特种加工技术ppt课件
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特种加工技术ppt
4.激光加工（laser beam machining，LBM） ： 激光加工是一种重要的高能束流加工方法。激光具有 高亮度、方向性好、单色性好和高相干性，因此，在 聚集点上的尺寸理论上可以达到与光波尺寸相近。激 光加工就是利用材料在激光聚焦衬下瞬时急剧融化和 气化，并产生很强的冲击波，使被融化的物质爆炸式 地喷溅来实现材料的去除。 应用：目前激光加工几乎可对所有的金属和非金属进 行加工，因此激光加工应用范围广泛。
特种加工技术对机械加工工艺的变革
特种加工实现了控制技术的创新，改变了传统手工控制的局面。
传统机械加工的控制技术主要是通过手动控制掌握加工精度，这样加工质量很大程度上取 决于操作人员的经验和操作技巧。然而特种加工技术的出现，便以崭新的自动控制技术取 代了传统手动控制，这标志着全面革新了传统机械加工工艺。 韧性、脆性等成直接的正比或者反比关系，特种加工方法是机械加工工艺的可加工的材料 范围从普通材料发展到硬材料和特殊材料，使得对于任何材料的加工都成为可能。
特种加工技术的应用与前景展望
特种加工的产生和发展 特种加工技术的分类和特点 特种加工技术对机械加工工艺的变革 特种加工技术的发展方向 我国特种加工的现状与前景
特种加工的产生和发展
特种加工产生的历史：1943前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开 关触点的电火花腐蚀现象时发现电火花的瞬间高温能使局部的金 属熔化、气化而被腐蚀掉，从而开创了最基本、最普遍的特种加 工技术---电火花加工方法。 特种加工技术的发展：近年来，特种加工技术飞速发展。一方面， 计算机技术，信息技术，自动化技术等在特种加工中已获得广泛 应用，逐步实现了加工工艺及加工过程的系统化集成；另一方面， 特种加工能充分体现学科的综合性，学科（声，光，电，热，化 学等）和专业之间不断渗透、交叉、融合，因此，特种加工技术 本身同样趋于系统化集成化的发展方向。这两方面说明，特种加 工技术已成为先进制造技术的重要组成部分。一些发达国家也非 常重视特种加工技术的发展，如日本把特种加工技术和数控技术 作为跨世纪发展先进制造技术的两大支柱，特种加工技术已成为 衡量一个国家先进制造技术水平和能力的重要标志。
金工实习——特种加工PPT课件
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五、W5系统控制柜的操作使用
将控制柜左侧的电源开关按下，控制柜 进入复位和自动检测状态，进入Windows98 系统，双击桌面FHGD图标（快捷方式） ， 系统进入到HF编控软件的主界面。
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六、W5系统控制柜的操作
（对着控制柜，逐一介绍）
第14页/共15页
感谢您的观看！
的电极丝以一定的速度作往返运动。
第10页/共15页
第11页/共15页
３、W5系统控制柜
由显示器、计算机、脉冲电源、机床电器 等组成。
数控系统是电火花线切割机床的重要组 成部分，对电火花线切割加工的质量水平起 着重要作用。它是属于轮廓控制系统，能同 时控制两个或两个以上的轴，并有插补功能。 数控系统有NC系统和CNC系统两类。目前采 用的基本上是CNC系统。
３、线电极切割 切断、切割各类复杂的图形和型孔，例如冲压模具、刀具样板，各种零件和工
具，稀有、贵金属材料和难加工金属材料的加工和切割。
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四、DK7732M电火花线切割机床 结构及组成
