第一篇：《特種加工》期末小結(jié)

《特種加工》期末小結(jié)

第一章：了解

第二章：電火花加工

第一節(jié)：掌握電火花加工的必要條件、優(yōu)缺點(diǎn)

1）工具電極和工件電極之間在加工時(shí)必須保持一定的間隙，一般是幾個(gè)微米至數(shù)百微米

2）火花放電必須在一定絕緣性能的介質(zhì)中進(jìn)行

3）火花放電是瞬時(shí)的脈沖性放電

便于加工用機(jī)械加工難以加工或無法加工的材料，如淬火鋼，硬質(zhì)合金等。適用于復(fù)雜表面形狀工件的加工。電極材料不必比工件硬

可進(jìn)行微精細(xì)加工。0.01-0.1mm的型孔?？杉庸じ鞣N成型工具和量具。直接利用電、熱能加工，便于控制

電化花加工的缺點(diǎn)：加工效率低 存在電極損耗 只能加工金屬等導(dǎo)電材料

第二節(jié)：了解電火花加工機(jī)理

（1）極間介質(zhì)的電離、擊穿形成放電通道。

（2）介質(zhì)熱分解，電極材料熔化、氣化、熱膨脹。（3）電極材料的拋出（4）極間介質(zhì)的消電離

第三節(jié)：重點(diǎn)掌握

1、極性效應(yīng)

電火花加工過程中正負(fù)極都會(huì)受到電腐蝕，即使材料相同,其電腐蝕程度也不同。這種由于正負(fù)極不同而引起電腐蝕量不一樣的現(xiàn)象，稱為極性效應(yīng)

電火花加工分“正極性加工” 和“負(fù)極性加工”。通常定義以電極為準(zhǔn)：

“正極性加工”——工件接正極

“負(fù)極性加工”——工件接負(fù)極,也稱反極性 極性效應(yīng)產(chǎn)生的原因

正極表面受到電子的轟擊，負(fù)極表面受到離子的轟擊，所以兩極表面分配的能量不一樣，熔化、氣化拋出材料的量也就不同。

由于電子和離子的質(zhì)量不同，其加速時(shí)間不同。電子在很短的時(shí)間內(nèi)可以到達(dá)正極表面，而離子則需要較長的時(shí)間到達(dá)負(fù)極表面 短脈沖用正極性加工，長脈沖用負(fù)極性加工 合理利用極性效應(yīng)

極性效應(yīng)是較為復(fù)雜的問題：不僅脈寬、脈間有影響，脈沖峰值電流、放電電壓、工作液以及電極和工件材料都會(huì)有影響。

從加工角度來看：我們希望加工效率越高、電極損耗越小越好，這樣問也就希望極性效應(yīng)越顯著越好。

要想合理利用極性效應(yīng)就要根據(jù)電極和工件的材料、選擇最佳的加工參數(shù)，正確地選擇極性，使工件的蝕除速度高，工具損耗盡可能小

2、電參數(shù)對(duì)生產(chǎn)率的影響

電壓脈沖寬度ti 電流脈沖寬度te 脈沖間隔t0 脈沖頻率f 峰值電流ie 峰值電壓?i 極性

研究結(jié)果表明：單個(gè)脈沖能量與單個(gè)脈沖蝕除量在一定范圍內(nèi)成正比?？偽g除量是有效脈沖蝕除量的總和。由此，蝕除量與單個(gè)脈沖能量WM、脈沖有效率?和脈沖頻率f有關(guān)。

te單個(gè)脈沖能量

WM?u(t)i(t)dt

0對(duì)于晶體管電源，脈沖電流可近似為矩形波，則：

eeM

qa?KaWM?ft蝕除量

qc?KcWM?ft

蝕除速度 qva?a?KaWM?f tq vc?c?KcWM?ft

金屬材料熱學(xué)常數(shù)對(duì)電蝕量影響 熱學(xué)常數(shù)：

熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、熱導(dǎo)率、比熱容、汽化熱等。直接影響單個(gè)脈沖蝕除量 通道內(nèi)的熱量：

除一部分由于熱傳導(dǎo)散失到電極、工件和工作液中 使局部金屬材料溫度升高至熔點(diǎn)(金屬比容熱)使局部金屬材料熔化（熔化熱）

使熔融金屬溫度升高至沸點(diǎn)(熔融金屬比容熱)使熔融金屬材料氣化（氣化熱）

使金屬蒸汽變成過熱蒸汽(金屬蒸汽比容熱)

?W?t?25i工作液對(duì)電蝕量的影響 工作液的作用：

形成火花放電通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)間隙的絕緣狀態(tài)； 對(duì)放電通道產(chǎn)生壓縮效應(yīng)； 幫助電蝕產(chǎn)物的拋出和排除； 對(duì)工具電極和工件的冷卻作用。工作液的好壞對(duì)電蝕量有較大的影響

一般選用粘度小、流動(dòng)性好、滲透性好的煤油為工作液。

第四節(jié)：掌握RC電源特點(diǎn)

工作原理利用電容器充電和瞬時(shí)放電

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低；小功率可獲得很窄的脈沖。常用 于精加工

缺點(diǎn)：電能利用率低；生產(chǎn)率低；工藝參數(shù)不穩(wěn)定

主要用于小功率的精微加工或簡試電火花加工機(jī)床

了解其他電源；

晶體管脈沖電源特點(diǎn)： 脈沖頻率高

脈沖參數(shù)容易調(diào)節(jié) 脈沖波形好

易于實(shí)現(xiàn)多回路和自適應(yīng)控制

第五節(jié)：第六節(jié)：了解

第七節(jié)：掌握沖模加工電規(guī)準(zhǔn)的選擇 電規(guī)準(zhǔn)的選擇、轉(zhuǎn)換，平動(dòng)量的分配

粗加工： 高生產(chǎn)率和低電極損耗

優(yōu)先考慮采用較寬的脈沖寬度，然后選擇合適的脈沖峰值電流

精加工 電極損耗率較大 窄脈寬、小峰值電流

每次規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換后的進(jìn)給深度，應(yīng)等于或稍大于上檔規(guī)準(zhǔn)形成的Rmax值的一半。

平動(dòng)量的分配主要取決于被加工表面由粗變細(xì)的修光量，此外還和電極損耗、平動(dòng)頭原始偏心量、主軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的精度等有關(guān)。、型腔模加工用工具電極的材料的選擇

型腔模加工用工具電極（1）電極材料的選擇 銅鎢合金、銀鎢合金 純銅電極的優(yōu)點(diǎn)：

1）不容易產(chǎn)生電弧，在較困難的條件下也能穩(wěn)定加工； 2）精加工比石墨電極損耗小

3）采用精微加工能達(dá)到由于Ra1.25μm的表面粗糙度

4）經(jīng)鍛造后還可做其它型腔加工用的電極，材料利用率高。

但純銅電極的機(jī)械加工性能不如石墨好。石墨電極的優(yōu)點(diǎn)

