先进制造技术-特种加工-复合式加工(精选.)
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准备阶段：主要是对砂轮进行动平衡和精密整形，减小砂轮的圆 度和圆柱度误差。
电解预修锐阶段：使砂轮获得适当的出刃高度和合理的容屑空间， 并形成一层钝化膜。
动态磨削阶段：形成加工表面。 光磨阶段：中止砂轮的电解，依靠砂轮表面的氧化膜对工件进行
光磨。
❖ ELID精密镜面形成机理
细粒度的磨料固着在结合剂中，单颗磨粒的有效磨削尺寸只有磨 粒尺寸的1/3，磨粒主要以微切削的方式去除材料。
电解在线修整磨削 超声切削 加热切削 磁力研磨 电解电火花机械磨削
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖电解在线修整（Electrolytic In-process Dressing: ELID）磨削
日本物理化学研究所大森整博士发明的超精密加工技 术。
适用于硬脆材料进行超精密镜面磨削。具有效率高、 精度高、表面质量好、加工装置简单及加工适应性广 等特点，在日本已较广泛用于电子、机械、光学、仪 表、汽车等领域。
8.2.1. 电解磨削
❖ 电解磨削的特点
与机械磨削对比 加工范围广、效率高：高硬度、高韧性的材料； 砂轮磨损量小； 不易达到锋利的刃口，机床、夹具需防蚀防锈，需要附
加设备。
与电解加工对比 依靠砂轮磨削作用去除钝化膜，因此，所需电解液压力、
流量较小；
较高的加工精度和表面质量；
采用钝化型电解液。
绝缘层的生成和电解的修整作用处于动平衡状态，即保持了金
刚石砂轮表面最佳切削状态，有限制了金属结合剂的过度电解。 磨削过程具有良好的可控性，易于实现磨削过程的最优化； ELID技术解决了超细金刚石砂轮的修锐问题，可以实现镜面磨削，
显著减少硬脆材料加工表面的残留裂纹； 装置简单，成本低，推广性强。
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。
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。
加热零件表面需要一定的粗糙度，减少光的折射 激光功率、光斑直径、光斑位置影响加工质量
8.1.4. 磁力研磨
❖ 磁力研磨原理
利用磁场使磁性磨料沿磁力线方向被吸附在磁极上形 成磁性“磨料刷”，并对加工工件的表面形成一定的 压力，磁极和工件之间产生相对运动时，磁性“磨料 刷”扫过工件表面，磨料去除工件表面极薄的一层金 属及毛边，将表面逐步整平以达良好的研磨效果。
淬火钢、钛合金、陶瓷、玻璃等
难加工零件
细长杆、薄壁类零件、小直径精密螺纹等
高精度、高表面质量工件 排屑、断屑困难的切削加工
8.1.3. 加热切削
❖ 加热切削
在机械加工中引入热能的复合加工方法。 在切削或磨削过程中，对工件局部瞬时加热，改变切
削区工件材料的物理力学性能、表层的金相组织，降 低切削区工件材料的强度，改善材料的切削性能，降 低切削力和刀具磨损，延长刀具寿命，提高加工效率。
❖ 电火花磨削
依靠火花放电的能量来实现磨削，不存在机械切削作 用。
8.3.2. 超声电火花放电复合加工
❖ 超声电火花放电复合加工的提出
电火花加工中，短路、断路、电弧脉冲等情况的出现 使得有效的火花放电减少，从而影响了加工效率。
由于表面张力、固液材料的粘结力等因素，放电过程 中，被熔化的材料往往不能完全抛出，以至于影响了 加工质量。
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
ELID磨削液兼做电解液，一般采用弱碱性电解质水溶液。磨削液 对电解过程中形成的钝化膜的厚度、性质乃至最终的磨削效果都有 重要影响。电解磨削液采用中心送液法.