１、 DK7732M：
DK：D—电火花加工机床 K—数控 77：前一个7 —线切割机床 后一个7 —高速走丝 32：工作台横向(X)行程的1/10：即320mm M：表示具有多次切割功能 切割的最大厚度为300mm（可调）
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三、电火花线切割的应用
１、穿孔加工 各种圆孔、方孔、多边形孔、异形孔、弯孔、螺旋孔，槽、窄缝、微细小孔等。
例如各种拉丝模上的微细孔，化纤异形喷丝孔。
２、型腔及直纹曲面以及各种二维曲面加工 各类锻模、压铸模、落料模、复合模、塑料模等型腔以及叶轮、叶片等各种曲
面的加工。由于电火花加工可在淬火后进行，因此不存在工件热处理变形的问题。
五、W5系统控制柜的操作使用
将控制柜左侧的电源开关按下，控制柜 进入复位和自动检测状态，进入Windows98 系统，双击桌面FHGD图标（快捷方式） ， 系统进入到HF编控软件的主界面。
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六、W5系统控制柜的操作
（对着控制柜，逐一介绍）
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感谢您的观看！
的电极丝以一定的速度作往返运动。
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３、W5系统控制柜
由显示器、计算机、脉冲电源、机床电器 等组成。
数控系统是电火花线切割机床的重要组 成部分，对电火花线切割加工的质量水平起 着重要作用。它是属于轮廓控制系统，能同 时控制两个或两个以上的轴，并有插补功能。 数控系统有NC系统和CNC系统两类。目前采 用的基本上是CNC系统。
３、线电极切割 切断、切割各类复杂的图形和型孔，例如冲压模具、刀具样板，各种零件和工
具，稀有、贵金属材料和难加工金属材料的加工和切割。
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四、DK7732M电火花线切割机床 结构及组成
１、 DK7732M：
DK：D—电火花加工机床 K—数控 77：前一个7 —线切割机床 后一个7 —高速走丝 32：工作台横向(X)行程的1/10：即320mm M：表示具有多次切割功能 切割的最大厚度为300mm（可调）
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三、电火花线切割的应用
１、穿孔加工 各种圆孔、方孔、多边形孔、异形孔、弯孔、螺旋孔，槽、窄缝、微细小孔等。
例如各种拉丝模上的微细孔，化纤异形喷丝孔。
２、型腔及直纹曲面以及各种二维曲面加工 各类锻模、压铸模、落料模、复合模、塑料模等型腔以及叶轮、叶片等各种曲
面的加工。由于电火花加工可在淬火后进行，因此不存在工件热处理变形的问题。
《其他特种加工技术》课件
01
02
03
集成电路制造
离子束加工技术广泛应用 于集成电路制造中的微细 结构加工和刻蚀工艺。
纳米制造
利用离子束加工技术可以 制造出各种纳米级别的结 构和器件，如纳米线、纳 米管、纳米薄膜等。
表面处理
离子束加工可以对材料表 面进行改性和处理，提高 材料的表面性能和耐腐蚀 性等。
05
等离子体加工技术
等离子体加工原理
精密零件加工
电火花加工可以用于精密零件的 加工，如小型轴承、齿轮、小型 化电器零件等。
难加工材料加工
对于一些难加工的材料，如硬质 合金、不锈钢等，电火花加工是 一种有效的加工方法。
03
激光加工技术
激光加工原理