1）機(jī)械加工成型容易，容易修正

2）電火花加工的性能也很好，在寬脈沖大電流情況下具有更小的電極損耗。

石墨電極的缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生電弧燒傷現(xiàn)象，因此在加工時(shí)應(yīng)配合有短路快速切斷裝置；精加工時(shí)電極損耗較大，表面粗糙度只能達(dá)到Ra2.5μm。對(duì)石墨電極材料的要求是顆粒小、組織細(xì)密、強(qiáng)度高和導(dǎo)電性好，最好采用等靜壓壓制的各向同性的石墨。1 第三章：電火花線切割

第一節(jié)：掌握電火花線切割的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 電火花線切割加工特點(diǎn) 與電火花加工的共性：

電壓、電流波形與電火花加工基本相似

加工機(jī)理、生產(chǎn)率、表面粗糙度等工藝規(guī)律，材料可加工性與電火花加工基本相似

與電火花加工的不同：

電極采用直徑較小的細(xì)絲，平均加工電流、脈沖寬度不能太大，加工工藝參數(shù)范圍小，屬于中、精加工，正極性加工

采用水或水基工作液，有明顯的電解電流。但不會(huì)起火，易于實(shí)現(xiàn)無人運(yùn)行。電解效應(yīng)存在且有利于改善表面粗糙度。

一般沒有穩(wěn)定電弧放電（有相對(duì)運(yùn)動(dòng)）

電極與工件之間存在“疏松接觸”式輕壓放電現(xiàn)象

省掉了成形的工具電極，大大降低了成形電極的設(shè)計(jì)和制造 電極絲較細(xì)，可以加工微細(xì)異型孔、窄縫和復(fù)雜形狀的工件 采用移動(dòng)的長電極絲進(jìn)行加工，單位長度上電極絲的損耗較低，對(duì)精度影響小（慢走絲的電極絲一次性使用，不影響精度）

線切割加工的應(yīng)用范圍

線切割加工適于加工各種直紋面的工件，其應(yīng)用如下： 加工模具

各種形狀的沖模，只需要一次編成 加工電火花成型加工用的電極 加工零件

用于試制新產(chǎn)品，單件小批量生產(chǎn)，特殊難加工材料的加工

第二節(jié)、第四節(jié)：了解

第三節(jié)、第五節(jié)：掌握3B編程技術(shù)、3B編程格式：Bx By BJ G Z x,y—直線的終點(diǎn)坐標(biāo)或圓弧的起點(diǎn)坐標(biāo)絕對(duì)值，單位um J—計(jì)數(shù)長度 G—計(jì)數(shù)方向 Z—加工指令

直線L（L1,L2,L3,L4）

順圓弧SR(SR1,SR2,SR3,SR4)逆圓弧NR(NR1,NR2,NR3,NR4)所有坐標(biāo)都是相對(duì)的 B0 B4000 B4000 GY NR4 B0 B2000

B2000 GY L2 B4000 B0 B4000 GX NR1 B2000 B0

B2000 GX L3 B0 B4000 B4000 GY NR2 B0 B2000

B2000 GY L4 B4000 B0 B4000 GX NR3 B2000 B0

B2000 GX L1

A

線切割編程是根據(jù)圖樣提供的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析和計(jì)算編寫出現(xiàn)切割機(jī)床能夠接受的數(shù)控程序。

自動(dòng)編程：用戶輸入要切割的軌跡數(shù)據(jù)，經(jīng)過排序、用戶指定切割方向和切入點(diǎn)自動(dòng)生成數(shù)控程序，可以生成各種格式的數(shù)控程序。其過程與手動(dòng)編程差不多只不過用軟件實(shí)現(xiàn)。

第四章：電化學(xué)加工

第一節(jié)：掌握電解質(zhì)、電解質(zhì)是溶于水溶液中或在熔融狀態(tài)下就能夠?qū)щ姷幕衔?/p>

金屬的鈍化

應(yīng)用化學(xué)或電化學(xué)方法，在金屬表面形成一層薄的氧化物層，使金屬腐蝕速率大大降低的過程

活化

使金屬鈍化膜破壞的過程稱為活化

了解電化學(xué)加工的分類

分類 利用陽極金屬的溶解作用去除材料； 利用金屬在陰極的沉積鍍覆作用進(jìn)行鍍覆；

電化學(xué)加工與其它加工方法相結(jié)合的復(fù)合加工方法。

第二節(jié)：掌握電解加工的優(yōu)缺點(diǎn)、電解加工的特點(diǎn)

不受材料本身強(qiáng)度、硬度和韌性限制，可以加工淬火鋼、硬質(zhì)合金、不銹鋼和耐熱合金等高強(qiáng)度、高硬度和高韌性的導(dǎo)電材料。

(2)加工中不存在機(jī)械切削力，工件不會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形，也沒有飛邊毛刺。(3)可以達(dá)到0.1mm的平均加工精度和0.01mm的最高加工精度；平均表面粗糙度Ra值可達(dá)0.8μm，最小表面粗糙度Ra值可達(dá)0.1μm。(4)加工過程中工具陰極理論上不會(huì)損耗，可長期使用。

(5)生產(chǎn)率較高，約為電火花加工的5～10倍，某些情況下甚至高于切削加工。(6)能以簡單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一次加工出形狀復(fù)雜的型腔與型面。(7)1加工精度和加工穩(wěn)定性不高。

2而陰極的設(shè)計(jì)、制造和修正都比較困難，陰極的精度難以保證。

3電解加工間隙的因素很多，且規(guī)律難以掌握，加工間隙的控制比較困難。

4由于陰極和夾具的設(shè)計(jì)、制造及修正困難，周期較長，因而單件小批量生產(chǎn)的成本

較高。

5電解加工所需的附屬設(shè)備較多，占地面積較大，且機(jī)床需要足夠的剛性和防腐

蝕性能，造價(jià)較高。

6與此同時(shí)，電解液易腐蝕機(jī)床和污染環(huán)境，也必須引起重視。

電解液的作用

作為導(dǎo)電介質(zhì)傳遞電流；

在電場(chǎng)作用下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)；

及時(shí)帶走加工間隙內(nèi)產(chǎn)生的電解產(chǎn)物及量、三種常用的電解液NaCl；NaNO3、NaClO3、鋼在NaCl水溶液中電解加工的電極反應(yīng) ① 陽極反應(yīng)

Fe—2e

Fe+2 Fe—3e

Fe+3

? 4OH-—4e

O2↑+2H2O

2CL-—2e

CL2 ↑

Fe+2+2OH-

Fe（OH）2↓（墨綠色的絮狀物）

沉淀為 4Fe（OH）2+2H2O+O2

4Fe（OH）3↓（黃褐色沉淀）

?

陰極反應(yīng)

按可能性為 2H++2e

H2↑ Na++e

Na↓

按照電極反應(yīng)的基本原理，電極電位最正的粒子將首先在陰極反應(yīng)。因此，在陰極上只會(huì)析出氫氣，而不可能沉淀出鈉。

掌握電解加工的生產(chǎn)率計(jì)算。質(zhì)量

m = KIt = KQ 體積

V = ?It = ?Q 式中

m 電解上析出或溶解物質(zhì)的質(zhì)量(g)V 電解上析出或溶解物質(zhì)的質(zhì)量(mm3)K 物質(zhì)的質(zhì)量電化學(xué)當(dāng)量[g/(A?h)] ?

