普通高等专科教育机电类规划教材：《机械工程学》课程电子教案（PPT课件，第4版）第十八章 特种加工

第十八章特种加工

第十八章 特 种 加 工

第一节概述 特种加工是指用电、声、光、热、磁及化学等的能量,对结构形 状复杂、精度要求高、表面粗糙度低、材料难以加工的零件进行加工 的方法 特种加工的产生 随着科学技术的进步,许多部门对产品结构的要求日趋复杂,对 性能的要求也日益提高。有的产品对高速度、大功率和小型化方面的 要求越来越高,而有的产品对强度、韧性、硬度及耐高温、耐高压和 抗腐蚀的能力要求越来越强,还有一些产品则对其结构形状以及精度 提出了特殊的要求。 以上产品零件的加工用传统的切削加工方法,已不方便甚至不可 能。机械制造业除了不断革新和发展传统的加工方法之外,还得不断 地寻求新的加工方法,特种加工就是在这种前提下产生和发展起来的

第一节 概 述 特种加工是指用电、声、光、热、磁及化学等的能量，对结构形 状复杂、精度要求高、表面粗糙度低、材料难以加工的零件进行加工 的方法。 一、特种加工的产生 随着科学技术的进步，许多部门对产品结构的要求日趋复杂，对 性能的要求也日益提高。有的产品对高速度、大功率和小型化方面的 要求越来越高，而有的产品对强度、韧性、硬度及耐高温、耐高压和 抗腐蚀的能力要求越来越强，还有一些产品则对其结构形状以及精度 提出了特殊的要求。 以上产品零件的加工用传统的切削加工方法，已不方便甚至不可 能。机械制造业除了不断革新和发展传统的加工方法之外，还得不断 地寻求新的加工方法，特种加工就是在这种前提下产生和发展起来的

、特种加工的特点 )特种加工工具的硬度可以低于工件的硬度,却能加工各种高 硬度、高强度材料 2)当利用电能等转换成热能来加工时,因热作时间很短,热作 区很小,故能获得良好的表面质量,有利于加工热敏材料和低刚度 零件。 3)在特种加工中,加工余量的去除过程大都是微细的,故它不 仅能加工尺寸微小的孔或窄缝,有的还能获得极高的加工精度和极 低的表面粗糙度 4)在特种加工中,有的工件加工表面是工具形状、尺寸的复印。 故特种加工可以采用简单的进给运动加工出复杂的型面

二、特种加工的特点 1）特种加工工具的硬度可以低于工件的硬度，却能加工各种高 硬度、高强度材料。 2）当利用电能等转换成热能来加工时，因热作时间很短，热作 区很小，故能获得良好的表面质量，有利于加工热敏材料和低刚度 零件。 3）在特种加工中，加工余量的去除过程大都是微细的，故它不 仅能加工尺寸微小的孔或窄缝，有的还能获得极高的加工精度和极 低的表面粗糙度。 4）在特种加工中，有的工件加工表面是工具形状、尺寸的复印。 故特种加工可以采用简单的进给运动加工出复杂的型面

第二节电火花加工 、电火花加工原理 图18-1所示为电火花加工原理 脉冲电源 反2浸 图18-1电火花加工原理 1一工件2-绝缘介质3一工具电极

第二节 电火花加工 一、电火花加工原理 图18-1所示为电火花加工原理。 图18-1 电火花加工原理 1－工件 2－绝缘介质 3－工具电极

、电火花加工的特点及应用 电火花加工有如下特点: 1)可以加工任何硬、脆、韧、软、高熔点材料。 2)有利于小孔、薄壁、窄槽以及各种复杂型孔、型腔等的加工 3)可以减小材料被加工表面的热影响层,提高表面加工质量。 4)便于实现自动化。 应用电火花加工技术,可以对金属零件进行电火花穿孔和成型 加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花表面强化与刻蚀等。 、电火花加工设备 电火花加工设备的基本组成 (1)机床本体 (2)工作液循环系统 (3)脉冲电源(见图18-2) (4)自动进给调节装置

二、电火花加工的特点及应用 电火花加工有如下特点： 1） 可以加工任何硬、脆、韧、软、高熔点材料。 2）有利于小孔、薄壁、窄槽以及各种复杂型孔、型腔等的加工。 3）可以减小材料被加工表面的热影响层，提高表面加工质量。 4）便于实现自动化。 应用电火花加工技术，可以对金属零件进行电火花穿孔和成型 加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花表面强化与刻蚀等。 三、电火花加工设备 （一）电火花加工设备的基本组成 （1）机床本体 （2）工作液循环系统 （3）脉冲电源（见图18-2） （4）自动进给调节装置

