特种加工技术 (1)
特种加工技术
机 械 工 程 导 论
第五节
超声波加工
二、超声波加工的特点、方法及应用 1、超声波加工适合于加工各种脆硬材料，材料越是脆硬，越适宜 超声波加工； 2、超声波可用于加工薄壁、薄片等易变形零件，加工精度高； 3、超声波加工设备简单，但生产效率低。
加工方法可采用超声波直接加工、超声波旋转加工、超声 波机械复合加工、超声波焊接、涂覆、清洗等。
机 械 工 程 导 论
第三节
电解加工
电解加工有叫电化学加工， 包括从工件上去除金属的电解 加工和向工件上沉积金属的电 镀、涂覆加工两大类 一、电解加工的基本原理 二、电解加工的基本概念 生产率、极间间隙、电解 液、加工精度和表面质量
机 械 工 程 导 论
第三节
电解加工
三、电解加工的特点、方法和应用
一、激光加工的基本原理
机 械 工 程 导 论
第四节
激光加工
二、激光加工的特点、方法及应用
1.可以加工各种金属材料和非金属材料; 2.激光加工不需要工具，易实现加工过程自动化; 3.激光可透过玻璃等材料对工件进行加工; 4.可以实现精密微细加工; 5.激光可以进行表面热处理、焊接、切剖、打孔、雕刻 及微细加工等多种加工。
机 械 工 程 导 论
第十四章 特种加工
第一节 概 述
特种加工是指采用电能、化学能、光能、卢能、热能、 以及电子、离子等不同能源，区别于传统的切削加工方法， 也称为非传统加工。
常用特种加工方法有：电火花加工、电 解加工、激光加工、超声波加工、电子束加工、 离子束加工等。
机 械ห้องสมุดไป่ตู้工 程 导 论
第二节
电火花加工
电火花加工是模具加工的重要方法，常用的有电火花 成形和电火花线切割两种。
特种加工技术
特种加工技术1. 引言特种加工技术是指在工业生产过程中，利用先进的加工设备和工艺，对特殊材料或特殊形状的零件进行加工加工的技术方法。
特种加工技术在许多领域中都有广泛的应用，如航空航天、汽车制造、船舶建造等。
本文将介绍几种常见的特种加工技术，包括电火花加工、激光加工以及电化学加工。
2. 电火花加工电火花加工是一种利用电火花放电来进行加工的技术。
该技术主要用于加工高硬度和脆性材料，如硬质合金、陶瓷等。
其工作原理是利用高压脉冲电流在工件表面产生电火花放电，从而烧蚀掉工件表面的材料。
通过控制放电的时间和能量，可以实现对工件的精细加工。
电火花加工具有以下几个优点： - 能够加工高硬度和脆性材料； - 加工过程中不会产生机械应力； - 可以实现复杂形状的加工。
然而，电火花加工也存在一些限制：- 加工效率相对较低；- 加工精度受到局限。
3. 激光加工激光加工是利用高能量密度的激光束对工件进行加工的技术。
激光加工可以通过烧蚀、熔化、汽化等方式来剥离工件表面的材料。
激光加工具有以下几个特点： - 高加工精度和加工质量； - 高加工速度； - 可以实现对不同材料的加工。
激光加工在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。
例如，在飞机制造中，激光加工可以用于切割、焊接、打孔等工艺操作。
激光加工的应用还面临一些挑战： - 高能量激光设备的成本较高； - 对工件材料的适应性有限。
4. 电化学加工电化学加工是利用电化学反应对工件进行加工的技术。
它通过在电解液中施加电压，使得工件表面发生氧化、溶解等反应，从而实现加工目的。
电化学加工具有以下优点： - 加工精度高； - 加工过程中不会产生机械应力； - 可以加工高硬度和脆性材料；电化学加工主要用于微小零件加工、细微结构加工、薄板加工等领域。
例如，在电子芯片制造中，电化学加工可以用于进行微细线路的蚀刻。
然而，电化学加工也存在一些限制： - 加工速度较慢； - 加工尺寸受到限制。
5. 总结特种加工技术在现代工业中起着重要作用。
特种加工技术的名词解释
特种加工技术的名词解释近年来，特种加工技术在各个领域的应用越来越广泛，为产品提供了更高质量、更高效率的加工处理方法。
本文将对几种常见的特种加工技术进行解释，帮助读者更好地理解这些名词的含义和应用。
一、电火花加工电火花加工是一种利用脉冲电压在工件表面产生火花放电来实现微小加工的技术。
这种方法主要用于金属材料的切割、开槽、打孔和雕刻等加工过程。
通过控制脉冲的能量和持续时间，可以在工件表面形成微小的火花，使其溶化、汽化或气化。
电火花加工具有非接触、高精度、无切削力的优点，适用于硬度较高的金属材料的加工。
二、激光切割激光切割是利用高能激光束对工件进行切割的技术。