物質(zhì)的體積電化學(xué)當(dāng)量[mm3/(A?h)] I 電解電流(A)t 電解時(shí)間(h)實(shí)際電解加工時(shí)，會(huì)有其它反應(yīng)發(fā)生或以高價(jià)離子溶解，從而多消耗了一些電荷。所以引入電流效率?

為此，實(shí)際蝕除量為： 質(zhì)量

m = η KIt 體積

V = ηωIt 第三節(jié)：掌握電解磨削的原理特點(diǎn)

實(shí)際金屬蝕除量???100%理論計(jì)算蝕除量電解磨削

電解磨削顧名思義就是電解作用機(jī)床和機(jī)械磨削相結(jié)合的一種復(fù)合工藝方法。

磨削時(shí)，工件接直流電源正極，電解磨輪接直流電源的負(fù)極，車床在二者之間供給電解液。當(dāng)直流電源接通時(shí)，工件表面將產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，表層金屬原子變成離子并形成陽極膜。這層膜鈍化作用強(qiáng)，又稱為鈍化膜。它覆蓋在工件表面，阻止電化學(xué)反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)工件進(jìn)一步向電解磨輪靠近并接觸時(shí)，電解磨輪表面凸出的磨料高速運(yùn)動(dòng)，將鈍化膜刮除，基體金屬外露，繼續(xù)產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。如此反復(fù)進(jìn)行，工件材料被一層層地去除，從而達(dá)到加工的目的。工件與電解磨輪接觸時(shí)，磨輪表面凸出的車床磨料使二者保持一定的間隙，機(jī)床不致發(fā)生短路，且間隙中的電解液因磨輪的高速旋轉(zhuǎn)不斷被更新，使得陽極溶解反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行

電解磨削具有以下特點(diǎn)：

(1)磨削效率高于純機(jī)械磨削，當(dāng)磨削接觸面大且電源容量足夠大時(shí)，效率更高。(2)由于材料主要靠陽極溶解，因此磨輪的損耗遠(yuǎn)比機(jī)械磨削小。(3)磨削表面粗糙度低，只。最佳值在0．01—0．05／xm。(4)磨削時(shí)壓力小，產(chǎn)生的熱量低，不易產(chǎn)生變形及加工應(yīng)力，適于加工對(duì)裂紋敏感的材料。(5)磨削鐵基材料時(shí)使用的電解液對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕性，對(duì)設(shè)備應(yīng)考慮一定的防護(hù)措施。(6)由于電解液多采用NaN0，機(jī)床加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生有刺激味的氣體及氫氣車床等，因此防護(hù)罩上應(yīng)加裝抽風(fēng)吸霧裝置。

由于電解磨削具有上述特點(diǎn)，故適用于磨削高強(qiáng)度、高硬度、熱敏性材料，如硬質(zhì)合金、高速鋼、耐熱合金、鈦合金等

第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)：了解

第五章：激光加工

第一節(jié)：了解激光加工的原理，激光加工的原理

激光是一種強(qiáng)度高、方向性好、單色性好的相干光。由于激光的發(fā)散角小和單色性好，理論上可以聚焦到尺寸與光的波長相近的(微米甚至亞微米)小斑點(diǎn)上，加上它本身強(qiáng)度高，故可以使其焦點(diǎn)處的功率密度達(dá)到107～1011W/cm2，溫度可達(dá)10000℃以上。在這樣的高溫下，任何材料都將瞬時(shí)急劇熔化和汽化，并爆炸性地高速噴射出來，同時(shí)產(chǎn)生方向性很強(qiáng)的沖擊。因此，激光加工(如圖1所示)是工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生高溫熔融和受沖擊波拋出的綜合過程

掌握激光加工的特點(diǎn)。激光加工的特點(diǎn)

激光加工的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

(1)幾乎對(duì)所有的金屬和非金屬材料都可以進(jìn)行激光加工。

(2)激光能聚焦成極小的光斑，可進(jìn)行微細(xì)和精密加工，如微細(xì)窄縫和微型孔的加工。

(3)可用反射鏡將激光束送往遠(yuǎn)離激光器的隔離室或其它地點(diǎn)進(jìn)行加工。

(4)加工時(shí)不需用刀具，屬于非接觸加工，無機(jī)械加工變形。

(5)無需加工工具和特殊環(huán)境，便于自動(dòng)控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變形小。

第二節(jié)：掌握固體激光器、氣體激光器的優(yōu)缺點(diǎn)

固體激光器主要優(yōu)點(diǎn);輸出能量大，峰值功率高;結(jié)構(gòu)緊湊耐用，價(jià)格適宜

材料種類數(shù)量多;固體激光器的主要缺點(diǎn);溫度效益比較嚴(yán)重;轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低

氣體激光器一般采用電激勵(lì)，因其效率高、壽命長、連續(xù)輸出功率大，所以廣泛用于切割、焊接、熱處理等加工。常用于材料加工的氣體激光器有二氧化碳激光器、氬離子激光器等。

第六章：電子束和離子束加工

第一節(jié)：了解電子束加工特點(diǎn)； ⒉電子束加工的特點(diǎn)：

⑴加工面積很小，是一種精密微細(xì)的加工方法。⑵是一種非接觸式加工。⑶加工生產(chǎn)率很高 ⑷整個(gè)加工過程便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

⑸加工表面不會(huì)氧化，特別適用于加工易氧化的金屬及合金材料，以及純度要求

極高的半導(dǎo)體材料。

⑹價(jià)格較貴，生產(chǎn)應(yīng)用有一定局限性。

掌握電子束加工的應(yīng)用 電子束加工的應(yīng)用：（1）高速打孔（2）加工型孔及特殊表面（3）刻蝕（4）焊接（5）熱處理（6）電子束光刻

第二節(jié)：了解離子束加工特點(diǎn)； ⒊離子束加工的特點(diǎn)

⑴離子束加工是所有特種加工方法中最精密、最微細(xì)的加工方法，是納米加工技術(shù)的基礎(chǔ)。

⑵污染少，特別適用于對(duì)易氧化的金屬、合金材料和高純度半導(dǎo)體材料的加工。⑶加工應(yīng)力、熱變形等極小，加工質(zhì)量高，適合于對(duì)各種材料和低剛度零件的加工。

⑷離子束加工設(shè)備費(fèi)用貴、成本高，加工效率低，應(yīng)用范圍受到一定限制

掌握離子束加工的分類

⑴離子刻蝕

⑵離子濺射沉積

⑶離子鍍

⑷離子注入

第七章：超聲波加工

掌握超聲加工的特點(diǎn)、應(yīng)用（１）加工范圍廣

（２）切削力小、切削功率消耗低（3）工件加工精度高、表面粗糙度低

（4）易于加工各種復(fù)雜形狀的型孔、型腔和成型表面等 超聲加工的應(yīng)用

（1）型孔、型腔加工（2）切割加工（3）復(fù)合加工：超聲電解復(fù)合加工、超聲電火花復(fù)合加工、超聲拋光及電解超聲復(fù)合拋光（4）超聲清洗 注：缺電解加工的生產(chǎn)率計(jì)算

1、電火花加工的必要條件、優(yōu)缺點(diǎn)。必要條件：

（1）必須使工具電極和工件被加工表面之間經(jīng)常保持一定的放電間隙，這一間隙隨加工條件而定，通常約為0.02-0.1mm；（2）火花放電必須是瞬時(shí)的脈沖性放電；

