第14章 先进加工技术（课件）- 《机械加工技术（第2版)》同步教学（高教版·2009）

第十四章 先进加工技术 常见先进加工方法 ◆电火花加工 ◇电火花成型 ◇电火花线切割 ◆超声加工 ◆激光加工 ◆数控加工 特种加工的特点 ◆工具材料的硬度可以低于零件 ◆利用电能、电化学能、声能、光能 ◆加工过程机械力不明显 ◆各种方法混合生产效率可以很高 ◆几乎每一种新能源均可以用于加工 特种加工方法的分类 一般按能量形式和作用原理分类 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 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WJC 第一节 电火花加工 ■电火花加工 利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工 英文简称EDM Electrical Discharge Machining 工艺特点 加工适应性强 无论硬、脆、软、耐热材料，只要导电就行 小孔、薄壁、窄槽、复杂截面 同一台电火花机床上，只需要修改参数即可完成粗、半精、精加工 可用于 电火花穿孔 电火花型腔加工 磨削、铣制、镗制、表面强化等 电火花线切割 电火花穿孔 电火花型腔加工 工件 进给方向 进给方向 工作液 工具电极 工件 工具电极 工件 其它加工方法：磨削 内圆 平面 外圆 其它加工方法 铣键槽 表面强化 镗中心孔 其它加工方法 复杂内表面 齿轮加工 螺纹加工 电火花线切割原理图 工作液 泵 喷嘴 工件 丝筒 脉冲电源 步进电机 数控装置 工作台 电极丝 数控电火花加工机床 线切割平面零件 线切割立体零件 线切割异型零件 第二节 超声加工 超声加工（Ultra Sonic Machining） 超声波：高于16000Hz 超声波在各种介质中传播，其运动轨迹都按余弦函数规律变化 超声波可在气体、液体和固体介质中传播，其传播速度与频率、波长、介质密度等有关 超声波可传递很强的能量 超声波会产生反射、干涉和共振现象 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象，强化了加工过程的进行 超声波发生器 冷却水 换能器 变幅杆 工具头 泵 液体磨料 工件 超声加工原理 超声加工是磨料悬浮液中的磨粒，在超声振动下的冲击、抛磨和空化现象综合切蚀作用的结果。其中，以磨粒不断冲击为主 由此可见，脆硬的材料，受冲击作用愈容易被破坏，故尤其适于超声加工 超声加工的工艺特点 适合加工各种硬脆材料 玻璃、陶瓷、宝石、石英、锗、硅、石墨等不导电的非金属材料 淬火钢、硬质合金、不锈钢、钛合金等硬质或耐热导电的金属材料，但加工效率较低。 加工质量较好 由于去除工件材料主要依靠磨粒瞬时局部的冲击作用，故工件表面的宏观切削力很小，切削应力、切削热更小，不会产生变形及烧伤 表面粗糙度较低，可达Ra0.63—0.08um 尺寸精度可达±0.03mm 适于加工薄壁、窄缝、低刚度零件。 超声加工的工艺特点 工具材料 工具可用较软的材料、做成较复杂的形状 不需要工具和工件作比较复杂的相对运动，便可加工各种复杂的型腔和型面 超声加工机床 结构比较简单，操作、维修也比较方便。 生产率较低 超声加工的面积不够大，而且工具头磨损较大，故生产率较低。 成形孔加工 异形孔加工 型腔加工 雕刻 切割 外螺纹 内螺纹 表面研磨和抛光 应用实例 第三节 激光加工 特点：新的先进加工方法 非接触加工。激光可视作“光刀”，无“刀具”磨损，无 “切削力”作用于工件 可对多种金属、非金属加工，特别是高硬度、高脆性及高熔点材料 与数控系统配合组成激光加工中心，实现多种加工目的 激光束能量密度高，是局部加工，加工速度快，热影响区小，工件变形小，