激光束经过光学组件的聚焦后，可以使工件表面产生高温，从而使材料蒸发或熔化，并通过高速气流将蒸汽或熔融材料从切割口中吹出。
激光切割具有高速、高精度、无机械接触等优点，广泛应用于金属、非金属材料的切割加工。
三、电解加工电解加工是利用电解液中的电解作用，通过阳极和阴极之间的电解质，对工件表面进行加工的技术。
当电流通过阴极和阳极之间的工件时，工件表面的金属离子被氧化或还原，形成气泡，并通过电解质传递离子，完成材料的加工、去除或修整等操作。
电解加工具有高精度、可靠性高、操作灵活等特点，适用于金属材料的精密加工。
四、电解抛光电解抛光是利用电解液对工件表面进行表面处理和研磨的技术。
在电解加工的基础上，通过调节电解液的组分和操作条件，使工件表面的金属离子在电流作用下发生氧化、析出或降解反应，从而实现对工件表面的平整化和光洁度的改善。
电解抛光广泛应用于不锈钢等材料的表面处理，可提高材料的光洁度和抗腐蚀性能。
五、真空蒸镀真空蒸镀是利用高真空环境下的热蒸发或电子束蒸发技术，使金属材料蒸发并沉积在工件表面的一种技术。
在真空腔体中，通过加热金属源或电子束轰击金属源，使金属原子蒸发，并在工件表面沉积，形成一层均匀、致密的金属膜。
真空蒸镀广泛应用于镜面、陶瓷、塑料等材料的表面覆盖和装饰，提供了高光洁度、高硬度和防腐蚀等性能。
特种加工技术课件
机床附件
夹头
电极
平动头
油杯
(a) 电 极 在 最 左
(b) 电 极 在 最 上
(c) 电 极 在 最 右
永磁吸盘
(d) 电 极 在 最 下
15
(e) 电 极 平 动 后 的 轨 迹
工作介质循环过滤系统
2 1
图2—9 工作介质循环过滤系统油路
1—粗过滤器 2—单向阀3—涡旋泵 4—电机 5—安全阀 6—压力表 7—精过滤器
我国国标规定，电火花加工机床均用D71加上机床工作台面 宽度的1/10表示。
例如： D 71 32
32表示机床工作台宽度为 320mm
2021/7/17
71表示电火花机床；
D表示电加工机床（若该机 床
为数控电加工机床，则在D后面
加上K，即DK）；
13
电火花加工机床结构
2 1
1—床身 2—液压油箱 3—工作液槽 4—主轴头 5—立柱 6—数控电源柜
功能 移动到机床的极限 回到当前位置与零点的一半处
绝对坐标指令 增量坐标指令 制定坐标原点
暂停指令 程序结束指令 忽略接触感知
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
20
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。
0—2摇动加工所在平面
22
0—2摇动加工伺服方式
自由摇动
数控摇动的伺服方式
步进摇动
锁定摇动
2021/7/17
23
特种加工技术
• 2. 超声波加工的特点和应用 • (1) 超声波加工主要适于加工各种硬脆材料，特别是不导
• 图是利用固体激光器加工的原理示意图。当激 光工作物质(如红宝石、钕玻璃和掺钕钇铝石 榴石等)受到光泵(即激励脉冲氙灯)的激发后， 吸收特定波长的光，在一定条件下可形成工作 物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒子数的状 态，这种现象称为粒子数反转。此时，一旦有 少数激发粒子自发辐射发出光子，即可感应所 有其它激发粒子产生受激辐射跃迁，造成光放 大。并通过谐振腔的反馈作用产生振荡，由谐 振腔一端输出激光。通过透镜将激光束聚焦到 待加工表面上，即可对工件进行加工。
好、无残余应力和毛刺； • (5) 加工中阴极损耗小，一般可加工上千个零件； • (6) 因影响电解加工的因素很多，故难于实现高
精度的稳定加工。尺寸精度低于电火花加工，且 不易控制，一般型孔加工为：0.03~0.05mm，型 腔加工为0.05~0.2mm； • (7) 电解液对机床有腐蚀作用，设备费用高，电 解产物的处理和回收较困难，污染较严重。
砂带磨削
• 利用高速运转的环形砂带加工工件表面的 磨削。一般在砂带磨床上进行。 砂带围绕 在具有一定弹性的压轮和张紧轮上，由压 轮驱动回转作连续切削运动，工件放在传 送带或工作台上作进给运动。当工件接触 砂带或通过压轮下的磨削区时，即被砂带 磨去表面的一层材料
• 砂带磨削具有许多其它磨削加工方式所不 具备的优势：①磨削效率高达96%，是所 有磨削加工方式中最高的；②磨削比高(比 砂轮磨削高10倍以上)；③可实现磨削、研 磨、抛光等多重加工效果，加工精度高，
《特种加工技术》习题(1)