（3）火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行，例如煤油、皂化液或去離子水。主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）適用于任何難切削導(dǎo)電材料的加工；（2）可以加工特殊及復(fù)雜形狀的表面和零件。電火花加工的局限性

（1）主要用于加工金屬等導(dǎo)電材料，但在一定條件下也可以加工半導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料；

（2）加工速度較慢；（3）存在電極消耗。

2、極性效應(yīng)：單純由于正、負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。

產(chǎn)生原因：在火花放電過程中，正、負(fù)電極表面分別受到負(fù)電子和正離子的轟擊和瞬時(shí)熱源的作用，在兩極表面所分配到的能量不一樣，因而溶化、氣化拋出的電蝕量也不一樣。

影響因素：脈寬、脈間、脈沖峰值電流、放電電壓、工作液和電極材料

3、電參數(shù)對(duì)生產(chǎn)率的影響 ：提高脈沖頻率f;增加單個(gè)脈沖能量Wm或者說增加平均放電電流ie和脈沖寬度ti,減小脈間t0,設(shè)法提高系數(shù)Ka、Kc。

4、RC電源特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低；

（2）在小功率時(shí)可以獲得很窄的脈寬（小于0.1us）和很小的單個(gè)脈沖能量，可用作光整加工和精微加工 缺點(diǎn)：（1）電能利用效率很低，計(jì)算證明最大不超過36%，因大部分電能經(jīng)過電阻R時(shí)轉(zhuǎn)化為熱能損失掉了，這在大功率加工時(shí)是很不經(jīng)濟(jì)的；

（2）生產(chǎn)效率低，因?yàn)殡娙莸某潆姇r(shí)間te比放電時(shí)間te長50倍以上，脈沖間隙系數(shù)太大。

（3）直流電源與放電間隙之間沒有開關(guān)元件隔離，影響穩(wěn)定性，此外還不能獨(dú)立形成脈沖。

5、什么是電火花加工的電規(guī)準(zhǔn)；加工時(shí)應(yīng)如何選擇電規(guī)準(zhǔn)？

答：電火花加工中所選用的一組電脈沖參數(shù)稱為電規(guī)準(zhǔn)，電參數(shù)主要是指電壓脈沖寬度、電流脈沖寬度、脈沖間隔、脈沖頻率、峰值電流、峰值電壓和極性等。在生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)工件的要求、電極和工件的材料、加工工藝指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效果等因素來確定電規(guī)準(zhǔn)，并在加工過程中及時(shí)的轉(zhuǎn)換。

6、電火花線切割的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。

電火花線切割加工過程的工藝和機(jī)理，與電火花穿孔成型加工既有共性，又有特性。

1)電火花線切割加工與電火花成型加工的共性表現(xiàn)

（1）線切割加工的電壓、電流波形與電火花加工的基本相似。單個(gè)脈沖也有多種形式的放電狀態(tài)，如開路、正?；鸹ǚ烹?、短路等。

（2）線切割加工的加工機(jī)理、生產(chǎn)率、表面粗糙度等工藝規(guī)律，材料的可加工性等也都與電火花加工的基本相似，可以加工硬質(zhì)合金等一切導(dǎo)電材料。2）線切割加工相比于電火花加工的不同特點(diǎn)

（1）由于電極工具是較小的細(xì)絲，故脈沖寬度、平均電流等不能太大，加工工藝參數(shù)的范圍較小，屬中、精正極性電火花加工，工件常接脈沖電源正極。（2）采用水或水基工作液，不會(huì)引燃起火，容易實(shí)現(xiàn)安全無人運(yùn)轉(zhuǎn)，但由于工作液的電阻率遠(yuǎn)比煤油小，因而在開路狀態(tài)下，仍有明顯的電解電流。（3）一般沒有穩(wěn)定電弧放電狀態(tài)。

（4）電極與工件之間存在著“疏松接觸”式輕壓放電現(xiàn)象。

（5）省掉了成型的的工具電極，大大降低了成型工具電極的設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，用簡單的工具電極，靠數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的切割軌跡，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，加工周期短，這不光對(duì)新產(chǎn)品的試制很有意義，對(duì)大批生產(chǎn)也增加了快速性和柔性。（6）電極絲比較細(xì)，可以加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀的工件。

（7）由于采用移動(dòng)的長電極絲進(jìn)行加工，使單位長度的電極絲損耗較小，特別在低速走絲切割加工時(shí)，電極絲一次性使用，電極絲損耗對(duì)加工精度的影響更小。

7、電解質(zhì)：凡溶于水后能導(dǎo)電的物質(zhì)叫做電解質(zhì)；電解質(zhì)與水形成的溶液稱為電解質(zhì)溶液，簡稱電解液。

8、金屬的鈍化：金屬陽極溶解過程的超電位升高，使電解速度減慢。

9、金屬的活化：使金屬鈍化膜破壞的過程稱為活化。

10、電解加工的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：（1）加工范圍廣，不受金屬材料本身力學(xué)性能的限制，可以加工硬質(zhì)合金、淬火鋼、不銹鋼、耐熱合金等高硬度、高強(qiáng)度及韌性金屬材料，并可加工葉片、鍛模等各種復(fù)雜型面。

（2）電解加工的生產(chǎn)效率高，約為電火花加工的5-10倍，在某些情況下，比切削加工的生產(chǎn)效率還高，且加工生產(chǎn)率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。（3）可以達(dá)到較好的表面粗糙度（Ra1.25-0.2um）和正負(fù)0.1mm左右的平均加工精度。

（4）由于加工過程中不存在機(jī)械切削力，所以不會(huì)產(chǎn)生由切削力所引起的殘余應(yīng)力和變形，沒有飛邊毛刺。

（5）加工過程中陰極工具在理論上不會(huì)損耗，可長期使用。缺點(diǎn)：（1）不易達(dá)到較高的加工精度和加工穩(wěn)定性。

（2）電極工具的設(shè)計(jì)和修正比較麻煩，因而很難適用于單件生產(chǎn)。

（3）電解加工的附屬設(shè)備較多，占地面積大，機(jī)床要有足夠的剛性和防腐性能，造價(jià)較高。對(duì)電解加工而言，一次性投資較大。

（4）電解產(chǎn)物需要進(jìn)行妥善處理，否則將污染環(huán)境。

11、電解液的作用

（1）作為導(dǎo)電電介質(zhì)傳遞電流；

（2）在電場(chǎng)作用下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，使陽極溶解能順利而有控制的進(jìn)行；（3）及時(shí)地把加工間隙產(chǎn)生內(nèi)產(chǎn)生的電解產(chǎn)物及熱量帶走，起更新與冷卻作用。三種常用的電解液：NaCl、NaNO3、NaClO3.12、電解磨削的原理特點(diǎn) 原理：電解磨削是由電解作用和機(jī)械磨削作用相結(jié)合而進(jìn)行加工的，比電解加工的加工精度高，表面粗糙度小，比機(jī)械磨削的生產(chǎn)率高。特點(diǎn)：（1）加工范圍廣，加工效率高；（2）可以提高加工精度及表面質(zhì)量；（3）砂輪的磨損量小。與機(jī)械磨削相比，電解磨削的不足之處是：加工刀具等的刃口不易磨得非常鋒利；機(jī)床、家具等需要采取防蝕防銹措施；還需要增加吸氣、排氣裝置，以及需要直流電源、電解液過濾、循環(huán)裝置等附屬設(shè)備。

