第十章_复合加工
复合加工工艺技术
复合加工工艺技术复合加工工艺技术是一种将两种或两种以上不同材料通过加工、组合、结合等方式制备成具有特定性能的复合材料的加工技术。
随着科技的进步和工业的发展，复合材料在各个领域得到了广泛应用，并取得了显著的成果。
复合加工工艺技术主要包括预处理、复合、固化和后处理等流程。
首先，预处理是将原材料进行清洗、修整、涂敷等处理，以提高材料的表面质量和加工性能。
其次，复合过程是将不同的材料进行叠层、编织或包覆等处理，形成一定的结构。
这样可以充分发挥各材料的优点，弥补各自的不足，从而提高复合材料的性能。
然后，固化是通过热压、冷压、热固化等方式使复合材料的各层牢固结合，形成坚实的整体结构。
最后，后处理是对复合材料进行研磨、修整等处理，以达到一定的精度和表面质量要求。
复合加工工艺技术的优点在于可以弥补单一材料的不足，改善材料的性能。
不同材料的组合可以使复合材料具有多种特性，如高强度、高韧性、耐磨性、耐腐蚀性等。
此外，复合加工工艺技术还可以实现结构轻量化、能耗降低等效果，具有重要的经济意义和社会效益。
在航空航天、汽车、船舶等领域，复合材料的应用已经取得了显著的成果，为推动工业的发展做出了重要贡献。
然而，复合加工工艺技术也面临一些挑战和难题。
首先，由于原材料的特殊性和制造工艺的复杂性，加工成本较高，加工周期较长。
其次，材料的复合质量和性能往往受到很多因素的影响，包括温度、压力、湿度等，需要严格控制。
此外，对于大型和复杂形状的复合材料制造，还存在工艺参数难以提前确定、材料内部应力大、损伤难以发现等问题，使得工艺的稳定性和可控性受到一定的限制。
为了解决这些问题，需要进一步研究和发展复合加工工艺技术。
一方面，可以通过改进材料和加工设备，提高工艺的效率和稳定性，降低成本和周期。
另一方面，可以通过优化工艺参数和控制方法，提高复合材料的质量和性能。
此外，还可以开展材料性能的测试和评价，提供理论依据和技术支持。
通过不断努力，可以进一步推进复合材料的研究和应用，为工业的发展和社会的进步做出更大的贡献。
复合加工工艺一、干法复合干法复合是生产复合薄膜最常用的方法
复合加工工艺一、干法复合干法复合是生产复合薄膜最常用的方法，它是用溶剂型粘合剂将两种或数种基材复合在一起。
干法复合主要有以下特点：（l）对基材的适应性广。
可用于各种塑料薄膜、铝箔、镀铝薄膜以及纸张的复合，尤其适于同种或异种塑料薄膜的复合。
（2）生产效率高。
复合速度最高可达250m/min左右，一般为130～150m/min；加工宽度为400～1400mm。
（3）使用聚氨酯粘合剂，其粘合强度大，并有良好的耐热性和耐化学药品性，可用作耐高温蒸煮袋等。
（4）复会操作简单，只要干燥温度和张力控制适当，就可顺利生产。
干法复合的主要缺点是粘合剂用量大，能源消耗大，其生产成本较高；且聚氨酯粘合剂有一定的毒性。
目前，我国约有1/3的复合薄膜采用于法复合生产，主要用于蒸煮食品、风味食品等中高档商品的包装。
在国外，由于价格的竞争，共挤出和挤出复合薄膜占了绝大部分，而干法复合薄膜所占的比重较小，只有在需要高档包装上才使用。
如日本干法复合薄膜仅占12％；在美国和西欧等国，因聚氨酯粘合剂的毒性问题，其复合薄膜不准用于食品的包装。
近年来，我国也在注重发展共挤出和挤出复合薄膜。
1.干法复合材料及原辅料。
主要有干法复合薄膜、复合用基材、粘合剂、油墨等。
（1）干法复合薄膜。
干法复合薄膜最常见的是由2～3层基材构成，主要用于食品包装。
复合薄膜的结构，可以根据不同产品的包装要求，选择适合的基材，进行合理的设计。