特种加工技术习题1、单项选择题1、特种加工的英文缩写是：（）A：EDM B：NTM C：LBM D：EBM2、电火花成型加工的英文缩写是：（）A：EDM B：NTM C：LBM D：EBM3、电火花加工用的脉冲电源是电火花成型机床的核心部分，最早使用的脉冲电源是：（）A：弛张式 B：闸流管式 C：晶体管式 D：高低压复合式4、电火花数控指令中，功能是“移动轴直到接触感知”的代码是：（）A：G20 B：G40 C：G80 D：G905、电火花数控指令中，功能是“忽略接触感知”的代码是：（）A：M00 B：M05 C：M08 D：M096、某机床为数控电火花线切割快走丝机床，工作台横向行程320mm，按中国国标规定其型号应是：（）A：DK7132 B：DK7232 C：DK7632D：DK77327、某机床为数控电火花线切割慢走丝机床，工作台横向行程320mm，按中国国标规定其型号应是：（）A：DK7132 B：DK7232 C：DK7632D：DK77328、若放电间隙没有击穿，间隙上有大于50V的电压，但间隙内没有电流流过，则该放电状态为：A：开路 B：火花放电 C：短路D：电弧放电9、若间隙内绝缘性能良好，工作液介质被击穿后能有效的拋出、蚀除金属，则该放电状态为：A：开路 B：火花放电 C：短路 D：电弧放电10、一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为（）A：脉冲宽度 B：脉冲间隔 C：脉冲频率 D：脉冲周期11、影响加工速度的因素分为电参数和非电参数两大类，在题设影响因素中不属于电参数因素是（）A：脉冲宽度 B：脉冲间隔 C：加工面积 D：峰值电流12、影响加工速度的因素分为电参数和非电参数两大类，在题设影响因素中不属于非电参数因素是（）A：脉冲宽度 B：加工深度 C：加工面积 D：冲油方式13、采用电火花穿孔加工方法加工凹模。
如凹模的尺寸为20mm，单边火花间隙值为0.11 mm,则工具电极相应的尺寸为( )A：20.22 mm B：20.11 mm C：19.89 mm D：19.78mm14、试确定题设加工方法中,不属于电火花成型加工方法的是( )A：单工具电极直接成型法 B：多电极更换法C：分解电极加工法 D：阶梯工具电极加工法。
1.1 什么是特种加工技术
电火花线切割
激光切割
等离子弧喷涂
3
2、特种加工技术的产生
讨论：传统机械切削加工的原理及局限性
局限性1：切削加工“以硬欺软 ”---- 刀具硬度高于工件 面临困难：如何加工硬质合金、金刚石等超硬材料？
4
局限性2：刀具运动空间---- 多数为旋转相对运动 面临困难：如何加工异形孔、窄缝？？
局限性3：切屑力和切屑热----影响表面精度和微观结构 面临困难：如何加工超精超光整表面？
5
历史故事
1943年，前苏联莫斯科大学的拉扎林柯夫妇在研究开关触点（钨合 金）遭受火花放电腐蚀损坏时发现电火花的瞬时高温可以使得局部金 属熔化、气化而被蚀除，同时将开关触点浸没在油内可以使得放电蚀 除均匀并且可以预测大小，获得“以柔克刚”的效果，从而发明了世 界第一台电火花加工机床。
扎连科夫妇试验用的钨开关自动点火系统
LOGO
特种加工
Non-Traditional Machining
南华大学机械工程学院1LOGO§ 1.1 什么是特种加工技术
2
1、特种加工的概念
特种加工国外亦称“非传统加工” 或“非常规机械加工” ，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，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，从而实现材料的去除、变形、改变性能或被镀覆等 工艺。
▪ 适合微细加工，电子束、离子束加工等不仅可加工尺寸微小的孔 或狭缝，还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面；
▪ 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 形式，加工能量易于控制和转换，加工范围广，适应性强。
§10-2 特种加工技术
加工时，工具以一定的静压力压在工件上， 加工区域送入磨粒悬浮液。超声波发生器产 生超声频电振荡，通过超声换能器将其转变 为超声频机械振动，借助于振幅扩大棒把振 动位移振动放大，驱动工具振动。材料的碎 除主要靠工具端部的振动直接锤击处在被加 工表面上的磨料，通过磨料的作用把加工区 域的材料粉碎成很细的微粒，从材料上碎除 下来。由于磨料悬浮液的循环流动，磨料不 断更新，并带走被粉碎下来的材料微粒，工 具逐渐伸入到材料中，工具形状便复现在工 件上，工具材料常用不淬火的45钢，磨料常 用碳化硼或碳化硅、氧化铝、金刚砂粉等。