激光加工是利用高能激光束照射工件表 面，使材料迅速熔化、汽化或达到点燃 点，同时借助与光束同轴的气流等排除 熔融物质，从而实现切割、焊接、打孔
等离子体加工是一种基于等离子体物理原理的加工技术，通过产生等离子体，利用 其高能粒子和活性基团对材料进行刻蚀、沉积、焊接等加工操作。
等离子体是由气体在高温或高电压下电离产生的，由离子、电子、光子、活性基团 等组成，具有很好的导电性和化学活性。
等离子体加工过程中，通过控制等离子体的参数，如温度、压力、气体组成等，实 现对材料表面的物理和化学作用，从而达到加工目的。
特种加工技术的分类
按照所使用的能源类型，特种加工技 术可分为机械能加工、热能加工、电 能加工、光能加工和化学能加工等。
按照加工过程中所涉及的物理现象， 特种加工技术可分为电火花加工、激 光加工、超声波加工、离子束加工和 电子束加工等。
特种加工技术的应用领域
第一季度
第二季度
Байду номын сангаас第三季度
机械制造基础第11章特种加工ppt课件
面的金属材料开始熔化直至
沸腾气化。
(d)
(e)
第11章 特种加工
1、电火花加工原理
(3) 电极材料的抛出(如图(d)
A
工
所示)。正负电极具间产生的
电
B
脉电火花现象，使极放电通道产
冲 电生高温高压。高压力处的熔
(a)
(b)
(c)
源融金属液体和工蒸件汽电被极 排挤，
抛出放电通道，大部分被抛
入到工作液中。
第11章 特种加工
第11章 特种加工
四、高能束加工简介
高能束加工是利用被聚焦到加工部位上的高能量密度射束 ，去除工件上多余材料的加工方法，通常包括激光加工、电子 束加工和离子束加工等。
第11章 特种加工
（1）激光加工 视频1
视频2
视频3
1、基本原理
激光强度高，方向性、相干性和单向性好，通过光学系统可 将激光束聚焦成直径为几十微米到几微米的极小光斑，从而 获得极高的能量密度。激光照射到工件表面，在高温下使坚 硬材料瞬时熔化或蒸发。
第11章 特种加工
三、超声加工 视频
1.基本原理
利用工具端面作超声高频振动，冲击悬浮液，使悬浮液中的磨料 对工件表面产生连续的冲作用，引起工件材料局部破裂，从而达 到对硬脆材料加工的一种方法。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第二个脉冲又作用到工具电极和工件上，又会在 当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放 电，蚀出另一个小凹坑。
这样以相当高的频率连续不断地放电，工件不断 地被蚀除，故工件加工表面将由无数个相互重叠 的小凹坑组成。
《特种加工》课件
05
特种加工技术的发
展趋势与展望
特种加工技术发展趋势
高能束流加工
随着激光、电子束、离子束等高能束流技术的不断发展，其在特种加工领域的应用越来越广泛。高能束流加工具有高 精度、高效率、非接触等优点，可应用于难加工材料的加工和微纳制造等领域。
超声加工与振动加工
超声加工和振动加工技术以其独特的加工原理和特点，在微细加工、表面处理等领域具有广泛的应用前景。通过优化 超声频率、振动幅度等参数，可进一步提高加工精度和效率。
特种加工工艺参数
04
与控制
电火花加工工艺参数与控制
要点一
总结词
要点二
详细描述
电火花加工是利用电火花放电产生的热量对金属进行加工 的一种工艺方法。
电火花加工工艺参数包括电极材料、工作液种类、电规准 选择、电极损耗、加工精度和表面粗糙度等。控制这些参 数可以提高加工效率、减小电极损耗、保证加工精度和表 面质量。
激光加工
总结词
利用激光的高能量密度对材料进行切割、打孔、焊接等加工
详细描述
