特种加工及其发展概述

1、模块1特殊加工和开发概述学习目标:1.理解制造业中特殊加工的发展过程和应用2、掌握特殊加工的原理、特点和分类。知识点:项目特殊加工概述一、特殊加工发展背景：特殊加工是20世纪40年代发展起来的，随着材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、高新国防和科学研究的迫切发展，新产品更换正在加快，产品要求提高强度、重量、性能、价钱比例，实现高速、高精度、可靠性、耐腐蚀性、高温高压、大功率、尺寸，各种新材料、新结构。例如，各种困难的切削材料加工；各种结构形式复杂、尺寸或小、非常大、精确的零件的加工。薄壁、弹性元件及其他刚度、特殊零件加工等，对此采用传统的加工方法非常困难，甚至不能加工。因此，人们通过高效

2、的加工工具和刀具材料研究、切削参数自动最优化、刀具可靠性和在线刀具监控系统的改进、开发新的切削液、开发新的自动机床等，进一步改善了切削状态，提高了切削水平，解决了几个茄子问题。另一方面，突破传统加工方法的束缚，不断探索和寻找新的加工方法，本质上产生了与传统加工不同的特殊加工，得到了发展。(威廉莎士比亚，泰姆派姆，加工名言) (威廉莎士比亚，“美国电视电视剧”，)之后，新颖制造技术的进一步发展，人们疯狂地定义了特殊加工。也就是说，将传记、磁、声、光、化学等能量或其组合应用于工件的加工部位，从而使材料去除、变形、性能变化、电镀等非传统加工方法统称为特殊加工。二、特殊加工的特点：1、无机械能，与加工

3、对象的机械性能无关。一些加工方法，如激光加工、电火花加工、等离子电弧加工、电化学加工等，利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关，因此可以加工各种硬、软、脆、热2、非接触加工，不一定需要工具，部分使用工具，但不与工件接触，工件不能承受很大的力，刀具硬度可能低于工件硬度，因此可以处理刚度很低的组件和弹性组件。3、微细加工、工作表面质量、超声波、电化学、注水、磨料流等部分特殊加工、加工余量精细，不仅能加工尺寸小孔或狭缝，还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。4.没有加工中的机械变形或大面积热变形，可以获得低表面粗糙度，热应力、残余应力、冷硬化等都很小，尺寸稳定性很好

4、。5、两种以上徐璐不同类型的能量可以徐璐结合形成新的复合加工，其综合加工效果明显，易于推广。6、特殊加工对简化加工工艺、改变新产品设计和工艺零件结构等有积极影响。7、特殊加工技术是先进制造技术的重要组成部分随着特殊加工技术的发展，电脑技术、信息技术、自动化技术等广泛应用于特殊加工，逐步实现了加工工艺及加工过程的系统集成。另一方面，特殊加工可以充分反映学科综合性，通过学科(声音、光、传记、热、化学等)和专业领域之间的渗透、交叉、融合，特殊加工技术本身也显示了系统化集成的发展方向。牙齿两方面表明，特殊加工技术已成为先进制造技术的重要组成部分。一些发达国家也非常重视特殊加工技术的发展，例如日本把特殊

5、加工技术和数控技术作为跨世纪发展先进制造技术的两个茄子支柱。特殊加工技术已经成为衡量一个国家先进制造技术水平和能力的重要标志。这是特点之一。8、特殊加工，具有独特的加工机制特殊加工不是由工具、抛光等进行的加工，而是主要由传记、热能、光能、音响、磁能量、化学能、流体动力能量等进行的加工，其加工机制与金属切削机床等完全不同。能源的发生和切换、能源过程的控制是特殊加工高新技术的重要组成部分。这是特征2。9、材料加工是特殊加工的重要发展方向金属切削机床，特殊加工机床大部分是减料加工。我国从20世纪80年代末开始发展起来的快速整形(RP)加工技术是属于特殊加工技术的增材加工的新领域。它可以用分层制造原理

6、(离散积累)和分层处理软件，理论上任意复杂形式的零、零零件，并能适应高科技、个性化、少量批量生产的需要。增加材料加工的RP加工技术已成为特殊加工的三个特点之一。10、特殊加工可以进行两个茄子以上的能量复合加工一般来说，“组合加工”是指在一个机床上两种茄子的不同加工形式(能量)在加工过程中交替使用的加工方法。“复合加工”是指在一台机床上同时实现两种以上能源(形式)的加工过程，如传记能源和声能源、化学能和传记能源、光能和化学能、化学能和传记能源及机械能等复合加工方法，旨在实现高效或精密加工的效果。11、特殊加工技术应用的重要性和特殊性特殊加工适用于各种高硬度、高强度、高强度、高脆性、高脆性、微细等