如蒸煮袋要求具有较好的耐热性、阻隔性和强度等，典型的蒸煮袋结构是：PET（外）/AL（铝箔）/CPP（内），PET薄膜为蒸煮袋提供了较高的强度、印刷性和透明性；铝箔提供了刚性和阻隔性；CPP薄膜作内层材料则具有较好的热封性和化学稳定性。
常见干式复合薄膜的结构、特点及用途见表14-1。
（2）复合用基材。
干法复合可供选择的基材面广，一般基材均可用于干法复合。
从复合薄膜的结构来看，外层材料应具有较好的印刷性能和光学性能；强度高，不易划伤、磨毛；耐热性能好等特点。
复合加工工艺
复合加工工艺
复合加工工艺，顾名思义就是将两种以上的加工工艺结合在一起。
例如将冲压和车削结合在一起，就是一种复合加工工艺。
复合加工工艺能充分发挥各工艺的优点，使产品的精度和质量得到较大的提高。
在复合加工工艺中，采用不同的加工方法组合成一种新的复合加工方法。
例如，在冲压工艺中采用冲压、车削两种方法结合成一种新的复合加工方法，可以得到较高精度和较好表面质量的零件。
例如，在一台数控车床上，采用冲压和车削两种方法，可以同时完成一个复杂零件的加工。
对于一些精度要求较高的零件，如汽车齿轮、齿轮花键轴等，可以利用冲压和车削两种方法结合成一种新的复合加工工艺。
在这种情况下，就需要对零件进行特殊处理。
例如，在车床上先用车削方法将零件外轮廓车好，然后再用冲压方法将内轮廓压成零件表面。
这样就可以把两种加工方法结合起来实现一次成形。
—— 1 —1 —。
第十章(2)加工中心(2h) (PPTminimizer)
1.按照加工中心布局方式分类(4)
万能加工中心（复合加工中心） 具有立式和卧式加工中心的功能，工件一次装夹 后能完成除安装面外的所有侧面和顶面（五个面） 的加工，也叫五面加工中心。 具有数控回转工作台
MAHO两轴数控转台图例
它
除了 可绕水平 轴回转以 外，还可 绕垂直轴 作360° 回转。
三、加工中心的分类
1.按照加工中心布局方式分类(1)
立式加工中心 立式加工中心是指主轴轴心线为垂直状态设置的 加工中心，其结构形式多为固定立柱式，工作台 为长方形，无分度回转功能，适合加工盘类零件。 在工作台上安装一个水平轴的数控回转台，可用 于加工螺旋线类零件。立式加工中心的结构简单， 占地面积小，价格低。
２．能够自动改变加工工艺参数
加工中心能自动改变主轴转速、进给量、和刀具 相对工件的运动轨迹及其它辅助机能。
３．有些加工中心可以 将加工和安装工件同时进行
加工中心如果配有交换工作台，工件在工作位置 的工作台上加工的同时，另外的待加工工件可在 处于装卸位置的工作台上进行安装，减少辅助工 作时间，提高了工作效率。
5．自动换刀装置
它由刀库、机械手和驱动机构等部件组成。刀库是存放 加工过程所使用的全部刀具的装置。刀库有盘式、鼓式 和链式等多种形式，容量从几把到几百把，当需换刀时， 根据数控系统指令，由机械手(或通过别的方式)将刀具 从刀库取出装入主轴中。机械手的结构根据刀库与主轴 的相对位置及结构的不同有多种形式。有的加工中心不 用机械手而利用主轴箱或刀库的移动来实现换刀。尽管 换刀过程、选刀方式、刀库结构、机械手类型等各不相 同，但都是在数控装置及可编程序控制器控制下，由电 机、液压或气动机构驱动刀库和机械手实现刀具的选择 与交换。当机构中装入接触式传感器，还可实现对刀具 和工件误差的测量。
化学加工和复合加工
化学加工（chemical）化学加工是利用酸、碱或盐的溶液对工件材料的腐蚀溶解作用，以获得所需形状、尺寸或表面状态的工件的特种加工。
化学加工的方法化学加工使用的腐蚀液成分取决于被加工材料的性质，常用的腐蚀液有硫酸、磷酸、硝酸和三氯化铁等的水溶液；对于铝及其合金则使用氢氧化钠溶液。
化学加工主要分为化学铣削、光化学加工和化学表面处理三种方法。
