中职《金属加工与实训-基础常识与技能训练》--第5章-金属冷加工基础(下)-云天课件.ppt

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P.169P.169全国中职机械类规划新教材全国中职机械类规划新教材（高教版）（高教版）基础常识与技能训练基础常识与技能训练第第55章章金属冷加工基础金属冷加工基础（下）（下）（第（第2版）版）金属加工与实训金属加工与实训第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.169P.169特种加工特种加工是将电、磁、化学、光、声、热是将电、磁、化学、光、声、热等能量等能量或或几种几种组合施加在工件组合施加在工件上需上需要要加工加工的的部位上部位上，从而使材料去除、变形、改变性能或被镀盖的非传统的加工方从而使材料去除、变形、改变性能或被镀盖的非传统的加工方法。

法。

特种加工技术能特种加工技术能满足超精密、难切削材料、超小型零件满足超精密、难切削材料、超小型零件等特殊加工等特殊加工的需求的需求。

目前目前，常用的特种加工方法有电火花加工、电解加工常用的特种加工方法有电火花加工、电解加工、超、超声波加工、激光加声波加工、激光加工等。

工等。

电火花精密塑胶模具零件加工电火花精密塑胶模具零件加工超声波表面加工超声波表面加工第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.170P.1701.电火花加电火花加工工电火花加工电火花加工是指在一定介质中是指在一定介质中电火花加工电火花加工，通过工具电极和工件电极之通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电蚀作用对工件进行加工的方法间脉冲放电的电蚀作用对工件进行加工的方法，又称为电腐蚀加工。

又称为电腐蚀加工。

电火花加工机床电火花加工机床电火花机床种类很多，电火花机床种类很多，主要由主机、脉冲电源、自动进给主要由主机、脉冲电源、自动进给调节器、工作液及其循环净化系统组成。

调节器、工作液及其循环净化系统组成。

线切割机床线切割机床电解机床电解机床第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.170P.1701.电火花加电火花加工工

（1）电火花加工电火花加工的基本原理的基本原理电火花加工原理如图所示。

加工时电火花加工原理如图所示。

加工时，工具电极和被加工的金属工件放入绝缘工具电极和被加工的金属工件放入绝缘液体介质中液体介质中，在两者之间加上在两者之间加上100V左右的直流电压。

左右的直流电压。

因为工具电极和金属工件电极的微观表面存在着无数个凹凸不平的局部表面因为工具电极和金属工件电极的微观表面存在着无数个凹凸不平的局部表面，所以所以，当两者逐渐接近、间隙变小时当两者逐渐接近、间隙变小时，在工具电极和金属工件表面之间的局部微在工具电极和金属工件表面之间的局部微小区域小区域，电场强度急剧增大电场强度急剧增大，引起绝缘液体的局部电离引起绝缘液体的局部电离，于是产生脉冲放电。

于是产生脉冲放电。

第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.170P.1701.电火花加电火花加工工

（1）电火花加工电火花加工的基本原理的基本原理由于放电时间极短由于放电时间极短，放电区内形成局部高温放电区内形成局部高温（5000-12000），），足以使金属足以使金属工件局部熔化及气化工件局部熔化及气化，并在放电爆炸力的作用下并在放电爆炸力的作用下，把熔化的金属微粒抛出把熔化的金属微粒抛出，并被并被循环的工作液体介质带走循环的工作液体介质带走，从而达到去除金属的目的。

