重是的，电极丝与导电器的圆柱面接触导电，可以轴向移动和圆周转动以满足多次使用的要求；另一重是的薄片，电极丝与导电器的大面积接触导电，方形薄片的移动和圆形薄片的转动可满足多次使用的要求。
16、线切割加工中罕用的电极丝有、、和。
其中和应用快速走丝线切割中，而应用慢速走丝线切割。
17、线切割加工时，工件的装夹方式有装夹，装夹，装夹，和装夹。
特种加工技术
特种加工技术的发展及其应用特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。
特种加工是近几十年发展起来的新工艺,是对传统加工工艺方法的重要补充与发展,目前仍在继续研究开发和改进。
直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时也结合机械能对工件进行的加工。
特种加工中以采用电能为主的电火花加工和电解加工应用较广，泛称电加工。
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。
20世纪40年代发明的电火花加工开创了用软工具、不靠机械力来加工硬工件的方法。
50年代以后先后出现电子束加工、等离子弧加工和激光加工。
这些加工方法不用成型的工具，而是利用密度很高的能量束流进行加工。
对于高硬度材料和复杂形状、精密微细的特殊零件,特种加工有很大的适用性和发展潜力,在模具、量具、刀具、仪器仪表、飞机、航天器和微电子元器件等制造中得到越来越广泛的应用。
特种加工技术的特点加工范围上不受材料强度、硬度等限制。
特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料，而是主要用其他能量（如电、化学、光、声、热等）去除金属和非金属材料，完成工件的加工。
故可以加工各种超强硬材料、高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属材料。
以柔克刚。
特种加工不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件并不接触，加工过程中工具和工件间不存在明显的强大机械切削力，所以加工时不受工件的强度和硬度的制约，在加工超硬脆材料和精密微细零件、薄壁元件、弹性元件时，工具硬度可以低于被加工材料的硬度。
加工方法日新月异，向精密加工方向发展。
当前已出现了精密特种加工，许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法，如电子束加工、离子束加工、激光束加工等就是精密特种加工；精密电火花加工的加工精密度可达微米级0.51μm，表面粗糙度可达镜面 Ra0.02μm。
特种加工技术在模具制造中的应用
面 ，也能加工弯孔和 曲面 ，加工示意 图如 图 １ 所示。 电子束 的这种性 能， 给模具冷却 水路 加工提 供 了一 种可行 方法 。当模 具型 腔较 复 杂 时， 采用传统直水路 ，起不到 良好 的冷却 效果 ，如水路能 与型腔表 面 形状保持一致 ，则冷却效果明显 。这种依据 型腔形状 而改变形状 的水 路 称为随形水路 ，也 叫异 型水路 ，它 能均衡型腔温 度，缩短模具 冷却
百 科 论 坛
特 种加 工技 术 在 模 具 制 造 中 的应 用
陈建丽
摘
袁金城 （ 广东科学技术职业学 院 广 东 珠 海 ５ １ ９ ０ ９ ０）
要 ：本文详细介绍 了特种加工 原理 、工 艺流程 和技 术特 点，并 以
一
快速成型基于增材加工法 ，可 以 自动 、直接 、快速 、精 确的将设 计思想转变 为具有一定功能 的原型或 直接加工零件 ，从 而可 以对产 品 设计进行快速评估 、修 改及功 能试 验，大大缩 短 了产品的研 制周 期。 以Ｒ Ｐ系统为基础发展起 来的 的快 速工装模具制造 、快速精铸技 术则 可实现零件 的快 速制造 。 快速成型中的选择 性激 光粉末烧 结成 形 （ Ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ Ｌ ａ ｓ ｅ ｒ Ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｓ）是由美国的 ｃ ． Ｒ ． Ｄ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ｄ于 １ ９ ８ ９年研制成 功 ，可用于加工 形状