13、激光加工的特點(diǎn)

特性：強(qiáng)度高、單色性好、相干性好、方向性好 特點(diǎn)：（1）聚焦后，激光加工的功率密度可高達(dá)10的八次方-10的十次方W/cm2,光能轉(zhuǎn)化為熱能，幾乎可以溶化、氣化任何材料。

（2）激光光斑大小可以聚焦到微米級(jí)，輸出功率可以調(diào)節(jié)，因此可用以精密微細(xì)加工。

（3）加工所用工具是激光束，是非接觸加工，所以沒有明顯的機(jī)械力，沒有工具損耗問題。

（4）和電子束加工等比較起來，激光加工裝置比較簡單，不要求復(fù)雜的抽真空裝置。

（5）激光加工是一種瞬時(shí)、局部溶化、氣化的熱加工，影響因素很多，因此，精微加工時(shí)，精度，尤其是重復(fù)精度和表面粗糙度不易保證，必須進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，尋找合理的參數(shù)，才能達(dá)到一定的加工要求。

（6）加工中產(chǎn)生的金屬氣體及火星等飛濺物，要注意通風(fēng)抽走，操作者應(yīng)戴防護(hù)眼鏡。

14、固體激光器、氣體激光器的優(yōu)缺點(diǎn) 固體激光器一般采用光激勵(lì)，能量轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)多，光的激勵(lì)能量大部分轉(zhuǎn)化為熱能，所以效率低。為了避免固體介質(zhì)過熱，固體激光器通常采用脈沖工作方式，并用合適的冷卻裝置，較少采用連續(xù)工作方式。由于晶體缺陷和溫度引起的光學(xué)不均勻性，固體激光器不易獲得單模而傾向于多模輸出。

氣體激光器一般采用電激勵(lì)，因其效率高、壽命長、連續(xù)輸出功率大，所以廣泛用于切割、焊接、熱處理等加工。常用于材料加工的氣體激光器有二氧化碳激光器、氬離子激光器等。

15、電子束加工的應(yīng)用：（1）高速打孔（2）加工型孔及特殊表面（3）刻蝕（4）焊接（5）熱處理（6）電子束光刻

16、離子束加工的分類：離子刻蝕、離子濺射沉積、離子鍍、離子注入

17、超聲加工的特點(diǎn)

（1）適合于加工各種硬脆材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料，例如玻璃、陶瓷、石英、鍺、硅、瑪瑙、寶石、金剛石等。對(duì)于導(dǎo)電的硬質(zhì)金屬材料如淬火鋼、硬質(zhì)合金等，也能進(jìn)行加工，但加工生產(chǎn)率較低。

（2）由于工具可用較軟的材料，做成叫復(fù)雜的形狀，故不需要使工具和工件作比較復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此超聲加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)比較簡單，只需一個(gè)方向輕壓進(jìn)給，操作、維修方便。

（3）由于去除加工材料是靠極小磨料瞬時(shí)局部的撞擊作用，故工件表面的宏觀切削力很小，切削應(yīng)力、切削熱很小，不會(huì)引起變形和燒傷，表面粗糙度也較好，可達(dá)Ra1-0.1um，加工精度可達(dá)0.01-0.01mm,而且可以加工薄壁、窄縫、低剛度零件。

18、超聲加工的應(yīng)用

（1）型孔、型腔加工（2）切割加工（3）復(fù)合加工：超聲電解復(fù)合加工、超聲電火花復(fù)合加工、超聲拋光及電解超聲復(fù)合拋光（4）超聲清洗 注：缺電解加工的生產(chǎn)率計(jì)算

第二篇：特種加工報(bào)告

特種加工總結(jié)報(bào)告

院 系：機(jī)械與汽車工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名：

特種加工總結(jié)報(bào)告

摘要：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能等各種能量進(jìn)行材料加工的重要工藝方法?，F(xiàn)階段，先進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展，作為先進(jìn)制造技術(shù)中的重要的一部分，特種加工對(duì)制造業(yè)的作用日益突顯。本文對(duì)什么是特種加工、特種加工的特點(diǎn)、種類以及發(fā)展趨勢(shì)等作了描述。闡述了特種加工在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展過程中的重要地位，大力發(fā)展特種加工的必要性。

關(guān)鍵詞：特種加工、特種加工技術(shù)、特點(diǎn)、應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì) 目錄： 引言

1、電火花加工

1.1 電火花放電沉積的基本原理與特點(diǎn) 1.2 極性效應(yīng)

1.3 電火花加工中電極損耗分析與解決措施 1.4 電火花加工的發(fā)展趨勢(shì)

2、特種加工技術(shù)的特點(diǎn)或應(yīng)用及發(fā)展前景 2.1特種加工技術(shù)的特點(diǎn)

2.2 特種加工引起的機(jī)械制造工藝技術(shù)變革 2.3特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 2.4總結(jié)

3、結(jié)束語

引言：

傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)對(duì)推動(dòng)人類的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展起到了重大的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新型工程材料不斷涌現(xiàn)和被采用，工件的復(fù)雜程度以及加工精度的要求越來越高，對(duì)機(jī)械制造工藝技術(shù)提出了更高的要求。由于受刀具材料性能、結(jié)構(gòu)、設(shè)備加工能力的限制，使用傳統(tǒng)的切削加工方法很難完成對(duì)高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、耐高溫和磁性等新材料，以及精密復(fù)雜、微細(xì)構(gòu)件或難以處理的形狀的加工。為了解決這些加工的難題，人們不斷開發(fā)研究并成功采用“傳統(tǒng)的切削加工以外的新的加工方法—— 特種加工方法”解決了很多工藝問題，在生產(chǎn)上發(fā)揮了很大的作用，引起了機(jī)械制造工藝技術(shù)領(lǐng)域的許多變革。特種加工是相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工而言的，實(shí)質(zhì)上是直接或復(fù)合利用電能、電化學(xué)能、化學(xué)能、光能、聲能、熱能、磁能、物質(zhì)動(dòng)能、甚至爆炸能等對(duì)工件進(jìn)行加工的工藝方法的總稱。正文

1.電火花加工

電火花加工的原理是基于工具和工件之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬，以達(dá)到對(duì)零件的尺寸形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。按工具電極和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式和用途的不同，電火花加工工藝大致可分為電火花成形加工、電火花線切割、電火花磨削和鏜磨、電火花同步共軛回轉(zhuǎn)加工、電火花高速小孔加工、電火花放電沉積與刻字六大類。

1.1 電火花放電沉積的基本原理與特點(diǎn)