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削方式
平面磨削、外圆磨削、曲面磨削、成形磨削
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID精密镜面磨削分析
8.2.2.电解超声抛光
❖ 电解超声抛光
超声机械抛磨和电解加工复合生产的的复合加工技术。
❖ 电解超声抛光机理
工具和工件之间加入钝化性的电解液，工具以超声频 率对工件进行抛光，不断将突出部分的钝化膜去掉， 被去掉钝化膜的表面不断溶解，直到工件表面平整。
8.2.2.电解超声抛光
❖ 电解加工的阳极溶解原理 ❖ 超声振动空化作用加速钝化膜
8.4. 超声复合加工
❖ 超声复合加工
以超声加工为主，辅助其他加工方法，如机械、电力、 磁力、流体力学等多种能量进行的综合加工。
❖ 超声复合加工的提出
超声加工存在的问题：工具磨损严重，加工效率较低， 加工过程中由于工具质量变化引起的共振频率的游移 影响加工效率和加工质量。
❖ 超声复合加工应用
超声旋转加工 超声数控分层仿铣加工
❖ 复合加工分类
§8.1. 机械复合加工 §8.2.电化学复合加工 §8.3.电火花复合加工 §8.4.超声复合加工
§8.1. 机械复合加工
❖ 机械复合加工
以常规机械加工（切削、磨削）为主，辅助其他加工 方法，应用机械、化学、光学、电力、磁力、流体力 学、声波等多种能量进行综合加工。
❖ 常用机械复合加工方法
当磨粒磨损后，机械摩擦作用使得钝 化膜破坏，电解修整继续进行。
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削技术的特点
磨削过程稳定
砂轮表面在磨削过程中始终保持最佳的显微起伏形貌，使得砂
轮表明形成容纳磨削液和切屑的空间，从而使砂轮具有良好、 稳定的磨削性能，磨削力基本恒定，为普通磨削的1/10~1/2。 提高贵重磨料的利用率
瞬时切削使得热量来不及传递到工件内部 断续切削有利于断屑（带走切削热量），切削液能够进入切屑
区冷却 刀具耐用度明显提高
切削力减小、切削温度降低、冷却充分使得刀具耐用度显著提
高
延长刀具寿命（40~60倍），提高生产效率（2~3倍）
8.1.2. 超声振动切削
❖ 超声振动切削应用范围
难切削材料
哈工大袁哲俊教授的ELID课题组于1993 年开始了对该 项技术的研究工作，现已成功地在平面、内圆和外圆 磨床上实现了多种难加工材料的精密镜面磨削。
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削基本原理
在磨削过程中，利用非线性电解修整作用和金属结合 剂超硬磨料砂轮表层氧化物绝缘层对电解抑制作用的 动态平衡，对砂轮进行连续修锐修整，使砂轮磨粒获 得恒定的突出量，始终以最佳磨削状态连续进行磨削 加工，从而实现稳定、可控、最佳的磨削过程。
❖ 电化学复合加工方法
电解磨削 电解超声抛光
8.2.1. 电解磨削
❖电解磨削（Electrochemical Grinding）
20世纪50年代初美国人研究发明的复合加工方法。 利用阳极金属电化学腐蚀作用和机械磨削作用相结合的加
工方法，主要依靠电化学作用蚀除金属（95%~98%）。 比电解加工更好的加工精度和表面质量；比机械磨削更高
破坏和磨料电解液的循环
8.2.2.电解超声抛光
❖ 手携式电解超声复合抛光
8.3.电火花复合加工
❖ 电火花复合加工
以火花放电所产生的热能为主，与机械能、电解化学 能、超声振动能等中的一种或几种能量形式复合进行 的加工。
❖ 常用电火花复合加工
电火花磨削 超声电火花放电复合加工
8.3.1. 电火花磨削
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削的必备装置——磨床、砂轮、电源、电解装置、 电解液（磨削液）
