8.2 机械零件的特种加工技术（课件）-高一《机械加工技术》同步精品课堂（机工版·第2版）

《机械加工技术》 8.2机械零件的特种加工技术 机械工业出版社（第2版） 第8章 先进加工技术简介 知识目标 掌握电火花加工、电火花加工与一般的切削加工相比具有的特点等内容。 能力目标 能够掌握常用的特种加工方法的大致分类情况等内容。 情感目标 提供对基础知识的学习和运用，乐于探索机械专业的学习规律，培养学生综合学习的能力。 三维目标 导入 01 问题导入：小组总结本课时的常用的特种加工方法的大致分类情况。 本节课重点 新知学习 02 一 、特种加工 特种加工是用来泛指那些不使用刀具和磨料的加工，或使用刀具或磨料的同时还必须利 用像热能、化学能、电化学能、光能等能量来去除材料的新颖的加工方法 特种加工技术在各类难加工材料(如耐热钢、不锈钢、硬质合金、钛合金、陶 瓷、金刚石等高强度、高硬度、高韧性的难加工材料)的加工方面，对复杂型腔、型面 (如模具型腔、涡轮机叶片、喷油嘴微孔等工件)的加工，已经成为主要的甚至是唯一的加 工方法。 新知学习 02 一 、特种加工 常用的特种加工方法的大致分类情况 新知学习 02 二 、电火花加工 电火花加工基本工作原理 电火花加工也被称为放电加工或电蚀加工,是指在一定介质中,通过工具电极和零件电极之间不断产生的脉冲电火花放电,并瞬时产生高温把金属蚀除掉,对零件进行加工的一种方法。其工作原理如下图所示。 工件 脉冲电源 自动进给调节装置 工具 工作液 过滤器 工作液 新知学习 02 二 、电火花加工 电火花加工是一种利用电、热能量对金属进行加工的方法。在加工过程中，使工具和工 件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除掉。 电火花加工基本工艺参数如下 1)脉冲电源。 由于火花放电是在工件和工具电极之间进行，为了减少工具电极的损耗，加快工件 的蚀除， 一般电火花加工的电源应选择直流脉冲电源，目前都采用新型的低电极损耗脉 冲电源。 在电火花加工中，火花放电必须是在不断的瞬间放电中蚀除材料，所以 需要放电延续时间极短的脉冲电源， 一般为10-7~10-3s。 新知学习 02 二 、电火花加工 电火花加工基本工艺参数如下 3)工作液 电火花加工中，工作液的作用是形成击穿放电通道、冷却并抛出电蚀物、 快速消电离恢复绝缘、冷却工件及电极。 4)加工精度。 电火花加工中，影响加工精度的参数很多，电火花加工精度一般可达 0.01～0.05mm, 放电间隙粗加工一般可达0.5mm, 精加工可达0.01mm (单面)。由于“二 次放电”现象和电极尖角电蚀的作用，较深的型腔加工会使工件的侧壁产生上大下小的斜 度，减小斜度的办法一是强化工作液的循环，二是加强工作液的消电离作用。 2)工具电极材料 由于电火花加工中工具电极与工件并不接触，所以可以用较软的 电极材料来加工高硬度的导电金属材料及半导体材料。 5)电火花加工特点及应用 由于电火花加工是一种非接触性电蚀加工，所以可以利用 较软的电极材料来复映各种难加工材料 新知学习 02 二 、电火花加工 单个脉冲放电后的电蚀坑 多次脉冲放电后的电极表 加工出的零件形状 电火花加工表面的过程示意图如下图所示。 电火花加工表面示意图 新知学习 02 1)必须使工具电极和工件被加工表面之间保持一定的间隙，通常为几微米至几百微 米。间隙太大，无法产生火花放电，间隙太小，容易形成短路接触，所以电火花加工过程中 必须具有工具电极的自动进给和调节装置。 2)火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间后(一般为10-7~10~³s), 需停歇一段时间。否则像持续电弧放电那样，造成表面烧伤而无法进行尺寸加工。为此电火 花加工必须采用脉冲电源。 3)火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化液或去离子水 等，以利于产生脉冲性的火花放电，并排出火花放电时产生的金属小屑等电蚀产物。 要达到尺寸加工的目的，必 须创造条件解决下列问题： 二 、电火花加工 新知学习 02 1)“以柔克刚”,即用软的工具电极来加工任何硬度的导电性工件材料，如淬火钢、不锈钢、耐热合金和硬质合金等。 2)加工过程中无显著的“切削力”,因而加工小孔、深孔、弯孔、窄缝和薄壁弹性件，可以不致因工具或工件刚度太低而无法加工。各种复杂的型孔、型腔和立体曲面，都可以采用成形电极一次加工成形，不会因为加工面积过大使切削力过大而引起切削变形。 3)脉冲参数可以任意调节。加工中只要更换工具电极，就可以在同一台机床上通过改变电规准(指电压、电流、脉冲宽度、脉冲间隔等参数)连续进行粗加工、半精加工和精加工。精加工尺寸精度可达到0.01mm, 表面粗糙度 值为Ra0.8μm; 微精加工尺寸精度可达到0.002mm, 表面粗糙度值为R