化学加工的应用化学加工的应用较早，14世纪末已利用化学腐蚀的方法，来蚀刻武士的铠甲和刀、剑等兵器表面的花纹和标记。
19世纪20年代，法国的涅普斯利用精制沥青的感光性能，发明了日光胶板蚀刻法。
不久又出现了照相制版法，促进了印刷工业和光化学加工的发展。
到了20世纪，化学加工的应用范围显著扩大。
第二次世界大战期间，人们开始用光化学加工方法制造印刷电路。
50年代初，美国采用化学铣削方法来减轻飞机构件的重量。
50年代末，光化学加工开始广泛用于精密、复杂薄片零件的制造。
60年代，光刻已大量用于半导体器件和集成电路的生产。
化学铣削化学铣削是把工件表面不需要加工的部分用耐腐蚀涂层保护起来，然后将工件浸入适当成分的化学溶液中，露出的工件加工表面与化学溶液产生反应，材料不断地被溶解去除。
工件材料溶解的速度一般为0.02～0.03毫米/分，经一定时间达到预定的深度后，取出工件，便获得所需要的形状。
化学铣削的工艺过程包括：工件表面预处理、涂保护胶、固化、刻型、腐蚀、清洗和去保护层等工序。
保护胶一般用氯丁橡胶或丁基橡胶等；刻型一般用小刀沿样板轮廓切开保护层，并使之剥除。
化学铣削适合于在薄板、薄壁零件表面上加工出浅的凹面和凹槽，如飞机的整体加强壁板、蜂窝结构面板、蒙皮和机翼前缘板等。
化学铣削也可用于减小锻件、铸件和挤压件局部尺寸的厚度，以及蚀刻图案等，加工深度一般小于13毫米。
化学铣削的优点是工艺和设备简单、操作方便和投资少，缺点是加工精度不高，一般为±0.05～±0.15毫米；而且在保护层下的侧面方向上也会产生溶解，并在加工底面和侧面间形成圆弧状，难以加工出尖角或深槽；化学铣削不适合于加工疏松的铸件和焊接的表面。
复合加工
l－第一基膜放卷 4－涂胶辊
2－第一复合辊 5－烘道
3－第二基膜放卷 8－粘合剂
6～7－收卷
特点
1.适用水溶性或水乳性粘合剂。不使用有机溶剂， 无污染，环保。 2.要求复合基材至少有一侧是疏松多孔、透气的。 3.粘合强度不高。 4.先复后干。（干式复合法——先干后复） 5.相对更具有经济性。
挤出复合法的定义
共挤出复合法
利用多台挤出机，通过一个多流道的复合机头 ，生成多层结构的复合薄膜。 比其它复合工艺节约约30%的成本。 复合薄膜各层厚度可以调节。 有共挤吹膜和共挤流延两种方法。
无溶剂复合
无溶剂复合薄膜的生产及应用始于20世纪70年 代中期的欧洲，至今已占整个欧美复合薄膜市 场的60%以上。我国自1996年以来也先后引进 近20台无溶剂复合机。随着我国社会经济的发 展，环境保护越来越受重视，对食品包装的要 求也越来越高，无溶剂复合逐步取代溶剂复合 将成为必然趋势。 采用无溶剂型黏合剂，把两种基材复合在一起
挤出复合
挤出温度
温度高能提高牢度，但过高可使薄膜氧化带有异味，并 使得片膜收缩 过低可导致黏合强度下降，透明度和光泽度下降 一般控制在300度 间距大会使氧化程度大，有利于提高复合牢度 过大会使得温度损失加大，影响复合牢度 一般控制在50-150mm
气隙距离
复合速度
干法复合薄膜的结构、特点及用途
结构 BOPP/LDPE 特点 机械强度好，耐磨性 优良，防湿、防潮， 可低温冷藏 良好的冷藏性，耐腐 蚀好，抗穿剌，阻气 ，保香，可低温冷藏 机械强度高，阻气， 保香性好，可蒸煮 用途 包装快餐面、饼干、 酱菜、密饯、化妆品 豆腐干，鱼类制品， 肉和香肠、奶酷、咖 啡、医疗器具、冷冻 食品 调味品，香肠，咖啡
复合加工技术在航空业的应用
复合加工技术在航空业的应用1、复合加工技术加工效率和加工精度是金属加工领域追求的永恒目标。
在传统的机械加工流程中，由于在制品在不同设备之间流转，不可避免的产生加工等待、运输和定位装夹，等行为，这些因素既影响加工精度，又增加了生产辅助时间。