磨床
无需特殊设计的专用机床，由一般磨削加工设备改装即可, 有较高的主轴回转精度的磨床
砂轮
结合剂应具有良好的导电性和电解性能，而且结合剂元素的氧
化物或氢氧化物不导电
选择超硬磨料金刚石、立方氮化硼
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
8.4.1. 超声旋转加工
❖ 超声旋转加工
将超声振动工具的锤击运动和工具旋转运动的磨削作 用结合在一起的复合加工。
金刚石空心钻
8.4.1. 超声旋转加工
❖ 超声旋转加ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的特点
加工速度快。例如，在光学玻璃上加工直径为6mm的 孔，加工速度可达100mm/min，是传统超声加工的10倍， 传统金刚石钻孔的6～10倍。
8.3.2. 超声电火花放电复合加工
❖ 超声电火花放电复合加工的原理
在普通火花放电加工的基础上，在工具电极或工件电 机上叠加一个超声振动，以改善放电加工条件。
❖ 设备
电火花放电系统 超声振动系统：主要利用超声的泵吸作用，强迫工作
液流动，并且减少断路脉冲和电弧脉冲，从而增加有 效火花放电比率（50%）。 同步触发器：保证超声振动和电火花脉冲放电的同步， 工具电极靠近工件时，正好是脉冲的持续时间，工具 电极远离工件时，正好是脉冲的间隔时间。
8.1.5. 电解电火花机械磨削
❖ 电解电火花机械磨削
20世纪80年代，日本应用磁学研究所开发的一种以机 械磨削为主，利用均匀分布8～16个导电区域的特制树 脂结合剂砂轮，结合电化学反应和电火花加工的三复 合加工方法，实现高速、高精度加工。
8.2. 电化学复合加工
❖ 电化学复合加工定义
以电化学加工为主，辅助其他加工方法，应用机械、 电力、磁力、流体力学、声波等多种能量进行综合加 工。
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削过程
砂轮与电源正极相接，工具接阴极， 在砂轮和电极的间隙中通过电解磨削 液，利用电解过程中的阳极溶解效应， 对砂轮表层的金属基体进行电解去除， 从而逐渐露出崭新锋利的磨粒，形成 对砂轮的修整作用。
砂轮的结合剂发生氧化，形成一层钝 化膜附着于砂轮表面，阻止结合剂的 进一步电解。
特种加工
厦门大学 物理与机电工程学院 机电工程系
主要内容
1. 电火花加工 3. 激光加工 5. 离子束加工 7. 快速原型
2. 电化学加工 4. 电子束加工 6. 超声加工 8.复合加工技术
8. 复合加工
❖ 同时采用多种加工方法的复合作用，利用多种形 式能量的综合作用来实现对工件材料的加工
❖ 包括传统加工和特种加工的复合、特种加工和特 种加工的复合。
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。
8.1.2. 超声振动切削
❖ 超声振动切削
通过把超声振动引入车、钻、铰、攻丝、切断等加工 过程，给刀具（或工件）以适当方向、一定频率和振 幅的振动，以加速加工过程和改善切削功效的脉冲切 削方法。
20世纪50年代问世，对于难加工材料能达到优良的工 艺效果，在日本、俄罗斯、美国、英国、德国等先后 开展了振动切削的研究开发工作，已经进入实际应用 阶段。
高于回转中心，车刀下振时后刀面与工 件产生强烈摩擦，增加切削力，工件表面 出现振纹。 低于回转中心太多，刀尖振动方向与工 件线速度方向不在同一方向上，增大刀尖 负荷，工件表面出现振纹。
8.1.2. 超声振动切削
❖ 超声振动切削的工艺效果
形成连续的有规律的脉冲切削力波形，从而减小切削力 切削温度降低
的效率。
8.2.1. 电解磨削
❖电解磨削原理 ——电解作用和磨削作用的交替进行
