第一章 1.3 1.4特种加工的分类及意义(第三讲)
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加工 脆硬材料 ，如玻 璃、石 英、宝石、金 刚 石、硅等，可加工型孔、 型腔、小孔等
精密 加工小孔 、窄缝 及成型 切割、蚀刻， 如 金刚石 拉丝模、钟表 宝 石轴承等
在各 种难加工 材料上 打微小孔、切缝、蚀刻、 焊接等，常用于制造大、 中规模 集成电路微电 子 器件
对零 件表面进 行超精 密、超微量加工、抛光、 刻蚀、掺杂、镀覆等
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
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
切割 各种二维 及三维 直纹面 组成的模具及 零 件，也 常用于钼、钨 、 半导体 材料或贵重金 属 切削
从微 小零件到 超大型 工件、 模具的加工， 如 型孔、 型腔、抛光、 去 毛刺等
第一章 概论
电解磨削
1/50
超声波 加工
任何脆性 材料
0.1/10
1/100
0.02/0.001
1.25/0.04
.63/0.16
激光加工
电子束 加工
任何材料
不损耗 (三种 加工，没有成型 用的工具)
瞬时去 除 率很高，受功 率限制，平均 去除率不高
0.01/0.001
10/1.25
离子束 加工
很低
/0.01 μm
/0.01
硬质 合金钢等 难加工 材料的 磨削，如硬质 合 金刀具、量具等
第一章 概论
1.4 特种加工的意义
1) 提高了材料的可加工性; 2) 改变了零件的典型工艺路线; 3) 试制新产品时可以省去刀、夹、模具设计制
造的时间及费用； 4）对零件结构工艺性的评价标准进行重新衡量。
第一章 概论
小结、作业： 1.了解特种加工的分类（按加工能量的来源和作
用形式分） 2.了解特种加工的意义
2.特种加工的特点及发展
（1）特点：不主要依靠机械能；非接触；微细；任 意组合，形成新工艺方法。 （2）发展方向：微细化； 应用领域正在拓宽； 广 泛采用自动化技术。
第一章 概论
学习目标：
1.了解特种加工的分类（分类标准） 2.了解特种加工的意义（联系实际）
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
第一章 概论
– 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
第一章 概论
特种加工技术
机电工程系
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
知识回顾：
1.特种加工的概念
（1）概念、原理：非传统加工，主要用电、光、声、 热、化学等能量进行加工。 （2）主要解决的问题：难加工、复杂表面、特殊 要求表面的加工等。
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。
激光加工
电子束加工 离子束加工 等离子弧加工 超声加工
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
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
较小(可补偿)
不损耗
材料去除率/ (mm3/min) (平均/最高)
可达到尺寸 精度/mm
(平均/最高)
30/3000
0.03/0.003
20/200* (mm2/min)
0.02/0.002
100/10000 0.1/0.01
可达到表 面粗糙度
Ra/μm
(平均/最高) 10/0.04
5/0.32
1.25/0.16
主要适用范围
从数 微米的孔 、槽到 数米的 超大型模具、 工 件等，如各种类型的孔、 各种类型的模具
精密 加工小孔 、窄缝 及成型 切割、蚀刻， 如 金刚石 拉丝模、钟表 宝 石轴承等
在各 种难加工 材料上 打微小孔、切缝、蚀刻、 焊接等，常用于制造大、 中规模 集成电路微电 子 器件
对零 件表面进 行超精 密、超微量加工、抛光、 刻蚀、掺杂、镀覆等
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
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
切割 各种二维 及三维 直纹面 组成的模具及 零 件，也 常用于钼、钨 、 半导体 材料或贵重金 属 切削
从微 小零件到 超大型 工件、 模具的加工， 如 型孔、 型腔、抛光、 去 毛刺等
第一章 概论
电解磨削
1/50
超声波 加工
任何脆性 材料
0.1/10
1/100
0.02/0.001
1.25/0.04
.63/0.16
激光加工
电子束 加工
任何材料
不损耗 (三种 加工，没有成型 用的工具)
瞬时去 除 率很高，受功 率限制，平均 去除率不高
0.01/0.001
10/1.25
离子束 加工
很低
/0.01 μm
/0.01
硬质 合金钢等 难加工 材料的 磨削，如硬质 合 金刀具、量具等
第一章 概论
1.4 特种加工的意义
1) 提高了材料的可加工性; 2) 改变了零件的典型工艺路线; 3) 试制新产品时可以省去刀、夹、模具设计制
造的时间及费用； 4）对零件结构工艺性的评价标准进行重新衡量。
第一章 概论
小结、作业： 1.了解特种加工的分类（按加工能量的来源和作
用形式分） 2.了解特种加工的意义
2.特种加工的特点及发展
（1）特点：不主要依靠机械能；非接触；微细；任 意组合，形成新工艺方法。 （2）发展方向：微细化； 应用领域正在拓宽； 广 泛采用自动化技术。
第一章 概论
学习目标：
1.了解特种加工的分类（分类标准） 2.了解特种加工的意义（联系实际）
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
第一章 概论
– 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
第一章 概论
特种加工技术
机电工程系
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
知识回顾：
1.特种加工的概念
（1）概念、原理：非传统加工，主要用电、光、声、 热、化学等能量进行加工。 （2）主要解决的问题：难加工、复杂表面、特殊 要求表面的加工等。
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。
激光加工
电子束加工 离子束加工 等离子弧加工 超声加工
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
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
较小(可补偿)
不损耗
材料去除率/ (mm3/min) (平均/最高)
可达到尺寸 精度/mm
(平均/最高)
30/3000
0.03/0.003
20/200* (mm2/min)
0.02/0.002
100/10000 0.1/0.01
可达到表 面粗糙度
Ra/μm
(平均/最高) 10/0.04
5/0.32
1.25/0.16
主要适用范围
从数 微米的孔 、槽到 数米的 超大型模具、 工 件等，如各种类型的孔、 各种类型的模具