随着计算机技术、数控技术，机床技术和工艺技术的不断发展，传统的加工理念已经不能满足人们对机械加工效率和精度的需要，在这样的背景下，复合加工技术孕育而生。
一般来讲，复合加工技术就是在一台加工设备上完成不同加工工序或者不同工艺方法的加工技术的总称。
目前，复合加工技术主要表现为两种不同的形式：一种是以能量或运动方式为基础的不同加工方法的复合；另一种是以工序集中原则为基础的、以机械加工工艺为主的复合。
车磨复合加工技术是近年来产生的一种新的复合加工方式。
对于车削和磨削机床，适合加工的零件是回转类零件。
磨削的特点是：磨削前毛坯一般都进行了淬火处理，毛坯的硬度高，所留余量较少，砂轮每次吃刀量少，相对车削加工效率较低。
车削属于粗加工或半精加工工种，选择合适的刀具和切削参数后加工效率高。
车磨复合加工设备集成了车削和磨削的特点，能够大幅度提高轴类零件，特别是高精度轴类零件的加工效率。
2、车磨复合机床及关键技术目前，车磨复合加工技术作为一种先进的制造技术，由于它的高精度性和只能加工回转类零件的局限性，在国内外应用较少。
本文通过介绍一台车磨复合加工中心，对车磨复合技术的特点以及设备功能进行一定的研究和探索。
车磨复合，就是在同一台设备上既能进行车削加工，又能进行磨削加工的一种复合方式。
从复合加工的特点来说，就是一次装夹完成零件的车削和磨削工序，减少了的零件的装卸次数，避免重复定位误差，能够更好地保证零件精度。
但，车磨复合加工设备又具备许多特点。
为了大幅度提高轴类高精度零件的加工效率，瑞士STUDER公司推出车削和磨削复合的机床——车磨复合加工中心。
该设备可配置左、右、正斜砂轮架和转塔刀架，3种横向砂轮架和车刀架可有15种配置方案。
多功能机械加工中复合加工工艺研究
多功能机械加工中复合加工工艺研究随着科技的不断发展和进步，机械加工行业也迎来了一个新的转折点。
多功能机械加工技术的出现，为工业生产带来了巨大的便利和创新。
在传统的机械加工中，需要多台设备进行不同的加工，而多功能机械加工技术则通过整合多种不同功能的机械设备，实现了一台机器的多种加工功能，大大提高了工作效率和生产效益。
在多功能机械加工中，复合加工工艺尤为重要。
复合加工工艺是指利用一个机器，通过交替使用不同的工具和功能，完成不同加工操作的过程。
这种加工方式可以在节省时间和成本的同时，提高加工的精度和稳定性。
下面将从多角度来探讨多功能机械加工中复合加工工艺的研究。
首先，多功能机械加工中复合加工工艺的研究对于提高产品质量至关重要。
传统机械加工中，常常需要多次上机，由不同的加工设备完成不同的工序。
而在多功能机械加工中，只需一台机器，通过复合加工工艺，可以完成多种工序，大大减少了加工过程中的交接误差。
这样不仅可以降低产品的不合格率，还可以提高加工的精度和稳定性。
其次，多功能机械加工中复合加工工艺的研究可以提高生产效率。
在传统机械加工中，需要将不同的零件分别送到不同的机器上进行加工，而在多功能机械加工中，只需一台机器，可以连续地进行多种加工操作。
这大大缩短了加工的时间，提高了生产效率。
同时，复合加工工艺的研究还可以提高设备的利用率，减少生产线的占地面积，进一步降低成本。
另外，多功能机械加工中复合加工工艺的研究也对于推动创新和发展具有重要意义。
多功能机械加工技术的出现，为产品的设计和制造带来了更多的可能性。
通过复合加工工艺的研究，可以实现很多传统机械加工所无法实现的功能和效果。
例如，通过多功能机械加工，可以实现各种复杂形状的零件加工，满足不同行业和领域的需求。
这对于推动科技创新和产品升级具有重要的推动作用。