激光加工是一种利用激光的高能量密度对材料进行切割、打孔、焊接等加工的方 法。由于激光的能量集中，可以在短时间内对材料进行高精度的加工，且加工速 度快、效率高。激光加工在微电子、光学、精密制造等领域应用广泛。
离子束加工
总结词
电化学加工与等离子体加工
电化学加工和等离子体加工技术以其环保、高效的特点，在模具制造、表面处理等领域得到广泛应用。 随着技术的不断进步，电化学加工和等离子体加工的加工精度和适用范围将得到进一步提升。
特种加工技术面临的挑战与机遇
技术更新换代
随着新材料、新工艺的不断涌现 ，特种加工技术面临着不断更新 换代的挑战。为了适应市场需求 和技术发展，需要不断进行技术 创新和研发。
特种加工技术 ppt课件
电解加工 电铸加工 涂镀加工 电解磨削 激光束加工 电子束加工 离子束加工 等离子弧加工 超声加工 磨料流加工 液体喷射加工 光固化法 粉末烧结法 叠层实体法 熔丝堆积法 电化学电弧加工 电解电火花磨削 电化学腐蚀加工 超声放电加工 复合电解加工 复合切削加工 化学铣削加工 光化学加工
主要能量形式
电、热能 电、热能 电化学能 电化学能 电化学能 电化学能、机械能 光、热能 电、热能 电、机械能 电、热能 声、机械能 流体能、机械能 流体能、机械能 光、化学能 光、热能 光、机械能 电、热、机械能 电化学能 电、热能 电化学能、热能 声、热、电能 电化学、机械能 机械、声、磁能 化学能 光、化学能
12
电火花加工的特点
与传统的金属切削加工相比，电火花加工有如下优点：
（1）便于加工在传统切削加工中难以加工甚至是无法加工 的材料；
(2) 便于加工深孔、型腔及复杂形状的工件；因此适宜加工 低刚度零件和微细加工；
(3)电极材料不必比工件材料硬；
（4）直接利用电能、热能作为加工能源，便于实现加工过 程的自动化。
旋转头开 旋转头关 冲油、工作液流动 接通脉冲电源 关断脉冲电源 工作液排除 子程序调用 子程序结束
22
如图2-15所示，ABCD为矩形工件，AB、BC边为设计 基准，现欲用电火花加工一圆形图案，图案的中心为O点， O到AB边、BC边的距离如图中所标。已知圆形电极的直 径为20 mm，请写出电极定位于O点的具体过程。
床身与立柱 工作台 主轴头
1）保证加工稳定性，维持最佳放电时间 。
2）放电过程中，如发现短路或起弧时， 主轴头能迅速抬起使电弧中断。
3）保证主轴移动的直线性，以满足精密 加工的要求。
4）主轴应有足够的刚性。 5）主轴应有均匀进给而无爬行现象。
主要能量形式
电、热能 电、热能 电化学能 电化学能 电化学能 电化学能、机械能 光、热能 电、热能 电、机械能 电、热能 声、机械能 流体能、机械能 流体能、机械能 光、化学能 光、热能 光、机械能 电、热、机械能 电化学能 电、热能 电化学能、热能 声、热、电能 电化学、机械能 机械、声、磁能 化学能 光、化学能
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电火花加工的特点
与传统的金属切削加工相比，电火花加工有如下优点：
（1）便于加工在传统切削加工中难以加工甚至是无法加工 的材料；
(2) 便于加工深孔、型腔及复杂形状的工件；因此适宜加工 低刚度零件和微细加工；
(3)电极材料不必比工件材料硬；
（4）直接利用电能、热能作为加工能源，便于实现加工过 程的自动化。
旋转头开 旋转头关 冲油、工作液流动 接通脉冲电源 关断脉冲电源 工作液排除 子程序调用 子程序结束
22
如图2-15所示，ABCD为矩形工件，AB、BC边为设计 基准，现欲用电火花加工一圆形图案，图案的中心为O点， O到AB边、BC边的距离如图中所标。已知圆形电极的直 径为20 mm，请写出电极定位于O点的具体过程。
床身与立柱 工作台 主轴头
1）保证加工稳定性，维持最佳放电时间 。