電火花放電沉積的原理是利用脈沖電路的充放電原理，采用導(dǎo)電材料(硬質(zhì)合金、石墨、合金鋼、鋁和銅等)作為工具電極(陽極)，在空氣或特殊的氣體中使之與被強(qiáng)化的金屬工件(陰極)之間產(chǎn)生火花放電。當(dāng)工具電極與工件達(dá)到某個(gè)距離電場(chǎng)強(qiáng)度足以使介質(zhì)電離擊穿時(shí)兩者之間就產(chǎn)生火花放電，使電極端部與工件表面微區(qū)發(fā)生熔化甚至氣化，熔融金屬在熱作用，電磁力和機(jī)械力的作用下沉積在工件表面。電極與工件的放電間隙頻繁發(fā)生變化，電極與工件間不斷發(fā)生火花放電，從而實(shí)現(xiàn)放電沉積。1.2 極性效應(yīng)

在電火花放電加工過程中，無論是正極還是負(fù)極，都會(huì)受到不同程度的電蝕。這種單純由于正、負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。因此，當(dāng)采用窄脈沖、精加工時(shí)應(yīng)選用正極性加工；當(dāng)采用長脈沖、粗加工時(shí)，應(yīng)采用負(fù)極性加工，此時(shí)可得到較高的蝕除速度和較低的電極損耗。從提高加工生產(chǎn)率和減小工具損耗的角度來看，極性效應(yīng)愈顯著愈好，故在電火花加工中必須充分利用。當(dāng)用交變的脈沖電流加工時(shí)，單個(gè)脈沖的極性效應(yīng)便相互抵消，增加了工具的損耗，因此，電火花加工一般采用單向脈沖電源。

1.3 電火花加工中電極損耗分析與解決措施

電火花在整個(gè)加工過程中要受到各種干擾因素的影響, 這些干擾因素直接或間接地影響著加工質(zhì)量。在電火花加工過程中電極損耗分為絕對(duì)損耗和相對(duì)損耗。造成電極損耗的原因有：小面積精加工，加工件結(jié)構(gòu)尺寸偏小，加工時(shí)間過長，電極裝夾不當(dāng)?shù)纫蛩亍Ｒ虼藶榱藴p少電極的損耗一般有以下方法：（1）有效排除電蝕物（2）電極材料和加工參數(shù)的合理選用（3）提高加工技能和安全操作意念等等。電火花加工電極損耗和變形是一個(gè)復(fù)雜的過程。為了降低電極損耗程度, 減少變形, 除了充分利用放電過程的極性效應(yīng)和吸附效應(yīng)外, 同時(shí)也要選用適宜的電極材料, 并且在實(shí)際的加工過程中要根據(jù)具體的加工對(duì)象實(shí)施一定的加工技巧和選擇合適的加工參數(shù) 1.4 電火花加工的發(fā)展趨勢(shì)

電火花線切割加工技術(shù)在相當(dāng)長的時(shí)間里間都是采用精規(guī)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行一次切割成型,其切割速度與加工表面質(zhì)量之間存在著一定的矛盾。中國特有的高速走絲電火花線切割機(jī)長期存在的加工質(zhì)量問題, 可以采用多次切割工藝來解決?，F(xiàn)目前中速走絲電火花線切割機(jī)是一種價(jià)格較低, 加工精度、粗糙度、加工效率介于高速走絲與慢走絲的一種機(jī)床,具有很好的發(fā)展前景。特種加工的發(fā)展趨勢(shì)

為進(jìn)一步提高特種加工技術(shù)水平及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍, 當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn):1)采用自動(dòng)化技術(shù)。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,使加工設(shè)備向自動(dòng)化、柔性化方向發(fā)展, 這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。2)趨向精密化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展, 對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì), 特種加工的精密化研究已引起人們的高度重視, 3)開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。為適應(yīng)產(chǎn)品的高技術(shù)性能要求與新型材料的加工要求, 需要不斷開發(fā)新工藝方法, 包括微細(xì)加工和復(fù)合加工, 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟(jì)型的復(fù)合加工, 如工程陶瓷、復(fù)合材料以及聚晶金剛石等。

2、特種加工技術(shù)的特點(diǎn)或應(yīng)用及發(fā)展前景 2.1特種加工技術(shù)的特點(diǎn)

2.1.1 加工范圍上不受材料強(qiáng)度、硬度等限制。特種加工技術(shù)主要不依靠機(jī)械力和機(jī)械能去除材料，而是主要用其他能量（如電、化學(xué)、光、聲、熱等）去除金屬和非金屬材料，完成工件的加工。故可以加工各種超強(qiáng)硬材料、高脆性及熱敏材料以及特殊的金屬和非金屬材料。

2.1.2 以柔克剛。特種加工不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件并不接觸，加工過程中工具和工件間不存在明顯的強(qiáng)大機(jī)械切削力，所以加工時(shí)不受工件的強(qiáng)度和硬度的制約，在加工超硬脆材料和精密微細(xì)零件、薄壁元件、彈性元件時(shí)，工具硬度可以低于被加工材料的硬度。

2.1.3 加工方法日新月異，向精密加工方向發(fā)展。當(dāng)前已出現(xiàn)了精密特種加工，許多特種加工方法同時(shí)又是精密加工方法、微細(xì)加工方法，如電子束加工、離子束加工、激光束加工等就是精密特種加工；精密電火花加工的加工精密度可達(dá)微米級(jí)0.51μm，表面粗糙度可達(dá)鏡面 Ra0.02μm。2.1.4 容易獲得良好的表面質(zhì)量。由于在加工過程中不產(chǎn)生宏觀切屑，工件表面不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈、塑性變形，故可以獲得良好的表面粗糙度。殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷均比機(jī)械切割表面小，尺寸穩(wěn)定性好，不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變。

2.2 特種加工引起的機(jī)械制造工藝技術(shù)變革

2.2.1特種加工擴(kuò)大了可加工材料的范圍。特種加工方法使機(jī)制工藝可加工的材料范圍從普通材料發(fā)展到超硬材料和特殊材料，使任何材料的加工均成為可能。材料的可加工性不再與硬度、強(qiáng)度、韌性、脆性等成直接正比或反比關(guān)系。傳統(tǒng)上認(rèn)為很難加工的金剛石、硬質(zhì)合金、淬火鋼、石英、玻璃、陶瓷等材料，可以用電火花、超聲波、電解、激光等特種加工方法來加工。對(duì)電火花線切割而言，淬火鋼比未淬火鋼更易加工。2.2.2特種加工改變了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝性好與壞的“概念”。傳統(tǒng)的加工方法 認(rèn)為方孔、窄縫、小孔、深孔、彎孔等結(jié)構(gòu)工藝性差，有些情況下被認(rèn)為工藝性 很“壞 ”，甚至被列為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)禁區(qū)，特種加工使這一“壞”變成了可以，甚者可認(rèn)為好，因?yàn)閷?duì)于電火花穿孔、電火花線切割工藝來說，加工方孔和加工圓孔的難易程度是一樣的。如：山形硅鋼片沖模，過去由于不易制造往往采用拼鑲結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在采用電火花線切割加工，既使是硬質(zhì)合金模具也可做成整體結(jié)構(gòu)；小深斜孔、排孔、群孔、小方孔篩網(wǎng)，薄壁、彈性、低剛度零件等，過去認(rèn)為的加 工難題，采用特種加工方法后變得容易了。