最后，多功能机械加工中复合加工工艺的研究还需关注其在环境保护和可持续发展方面的应用。
当前，环境污染和资源浪费等问题已经成为制约人类社会可持续发展的重要因素。
土壤肥料学：第十章 复混肥料
（2）复混肥料中含有微量营养元素在K2O 后面的位置上表明，例如：12－12－12 -2 （ Zn），是含有锌的三元复混肥料。
15－15－10－1(B) ？
5.复合肥的分级
按复合肥料中所有营养元素有效成分百分量总 和（总有效养分含量 ）分为
1）高浓度复合肥：＞40% 2）中浓度复合肥：＞30% 3）低浓度复合肥： 对二元复合肥：＞20%，＜30% 对三元复合肥：＞25%，＜30%
部分复肥标本
第三节 复混肥料的配制
一、肥料混合的原则
1. 混合后物理性状不能变坏 如尿素与普钙混合后易潮解
2. 混合时肥料养分不能损失或退化 如铵态氮肥与碱性肥料混合易引起氨的挥发损失
3. 肥料在运输和机施过程中不发生分离 如粒径大小不一样的不能相混
4. 有利于提高肥效和施肥功效
硫酸铵
氯化铵 碳酸氢铵
(4)配比多样性，有利于针对性的选择和施用：
复混肥料的主要特点是可以根据土壤养分特点和作 物的营养特性，按照用户的要求进行二次加工制成。 因此，产品的养分比例多样化，可以根据需要选择 和施用。从而避免某些养分的浪费，提高肥料的增 产效果。
(5)降低成本，节约开支：如生产1吨20-20-0的硝
酸磷肥比生产同样成分的硝酸铵和过磷酸钙可降低 成本10%左右；1公斤磷酸铵相当于0.9公斤硫酸铵 和2.5公斤过磷酸钙中所含的养分，而体积上却缩 小了3/4。这样可节省贮存、运输、施用费用。
在二元三元或多元复混肥料的基础上添加杀虫剂灭菌剂或生长素配制而混合后物理性状不能变坏如尿素与普钙混合后易潮解混合时肥料养分不能损失或退化如铵态氮肥与碱性肥料混合易引起氨的挥发损失肥料在运输和机施过程中不发生分离如粒径大小不一样的不能相混草木灰石灰磷酸铵氯化钾硫酸钾磷矿粉钙镁磷肥过磷酸钙尿素硝酸铵碳酸氢铵氯化铵硫酸铵不可以混合可以混合可以混合但必须随混在配制混合肥料时必须根据土壤和作物的供需情况及单质肥料的养分含量进行配比计算并注意配制工艺或操作方法
《数控特种加工技术(第二版)》教学资源 第11章 复合加工
方法。因此，电解磨削保留了电解加工的许多优点，同时克服了磨削
加工的缺点。与普通机械磨削相比，具有如下特点：
数 控 特 种
• •
（1）加工范围广，可以加工任何高硬度、高韧性的导电材料。 （2）加工效率高。例如电解磨削硬质合金的加工效率比普通金刚石 砂轮磨削高3～5倍。
加 • （3）磨削力小，磨削热很少，消耗功率也小，不会产生磨削烧伤、
技 术
•
电火花超声复合加工主要用于加工硬质合金、聚晶金刚石和导电 陶瓷等硬脆材料，在加工小孔、深孔、窄缝及异型孔时，可获得
较好的工艺效果。
11.5 数控超声旋转加工
• 一、数控超声旋转加工的原理
• 超声旋转加工是以超声作用为主，结合机械磨削作用形成的复合 加工方法。应用金刚石空心钻工具进行超声旋转加工的原理如图
种 • （3）加工精度高，表面质量好。超声振动切削提高了工艺
加 工 技 术
系统的刚度，明显地增强了切削过程中的动态稳定性，减轻 或消除了普通切削时经常发生的振动现象。而且振动切削破 坏了产生积屑瘤的条件，又由于切削力小，切削温度低，从 而大大提高加工精度和表面质量。例如，在转速为200r／
min的精密瑞士机床上，一次把φ1mm的不锈钢车成，加工
11-6所示。加工时工件以恒定的压力（而不是以一定的速度）向
数 工具做进给运动，金刚石空心钻在超声换能器作用下做高频振动，
控 特 种
对工件表面进行锤击冲击，产生压痕和碎裂；同时空心钻以一定 转速（0～5300r/min）做旋转运动，对工件进行磨削。锤击和磨