7、金属和非金属材料的加工，适用于各种新型、特殊材料的加工，解决了航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械、电子、纤维、交通等工业上的大量传统加工困难，因此国民经济的众多主要制造例如，航空航天产业中复杂的深孔加工、发动机蜂窝环、刀片、全叶轮加工、特殊材料的切割加工、钛合金加工等。军事工业中，例如核武器及高科技武器几乎都是特殊材料和高科技材料，各种零件的整形加工、各种孔加工、精密薄板加工等特殊加工具有特殊的重要作用。这是特征中的五个。12、世界上第一个特殊加工机床生产由于特殊加工机床应用领域的广泛性和重要性，我国已形成了由生产企业、专业大学、研究院所200多个单位组成的特殊加工机床行业，电火花加工机床

8、产量约30，000台，其产量居世界第一。名副其实的生产大国(不是生产强国)牙齿特征的6。项目2特殊加工设备分类一、特殊加工的基本分类：特殊加工机床范围比较大，有几十个类别。主要内容包括：1.电火花加工(EDM)；电化学加工(ECM)；电解研磨(ECG)；化学加工(CHM)；电弧加工(EAM)；激光加工(LBM)；7；超声波加工(USM)；离子束加工(IBM)；电子束加工(EBM)；10.等离子电弧加工(PAM)；11.快速保护机器(rpm)；12；磨料射流加工(AJM)等。特种加工机床原属金属切削机床范畴，但由于特种加工机床及金属切削加工机床机制完全不同，机床功能部件的性能不同，在国民经济中的

9、重要地位和作用等原因，2003年国家标准化管理委员会明确表示，作为金体机床并行独立机床体系。与其他先进制造技术一样，特殊加工在研究、开发、推广和应用中，发展潜力和应用前景很好。根据加工能源的来源和作用形式，列举各种常用的特殊加工方法。项目3特殊加工的基本原理一、电火花加工(1)。电火花加工基本原理电火花加工，也称为放电加工，传记脉冲加工，也称为传记脉冲加工，是直接利用热和电加工的工艺。电火花加工和金属切削加工原理完全不同。加工过程中，工具和工件不接触，工具和工件之间的脉冲火花放电，产生局部和瞬间的高温，逐渐腐蚀金属材料。因为在放电过程中能看到火花，所以被称为电火花加工。工件和工具电极分别连接到

10、脉冲电源的徐璐不同极性的两个电极。在两个电极之间加上脉冲电压，在工件和电极之间保持适当的间距的情况下，工件和工具电极之间的工作流体介质被穿透，形成放电通道。放电通道中发生瞬时高温，工作表面材料可能熔化或汽化，同时工作流体介质汽化，在放电间隙迅速膨胀，引起爆炸，工作表面的一小部分腐蚀，形成小的电动坑。脉冲放电结束后，经过一定的时间间隔，使工作液恢复绝缘。脉冲电压反复作用于工件和工具电极，牙齿过程继续重复，工件材料逐渐腐蚀并去除。伺服系统持续调整刀具电极和工件的相对位置，自动进给，使脉冲放电正常进行。换句话说，加工原理如下：阳极间火花放电传记腐蚀去除材料创建条件：(1)。在刀具和工件之间保持适当的

11、间隙(自动进给曹征系统)。(2)。火花放电必须是脉冲放电(使用脉冲电源)。(3)。具有一定绝缘性能的介质中放电(液体绝缘介质)。1-工件2-脉冲电源供应装置3-自动进给调节系统4-工具5-工作液6-过滤器7-工作液泵图C1-1电火花加工原理图表加工条件：(1)。徐璐在连接到其他极性的工具和工件之间保持一定的距离，以形成放电间隙。(2)。放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行。(3)。脉冲波形基本上是单向的。(4)。有足够的脉冲放电能量使放电部位的金属熔化或汽化。(2)。电火花加工过程(1)，放电通道的形成。极间介质的电离、破坏、放电通道的形成；(2)，能量转换和传递。介质热解、电极材料熔化、