2.2.3特種加工改變了傳統(tǒng)的淬火工藝路線及零件不合格品的可修復(fù)性。特 種加工的出現(xiàn)，打破了淬火熱處理工序必須安排在除磨削以外的其它切削成型加工之后傳統(tǒng)工藝準(zhǔn)則。由于特種加工不受工件硬度的限制，所以有時(shí)為了避免成型加工后淬火熱處理引起的應(yīng)力變形，可以先淬火而后加工。過去認(rèn)為很多 不可修復(fù)的廢品，現(xiàn)在都可用特種加工方法來修復(fù)。例如 ：過去淬火前忘了鉆定位銷孔、銑槽等工藝，淬火后只能報(bào)廢，現(xiàn)在可以用電火花打孔、切槽進(jìn)行補(bǔ)救；加工尺寸超差及工作中磨損了的軸和孔，均可用電刷鍍修復(fù)。

2.2.4特種加工將改變新產(chǎn)品試制的傳統(tǒng)模式。傳統(tǒng)新產(chǎn)品的試制，往往是 刀具、模具、量具以及工裝夾具設(shè)計(jì)制造先行。例如：加工花鍵孔需要設(shè)計(jì)制造 花鍵孔拉刀；加工各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)直齒輪需要準(zhǔn)備滾刀或設(shè)計(jì)加工成形銑刀；大量 鈑金件 的異型孔 加工需 要沖模 ；復(fù)雜零件的試制所需要的刀具工裝更多?，F(xiàn)在采用數(shù)控電火花線切割，可直接加工花鍵孔、非標(biāo)直齒輪、鈑金異型孔，甚至可加工復(fù)雜的二次曲面零件；采用快速成型技術(shù)—— 增材加工法，可快速完成各種復(fù)雜零件的試制?？梢?，特種加工方法的采用不僅可加快產(chǎn)品試制速度，而且可以節(jié)約大量的新產(chǎn)品試制費(fèi)用，必將改變新產(chǎn)品設(shè)計(jì)試制的模式。

2.2.5特種加工技術(shù)已成為微細(xì)加工、納米加工的主要手段。目前，制造技術(shù)前沿逐漸轉(zhuǎn)向細(xì)小精微，微米、亞微米以及納米級(jí)制造成為制造業(yè)融入高 技術(shù)的切入點(diǎn)。而電子束、離子束、激光、電火花、電化學(xué)等電物理、電化學(xué)特種加工技術(shù)，正是近年來快速發(fā)展的微細(xì)和納米加工的主要手段。例如：離子注入、濺射、化學(xué)沉積（ＣＶＤ）、光刻、表面貼裝；磁頭、磁盤、晶片的納米級(jí)精密加工 ；納米材料的制造等。也就是說特種加工已成為未來先進(jìn)制造技術(shù)的主要特征之一。

2.2.6特種加工引起了產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路的變革。特種加工使任何材料的加工 成為可能，解決了各種特殊復(fù)雜表面的加工，以及各種超精、光整或具有特殊要求的零件加工問題，其中的快速成型技術(shù)又使產(chǎn)品的快速試制成為可能。所以特種工加工使產(chǎn)品設(shè)計(jì)中考慮的零件材料、制造工藝方法等有了更廣闊的選擇余地，甚至可以快速地將設(shè)計(jì)思想變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑停瑥亩巩a(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路趨“創(chuàng)意和制造的統(tǒng)一，即想到的就能做成”。隨著現(xiàn)代機(jī)械制造工藝的發(fā)展，不懂特種加工技術(shù)將不是一個(gè)合格的產(chǎn)品設(shè)計(jì)者與制造者。

2.3特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.3.1 采用自動(dòng)化技術(shù)充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，建立綜合參數(shù)自動(dòng)適應(yīng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，進(jìn)而建立特種加工的CAD/CAM和FMS系統(tǒng)，這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

2.3.2 向工程化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展不斷改進(jìn)、提高高能束源品質(zhì)，對(duì)大功率、高可靠性、多功能、智能化加工設(shè)備的研發(fā)是今后的重點(diǎn)發(fā)展方向。

2.3.3 著力開展精密化研究高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展，正向亞微米級(jí)和納米級(jí)邁進(jìn)，對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面 粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)的需要，大力開發(fā)用于超精加工的特種加工技術(shù)（如等離子弧加工等）已成為重要的發(fā)展方向。

2.3.4污染問題是影響和限制某些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙，加工過程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣如果排放不當(dāng)，會(huì)造成環(huán)境污染，影響工人健康。必須花大力氣處理并利用廢氣、廢渣、廢液，向“綠色”加工的方向發(fā)展。2.4總結(jié)

特種加工技術(shù)集成了機(jī)械、電子、信息、材料技術(shù)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，發(fā)展異常迅速?，F(xiàn)代特種加工技術(shù)主要是伴著高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、高脆性等難切削材料的出現(xiàn)，以及制造精密細(xì)小、形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊的零件的需要而產(chǎn)生的，具有其他常規(guī)加工技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已成為航空航天、汽車、儀器儀表、微型機(jī)械、輕工、模具等行業(yè)的支撐技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)。因此，特種加工技術(shù)還需更進(jìn)一步的發(fā)展：① 不斷改進(jìn)、提高高能束源品質(zhì)，并向大功率、高可靠性方向發(fā)展。②高能束流加工設(shè)備向多功能、精密化和智能化方向發(fā)展，力求達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化的目的。擴(kuò)大應(yīng)用范圍，向復(fù)合加工方向發(fā)展。③ 不斷推進(jìn)高能束流加工新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的工程化和產(chǎn)業(yè)化工作。隨著我國機(jī)械制造業(yè)向高技術(shù)化邁進(jìn)，特種加工的應(yīng)用越來越廣泛，我國特種加工機(jī)床的總擁有量已居世界前列。特種加工及其引起的機(jī)械制造工藝技術(shù)的變革，應(yīng)該引起我們思考與關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，特種加工技術(shù)必將不斷完善和迅速發(fā)展，反過來又必將推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，并發(fā)揮越來越重要的作用。

3、結(jié)束語

特種加工技術(shù)涵蓋了機(jī)械、材料等技術(shù),是一門綜合的科學(xué)加工技術(shù)其發(fā)展異常迅速。加工尺度的微細(xì)化,加工方法的復(fù)合化和加工過程的自動(dòng)化,已成為特種加工技術(shù)研究發(fā)展的熱點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展, 特種加工必將不斷完善和迅速發(fā)展, 特種加工必將成為推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代制造工業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量。

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第三篇：特種加工論文

加工間隙內(nèi)電解產(chǎn)物對(duì)微細(xì)電解加工

院（系）名稱：

班 級(jí)：姓 名： 學(xué) 號(hào)：

機(jī)電工程學(xué)院

的影響分析 加工間隙內(nèi)電解產(chǎn)物對(duì)微細(xì)電解加工的影響分析

摘要：微細(xì)電解加工時(shí)，由于間隙微小，生成的電解產(chǎn)物因難以從加工區(qū)域中移除而降低了加工速度甚至中斷加工。為保證加工的持續(xù)進(jìn)行，利用工具電極作間歇快速回退是移除間隙內(nèi)的電解產(chǎn)物、更新電解液的有效途徑之一。論文研究分析了間歇回退加工情況下電解產(chǎn)物移除速率對(duì)加工速度的影響，結(jié)果表明：加工速度并不隨加工間隙的減小而單調(diào)增大，實(shí)際加工速度存在極限值(極大值)。為兼顧加工效率和加工精度，應(yīng)以與之對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙。