每次放电后从而达到去除金属的目的。

每次放电后，金属工件表金属工件表面上会产生微小的放电痕面上会产生微小的放电痕，这些放电痕的大量积累就实现了金属工件的加工。

这些放电痕的大量积累就实现了金属工件的加工。

最终工具电极的形状就精确地最终工具电极的形状就精确地“复印复印”在金属工件上在金属工件上，从而完成加工过程。

从而完成加工过程。

电火花加工的产品如图所示。

电火花加工的产品如图所示。

第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.170P.1701.电火花加电火花加工工

（2）电火花加工的特点电火花加工的特点1）电火花加工放电间隙小、温度高、放电点电流密度大电火花加工放电间隙小、温度高、放电点电流密度大;适应性强适应性强，可以可以加工任何硬、脆、韧、软高熔点的导电材料加工任何硬、脆、韧、软高熔点的导电材料；2）加工时加工时“无切削力无切削力”，工件装夹十分方便工件装夹十分方便；3）当脉冲宽度不大时当脉冲宽度不大时，对工件而言几乎没有热影响对工件而言几乎没有热影响，工件加工后的表面质工件加工后的表面质量高量高；4）生产中可以通过控制极性和脉冲的长短生产中可以通过控制极性和脉冲的长短（放电持续时间的长短放电持续时间的长短）控制加控制加工过程工过程，并可连续进行粗加工、半精加工和精加工并可连续进行粗加工、半精加工和精加工；5）加工费时长、效率低加工费时长、效率低，同时工件必须是导体同时工件必须是导体，电极有损耗。

电极有损耗。

第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.170P.1701.电火花加电火花加工工（3）电火花加工的应用电火花加工的应用电电火花加工适合加工圆孔、方孔、多边形孔、异形孔等火花加工适合加工圆孔、方孔、多边形孔、异形孔等孔型零件；孔型零件；适适合加工合加工各类锻模、压铸模、复合模、挤压模、塑料模等型腔各类锻模、压铸模、复合模、挤压模、塑料模等型腔；适合加工叶轮、涡轮叶片适合加工叶轮、涡轮叶片等各种曲面等各种曲面；适适合切断、切割各类复杂的工件合切断、切割各类复杂的工件；还还可以进行工件表面强化可以进行工件表面强化，如零如零件表面涂覆特殊材料等。

件表面涂覆特殊材料等。

第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.170P.1702.电解加电解加工工电解加工电解加工是利用金属工件在电解液中所产生的阳极溶解作用而进行的加工是利用金属工件在电解液中所产生的阳极溶解作用而进行的加工方法方法，又称电化学加工。

电解加工是一种应用较广的新工艺又称电化学加工。

电解加工是一种应用较广的新工艺，生产效率比电火花生产效率比电火花加工高加工高5-10倍。

倍。

电解加工机床电解加工机床主要由机床主体、直流稳压电源、电解液系统组成。

主要由机床主体、直流稳压电源、电解液系统组成。

电解加工机床电解加工机床电解抛光零件电解抛光零件航发叶片航发叶片第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.171P.1712.电解加电解加工工

（1）电解加工电解加工的基本原理的基本原理电解加工原理如图所示电解加工原理如图所示，在金属工件和工具电极之间接上低电压大电流在金属工件和工具电极之间接上低电压大电流（6-24V、500-20000A500-20000A）的稳压直流电源的稳压直流电源，工件接正工件接正（阳）（阳）极极，电极接负电极接负（阴）（阴）极极，两者之间保持较小的间隙两者之间保持较小的间隙（通常为通常为0.02-0.7mm），），在间隙中有高速流动的导电在间隙中有高速流动的导电电解液。

在工件和电极之间施加一定的电压时电解液。

在工件和电极之间施加一定的电压时，阳极工件表面的金属就逐渐地按阳极工件表面的金属就逐渐地按阴极电极型面的形状溶解阴极电极型面的形状溶解，溶解的产物被电解液不断冲走溶解的产物被电解液不断冲走，从而使阳极溶解能够从而使阳极溶解能够连续进行连续进行，于是在金属工件上留下与工具电极形状相同的型面。

于是在金属工件上留下与工具电极形状相同的型面。

第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.171P.1712.电解加电解加工工

（2）电解加工电解加工的特点的特点电电解加工的进给运动简单解加工的进给运动简单，加工速度快加工速度快，且随电流密度的增大而加快且随电流密度的增大而加快，可可一次加工出形状复杂的型面或型腔一次加工出形状复杂的型面或型腔;加加工高硬度、高强度和高韧性的难切削材料。

在加工过程中工高硬度、高强度和高韧性的难切削材料。

在加工过程中，工具电极是工具电极是阴极阴极，阴极上只产生氢气和沉淀而无溶解作用阴极上只产生氢气和沉淀而无溶解作用，因此因此，工具电极无损耗工具电极无损耗，但工具但工具电极的制造需要熟练的技术电极的制造需要熟练的技术，一般采用铜、黄铜、不锈钢等材料。