2）放电过程中，如发现短路或起弧时， 主轴头能迅速抬起使电弧中断。
3）保证主轴移动的直线性，以满足精密 加工的要求。
4）主轴应有足够的刚性。 5）主轴应有均匀进给而无爬行现象。
特种加工技术介绍课件
超声波加工
原理：利用超 声波振动产生 的能量进行加 工
特点：精度高、 速度快、无污 染、可加工复 杂形状
应用：可用于 精密加工、焊 接、清洗等领 域
局限性：加工 深度有限，对 材料要求较高
特种加工技术的应 用实例
模具制造
01
02
03
04
特种加工技术在模 具制造中的应用广 泛，如电火花加工、
激光加工等。
04
自动化和智能化水平
绿色环保
减少废气排放：采用环保型加工工艺，
01
减少废气排放，降低环境污染。 节约能源：采用节能型加工设备，降
02
低能源消耗，提高能源利用率。 减少废弃物产生：采用环保型加工材料，
03
减少废弃物产生，降低环境污染。 提高生产效率：采用自动化、智能化加
04
工设备，提高生产效率，降低生产成本。
工
航空复合材料加 工：采用超声波 加工技术，提高 复合材料的加工
效率和质量
航天器热防护系 统加工：采用电 子束加工技术， 实现热防护系统 的精确成型和性
能优化
医疗设备制造
电火花加工：用于制造复 杂形状的医疗器械，如骨 科植入物、心脏起搏器等
水射流加工：用于制造生 物相容性高的医疗器械， 如人工关节、心脏瓣膜等
1
激光切割：利用高能量密度的激光束对材料进行切割
2
激光焊接：利用激光束将两个材料熔接在一起
3
激光打标：利用激光束在材料表面留下标记
4
激光雕刻：利用激光束在材料表面雕刻出各种图案和文字
5
激光熔覆：利用激光束将金属粉末熔覆在材料表面，形成耐磨、耐腐蚀的涂层
6
激光淬火：利用激光束对材料表面进行快速加热和冷却，提高材料的硬度和耐磨性
金工实习——特种加工ppt课件
4.增量编程方式
代码为G91, 格式为：G91 直线以线段的起点为坐标原点，用来±X、 ±Y表示线段的终点相对于起点的坐标值。
圆弧以圆弧的起点为坐标原点，用±X、 ±Y 表示圆弧终点相对于起点的坐标值，用 I、J来表示圆心相对于圆弧起点的坐标值。
5.直线〔斜线〕插补
代码为G01，格式：G01 X x Yy
主要有：电火花加工、电子束加工、等离子束加工，离子束 加工，电化学加工，化学加工，超声加工，激光加工等。
5.电火花加工工艺方法分类
第一部分 电火花加工
一、电火花加工的概念
电火花加工 〔EDM〕又称为 放电加工，是一 种利用电能和热 能加工的方法。
二、电火花加工的原理
1.电火花加工是在加 工过程中工具和工 件之间不断产生脉 冲性的火花放电， 靠放电时部分、瞬 时产生的高温把金 属蚀刻下来。
使电极丝从当前位置以加工速度从起点运转至终 点。
例1 ： 如下图，电极丝从A点以进给速度挪动 到B点，试分别用绝对方式和增量方式编程。
6.圆弧插补
代码为G02(顺时针)、G03〔逆时针〕， 格式：Gห้องสมุดไป่ตู้2(G03) Xx Yy Ii Jj
绝对方式编程，X、Y为圆弧终点的相对坐 标；用增量方式编程，X、Y为圆弧终点相 对于圆弧起点的坐标；I、J是圆心相对于圆 弧起点的坐标值。
〔1〕建立坐标系 把直线的起点作为坐标原点， 过线段的起点建立坐标系。 〔2〕确定x、y的值 直线的终点坐标值为x、y， 均取绝对值，单位为 μm。
〔3〕确定计算方向G
根据x、y值，哪个方向的数值大 ，就取该 方向为计数方向。
〔4〕确定计数长度J
根据计数方向选取线段在该方向的增量， 单位为 μm 。
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化学加工
激光切割、打孔 激光处理、表面改性 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 光刻