(3)电化学加工 利用电能转化为化学能进行加工，如电解加 工、电镀、刷镀、镀膜和电铸加工等。 (4)激光加工 利用激光光能转化为热能进行加工。 (5)化学加工 利用化学能或光能转换为化学能进行加工， 如化学铣削和化学刻蚀(即光刻加工)等。 (6)复合加工 将机械加工和特种加工叠加在一起就形成复 合加工。如电解磨削、超声电解磨削等。
(2)超声波加工的特点和应用 超声波磨料流加工适宜加工各种硬脆材料，尤 其是电火花加工和电解加工无法加工的不导电 材料和半导体材料，如玻璃、陶瓷、半导体、 宝石、金刚石等。对于硬质的金属材料，如淬 硬钢、硬质合金等，虽可进行加工，但效率低。 近十几年来，超声波加工与传统的切削加工技 术相结合而形成的超声波振动切削技术得到迅 速的发展，并在生产实际中得以广泛的应用。 超声波车削、超声波磨削、超声波钻孔等在金 属材料，特别是难加工材料的加工中取得良好 的效果。加工精度、加工表面质量显著提高。
3)特种加工中，工具的硬度和强度可以低于工 件的硬度和强度，因为它主要不是靠机械力 来切削，同时工具的损耗很小，甚至无损耗， 如激光加工、电子束加工、离子束加工等。 适于加工脆性材料、高硬材料、精密微细零 件、薄壁零件、弹性零件等易变形零件。
特种加工技术1
现代特种加工技术摘要：随着科学技术的迅猛发展，对产品结构的要求日趋复杂，对产品性能的要求日益增加，因此随之产生了特种加工技术，本文介绍了激光加工、电子束加工、离子束加工、超声加工等特种加工的原理、特点和应用。
关键词：特种加工激光电子束离子束超声波1 概述随着科学技术的迅猛发展，对产品结构的要求日趋复杂，对产品性能的要求日益增加，特别是在航空、航天和军事尖端技术中更为突出。
有些产品要求具备很高的强度重量比；由此而产品在精度、工作速度、功率及小型化方面要求很高；有些产品则要求在高温、高压和腐蚀环境中能可靠的进行工作。
为了适应以上要求，各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量涌现，其结构形状的复杂性、材料的可加工性以及加工精度和表面完整性方面的要求，用一般的机械加工是难以实现的，这就不断地向传统的切削加工技术提出新的挑战。
传统切削加工技术的本质和特点：一是靠刀具材料比工件材料更硬来实现切削；二是靠机械能把工件上多余的材料切除。
一般情况下，这是行之有效的方法。
但是，当工件材料越来越硬，加工表面越来越复杂的情况下，原来行之有效的方法就转化为限制生产率和影响加工质量的不利因素。
于是人们开始探索用软的工具加工硬的材料，不仅用机械能而且还采用电、化学、光、声等能量进行加工。
到目前为止，已经找到了多种这一类的加工方法，为区别于现有的金属切削加工，统称为特种加工。
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，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。
2激光加工（1）激光加工原理激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。
激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。
第一节-特种加工技术
2.电火花加工的局限性：
(1)电火花加工生产效率低。 (2)被加工的工件只能是导体. (3)存在电极损耗,这就影响了成型精度。 (4)加工表面有变质层。 (5)加工过程必须在工作液中进行。电火花加工时 放电部位必须在工作液中,否则将引起异常放电。 (6)线切割加工有厚度极限。
60年代初,上海科学院电工研究所成功研制了我国第一台靠模仿形电 火花线切割 机床。随后又出现了具有我国特色的冷冲模工艺,即直接采用凸模打凹 模的方法,使凸凹模配合的均匀性得到了保证,大大简化了工艺过程。
60年代末,上海电表厂张维良工程师在阳极切割的基础上发明了我国 独有的高速走丝线切割机床。上海复旦大学研制出电火花线切割数控 系统。
电火花加工
一、加工原理
电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时 产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电 加工或电蚀加工，英文简称EDM.