加 削共同作用的结果，导致材料的快速去除。超声旋转加工不需要
导电材料。与单一的电解加工或电火花加工相比，加工效率大
数 控
《复合加工》课件
用于船舶结构、轮机设备、船舶有关设备和海上石油平台用结构材料等方面。
制造材料
铝合金、钛合金、复合材料、高级钢材等。
优势
不仅应用给海洋船舶，航海技术，还被广泛应用于海洋发电、海上油气开采、海洋农业等方 面。
复合加工在医疗器械领域中的应用
1
应用场景
主要用于骨重建、颅面修复、颈脊柱救治等领域。这是医疗器械加工的一个非常 成熟的例子。
实例
例如将自动化加工和激光加工相结合，可以制造 出更为复杂的零件。
复合加工的应用领域
航空航天
用于制造高强度、轻质的空间结 构件、涡轮叶片、液压泵等。
医疗器械
用于制造人工骨骼、人造植入物 和其他高精度、高稳定性的医疗 器械。
汽车工业
应用于发动机、底盘、身体结构、 空调等关键结构部件的制造。
船舶工业
制造高强度、耐磨的船舶、海洋 工程用附件、挂件、螺旋桨、一 体化房屋等。
检测方法
常用的检测方法有：X射线探伤、红外显微成像、超声波技术、金相分析和非接触式激光检 测等。
检测效果
通过检测手段，确保了生产制造过程的正确性和稳定性，并保证了高质量的成品。
复合加工在航空航天领域中的应用
卫星的制造
借助各种高品质的复合材料和复 合加工技术，制造出较为轻便、 韧性强的卫星外壳和零部件。
复合加工的发展历程
1
2 0世纪80年代
多工位复合加工出现。
2
2 0世纪90年代
后工序复合加工逐步发展。
3
21 世纪初
多种工艺的复合加工形成系统化集成模式。
复合加工的分类及原理
分类
有激光复合加工、电化学复合加工、切削复合加 工、热压片复合加工。
复合加工
车铣复合机床的结构
车铣复合加工机床
德国DMG公司的TWIN65双主轴车削中心 上下各有一个转塔刀架，可实现6面加工，第二主轴可作横向移动；
车铣复合加工机床
奥地利WFL MillTurn technology公司的M120五轴车铣中心 备有镗刀杆库，可对不同尺寸孔进行镗削
车铣复合加工机床
日本Okuma公司的Mac Turn550－2SW双主轴五轴车铣中心 9轴控制，具有Y、B、C轴，上有铣主轴，下有转塔刀架；
车铣复合加工机床
德国INDEX公司的TRAUB TNX65多功能数控车削中心 双主轴、4个刀塔，第二主轴可作Y轴移动
车铣复合加工机床
日本MAZAK公司的INTEGREX100ⅢST双主轴5轴车铣复合中心 上方有铣主轴，有B轴，可自动换刀，下方有绕A轴的9工位刀塔，具有曲 轴加工、滚齿、内外圆磨削、激光淬火、镗孔等多种加工功能。
复合加工的适用对象
各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件 如汽车摩托车、航空航天业中具有螺旋面、凸轮 面在内的复杂曲面轴盘类零件
播放“车铣复合加工1”
复பைடு நூலகம்加工机床的结构特点
复合加工机床主要分为三类： 以车削为主体的复合加工机床，在车削中心的基础上增添用于回转刀 具的切削装置，如车铣复合中心、小型五轴车铣复合中心、车铣复合 加工单元等； 以铣削为主体的复合加工机床，在加工中心基础上增加了使工件回转 的驱动装置，如五轴加工中心； 车磨复合加工机和倒置式车磨复合中心。
播放“车铣复合加工2”
复合加工技术的发展趋势
“复合”的概念从过去的“加工工序复 合”发展到“以最终完成整个零件加工为 目的的复合”： 即一台机床就是一个“车间”，一个零 件在一台机床上完成全部加工，几台或 十机台机床组成一个产品的制造厂。
先进制造技术-特种加工-复合式加工(精选.)