光能、热能 光能、热能 电能、热能 电能、动能 电能、热能 声能、机械能 化学能 化学能
熔化、汽化 熔化、相变 熔化、汽化 原子撞击 熔化、汽化（涂覆） 磨料高频撞击 腐蚀 光化学腐蚀
– 电化学能与机械能作用方式 ■电解磨削ECG、电解珩磨ECH
– 声能与机械作用能作用方式：超声波加工USM – 光能与热能作用方式：激光加工LBM – 电能与机械作用能作用方式：离子束加工IM – 液流能与机械作用能：挤压珩磨AFH、水射流WJC
第一章 概论
表1-1 常用特种加工方法的分类
特种加工方法
第一章 概论
1.3 特种加工的分类
与其他先进制造技术一样，特种加工正在研究、开发推广和 应用之中，具有很好的发展潜力和应用前景。依据加工能量的来 源和作用形式列举如表1-1所示常用的特种加工方法。
– 电能与热能作用方式 ■电火花EDM、线切割WEDM、电子束EBM、等离子PAM
– 电能与化学能作用方式 ■电解ECM、电铸、电刷镀
2 特种加工解决的问题
1) 难切削材料(如宝石、金刚石、钛合金等)的加工; 2) 特殊复杂表面的加工; 3) 超精、光整及具有特殊要求的表面加工(航空航天、国防工业中表 面质量和精度要求高的陀螺仪、伺服阀及低刚度细长轴)。
第一章 概论
3 加工原理
将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到 工件被加工的部位上，从而实现材料去除。
第一章 概论
尽管特种加工优点突出，应用日益广泛，但是各 种特种加工的能量来源、作用形式、工艺特点却不尽 相同，其加工特点与应用范围自然也不一样，而且各 自还都具有一定的局限性。
为了更好地应用和发挥各种特种加工的最佳功能 及效果，必须依据工件材料、尺寸、形状、精度、生 产率、经济性等情况作具体分析、区别对待，合理选 择特种加工方法。表1-2对几种常见的特种加工方法进 行了综合比较。
(2) 非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工 件不接触，因此工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度。
(3) 微细加工，工件表面质量高，有些特种加工如超声、电化 学水喷射等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔 或狭缝，还能获得高精度、低粗糙度的加工表面。
(4) 各种加工方法可以扬长避短、任意组合，形成新的工艺方法， 更突出其优越性，便于扩大应用范围。如目前的电解电火花加工 (ECDM)、电解电弧加工(ECAM) 就是两种特种加工复合而形成的 新加工方法。
特种加工技术
工 程 训 练 中 心
1
第一章 概论
第一章 概论
1.1 特种加工的概念 1.2 特种加工的特点及发展 1.3 特种加工的分类 1.4 特种加工的意义
第一章 概论
1.1 特种加工的概念
1 特种加工的出现
20世纪40年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火 花放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使局部的金 属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花加工。后来，由于各 种先进技术的不断应用，产生了多种有别于传统机械加工的新加工方 法 。 这 些 新 加 工 方 法 从 广 义 上 定 义 为 特 种 加 工 (NTM ， NonTraditional Machining)，也被称为非传统加工技术.