电火花加工的基本概念和特点
电火花加工的基本概念：
电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining 简称EMD）。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,靠放电时产生的局部、瞬时 的高温将金属蚀除下来。这种利用火花放电产生的腐蚀现象 对金属材料进行加工的方法叫电火花加工。
国外电火花加工的发展
目前计算机技术广泛应用于工业领域,电火花加工实 现了数控化和无人化。美国、日本的一些电火花加工设 备生产公司依靠其精密机械制造的雄厚实力,通过两轴、 三轴和多轴数控系统、自动工具交换系统及采用多方向 伺服的平动、摇动方案,解决了电火花加工技术中一系列 实质性的问题。随着具有高精度、高刚度、高自动化、 高加工表面粗糙度的机床不断出现,使加工的功能及范围 不断扩大。如今,在国际上,电火花加工可以加工大至数十 吨重的模具和零件,小至只有几微米的微孔。
特种加工技术3篇
特种加工技术第一篇：电火花加工技术电火花加工技术是一种非常重要的特种加工技术，它以高频脉冲电能作为能源，经过放电、溶化、冷却等过程，将工件表面沉积的金属材料割蚀掉，从而形成所需的形状，提高了工件的精度和表面质量。
电火花加工技术的应用范围非常广泛，比如模具制造、航空航天等领域都会应用到。
电火花加工加工的主要流程包含下面几个部分：1.选择加工材料首先需要选择合适的材料进行加工，一般选择硬质、难加工的材料，比如金属、合金、陶瓷等材料。
这些材料通常比较难以被传统机械加工加工得到精确的形状，因此需要采用电火花加工技术。
2.制备加工图纸制备加工图纸时需要考虑到加工对象的纹理方向，即加工时产生的毛刺以及表面光洁度。
同时还要准确测量加工对象的尺寸，确保在加工时不会出现误差。
3.选择合适的工具选择合适的电极和电火花加工机，根据加工对象的形状和要求选择合适的电极，以及根据加工对象的尺寸和形状选择合适的加工机型号。
4.设定电火花加工参数根据加工对象的不同，需要设定不同的加工参数，比如放电电压、电流、脉冲持续时间等。
同时还需要选择合适的冷却液和步进电机等辅助设备。
5.进行电火花加工进行电火花加工时需要根据工艺流程严格执行，控制加工的速度和时间，以确保加工过程中的安全性和质量。
总之，电火花加工技术在现代工业加工中起着很重要的作用。
随着科技的不断进步和工业的不断发展，电火花加工技术将会有更广泛的应用。
第二篇：激光加工技术激光加工技术是一种高端的特种加工技术，它将激光束聚焦到工件上，利用高能量激光束对材料进行加工、切割、焊接等工艺来得到精确的形状。
激光加工技术被广泛应用于精密机械、电子、光学、航空航天等领域，其优点在于精度高、速度快、加工面平整、精度高以及适用范围广等等。
激光加工技术的主要步骤包括以下几个部分：1.选择合适的材料激光加工技术主要适用于金属、塑料、石英、陶瓷等材料的加工，选择合适的材料能够提高加工效率和加工质量。
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
特种加工技术
特种加工技术特种加工亦称“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。
中文名特种加工外文名Special Machining 普及时间二十世纪四十年代目录一概述二发展三特点四运用领域五独到之处六加工工艺七加工技术1、电火花2、激光3、电子束4、离子束5、电加工6、超声波7、数控八发展方向一、概述：特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法,它不同于使用刀具特种加工：特种加工、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。
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。
二、发展：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。
为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。
特种加工技术