8.2.1. 电解磨削
❖ 中极法
8.2.1. 电解磨削
❖ 电解磨削应用
硬质合金刀具、量具、挤压拉丝模等高硬度零件，以 及加工容易产生硬化现象的材料和热敏感材料的零件： 不仅能够提高磨削效率，而且可以大大减少砂轮消耗， 降低成本。
电解珩磨：对小孔、深孔、薄壁筒等零件进行电解珩 磨，能够达到较高的生产效率和较好的表面粗糙度。
属于超精加工范畴
8.1.4. 磁力研磨
❖ 磁力研磨特点
可以通过改变磁场强度很方便的控制研磨压力，磨料的自动供给、 回收，磨料更换方便
能研磨复杂零件内外表面，可实现多面同时研磨 研磨温升小，工件变形小，切削深度小，加工表面平整光洁 无粉尘、废液和噪声污染，工作环境良好
8.1.4. 磁力研磨
8.1.2. 超声振动切削
❖ 根据切削效能振动切削分类：
低频（几百Hz）、大振幅（最高可达几mm）振动：以 断屑为目的
高频（16KHz以上）、小振幅（最大30μm）振动：改 善加工质量、提高切削效率、扩大加工范围
8.1.2. 超声振动切削
❖ 超声振动切削原理
超声频机械振动+切削刀具
❖刀具安装最佳位置为：刀尖的高度低于工件 回转中心一个振幅值。
8.1.3. 加热切削
❖ 加热热源应具备的条件
能够局部加热，防止工件热变形 能够提供足够热量，温度上升梯度陡，加热时间短 加热装置安装、调试、使用方便、安全 装置结构简单，便于维护，成本低
❖ 激光加热辅助切削技术
高功率激光束聚焦刀具切削刃前的工件表面，局部升温到600℃ ~ 1400℃，改变工件表面材料的性能，降低切削力
砂轮表面形成的钝化膜具有一定的厚度和弹性，成为一种具有良 好柔性的研磨膜，起到了光磨的效果。
- 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)。
10
10.4.4 超声电火花复合抛光
超声电火花复合抛光是超 声波加工和电火花加工复 合而成的一种复合加工方 法。这种复合抛光的加工 效率比纯超声机械抛光要 高出3倍以上，表面粗糙 度值Ra可达0.2~0.1μm。特 别适合于小孔、窄缝以及 小型精密表面的抛光。
超声电火花复合抛光原理
1—工具；2—脉冲电源；3—乳化液；4—工件
4
10.3 化学机械复合加工
化学机械复合加工中常用的有下列两种： (1) 机械化学抛光(CMP)。机械化学抛光(CMP)的加工原理是利用比工件 材料软的磨料(如对Si3N4陶瓷用Cr2O3，对Si晶片用SiO2)，由于运 动的磨粒本身的活性以及因磨粒与工件间在微观接触区的摩擦产生的 高压、高温，使能在很短的接触时间内出现固相反应，随后这种反应 生成物被运动的磨粒的机械摩擦作用去除，其去除量约可微小至 0.1nm级。因为磨粒软于工件，故不是以磨削的作用来去除材料。如 果把软质磨粒悬浮于化学溶液中进行湿式加工，则会同时出现溶液和 磨粒两者生成的反应物，但因磨粒的吸水性而使其表面活性和接触点 温度降低，故加工效率比单用软磨粒与适量抛光剂的干式加工为低。 (2) 化学机械抛光。化学机械抛光的工件原理是由溶液的腐蚀作用形成 化学反应薄层，然后由磨粒的机械摩擦作用去除。
7
3. 超声电火花复合加工的应用举例 超声电火花复合加工主要用于小孔或窄缝的精微加工。例如， 采用超声-RC发生器加工直径为0.25mm的小孔时，孔深 为0.4mm，加工时间仅为8s，当加工深孔时，孔径为 0.25mm，孔深为6mm(L/D=25)，加工时间为7min，当加 工孔径为0.1mm，孔深为7mm时(L/D=70)，加工时间仅 为20min。 又如利用方波脉冲加工异型喷丝孔，孔深为0.5mm，原需 20min，加超声后，仅用20s即可完成。
电解研磨原理图
1—弧形阴极；2—工件；3—研磨条
15
10.6 复合加工的技术发展趋势
复合加工是对传统中常用的单一的机械加工、电加 工和激光加工等方法的重要发展和补充。随着精 密机械大量使用脆性材料(如陶瓷、光学玻璃和宝 石晶体等)以及电子工业要求超精密的晶体材料 (如超大规模集成电路的半导体晶片、电子枪的单 晶体LaB4和蓝宝石等)，将促使对其他能量形式 的加工机理进行深入研究，并发展出多种多样的 适用于各类特殊需求的最佳复合加工方法。