(2) 特种加工的应用领域正在拓宽。例如，非导电材 料的电火花加工，电火花、激光、电子束表面改性等。
第一章 概论
(3) 广泛采用自动化技术。充分利用计算机技术对 特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化，建立 综合参数自适应控制装置、数据库等，进而建立特种 加工的CAD/CAM和FMS系统，这是当前特种加工技 术的主要发展趋势。用简单工具电极加工复杂的三维 曲面是电解加工和电火花加工的发展方向。
第一章 概论
加工方法
电火花 成型加工
电火花线 切割加工
电解加工
表1-2 几种常见特种加工方法的综合比较
可加工材料
工具损耗率/% (最低/平均)
0.1/10
任 何 导电 金属材料，如 硬质合金钢、 耐热钢、不锈 钢、淬火钢、 钛合金等
由于各种特种加工所用的能量不同，其具体加工 原理也有很大不同。
特种加工是利用能量及能量间的转化对工 件进行加工的方法。
第一章 概论
1.2 特种加工的特点及发展
与传统的机械加工相比，特种加工的特点是：
(1) 不是主要依靠机械能，而是利用其他能量(如电、化学、光、 声、热等)去除金属材料，所以加工过程中工具和工件之间不存在显 著的机械切削力，故加工的难易与工件硬度等机械性能无关。
目前，已实现用四轴联动线切割机床切出扭曲变 截面的叶片。随着设备自动化程度的提高，实现特种 加工柔性制造系统已成为各工业国家追求的目标。
第一章 概论
我国的特种加工技术起步较早。20世纪50年代中 期我国工厂已设计研制出电火花穿孔机床，60年代末 上海电表厂张维良工程师在阳极—机械切割的基础上发 明了我国独创的快走丝线切割机床，上海复旦大学研 制出电火花线切割数控系统。但是由于我国原有的工 业基础薄弱，特种加工设备和整体技术水平与国际先 进水平有不少差距，每年还需从国外进口300台以上高 档电加工机床。
第一章 概论
正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而言， 特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或 非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零 件。
目前，国际上对特种加工技术的研究主要表现在以下 几个方面：
(1) 微细化。目前，国际上对微细电火花加工、微细 超声波加工、Байду номын сангаас细激光加工、微细电化学加工等的研究正 方兴未艾，特种微细加工技术有望成为三维实体微细加工 的主流技术。
能量来源及形式
作用原理
电火花成型加工
电火花加工
电火花线切割加工
电能、热能 电能、热能
熔化、汽化 熔化、汽化
电解加工
电化学能
金属离子阳极溶解
电解磨削
电化学加工
电铸
电化学能、机械能 电化学能
阳极溶解、磨削 金属离子阴极沉淀
涂镀
电化学能
金属离子阴极沉淀
激光加工
电子束加工 离子束加工 等离子弧加工 超声加工
激光切割、打孔 激光处理、表面改性 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 光刻
光能、热能 光能、热能 电能、热能 电能、动能 电能、热能 声能、机械能 化学能 化学能
熔化、汽化 熔化、相变 熔化、汽化 原子撞击 熔化、汽化（涂覆） 磨料高频撞击 腐蚀 光化学腐蚀
– 电化学能与机械能作用方式 ■电解磨削ECG、电解珩磨ECH
– 声能与机械作用能作用方式：超声波加工USM – 光能与热能作用方式：激光加工LBM – 电能与机械作用能作用方式：离子束加工IM – 液流能与机械作用能：挤压珩磨AFH、水射流WJC
第一章 概论
表1-1 常用特种加工方法的分类
特种加工方法
第一章 概论
1.3 特种加工的分类
与其他先进制造技术一样，特种加工正在研究、开发推广和 应用之中，具有很好的发展潜力和应用前景。依据加工能量的来 源和作用形式列举如表1-1所示常用的特种加工方法。
– 电能与热能作用方式 ■电火花EDM、线切割WEDM、电子束EBM、等离子PAM
– 电能与化学能作用方式 ■电解ECM、电铸、电刷镀
2 特种加工解决的问题
1) 难切削材料(如宝石、金刚石、钛合金等)的加工; 2) 特殊复杂表面的加工; 3) 超精、光整及具有特殊要求的表面加工(航空航天、国防工业中表 面质量和精度要求高的陀螺仪、伺服阀及低刚度细长轴)。
第一章 概论
3 加工原理
将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到 工件被加工的部位上，从而实现材料去除。
第一章 概论
尽管特种加工优点突出，应用日益广泛，但是各 种特种加工的能量来源、作用形式、工艺特点却不尽 相同，其加工特点与应用范围自然也不一样，而且各 自还都具有一定的局限性。
为了更好地应用和发挥各种特种加工的最佳功能 及效果，必须依据工件材料、尺寸、形状、精度、生 产率、经济性等情况作具体分析、区别对待，合理选 择特种加工方法。表1-2对几种常见的特种加工方法进 行了综合比较。
(2) 非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工 件不接触，因此工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度。
(3) 微细加工，工件表面质量高，有些特种加工如超声、电化 学水喷射等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔 或狭缝，还能获得高精度、低粗糙度的加工表面。
(4) 各种加工方法可以扬长避短、任意组合，形成新的工艺方法， 更突出其优越性，便于扩大应用范围。如目前的电解电火花加工 (ECDM)、电解电弧加工(ECAM) 就是两种特种加工复合而形成的 新加工方法。
特种加工技术
工 程 训 练 中 心
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第一章 概论
第一章 概论
1.1 特种加工的概念 1.2 特种加工的特点及发展 1.3 特种加工的分类 1.4 特种加工的意义
第一章 概论
1.1 特种加工的概念
1 特种加工的出现
20世纪40年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火 花放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使局部的金 属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花加工。后来，由于各 种先进技术的不断应用，产生了多种有别于传统机械加工的新加工方 法 。 这 些 新 加 工 方 法 从 广 义 上 定 义 为 特 种 加 工 (NTM ， NonTraditional Machining)，也被称为非传统加工技术.
