第九講特種加工(4學(xué)時).ppt.convertor

1、第一節(jié)概論1.1特種加工的概念1.2特種加工的特點及發(fā)展.1.3特種加工的分類3.1.1特種加工的概念隨著社會生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的進步，20世紀40年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家拉扎連柯夫婦研究開關(guān)觸點遭受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可使局部的金屬熔化、氣化而被腐蝕掉，開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工。這些新加工方法從廣義上定義為特種加工(NTM，NonTraditionalMachining)，也被稱為非傳統(tǒng)加工技術(shù)，其加工原理是將

2、電、熱、光、聲、化學(xué)等能量或其組合施加到工件被加工的部位上，從而實現(xiàn)材料去除。1.2特種加工的特點及發(fā)展與傳統(tǒng)的機械加工相比，特種加工的不同點是：(1)不是主要依靠機械能，而是主要用其他能量(如電、化學(xué)、光、聲、熱等)去除金屬材料。(2)加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機械切削力，故加工的難易與工件硬度無關(guān)。(3)各種加工方法可以任意復(fù)合、揚長避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴大應(yīng)用范圍。如目前的電解電火花加工(ECDM

3、)、電解電弧加工(ECAM)就是兩種特種加工復(fù)合而形成的新加工方法。目前，國際上對特種加工技術(shù)的研究主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)微細化。目前，國際上對微細電火花加工、微細超聲波加工、微細激光加工、微細電化學(xué)加工等的研究正方興未艾，特種微細加工技術(shù)有望成為三維實體微細加工的主流技術(shù)。(2)特種加工的應(yīng)用領(lǐng)域正在拓寬。例如，非導(dǎo)電材料的電火花加工，電火花、激光、電子束表面改性等。(3)廣泛采用自動化技術(shù)。充分利用計算機技術(shù)對特種加工設(shè)備的

4、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進行優(yōu)化，建立綜合參數(shù)自適應(yīng)控制裝置、數(shù)據(jù)庫等，進而建立特種加工的CADCAM和FMS系統(tǒng)，這是當前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。用簡單工具電極加工復(fù)雜的三維曲面是電解加工和電火花加工的發(fā)展方向。目前已實現(xiàn)用四軸聯(lián)動線切割機床切出扭曲變截面的葉片。隨著設(shè)備自動化程度的提高，實現(xiàn)特種加工柔性制造系統(tǒng)已成為各工業(yè)國家追求的目標。我國的特種加工技術(shù)起步較早。20世紀50年代中期我國工廠已設(shè)計研制出電火花穿孔機床，60年代末上海

5、電表廠張維良工程師在陽極—機械切割的基礎(chǔ)上發(fā)明了我國獨創(chuàng)的快走絲線切割機床，上海復(fù)旦大學(xué)研制出電火花線切割數(shù)控系統(tǒng)。但是由于我國原有的工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，特種加工設(shè)備和整體技術(shù)水平與國際先進水平有不少差距，每年還需從國外進口300臺以上高檔電加工機床。表11常用特種加工方法的分類表12幾種常見特種加工方法的綜合比較第二節(jié)電火花加工的基本原理及設(shè)備2.1電火花加工的物理本質(zhì)及特點2.2電火花加工機床簡介1共同特點(1)二者的加工原理相同，都是通

6、過電火花放電產(chǎn)生的熱來熔解去除金屬的，所以二者加工材料的難易與材料的硬度無關(guān)，加工中不存在顯著的機械切削力。(2)二者的加工機理、生產(chǎn)率、表面粗糙度等工藝規(guī)律基本相似，可以加工硬質(zhì)合金等一切導(dǎo)電材料。(3)最小角部半徑有限制。電火花加工中最小角部半徑為加工間隙，線切割加工中最小角部半徑為電極絲的半徑加上加工間隙。2不同特點(1)從加工原理來看，電火花加工是將電極形狀復(fù)制到工件上的一種工藝方法(如圖23(a)所示)。在實際中可以加工通孔(

7、穿孔加工)和盲孔(成型加工)(如圖23(b)、(c)所示)；而線切割加工是利用移動的細金屬導(dǎo)線(銅絲或鉬絲)做電極，對工件進行脈沖火花放電，切割成型的一種工藝方法，如圖24所示。(2)從產(chǎn)品形狀角度看，電火花加工必須先用數(shù)控加工等方法加工出與產(chǎn)品形狀相似的電極；線切割加工中產(chǎn)品的形狀是通過工作臺按給定的控制程序移動而合成的，只對工件進行輪廓圖形加工，余料仍可利用。(3)從電極角度看，電火花加工必須制作成型用的電極(一般用銅、石墨等材料制

8、作而成)；線切割加工用移動的細金屬導(dǎo)線(銅絲或鉬絲)做電極。(4)從電極損耗角度看，電火花加工中電極相對靜止，易損耗，故通常采用多個電極加工；而線切割加工中由于電極絲連續(xù)移動，使新的電極絲不斷地補充和替換在電蝕加工區(qū)受到損耗的電極絲，避免了電極損耗對加工精度的影響。(5)從應(yīng)用角度看，電火花加工可以加工通孔、盲孔，特別適宜加工形狀復(fù)雜的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花紋等(如圖25(a)所示)；而線切割加工只能加工通孔，能方便地加工出

9、小孔、形狀復(fù)雜的窄縫及各種形狀復(fù)雜的零件(如圖25(b)所示)。(a)電火花加工產(chǎn)品(b)線切割加工產(chǎn)品圖25加工產(chǎn)品實例2.2電火花加工機床簡介2.2.1機床型號、規(guī)格、分類我國國標規(guī)定，電火花成型機床均用D71加上機床工作臺面寬度的110表示。例如D7132中，D表示電加工成型機床(若該機床為數(shù)控電加工機床，則在D后加K，即DK)；71表示電火花成型機床；32表示機床工作臺的寬度為320mm。在中國大陸外，電火花加工機床的型號沒有采

10、用統(tǒng)一標準，由各個生產(chǎn)企業(yè)自行確定，如日本沙迪克(Sodick)公司生產(chǎn)的A3R、A10R，瑞士夏米爾(milles)技術(shù)公司的ROBOFM203035，臺灣喬懋機電工業(yè)股份有限公司的JM322430，北京阿奇工業(yè)電子有限公司的SF100等。電火花加工機床按其大小可分為小型(D7125以下)、中型(D7125～D7163)和大型(D7163以上)；按數(shù)控程度分為非數(shù)控、單軸數(shù)控和三軸數(shù)控。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，國外已經(jīng)大批生產(chǎn)三坐標數(shù)控電