特种加工技术特种加工技术是一种高端、高精度的制造工艺，具有复杂形状、高质量和高可靠性的特点。
特种加工技术主要包括高速切削加工、电火花加工、激光加工等。
这些技术的应用方向涉及到航空航天、汽车制造、电子通信、生物医药等多个领域。
一、高速切削加工高速切削加工是一种以高速运转的工具在工件表面上进行加工的技术。
它主要应用于金属材料的加工中，如铝合金、钛合金、高温合金和不锈钢等。
高速切削加工的优点主要在于加工速度快、表面质量高、加工工件尺寸精度高等方面，这些特点使得高速切削加工成为了许多行业的首选技术手段。
高速切削加工技术在飞机零件、模具制造、汽车零部件制造、机械制造、船舶制造等领域都有广泛的应用。
它的发展还促进了数控技术的飞速发展，同时也推动了人类自动化制造的步伐。
二、电火花加工电火花加工是利用高频脉冲放电切割或加工导电材料的一种机电加工技术。
主要应用在模具制造、飞机航天、汽车制造、模具、精密机械制造、玉石雕刻等行业中。
电火花加工的特点在于它可以加工出复杂的形状，而且可以加工出超硬材料和热处理后的金属材料，制作出高精度模具，如精密芯模、模具、工艺刀具、开槽钻、刻线刀等；在航空航天业中，也可以用来加工散热器、燃烧室、涡轮叶片等复杂形状的零部件。
三、激光加工激光加工是利用激光束在工件表面切割、焊接、雕刻、打孔等加工过程中，具有非接触加工、非热接触、精度高、效率高、易自动化控制等优点。
激光加工的应用领域也非常广泛，如电子电器制造、机械制造、汽车制造、航空航天、医疗器械等。
激光加工可以对材料进行各种加工作业，从而满足生产的不同需求。
例如，激光切割技术可用于生产压缩机、汽车零件和航空零件。
激光焊接技术可用于电子零件、汽车制动系统和飞机的燃油泵等。
激光打孔技术可用于贵重石材、塑料制品和编织物等材料的加工中。
此外，激光打印技术也是目前3D打印技术中的一种先进的加工手段。
总之，特种加工技术的应用已经深入到我们生活的方方面面中，并且将持续发展，并为我们带来更多的便利和舒适。
现代特种加工技术
现代特种加工技术特种加工是用特别规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接施加于被加32212件部位，达到材料去除、变形以及转变性能等目的的加工技术。
一、激光加工激光加工是加世纪60年月进展起来的新技术，它是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应来加工各种材料。
近年来，激光加工被越来越多地用于打孔、切割、焊接、表面处理等加工工艺技术。
1．激光加工原理激光是一种经受激辐射产生的加强光。
其光强度高，方向性、相干性和单色性好，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微小光斑，从而获得极高的能量密度。
当激光照耀到工件表面时，光能被工件快速汲取并转化为热能，致使光斑区域的金属蒸气快速膨胀，压力突然增大，熔融物以爆炸式高速喷射出来，在工件内部形成方向性很强的冲击波。
激光加工就是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合作用过程。
2.激光加工的特点1）激光加工功率密度高；2）激光光斑小；3）激光加工属于非接触加工，没有明显的机械力，没有工具损耗，可加工已变形的薄板和橡胶等弹性零件；4）加工速度快，热影响区小；5）加工影响因素许多。
3.激光加工的应用（1）激光打孔（2）激光切割（3）激光焊接（4）激光表面处理二、超声波加工1．超声波加工基本原理人耳能感受的声波频率是在16-16000Hz范围内，频率超过160001-Iz 的声波称之为超声波。
超声波加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。
加工时在工具1与工件2之间加入液体(工作液)与磨料混合的悬浮液3，并使工具以很小的力9轻轻压在工件上。
超声换能器6产生16000Hz以上的超声频纵向振动，并借助于变幅杆4、5把振幅放大到0.05-0.1mm左右，驱动工具端面作超声振动，迫使悬浮液中的磨料以很大的速度和加速度不断地撞击、抛磨被加工表面，把被加工表面的材料粉碎成很细的微粒，从工件上被打落下来。
《特种加工技术》 习题答案