工件接直流电源的正极，导电砂轮接负 极。磨削时，两者之间保持一定的磨削 压力，凸出于磨轮表面的非导电性磨料 使工件表面与磨轮导电基体之间形成一 定的电解间隙（约0.02～0.05毫米），同 时向间隙中供给电解液。在直流电的作 用下，工件表面金属发生电解作用，生 成阳极膜。这些电解产物不断地被砂轮 刮除，在阳极工件露出新的金属表面并 被继续溶解。
电解预修锐阶段：使砂轮获得适当的出刃高度和合理的容屑空间， 并形成一层钝化膜。
动态磨削阶段：形成加工表面。 光磨阶段：中止砂轮的电解，依靠砂轮表面的氧化膜对工件进行
光磨。
❖ ELID精密镜面形成机理
细粒度的磨料固着在结合剂中，单颗磨粒的有效磨削尺寸只有磨 粒尺寸的1/3，磨粒主要以微切削的方式去除材料。
电解在线修整磨削 超声切削 加热切削 磁力研磨 电解电火花机械磨削
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖电解在线修整（Electrolytic In-process Dressing: ELID）磨削
日本物理化学研究所大森整博士发明的超精密加工技 术。
适用于硬脆材料进行超精密镜面磨削。具有效率高、 精度高、表面质量好、加工装置简单及加工适应性广 等特点，在日本已较广泛用于电子、机械、光学、仪 表、汽车等领域。
8.2.1. 电解磨削
❖ 电解磨削的特点
与机械磨削对比 加工范围广、效率高：高硬度、高韧性的材料； 砂轮磨损量小； 不易达到锋利的刃口，机床、夹具需防蚀防锈，需要附
加设备。
与电解加工对比 依靠砂轮磨削作用去除钝化膜，因此，所需电解液压力、
流量较小；
较高的加工精度和表面质量；
采用钝化型电解液。
绝缘层的生成和电解的修整作用处于动平衡状态，即保持了金
刚石砂轮表面最佳切削状态，有限制了金属结合剂的过度电解。 磨削过程具有良好的可控性，易于实现磨削过程的最优化； ELID技术解决了超细金刚石砂轮的修锐问题，可以实现镜面磨削，
显著减少硬脆材料加工表面的残留裂纹； 装置简单，成本低，推广性强。
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。
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。
加热零件表面需要一定的粗糙度，减少光的折射 激光功率、光斑直径、光斑位置影响加工质量
8.1.4. 磁力研磨
❖ 磁力研磨原理
利用磁场使磁性磨料沿磁力线方向被吸附在磁极上形 成磁性“磨料刷”，并对加工工件的表面形成一定的 压力，磁极和工件之间产生相对运动时，磁性“磨料 刷”扫过工件表面，磨料去除工件表面极薄的一层金 属及毛边，将表面逐步整平以达良好的研磨效果。
淬火钢、钛合金、陶瓷、玻璃等
难加工零件
细长杆、薄壁类零件、小直径精密螺纹等
高精度、高表面质量工件 排屑、断屑困难的切削加工
8.1.3. 加热切削
❖ 加热切削
在机械加工中引入热能的复合加工方法。 在切削或磨削过程中，对工件局部瞬时加热，改变切
削区工件材料的物理力学性能、表层的金相组织，降 低切削区工件材料的强度，改善材料的切削性能，降 低切削力和刀具磨损，延长刀具寿命，提高加工效率。
❖ 电火花磨削
依靠火花放电的能量来实现磨削，不存在机械切削作 用。
8.3.2. 超声电火花放电复合加工
❖ 超声电火花放电复合加工的提出
电火花加工中，短路、断路、电弧脉冲等情况的出现 使得有效的火花放电减少，从而影响了加工效率。
由于表面张力、固液材料的粘结力等因素，放电过程 中，被熔化的材料往往不能完全抛出，以至于影响了 加工质量。
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
ELID磨削液兼做电解液，一般采用弱碱性电解质水溶液。磨削液 对电解过程中形成的钝化膜的厚度、性质乃至最终的磨削效果都有 重要影响。电解磨削液采用中心送液法.