电解加工过程一般采用铜、黄铜、不锈钢等材料。

电解加工过程中无机械力和切削热的作用中无机械力和切削热的作用，因此，因此，在加工面上不存在应力和变形。

在加工面上不存在应力和变形。

由由于影响电解加工的因素很多于影响电解加工的因素很多，故较难实现高精度的稳定加工故较难实现高精度的稳定加工，且电解液且电解液一般都有腐蚀性一般都有腐蚀性，电解产物有污染电解产物有污染，因此因此，对机床要采取防腐、防污染等措施。

对机床要采取防腐、防污染等措施。

不锈钢电解抛光不锈钢电解抛光第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.171P.1712.电解加电解加工工（3）电解加工电解加工的应用的应用电解加工主要用于加工各种形状复杂的型面电解加工主要用于加工各种形状复杂的型面，如航空发动机叶片、汽轮机叶如航空发动机叶片、汽轮机叶片片；各种型腔模具各种型腔模具，如锻模、冲压模如锻模、冲压模；各种型孔、深孔各种型孔、深孔，炮管膛线、枪管内的来炮管膛线、枪管内的来复线等。

此外复线等。

此外，还可用于电解抛光、去毛刺、切割、雕刻和刻印。

电解加工多用还可用于电解抛光、去毛刺、切割、雕刻和刻印。

电解加工多用于粗加工和半精加工于粗加工和半精加工，适用于批量生产适用于批量生产。

航空发动机叶片航空发动机叶片模具加工模具加工第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.171P.1713.超声波加超声波加工工超声波加工超声波加工是利用工具端面作超声波振动是利用工具端面作超声波振动，带动工件与工具间的磨料悬浮带动工件与工具间的磨料悬浮液冲击和抛磨工件被切割和研磨等的加工方法。

超声波是指频率超过液冲击和抛磨工件被切割和研磨等的加工方法。

超声波是指频率超过16kHz的的振动波振动波，其能量远比普通声波大。

超声波加工实际上是利用超声波振动能量对工其能量远比普通声波大。

超声波加工实际上是利用超声波振动能量对工件进行成形加工的。

超声波加工机床主要由机床主体、超声波发生器、超声振动件进行成形加工的。

超声波加工机床主要由机床主体、超声波发生器、超声振动系统、工作液及其循环净化系统组成系统、工作液及其循环净化系统组成。

超声波镜面加工超声波镜面加工超声波加工机床超声波加工机床第三节第三节特种加工与先进加工技术特种加工与先进加工技术一一、特种加工、特种加工P.172P.1723.超声波加超声波加工工

（1）超声波加工的基本原理）超声波加工的基本原理超声波加工超声波加工的原理如的原理如图图所示。

加工时在工具和工件之间注入液体所示。

加工时在工具和工件之间注入液体（水或煤油水或煤油等等）和磨料混合的悬浮液和磨料混合的悬浮液，工具对工件保持一定的进给压力工具对工件保持一定的进给压力，并作高频振荡并作高频振荡，频频率为率为16-30kHz，振幅为振幅为0.010.15mm。

磨料在工具的超声波振动作用下。

磨料在工具的超声波振动作用下，以极以极高的速度不断地撞击工件高的速度不断地撞击工件表面表面，使工件材料在瞬时高压下产生局部破使工件材料在瞬时高压下产生局部破碎。

由于碎。

由于悬浮液的高速搅动悬浮液的高速搅动，使磨料不断抛磨使磨料不断抛磨工件表面工件表面，随着悬浮液的循环流动随着悬浮液的循环流动，又使，又使磨料磨料不断得到更新不断得到更新，同时带走被粉碎下来的工件微粒。

加工过程中工具逐渐地伸同时带走被粉碎下来的工件微粒。

加工过程中工具逐渐地伸入到工件中入到工件中，最终工具的形状便最终工具的形状便“复印复印”在工件上。

在工件上。

第三节第三节特种加工与先进加工技术