12、气化热膨胀；(3)，扔传记屑。电极材料的发射；(4)，间隙介质的电离。极间介质的电离去除。(3)。电火花加工工艺方法分类(见下表)表C1-1范畴工艺方法特征用途请注意1穿孔整形加工工具是整形电极主要转移运动模穴加工，压铸模挤压模具，异形孔占电机床的大约30%2火花线切割工具是线性电极两个进给运动模具、水线表面、窄缝、冲裁占总数的60%3内孔，外圆整形磨机相对旋转运动，径向轴进给运动精密孔，外部圆小型模块滚刀占总数的3%4同步共轭旋转加工大家做旋转运动垂直和水平进给精密螺钉、异形齿轮、旋转表面占总数的1%5高速孔加工旋转管电极，穿孔速度很高深孔、莲蓬头、丝绸孔占总数的2%6表面强化，盖印刀具在工

13、件中振动刀具相对于工件移动刀具切削刃强化，压印占总数的2%-3%(4)。电火花加工属性：(1)，适用于传统机械加工方法难以加工的材料加工，表现出“柔性钢”的特点。(2)，可加工特殊复杂形式的零件。(3)、可实现加工工艺自动化。(4)可以改善结构设计，提高结构的工艺性。(5)，您可以变更元素的工艺路径。(5)。电火花加工限制(1)，主要用于金属材料加工。是导体。(2)，处理效率比较低。(3)，加工精度受到限制。(4)，加工表面有变质层或微裂纹。(5)，最小拐角半径限制。(6)，外部加工条件的限制。(7)，加工表面的“光泽”问题。(6)。电火花加工机床电火花加工机床：可分为线切割机床、火花成型机机

14、床(见图C1-2，图C1-3)。图C1-2线切割机床图C1-3火花成型机机床(7)。线切割机床作品展示(见图C1-4):图C1-4线切割机床作品(8)。火花成型机机床作品展示(见图C1-5):图C1-5 EDM机床作品展示二、超声波加工超声波加工(USM，Ultrasonic Machining)是利用超声波振动工具在带磨料的液体介质或干磨料中产生磨料冲击、抛光、液压冲击和相应的空化作用，从而去除材料，利用超声波振动徐璐结合工件的加工方法。早期超声波加工主要依靠工具进行超声波频率振动，允许悬浮液的磨料获得冲击能量，为了达到加工目的，去除工件材料。但是加工效率低，随着加工深度的增加，明显减少。之

15、后随着新型加工设备及系统的发展和超声波加工工艺的不断补充，从中空工具内部向外吸入式耐压液悬浮液的超声波加工方式不仅大大提高了生产率，还扩大了超声波加工孔的直径和孔深度的范围。近20多年来，国外使用镀烧结或金刚石的高级工具进行超声波振动，同时以自身轴为中心进行超声波旋转加工，生产效率和孔加工深度比普通超声波加工高，线性度高，尺寸精度高，刀具磨损小，除了可加工的硬材料外，目前，用于航空核工业，效果良好。1，超声波特性声波是人类耳朵能感觉到的纵波，频率范围是16-16000Hz。声波的频率在16Hz以下时，称为超声波。超过16000Hz的话称为超声波。具有以下特性：超声波可以在气体、液体和固体介质中

16、传播，传播速度与频率、波长、介质密度等有关，可以用公式表示C= f (5-1)C型超声传播速度(m/s)；波长(m)；f频率(HZ)。超声波通过多种介质传播，其轨迹根据余弦函数定律变化，位移如下。X=a * cos ( * t ) (5-2)中间x -粒子运动的变位(m)；A -振幅(m)； -圆频率(rad/s)；T -时间(s)；-振动的相位角(rad)。超声波能传送强大的能量，其能量强度可以用垂直于波传播方向的单位面积的能量来表示，超声波加工的能量强度为数百瓦/平方厘米，90%作用于工件表面。超声产生反射、干涉和共振现象。波的叠加作用出现了，弹性杆某处的质点始终不动，某处质点的振幅大幅度增加，得到更大的超声波加工能量。原因是超声波从同一弹性杆的一端传播到另一端时，在徐璐不同介质的介面上至少产生一次波的反射，结果是有限长度的弹性杆上的多个周期相同，振幅相同，传播方向相同，或者存在相反的波。(阿尔伯特爱因斯坦，Nor