5
10.4 超声电火花(电解)复合加工
10.4.1 超声电火花复合加工简介 1. 加工原理 利用电火花对小孔、窄缝进行精微加工时，及时排 除加工区的蚀除产物成了保证电火花精微加工能 顺利进行的关键所在。当蚀除产物逐渐增多时， 电极间隙状态变得十分恶劣，电极间搭桥、短路 屡屡发生，使进给系统一直处于进给—回退的非 正常振荡状态，使加工不能正常进行。
8
10.4.2 超声电解复合加工
在电解加工中，一旦在工件表面形 成钝化膜，加工速度就会下降，如 果在电解加工中引入超声振动，钝 化膜就会在超声振动的作用下遭到 破坏，使电解加工能顺利进行，促 进生产率的提高。另外，如果在小 孔、窄缝加工中引入超声振动，则 可促使电解产物的排放，同样也有 利于生产率的提高。这种用超声振 动改善电解加工过程的加工工艺， 就是超声电解复合加工。
2
10.2 复合切削加工(切削复合加工)
(1) 加热切削通过对工件局部瞬时加热，改变其物 理力学性能和表层的个相组织以降低工件在切削 区材料的强度，提高其塑性使切削加工性能改善。 它是对铸造高锰钢、无磁钢和不锈钢等难切材料 进行高效切削的一种方法。常用的有等离子弧加 热辅助车削和激光辅助车削。
3
(2) 机械超声振动复合加工。这种复合加工是指将 超声振动附加在机械加工上。在切削过程中，刀 具与工件周期性地接触与离开，切削速度的大小 和方向在不断地变化。由于切削速度的变化和加 速度的出现，使得振动切削具有切削力大大减小， 切削温度明显降低，刀具寿命可以提高，加工精 度和表面质量可以提高等特点，特别是在难加工 材料(如耐热钢、不锈钢等硬韧性材料)加工中， 收到了异乎寻常的效果：常见的有超声振动车削、 超声振动钻削等。
11
10.5 电化学机械复合加工
电化学机械复合加工包括电解磨削、电解珩磨、电 解研磨等加工工艺，它们的材料去除机理基本相 似。
12
10.5.1 电解磨削复合加工
电解磨削的工作原理图
1—导电砂轮；2—电解液；3—导电基体；4—磨料；5—阳极膜； 6—绝缘板；7—工作台；8—工件；9—电刷
13
10.5.2 电解珩磨复合加工
电解珩磨的原理如右图所 示。在普通珩磨机上增设 直流电源和电解液循环系 统，加工时将工件接电源 的正极，工具珩磨头接电 源的负极并作旋转及往复 运动。
电解珩磨原理图
1—电解液箱；2—电解液；3—珩磨头；4—工件
14
10.5.3 电解研磨复合加工
电解研磨是将电解加工 与机械研磨相结合的一 种复合加工方法，用来 对外圆、内孔、平面进 行表面光整加工以至镜 面加工。
超声-电解复合加工简图
1—换能器；2—变幅杆；3—工具；4—混合液；5—液槽；6—工件
9
10.4.3 超声电解复合抛光
超声电解复合抛光是超声波加工和电解加工复合而成的一种 复合加工方法。它可以获得优于靠单一电解或单一超声波抛 光的抛光效率和表面质量。
超声电解复合抛光的加工原理图
1—工具；2—电解电源；3—电解液；4、8—工件；5—结合剂；6—磨料；7—工件；8—阳极薄膜；9—电极间隙及电解液
第10章 复 合 加 工
1
10机械加工的同时应用流体力学、化 学、光学、电力、磁力和声波等能源进行综合加工。早期 出现的复合加工都是用来解决难切削材料的加工以及提高 其加工效率的，20世纪70年代后期以来的研究则大多着 眼于改善加工质量。 最普遍使用的复合加工大多是在定形切削刃的切削加工、非 定形切削刃的磨料加工和电火花及电解加工等常规加工方 法基础上，同时或反复使用其他能量的加工方法。此外， 也有不用上述常规的加工方法而仅依靠化学、光学和液动 力等作用的复合加工。
6
2. 影响超声电火花复合加工效果的因素 1) 加工面积的影响 试验证明：超声电火花复合加工只适用于小面积的 穿孔或窄缝加工，当加工面积增大时，生产率反 而不如普通电火花加工，这是由于在进行大面积 电火花加工时，高频小振幅的超声振动并不能使 电极中心部位的加工产物迅速排除，容易造成搭 桥、短路等非正常放电，试验证明，一般当加工 直径小于0.5mm时，复合加工的效果才渐趋明显。