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削方式
平面磨削、外圆磨削、曲面磨削、成形磨削
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID精密镜面磨削分析
8.2.2.电解超声抛光
❖ 电解超声抛光
超声机械抛磨和电解加工复合生产的的复合加工技术。
❖ 电解超声抛光机理
工具和工件之间加入钝化性的电解液，工具以超声频 率对工件进行抛光，不断将突出部分的钝化膜去掉， 被去掉钝化膜的表面不断溶解，直到工件表面平整。
8.2.2.电解超声抛光
❖ 电解加工的阳极溶解原理 ❖ 超声振动空化作用加速钝化膜
8.4. 超声复合加工
❖ 超声复合加工
以超声加工为主，辅助其他加工方法，如机械、电力、 磁力、流体力学等多种能量进行的综合加工。
❖ 超声复合加工的提出
超声加工存在的问题：工具磨损严重，加工效率较低， 加工过程中由于工具质量变化引起的共振频率的游移 影响加工效率和加工质量。
❖ 超声复合加工应用
超声旋转加工 超声数控分层仿铣加工
❖ 复合加工分类
§8.1. 机械复合加工 §8.2.电化学复合加工 §8.3.电火花复合加工 §8.4.超声复合加工
§8.1. 机械复合加工
❖ 机械复合加工
以常规机械加工（切削、磨削）为主，辅助其他加工 方法，应用机械、化学、光学、电力、磁力、流体力 学、声波等多种能量进行综合加工。
❖ 常用机械复合加工方法
当磨粒磨损后，机械摩擦作用使得钝 化膜破坏，电解修整继续进行。
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削技术的特点
磨削过程稳定
砂轮表面在磨削过程中始终保持最佳的显微起伏形貌，使得砂
轮表明形成容纳磨削液和切屑的空间，从而使砂轮具有良好、 稳定的磨削性能，磨削力基本恒定，为普通磨削的1/10~1/2。 提高贵重磨料的利用率
瞬时切削使得热量来不及传递到工件内部 断续切削有利于断屑（带走切削热量），切削液能够进入切屑
区冷却 刀具耐用度明显提高
切削力减小、切削温度降低、冷却充分使得刀具耐用度显著提
高
延长刀具寿命（40~60倍），提高生产效率（2~3倍）
8.1.2. 超声振动切削
❖ 超声振动切削应用范围
难切削材料
哈工大袁哲俊教授的ELID课题组于1993 年开始了对该 项技术的研究工作，现已成功地在平面、内圆和外圆 磨床上实现了多种难加工材料的精密镜面磨削。
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削基本原理
在磨削过程中，利用非线性电解修整作用和金属结合 剂超硬磨料砂轮表层氧化物绝缘层对电解抑制作用的 动态平衡，对砂轮进行连续修锐修整，使砂轮磨粒获 得恒定的突出量，始终以最佳磨削状态连续进行磨削 加工，从而实现稳定、可控、最佳的磨削过程。
❖ 电化学复合加工方法
电解磨削 电解超声抛光
8.2.1. 电解磨削
❖电解磨削（Electrochemical Grinding）
20世纪50年代初美国人研究发明的复合加工方法。 利用阳极金属电化学腐蚀作用和机械磨削作用相结合的加
工方法，主要依靠电化学作用蚀除金属（95%~98%）。 比电解加工更好的加工精度和表面质量；比机械磨削更高
破坏和磨料电解液的循环
8.2.2.电解超声抛光
❖ 手携式电解超声复合抛光
8.3.电火花复合加工
❖ 电火花复合加工
以火花放电所产生的热能为主，与机械能、电解化学 能、超声振动能等中的一种或几种能量形式复合进行 的加工。
❖ 常用电火花复合加工
电火花磨削 超声电火花放电复合加工
8.3.1. 电火花磨削
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削的必备装置——磨床、砂轮、电源、电解装置、 电解液（磨削液）
磨床
无需特殊设计的专用机床，由一般磨削加工设备改装即可, 有较高的主轴回转精度的磨床
