8.7 特种加工与先进加工技术简介（课件）·高一《金属加工基础》同步精品课堂(机工版·第2版）

《金属加工基础》（第1版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 金属切削机床及其应用 特种加工与先进加工技术简介（第7课时） 知识目标 熟练掌握特种加工的方法。 能力目标 了解先进制造技术的方法。 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 第一章 绪论 导入情景 01 思考：特种加工的方法有哪些？ 新知学习 02 随着现代科技的发展，人类对产品性能和质量的要求越来越高，零件的结构和表面质量 也越来越复杂。面对这些要求，采用传统的加工方法已经不能满足生产需要，于是，科技人员逐步研发出了一些成熟的特种加工方法和先进加工技术。 特种加工与先进加工技术简介 新知学习 02 特种加工是直接把电、磁、声、光等能量或其组合施加在工件的待加工面上，去除多余 的材料，使工件成为符合设计要求的零件的加工过程。特种加工是最近几十年发展起来的新 工艺，是对传统加工方法的发展和补充，在航天、电子、仪器仪表、汽车等行业中已经成为 不可缺少的加工方法。特种加工的主要特点是：不使用刀具或磨具等直接利用机械能对工件进行切削加工，而 是将电、磁、声、光等能量直接施加在被加工材料上对其进行加工，并获得需要的零件；它 可以完成传统加工方法难以加工的材料(如高塑性、高硬度、高脆性的材料等),以及精 密、精细和形状复杂的工件的加工。目前，特种加工方法的种类较多，主要有电火花加工、 电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工和离子束加工等。 一 、特种加工简介 新知学习 02 1. 电火花加工 电火花加工(或称电蚀加工)是在加工过程中，使工具电极和工件电极之间不断产生 脉冲火花放电，依靠放电瞬间产生的高温把金属蚀除下来的加工方法。电火花加工机床主要有电火花成形加工机床和电火花线切割机床。电火花成形加工机床 主要由机床主机(包括床身、立柱、工作台及主轴头等)、控制柜及工作液净化循环系统组 成。电火花线切割机床由主要机床部分(包括送丝机构、丝架、工作台和床身等)、脉冲电 控制部分和工作液循环系统组成。 新知学习 02 电火花加工原理如图8-73所示。加工时，将工具电极和工件放入绝缘液体介质中，当 在工具电极和工件之间加上脉冲电源时，逐渐缩短工具电极和工件电极之间的间隙，就会在 工具电极和工件之间产生脉冲性火花放电。放电通道中产生的大量热能使金属局部熔化甚至 气化，并在放电爆炸力的作用下，将熔化的金属微粒抛出去，从而达到蚀除金属的目的。抛 出去的金属微粒经工作液循环系统过滤后被带走。每一次脉冲放电后，工件表面上会产生微 小的放电痕，这些微小放电痕的大量积累就实现了工件的电火花加工，最终工具电极的形状 就精确地“复印”在了金属工件上。 新知学习 02 电火花加工的特点是：可以加工任何高熔点、高强度、高硬度、高脆性、高粘性、高韧 性、高纯度的导电材料；它是一种非接触式的加工方法，加工时“无切削力”,几乎没有热变形影响；只需更换工具电极和调节脉冲参数，就能在在一台电火花加工机床上进行粗加 工、半精加工和精加工。但电火花加工的生产率较低，有电极损耗，影响加工精度，主要适合加工冲模、挤压模、塑料模，以及带有小 孔、异形小孔、槽和曲线形空腔的工件。 利用电火花加工原理，还可以进行电火 花线切割。图8-74所示是用沿着自身轴线 运行的电极丝做工具电极的电火花线切割原 理。电火花线切割在切割过程中无明显的机 械切削力，也没有明显的电极损耗，加工精 度较高，但不能加工曲面，适合加工极薄或 易变形的工件(如样板)、淬硬模具、特殊 形状的窄缝等。 新知学习 02 电解加工(或电化学加工)是利用金属工件在电解液中产生阳极溶解的电化学腐蚀原 理，对金属工件进行成形加工的方法。电解加工机床主要由机床主体、直流电源和电解液系 统组成，如图8-75所示。 电解加工时，工具电极接直流电源的负极(或阴极),金属工件接直流电源正极(或阳 极)。然后在金属工件和工具电极之间接上低电压(6～24V) 、大电流(有时可达20000A) 的稳压直流电源。工具电极慢慢地向工件进给，在两极之间形成狭小的间隙(通常为0.1~ 0.8mm), 让导电电解液高速(5~60m/s) 通过。这样，金属工件就开始按工具电极的形状 逐渐溶解，同时溶解的产物被高速流动的电解液不断冲走，使阳极溶解过程能够连续地进 行，最终便在金属工件上形成与工具电极形状相同的型面。 2.电解加工 新知学习 02 电解加工的特点是：可以加工高硬度、高强度和高韧性的难切削金属材料(如淬火钢、 高温合金、钛合金等);加工过程中无机械力和切削热，加工面上不存在应力和变形，适合 加工易变形工件或薄壁工件；加工后无毛刺，工件表面加工质量较高 (Ra 0.8～0.2μm); 可