(2) 特种加工的应用领域正在拓宽。例如，非导电材 料的电火花加工，电火花、激光、电子束表面改性等。
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(3) 广泛采用自动化技术。充分利用计算机技术对 特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化，建立 综合参数自适应控制装置、数据库等，进而建立特种 加工的CAD/CAM和FMS系统，这是当前特种加工技 术的主要发展趋势。用简单工具电极加工复杂的三维 曲面是电解加工和电火花加工的发展方向。
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加工方法
电火花 成型加工
电火花线 切割加工
电解加工
表1-2 几种常见特种加工方法的综合比较
可加工材料
工具损耗率/% (最低/平均)
0.1/10
任 何 导电 金属材料，如 硬质合金钢、 耐热钢、不锈 钢、淬火钢、 钛合金等
由于各种特种加工所用的能量不同，其具体加工 原理也有很大不同。
特种加工是利用能量及能量间的转化对工 件进行加工的方法。
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1.2 特种加工的特点及发展
与传统的机械加工相比，特种加工的特点是：
(1) 不是主要依靠机械能，而是利用其他能量(如电、化学、光、 声、热等)去除金属材料，所以加工过程中工具和工件之间不存在显 著的机械切削力，故加工的难易与工件硬度等机械性能无关。
目前，已实现用四轴联动线切割机床切出扭曲变 截面的叶片。随着设备自动化程度的提高，实现特种 加工柔性制造系统已成为各工业国家追求的目标。
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我国的特种加工技术起步较早。20世纪50年代中 期我国工厂已设计研制出电火花穿孔机床，60年代末 上海电表厂张维良工程师在阳极—机械切割的基础上发 明了我国独创的快走丝线切割机床，上海复旦大学研 制出电火花线切割数控系统。但是由于我国原有的工 业基础薄弱，特种加工设备和整体技术水平与国际先 进水平有不少差距，每年还需从国外进口300台以上高 档电加工机床。
第一章 概论
正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而言， 特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或 非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零 件。
目前，国际上对特种加工技术的研究主要表现在以下 几个方面：
(1) 微细化。目前，国际上对微细电火花加工、微细 超声波加工、Байду номын сангаас细激光加工、微细电化学加工等的研究正 方兴未艾，特种微细加工技术有望成为三维实体微细加工 的主流技术。
能量来源及形式
作用原理
电火花成型加工
电火花加工
电火花线切割加工
电能、热能 电能、热能
熔化、汽化 熔化、汽化
电解加工
电化学能
金属离子阳极溶解
电解磨削
电化学加工
电铸
电化学能、机械能 电化学能
阳极溶解、磨削 金属离子阴极沉淀
涂镀
电化学能
金属离子阴极沉淀
激光加工
电子束加工 离子束加工 等离子弧加工 超声加工