《特种加工技术》2017版习题参考答案【说明】：每章的第一大题是简答题，其答案基本在书中有描述，此处不再给出；部分章节的拓展题主要目的是启迪、开拓思路或展开应用，故没有统一或固定的答案。
第1章电火花成形加工（EDM SINKING）二、选择题1.电火花深小孔加工应当选择以下 C 作为工作液；A.自来水；B.煤油；C.去离子水(工业纯水) ；D.乳化液2.电火花共轭回转加工的最早发明人是：AA.中国人；B.美国人C.俄国人D.德国人3. 欲将小型交叉孔口毛刺去除彻底干净，最好采用D加工方法来完成。
A.锉刀；B.砂带磨削C.砂轮磨削D.电火花工艺4.欲保证最高的加工精度，电火花加工中工作液供给方式最好采用C。
A.静态淹没工件；B.侧面冲液C.工具电极内部抽吸D.工具电极内部射出5.对于象筛网零件有成千上万个小孔需要加工，为保证生产率，电火花加工宜采用以下D工具电极.A.单个实心电极逐个加工；B.单个空心电极逐个加工C. 实心群电极D.空心管群电极三、判断题1.电火花加工中的吸附效应都发生在正极上。
（F ）2.电火花成型加工时，电极在长度方向上损耗后无法得到补偿，需要更换电极。
（T ）3.电火花成型加工中的自动进给调节系统应保证工具电极的进给速度等于工件的蚀除速度；（T）4.电火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求电规准的调节范围相对较小。
（F ）5.电火花成型加工电极损耗较难进行补偿。
（T ）6.在型号为DK7740的数控电火花线切割机床中，D表示电加工机床。
（T）7.弛张式脉冲电源电能利用率相当高，所以在电火花加工中应用较多。
（F）8.电火花成型加工属于盲孔加工，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差。
（T）9.电火花加工的粗规准一般选取的是窄脉冲、高峰值电流。
（F）10.电火花加工的粗规准一般选取的是宽脉冲、高峰值电流。
（T）11.电火花加工的效率较低。
（T）12.煤油作为电火花液，冷却效果最好（F）13.紫铜又叫纯铜；（T）14.电火花机床没有主运动，只有进给运动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1)切割各种冲模和具有直纹面的零件 2)下料、截割和窄缝加工
约占电火花机床总数的70％， 典型机 床有 DK7725、DK7632等 数控电火花线切割机床
1)加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，
3
电火花内孔、 外圆和成形磨
削
1)工具与工件有相对的旋转运动 2)工具与工件间有径向和轴向的进给运 动
如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻 套等
3）电极材料的抛出
电极表面产生熔化甚至气化
两电极被蚀除的材料在放电 极间熔化气化产物在放电通
第二章 电火花加工
2.1 概述 2.2电火花加工的基本原理及机理 2.3 电火花加工的一些基本规律 2.4 电火花加工机床 2.5电火花加工的应用 2.6 其他电火花加工技术 2.7 电火花加工安全防护 2.8电火花加工技术的发展
2.1. 概述
2.1.1 电火花加工的概念 2.1.2 电火花加工的分类
约占电火花机床总数的1％～ 2%，典型设备有D9105电火花强 化机等
2.2 电火花加工的基本原理及机理
2.2.1 电火花加工的基本原理 2.2.2 电火花加工的机理 2.2.3 电火花加工的极性效应 2.2.4 电火花加工的特点
2.2.1 电火花加工的基本原理
• 实现电火花加工应具备的条件： • 1）工具电极和工件电极之间在加工中必须保持一
1)线切割预穿丝孔 2)深径比很大的小孔，如喷嘴等
约占电火花加工机床总数的3％， 典 型 机 床 有 D703A 电 火 花 高 速 小 孔加工机床等
1)模具刃口，刀、量具刃口表面强化和
6
电火花表面强 化、刻字
1)工具在工件表面上振动，在空气中火 花放电
2)工具相对工件移动
镀覆 2)电火花刻字、打印记
2)加工外圆、小模数滚刀等
约占电火花机床总数的3％，典 型 机 床 有 D6310 电 火 花 小 孔 内 圆 磨床等
以同步回转、展成回转、倍角速度回