RC回路 二)电火花穿孔机 工具电极 (1)电火花穿孔机的功用电 火花穿孔机主要用于各种截面形状 工件 的直通孔、小孔和微孔及型腔的加 [触发回路」 2)电火花穿孔机的组成如 直 工具电极 图18-3所示。 流关断电 电 L主级上故太级□输出级 功率 工具电极 直流电源 图18-2电火花加工用脉冲电源 a)RC脉冲电源b)可控硅式脉冲电源 c)晶体管式脉冲电源

图18-2 电火花加工用脉冲电源 a）RC脉冲电源 b）可控硅式脉冲电源 c）晶体管式脉冲电源 （二）电火花穿孔机 （1）电火花穿孔机的功用 电 火花穿孔机主要用于各种截面形状 的直通孔、小孔和微孔及型腔的加 工。 （2）电火花穿孔机的组成 如 图18-3所示

图18-3电火花穿孔机示意图 1一床身2-立柱3一工作台4一加工箱5一工件6-工具电极 7一主轴箱8一电源柜9-工作液供应装置

图18-3 电火花穿孔机示意图 1－床身 2－立柱 3－工作台 4－加工箱 5－工件 6－工具电极 7－主轴箱 8－电源柜 9－工作液供应装置

)电火花线切割机 1)线切割机的功用及组成线切割机主要用于模具、夹具零件 上各种形状的直通成形孔及成形柱面(外表面)的加工,对非圆曲面 可近似加工 图18-所示为快走丝数控线切割机的组成。 (2)线切割机电极丝运动的控制方式及应用 1)靠模仿型控制 2)光电跟踪控制 3)数字程序控制 图18-4数控线切割机示意图 a)组成b)切割区局部放大 1一上工作台2一工具电极3-步进电动机4精密丝杠5一控制脉冲6一数控装置 7一卷丝筒8一走丝轮9--工件10一脉冲电源11一喷嘴12一支座13-下工作台

（三）电火花线切割机 （1）线切割机的功用及组成 线切割机主要用于模具、夹具零件 上各种形状的直通成形孔及成形柱面（外表面）的加工，对非圆曲面 可近似加工。 图18-4所示为快走丝数控线切割机的组成。 （2）线切割机电极丝运动的控制方式及应用 1) 靠模仿型控制 2) 光电跟踪控制 3) 数字程序控制 图18-4 数控线切割机示意图 a）组成 b）切割区局部放大 1－上工作台 2－工具电极 3－步进电动机 4－精密丝杠 5－控制脉冲 6－数控装置 7－卷丝筒 8－走丝轮 9--工件 10－脉冲电源 11－喷嘴 12－支座 13－下工作台

第三节电解加工 电解加工原理 电解加工原理如图18-5所示。电解加工形面成型的情况如图18-6所 4气 图18-5电解加工原理图 图18-6电解加工形面成型 1一电源2-工具电极3一工件 情况示意图 4一电解液5—泵 a)加工开始b)加工完成 1一工具电极2一工件

第三节 电解加工 一、电解加工原理 电解加工原理如图18-5所示。电解加工形面成型的情况如图18-6所 示。 图18-5 电解加工原理图 1－电源 2－工具电极 3－工件 4－电解液 5－泵 图18-6 电解加工形面成型 情况示意图 a）加工开始 b）加工完成 1－工具电极 2－工件

、电解加工的特点及应用 (1)特点电解加工具有加工范围广、形面成型状况好、生产率 高、工艺装备简单、操作方便、对工人操作技术要求不高等优点。 但是,它还存在不易达到较高精度、电解加工附属设备多、占地面 积大、对机床的防腐性要求高、工具电极制造工作量较大等缺点。 (2)应用主要用于能导电的难加工材料和形状复杂零件的加工, 如小深孔、枪炮管内孔的膛线、涡轮叶片、整体叶轮表面等的加工

二、电解加工的特点及应用 (1)特点 电解加工具有加工范围广、形面成型状况好、生产率 高、工艺装备简单、操作方便、对工人操作技术要求不高等优点。 但是，它还存在不易达到较高精度、电解加工附属设备多、占地面 积大、对机床的防腐性要求高、工具电极制造工作量较大等缺点。 (2)应用 主要用于能导电的难加工材料和形状复杂零件的加工， 如小深孔、枪炮管内孔的膛线、涡轮叶片、整体叶轮表面等的加工