特种加工与其他新技术、新工艺

第一节 特种加工工艺
②电极丝与工件始终有相对运动，尤其是快速走丝电火花线切割 加工，间隙状态可以认为是由正常火花放电、开路和短路这三种 状态组成，一般没有稳定的电弧放电。
③电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象，因为在 电极丝和工件之间存在着某种电化学产生的绝缘薄膜介质，只有 当电极丝被顶弯所造成的压力和电极丝相对工件的移动摩擦使这 种介质减薄到可被击穿的程度，才会发生火花放电。 ④省掉了成形的工具电极，大大降低了成形工具电极的设计和制 造费用，缩短了生产准备时间。 ⑤由于电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的 工件。
①线切割加工的电压、电流波形与电火花穿孔成形加工的基本相 似。 ②线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材 料的可加工性等都与电火花穿孔成形加工的基本相似。 2)线切割加工相比于电火花穿孔成形加工的不同特点表现在： ①电极丝直径较小，脉冲宽度、平均电流等不能太大，加工参数 的范围较小，只能采用正极性加工。
第一节 特种加工工艺
⑥由于采用移动的长电极丝进行加工，单位长度电极丝的损耗少， 从而对加工精度的影响较小。 ⑦采用水或水基工作液不会引燃起火，容易实现安全无人运转。
⑧在实体部分开始切割时，需加工穿丝用的预孔。 (3)线切割加工的应用范围 线切割加工为新产品试制、精密零件 及模具制造开辟了一条新的工艺途径，主要应用于以下几个方面。 1)加工各类模具。 2)各种材料的切断。 3)试制新产品。 4)加工薄片零件、特殊难加工材料零件。 5)加工电火花成形加工用的电极。
第一节 特种加工工艺
图7-6 低速走丝线切割加工设备组成 1—脉冲电源 2—工件 3—工作液箱 4—纯水 5—泵 6—新丝放丝筒 7—工作台 8—X轴电动机 9—数控装置 10—Y轴电动机 11—废丝卷筒
第一节 特种加工工艺
(2)线切割加工的特点 电火花线切割加工过程的机理和工艺，与 电火花穿孔成形加工既有共性，又有特性。 1)电火花线切割加工与电火花穿孔成形加工的共性表现在：
第一节 特种加工工艺
三、电化学加工 1.电化学加工概述 (1)电化学加工的基本原理 电化学加工(Electro-chemical Machi
ning，ECM)是利用电极在电解液中发生的电化学作用对金属材料 进行成形加工的一种特种加工工艺。
第一节 特种加工工艺
4)加工后的表面边缘无毛刺残留，微观形貌“圆滑”。
第一节 特种加工工艺
表7-1 常用特种加工方法的综合比较
第一节 特种加工工艺
表7-1 常用特种加工方法的综合比较
第一节 特种加工工艺
1)改变了材料的可加工性概念。 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。
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1)工具电极和工件电极之间必须始终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。 2)火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间(一般为
10-7~10-3s)后，需停歇一段时间，这样才能使放电所产生的热量 来不及传导扩散到其余部分，把每一次的放电点分别局限在很小 的范围内，避免像电弧持续放电那样，使表面烧伤而无法用于零 件加工。
特种加工与其他新技术、新工艺
第一节 特种加工工艺
一、概述 传统的机械加工技术已有了很久的历史，它对人类的社会发展和 物质文明起了极大的作用。
1)解决各种难切削材料的加工问题。 2)解决各种特殊复杂型面的加工问题。 3)解决各种超精密、光整或具有特殊要求的零件的加工问题。 4)解决特殊材料、特殊零件的加工问题。 1)主要不是依靠机械能而是依靠其他能量(如电能、化学能、光能、 声能、热能等)去除工件材料。 2)工具硬度可以低于被加工材料的硬度，有的情况下，如高能束 加工甚至根本不需要任何工具。 3)加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用。
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6)直接利用电能加工，便于实现自动化控制。 (2)电火花加工的局限性 1)一般加工速度较慢，因此，安排工艺时多采用机械加工去除大
部分余量，然后再进行电火花加工以求提高生产率。 2)存在电极损耗和二次放电。
图7-4 电火花加工的加工斜度和圆角现象
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3)主要加工金属等导电材料，只有在一定条件下才能加工半导体 和非导体材料。 3.电火花加工的工艺方法分类及其应用
第一节 特种加工工艺
图7-2 电火花加工表面局部 a)单个脉冲放电 b)多个脉冲放电
第一节 特种加工工艺
图7-3 脉冲电源电压波形
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。
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2.电火花加工的特点 (1)电火花加工的优点 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零件。 3)由于加工过程中工具电极和工件不直接接触，火花放电时产生 的局部瞬时爆炸力很小，电极运动所需的动力也较小，因此没有 机械切削力，工件不会产生受力变形，特别适宜加工低刚度工件 及微细加工。 4)加工表面微观形貌圆滑、无刀痕沟纹等缺陷，工件的棱边、尖 角处无毛刺、塌边。 5)工艺适应面宽、灵活性大，可与其他工艺结合，形成复合加工。
表7-2 电火花加工工艺方法分类
第一节 特种加工工艺
表7-2 电火花加工工艺方法分类
第一节 特种加工工艺
表7-2 电火花加工工艺方法分类
第一节 特种加工工艺
4.电火花线切割加工 (1)电火花线切割加工的工作原理与装置 1)电火花线切割加工的原理。
2)线切割加工的装置。
图7-5 高速走丝电火花线切割原理及设备构成 a)电火花切割工艺 b)电火花切割装置 1—绝缘底板 2—工件 3—脉冲电源 4—钼丝 5—导向轮 6—支架 7—储丝筒
4)对零件的结构设计产生了很大的影响。 5)改变了对零件结构工艺性好坏的衡量标准。 6)特种加工已成为微细加工和纳米加工的主要手段。 二、电火花加工 1.电火花加工的基本原理
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图7-1 电火花加工原理 1—工件 2—脉冲电源 3—进给调节装置 4—工具 5—工作液 6—过滤器 7—工作液泵