砂轮
结合剂应具有良好的导电性和电解性能，而且结合剂元素的氧
化物或氢氧化物不导电
选择超硬磨料金刚石、立方氮化硼
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
8.4.1. 超声旋转加工
❖ 超声旋转加工
将超声振动工具的锤击运动和工具旋转运动的磨削作 用结合在一起的复合加工。
金刚石空心钻
8.4.1. 超声旋转加工
❖ 超声旋转加ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的特点
加工速度快。例如，在光学玻璃上加工直径为6mm的 孔，加工速度可达100mm/min，是传统超声加工的10倍， 传统金刚石钻孔的6～10倍。
8.3.2. 超声电火花放电复合加工
❖ 超声电火花放电复合加工的原理
在普通火花放电加工的基础上，在工具电极或工件电 机上叠加一个超声振动，以改善放电加工条件。
❖ 设备
电火花放电系统 超声振动系统：主要利用超声的泵吸作用，强迫工作
液流动，并且减少断路脉冲和电弧脉冲，从而增加有 效火花放电比率（50%）。 同步触发器：保证超声振动和电火花脉冲放电的同步， 工具电极靠近工件时，正好是脉冲的持续时间，工具 电极远离工件时，正好是脉冲的间隔时间。
8.1.5. 电解电火花机械磨削
❖ 电解电火花机械磨削
20世纪80年代，日本应用磁学研究所开发的一种以机 械磨削为主，利用均匀分布8～16个导电区域的特制树 脂结合剂砂轮，结合电化学反应和电火花加工的三复 合加工方法，实现高速、高精度加工。
8.2. 电化学复合加工
❖ 电化学复合加工定义
以电化学加工为主，辅助其他加工方法，应用机械、 电力、磁力、流体力学、声波等多种能量进行综合加 工。
8.1.1. 电解在线修整磨削
❖ ELID磨削过程
砂轮与电源正极相接，工具接阴极， 在砂轮和电极的间隙中通过电解磨削 液，利用电解过程中的阳极溶解效应， 对砂轮表层的金属基体进行电解去除， 从而逐渐露出崭新锋利的磨粒，形成 对砂轮的修整作用。
砂轮的结合剂发生氧化，形成一层钝 化膜附着于砂轮表面，阻止结合剂的 进一步电解。
特种加工
厦门大学 物理与机电工程学院 机电工程系
主要内容
1. 电火花加工 3. 激光加工 5. 离子束加工 7. 快速原型
2. 电化学加工 4. 电子束加工 6. 超声加工 8.复合加工技术
8. 复合加工
❖ 同时采用多种加工方法的复合作用，利用多种形 式能量的综合作用来实现对工件材料的加工
❖ 包括传统加工和特种加工的复合、特种加工和特 种加工的复合。
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。
8.1.2. 超声振动切削
❖ 超声振动切削
通过把超声振动引入车、钻、铰、攻丝、切断等加工 过程，给刀具（或工件）以适当方向、一定频率和振 幅的振动，以加速加工过程和改善切削功效的脉冲切 削方法。
20世纪50年代问世，对于难加工材料能达到优良的工 艺效果，在日本、俄罗斯、美国、英国、德国等先后 开展了振动切削的研究开发工作，已经进入实际应用 阶段。
高于回转中心，车刀下振时后刀面与工 件产生强烈摩擦，增加切削力，工件表面 出现振纹。 低于回转中心太多，刀尖振动方向与工 件线速度方向不在同一方向上，增大刀尖 负荷，工件表面出现振纹。
8.1.2. 超声振动切削
❖ 超声振动切削的工艺效果
形成连续的有规律的脉冲切削力波形，从而减小切削力 切削温度降低
的效率。
8.2.1. 电解磨削
❖电解磨削原理 ——电解作用和磨削作用的交替进行
工件接直流电源的正极，导电砂轮接负 极。磨削时，两者之间保持一定的磨削 压力，凸出于磨轮表面的非导电性磨料 使工件表面与磨轮导电基体之间形成一 定的电解间隙（约0.02～0.05毫米），同 时向间隙中供给电解液。在直流电的作 用下，工件表面金属发生电解作用，生 成阳极膜。这些电解产物不断地被砂轮 刮除，在阳极工件露出新的金属表面并 被继续溶解。