ｉ ｎ ｇ Ｒ Ｐ ） 及 它 们 在 模 具 中 的应 用 。 １ ．电 加 工 《 Ｅ Ｄ Ｍ、ＷＥ Ｄ Ｍ） ‘ ２ ．电 子 束加 工 （ Ｅ Ｂ Ｍ）
电子束是近年来得到快速发展的特种加工 。它的工作原理 是在真 空条件下 ，利用 聚焦后 能量 密度极 高 的 电子束 ，快 速 冲击 到工 件表 面 ，大部分能量转变成热能 ，使工件表面材料 快速熔化 和气化 ，被真 空系统抽走 。 由于 电子束在磁场 中能偏转 ，因此 电子柬 不仅能加工 直孔和直 型
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模具特种加工
1 电火花线切割加工
电火花加工中的细微电火花加工已得到广泛的应用。
WEDG技术的出现，圆满地解决了微细电极的制作与安装问题，使微细电火花加工进入了使用化阶段。
在这一方面，日本东京大学增泽隆久等人已加工出Φ2.5mm的微细轴和Φ5mm的微细孔，代表了这一领域的世界前沿。
据统计，微细电火花加工再电火花加工中所占的比重正逐年上升，目前已接近10%。
慢走丝线切割新技术不断涌现
慢走丝线切割加工是近年来的主要发展热点。
随着无电解脉冲电源、优化能量脉冲电源、去离子水对离子的控制以及一系列精密加工技术的开发应用，使慢走丝线切割加工的发展达到了一个新的阶段。
瑞士阿奇夏米尔公司的慢走丝线切割机床能获得轮廓精度 1.5um及Ra0.1um的加工质量，能适合精密冲模的加工。
随着国产化的实现，这类机床的价格正在快速降低并逐渐广为应用。
Agie公司开发出了Agiecut Vertex双丝EDM机床。
该机床带有两个卷轴，可使用不同直径的金属丝同时切割，以提高切割的效率。
全部操作自动完成，并有传感器监控其运行。
割丝的直径为0.02-0.02mm。
2 电火花加工技术向高精度和高自动化发展
近年来，数控电火花加工技术可以用标准的铜管电极，应用CAD/CAM技术完成二维或三维型面加工，不需要制造成形电极，大大简化了电极的准备，在高精度加工方面，具有良好的前景。
最近日本发明了一种新的电火花成形的加工方法，即在加工液中加入适量的微细硅粉末，或者铝粉、石墨粉均可，可以使表面精度提高数倍以上。
目前这种加工方法对应的电火花机床也已经商品化。
今后电火花放电技术离不开3种趋势，即高速度化、高精度化和高自动化。
3 机械特种加工
可以分为磨料流动加工、喷水加工、低应力磨削、超声波加工等多种加工方法。
磨料水喷射加工可以胜任精密切割，加工工件无毛刺，其次水喷射加工的另一个优点是它可以触及其他工具不易达到的地方。
超声波特种加工使用刀具生产振动振幅通过传递，液体磨料颗粒得到能力，撞击工件，实现加工。
这种技术应用还不广泛，主要用在模具的超生波抛光上。
国外正在对超声波磨料加工展开研究。
特别对回转式超声波研究，使深孔钻加工质量明显提高，多年来美国一直在进行
超声波辅助金刚石刀具加工的研究，日本也正在进行超声波辅助磨削的开发。
4 其他热特种加工
其他热特种加工是指用电子束、激光束、等离子束产生热量来融蚀金属而达到加工的目的。
主要有电子束、电火花磨削、激光加工、等离子束加工等加工方法。
电子束加工技术近20年发展迅速，电子束已经能走进精微、焊接、涂膜、熔炼、热处理、曝光、辐射等加工。
电子束加工技术将向高功率化、高精度化、微细化、自动化方向发展。
离子束加工可以进行铣刻、溅射涂膜、离子镀和微细加工等，特别IAC 技术兼有气相沉积和离子注入两者的优点，可以制备出粘接力很强、结构致密的各种性能优良的功能镀层。
等离子弧辅助切削加工能改变硬度40-70HRC金属材料和高温合金材料的局部材质的物理机械性能。