特种加工实验报告

特种加工技术实验报告

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学号：SZ*******

指导老师：***

专业：机械工程

2015年12月22日

1.实验背景

随着科技的发展，新材料的出现，对现代加工制造业提出了新的要求，现代制造业越来越向着，高精度，高质量的方向发展，对于机械零件的制造提出了新的要求，而现有的传统加工技术已经接近极限，很难达到这一要求。要解决上述一系列工艺问题，仅仅依靠传统的切削加工方法就很难实现，甚至根本无法实现。人们相继探索研究新的加工方法，特种加工就是在这种前提条件下产生和发展起来的。因此我们必须对特种加工做到全面的了解。

特种加工(又称非传统加工)是区别于传统切削与磨削加工方法的总称。非传统加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上，从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等。

我国特种加工技术起步较晚，目前，特种加工技术正向着自动化、柔性化、精密化、集成化、智能化和最优化方向发展，其运用了当今世界科学技术的尖端成就，其科学理论基础涉及到了多方面的微观学说，它的发展对未来世界科技，经济和社会等诸多领域产生重大变革。

与传统加工相比，特种加工的特点：

(1)没有机械的接触力，特种加工使材料的机械性能得到了很大的提高。

(2)特种加工属于非接触加工特种加工，使得传统的加工路线得到了改变。

(3)提供了新的加工方法和工艺，明显缩短了产品的开发周期。

（4）特种加工易于加工复杂的型面，微细表面及柔性零件。有些特种加工．如超声、电化学加工。

(5)两种或更多种不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工。其复合加工效果明显．且便于推广使用。

(6)加工能量易于控制和转换，加工范围广，适应性强。

2. 实验内容简介

特种加工的种类有很多，用电能为主的电火花加工和电解加工应用较广。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、超声波加工和复合加工等。这次试验的主要内容包括六部分：电火花成型加工、慢走丝电火花切割加工参观、电火花快速走丝线切割、电火花高速穿孔、管电极单/群孔电解加工、加工零件的三坐标检测。在老师的带领下，我们对各种加工设备进行了参观，并进行了实际操作，并制作简单的的零件，初步掌握了各种机床的加工对象、加工

参数和使用方法，对各种特种加工的方式方法进行了进一步的理解。

3.电火花线切割的介绍

下面详细讲一下电火花线切割的发展概况、工作原理与特点。

电火花线切割加工(Wire Cut任lectrical Discharge Machining,WEDM)简称线切割加工，是电火花加工的一种形式。电火花加工是1943年由苏联学者拉扎连坷夫妇发明的。电火花线切割与电火花加工的基本原理是相同的，只是它的工具电极是不断运动的金属丝，加工工艺具有工具电极与工件不接触、两者间作用力很小且易于自动控制、脉冲参数可调、能在同一机床上连续进行粗、半精、精加工等优点，被广泛应用于加工淬火钢、不锈钢、模具钢、硬质合金等难加工材料以及用于加工模具等具有复杂表面的零部件，在民用和国防工业中获得越来越多的应用，已成为切削加工的重要补充和发展。

电火花线切割可以分为高速走丝线切割和低速走丝线切割，两者的主要区别是走丝的速度，运丝方式，工作液的组成。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和龙门型。低速走丝电火花线切割机床加工效率、精度相对较高，电极丝损耗小，加工过程中主要使用去离子水和煤油作为工作液。高速走丝电火花线切割机床加工效率、精度相对较低。电极丝损耗大，加工过程中采用乳化液等作为工作液。并且低速走丝电火花线切割机床造价较高，目前该类机床以进口为主。而高速走丝电火花线切割机床性价比较高，并且价格便宜，被广泛应用在中国市场。

电火花线切割工作原理：

电火花线切割加工机理是基于放电蚀除原理。其包括介质击穿与通道形成、能量分配与传递、材料腐蚀与抛出以及消电离4个阶段。消电离后，两电极间工作液恢复绝缘状态。紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿，产生火花放电。重复上述过程。

如图a、b为往复高速走丝电火花线切割工艺及机床的示意图。利用细钼丝4作工具电极进行切割，贮丝筒7使钼丝作正反向交替移动。加工能源由脉冲电源3供给，工件接脉冲电源正极，钼丝接负极。电极丝与工件之间保持一定的轻微接触压力，才形成火花放电。加工时，在电极丝和工件之间浇注工作液介质，工作台在水平面两个坐标方向各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服

进给移动，从而合成各种曲线轨迹，把工件切割成形。

（a）（b）

电火花线切割的特点：

以0.03～0.35mm的金属钼丝为电极工具，不需要制造特定形状的电极，加工材料为导体或半导体的材料，无论硬度如何。虽然加工的对象主要是平面形状，但是除了内侧圆角（直径是金属线半径加放电间隙）等个别限制外，任何复杂的开头都可以加工。轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料。电极丝损耗小，加工精度高。高速走丝切割采用低损耗脉冲电源，加工精度能达到0.01～0.02mm；慢速走丝线切割采用单向连续供丝，在加工区总是保持新电极丝加工，加工精度可以达到0.002～0.005mm。依靠微型计算机控制电极丝轨迹和间隙补偿功能，同时加工凹凸两种模具时，间隙可任意调节。采用乳化液或去离子水作工作液，不会引燃起火，可以昼夜无人连续加工。任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。可加工上，下面异形体，形状扭曲曲面体，变锥度和球形等零件。电火花线切割的最大加工厚度已经达到米数量级。

该机床设备组成部分：脉冲电源，工作液及循环系统，床身，坐标工作台，走丝机构，贮丝筒，数控装置。脉冲电源为线切割的能源；工作液及循环系统浇注工作液，防止放电引燃工件；床身用于支撑机床的各机构；坐标工作台用于安装固定工件；走丝机构，贮丝筒及在数控装置的控制下完成切割。

现阶段电火花线切割加工中存在的问题：在保证加工精度的基础上提高切割速度的问题，电极丝的损耗及工作过程中的断丝，工作台的精度问题等。

4. 心得体会