4
电火花同步 共轭回转加工
1)成形工具与工件均作旋转运动，但二 者角速度相等或成整倍数，相对应接近的 放电点可有切向相对运动速度
2)工具相对工件可作纵、横向进给运动
转等不同方式，加工各种复杂
型面的零件，如高精度的异形齿轮，精 密螺纹环规，高精度、高对称度、表面 粗糙度值小的内、外回转体表面等
约占电火花机床总数不足1％， 典 型 机 床 JN-2 、 JN-8 内 外 螺 纹 加 工机床等
5
电火花高速 小孔加工
1)采用细管(＞Φ)电极，管内冲入高压水 2)细管电极旋转 3)穿孔速度高(30～／min)
磨削加工
电火花成型加工
电火花线切割加工
背景知识2-1
• 真正的电火花放电加工开始于1943年，以前苏联莫 斯科大学的教授拉扎连科夫妇(Professors Dr. Boris Lazarenko and Dr. Natalya Lazarenko ) 发现的电火花放 电原理为标志。当时正值二战时期，前苏联政府要 求他们夫妇领导的科研小组研究如何减少钨开关触 点由于通电时产生火花而导致的电腐蚀，以延长钨 开关的使用寿命，因为该问题在当时的机动车辆， 尤其是坦克上尤为突出，并大大影响了坦克的使用 可靠性及寿命。在实验中他们把触点浸入油中，希 望可以减少火花导致的电蚀现象，但实验并未获成 功，不过结果发现浸入油中的触点产生的火花电蚀 凹坑比空气中的更加一致并且大小可控。于是他们 就想到利用这种现象采用火花放电的方法进行材料 的放电腐蚀。由此发明了世界上第一台电火花加工 机床。1946年，拉扎连科夫妇因此获得斯大林奖章。
电火花加工原理图
脉冲电源的放电电压及电流波形
2.2.2 电火花加工的机理
• 每次电火花放电的微观过程都是电场力、 磁力、热力、流体动力、电化学和胶体化 学等综合作用的过程。这一过程大致可分 以下四个连续阶段：极间介质的电离、击 穿，形成放电通道；介质热分解、电极材 料熔化、气化热膨胀；电极对材料的抛出； 极间介质的消电离。
1）极间介质的电离、击穿，形成放电通道。
介质原子结构示意图
极间未施加放电脉冲时的情况
极间施加放电脉冲形成放电通道的情况
2）介质热分解、电极对材料熔化、气化热膨胀。
• 极间介质一旦被电离、击穿，形成放电通 道后，脉冲电源将使通道内的电子高速奔 向正极，正离子奔向负极，电能变成动能， 动能通过带电粒子对相应电极材料的高速 碰撞转变为热能。于是在通道内正极和负 极表面分别产生瞬时热源，并达到很高的 温度。正负极表面的高温除使周围工作液 汽化、热分解外，也使金属材料熔化甚至 沸腾气化。
2.1.2电火花加工的分类
• 按工具电极与工件相对运动的方式和用途 的不同，电火花加工大致可分为： 电火花穿孔成形加工 电火花线切割 电火花同步共扼回转加工 电火花高速小孔加工 电火花表面强化与刻字
电火花加工的分类及适用范围
类别 1
工艺类型
电火花穿孔成 形加工
特点
适用范围
备注Байду номын сангаас
1)工具和工件间有一个相对的伺服进给 运动
定的间隙，一般是几个微米至数百微米。 • 2）火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中
进行，如火花油、水溶性工作液或去离子水等。 • 3）放电点局部区域的功率密度足够高，即放电通
道要有很高的电流密度(一般为105～106A/cm2)。 • 4）火花放电是瞬时的脉冲性放电，放电的持续时
间一般为10-7～10-3秒。 • 5）在先后两次脉冲放电之间，有足够的停歇时间。
2)工具为成形电极，与被加工表面有相 对应的形状
1)穿孔加工：各种冲模、挤压模、粉末 冶金模、异形孔及微孔等
2)型腔加工：加工各类型腔模及各种复 杂的型腔工件
约占电火花加工机床总数的20 ％，典型机床有DK7125、D7140 等电火花成形机床
2
电火花线切 割加工
1)工具电极为移动的线状电极 2)工具与工件在两个水平方向同时有相 对伺服进给运动
2.1.1 电火花加工的概念
• 所谓电火花加工(Electrical Discharge Machine 简称EDM)是在介质中，利用两极(工具电极 与工件电极)之间脉冲性火花放电时的电腐 蚀现象对材料进行加工，以使零件的尺寸、 形状和表面质量达到预定要求的加工方法。
不同加工方式表面微观形貌照片