Abstract: the subtle electrochemical machining, as the tiny gaps, generated by electrolysis product from processing area to remove and reduce the processing speed and even interrupt processing.To ensure that the ongoing process, using the tool electrode for intermittent fast back is removed in the clearance product, electrolysis update electrolyte one of the effective ways.Paper analyzes the intermittent back under processing product electrolysis rate on the processing speed remove influence, and the results show that: the processing speed is not with the decrease of the machining gap increases and drab, actual processing speed limit(maximum value)there.For both the processing efficiency and machining precision, should be with as the matching gap value as an actual machining gap.關(guān)鍵詞：微細(xì)電解加工；電解產(chǎn)物；加工速度；間歇回退

電解是基于金屬陽極在電解液中發(fā)生電化學(xué)溶解的原理，對(duì)工件進(jìn)行減材加工。在電解加工時(shí)，工件材料是以離子的形式被蝕除，理論上工件可達(dá)到微米甚至納米精度，因此在精密、微細(xì)制造領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。但電解加工時(shí)陰、陽極間的電位差在加工間隙中形成的電場(chǎng)使工件上不希望被加工的部位和已加工部位都會(huì)被繼續(xù)蝕除，造成雜散腐蝕，這在很大程度上影響了電解加工的精度。因此，約束電場(chǎng)、改善流場(chǎng)是增強(qiáng)電解加工的集中蝕除能力、改善加工精度的基本途徑。為實(shí)現(xiàn)較高精度的微細(xì)電解加工，某個(gè)研究室提出了一種采用工具電極側(cè)面絕緣、微小加工間隙伺服控制、高頻窄脈沖電源、非線性低濃度電解液等方法集成的工藝路線，探索微細(xì)電解加工達(dá)到工業(yè)應(yīng)用要求的可行性。在微細(xì)電解加工過程中，加工問隙微小是其最基本的特征，端面和側(cè)面的間隙一般在幾十微米以下叫，這樣小的間隙空間使得加工中生成的大量(相對(duì)于被蝕除掉的金屬體積)電解產(chǎn)物蓄積在加工區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致加工區(qū)局部電解液成分、濃度發(fā)生很大程度的改變，從而降低加工反應(yīng)速度甚至中斷加工。由于加工尺寸和間隙微小，常規(guī)電解加工時(shí)采用的強(qiáng)制沖液更新間隙中電解液的方法在微細(xì)電解加工無法應(yīng)用。為使微細(xì)電解加工能持續(xù)進(jìn)行，通過加工間隙伺服控制，利用工具電極間歇回退產(chǎn)生的抽吸作用排出電解產(chǎn)物、更新加工區(qū)內(nèi)部電解液將是一有效可行的技術(shù)途徑。l.電解加工的電化學(xué)過程分析

電解加工時(shí)，在工件金屬(陽極)和工具電極(陰極)表面分別進(jìn)行著氧化和還原反應(yīng)。反應(yīng)是由發(fā)生在電極(這里的電極指的是在電化學(xué)反應(yīng)中作為電子導(dǎo)電相的金屬，而非工具電極)／溶液這兩種導(dǎo)體界面上的一系列性質(zhì)不同的過程組成，在電化學(xué)理論中統(tǒng)稱為“電極過程”。根據(jù)電極動(dòng)力學(xué)理論，一般情況下，電極過程大致由下列各單元步驟串聯(lián)而成：(1)液相傳質(zhì)步驟——反應(yīng)物粒子向電極表面附近液層遷移。

(2)表面前置轉(zhuǎn)化步驟——反應(yīng)粒子在電極表面或表面附近液層進(jìn)行反應(yīng)前的轉(zhuǎn)化，如反應(yīng)粒子的吸附、金屬絡(luò)離子的解離或其他化學(xué)變化。

(3)電化學(xué)反應(yīng)步驟(亦稱電子轉(zhuǎn)移步驟)反應(yīng)粒子在電極／溶液界面上得電子或失電子，生成 還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)產(chǎn)物。

(4)表面隨后轉(zhuǎn)化步驟——反應(yīng)粒子在電極表面或表面附近液層進(jìn)行反應(yīng)后的轉(zhuǎn)化，如反應(yīng)產(chǎn)物從電極表面脫附、復(fù)合、分解、歧化或其他化學(xué)變化。(5a)新相生成步驟--反應(yīng)產(chǎn)物生成新相(氣體或固相沉積層)。

(5b)反應(yīng)后液相傳質(zhì)步驟——可溶性反應(yīng)產(chǎn)物從電極表面向溶液內(nèi)部遷移。

(5b)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟——可溶性反應(yīng)產(chǎn)物向溶液內(nèi)部遷移和產(chǎn)生的新相被從加工間隙中移除。如這些電解產(chǎn)物不能及時(shí)有效地被移除掉而蓄積在加工間隙中，其中的金屬沉淀產(chǎn)物還會(huì)逐漸在陽極表面沉積，形成一層薄膜，阻礙反應(yīng)的發(fā)生；陰極上生成的氫氣逐漸積聚，這樣不只是減慢了反應(yīng)速度，甚至可能在陰、陽極問搭成連續(xù)的氣泡橋或形成空穴，而使加工中斷。因此，在微小間隙加工時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟將取代換液良好時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)步驟而成為加工控制步驟，反應(yīng)產(chǎn)物的移除(或電解液的更新)速度制約著陽極金屬的實(shí)際蝕除速度，成為在微細(xì)電解加工中影響實(shí)際加工速度的決定性因素。2電解產(chǎn)物移除策略

為了有效地移除電解產(chǎn)物，保證加工的持續(xù)進(jìn)行，常規(guī)電解加工主要利用高壓、高速的電解液流動(dòng)來帶走反應(yīng)產(chǎn)物(包括反應(yīng)熱)。但在微細(xì)電解加工時(shí)，由于電極本身尺寸微小，高沖液壓力可能導(dǎo)致電極發(fā)生振動(dòng)甚至變形；且由于加工間隙微小，電解液沿程壓力損失大，外部沖液對(duì)加工區(qū)域內(nèi)部較深處電解液的擾動(dòng)和更新能力很弱，這在深小孑L加工時(shí)尤其明顯。此時(shí)僅對(duì)加工區(qū)進(jìn)行外部沖液只能移除掉加工區(qū)域外部和淺表處的反應(yīng)產(chǎn)物，加工間隙 內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物仍會(huì)蓄積。在微細(xì)電解加工時(shí)，排出電解產(chǎn)物、更新加工間隙內(nèi)部電解液的能途徑，一是工具電極高速旋轉(zhuǎn)’，或是工具電極間歇回退引。電極高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于電解液具有一定粘性，旋轉(zhuǎn)電極的邊界將拽引著周圍的流體隨它一起作圓周運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)了間隙內(nèi)電解液的對(duì)流，改善了流場(chǎng)。電極旋轉(zhuǎn)排屑方式適用于單電極圓孑L加工和掃描加工。但由于在電極端部中心處離心力接近零，電解產(chǎn)物無法順利排出，故仍需依賴間歇回退來強(qiáng)化電解液更新“。

電極間歇回退是在加工過程中讓電極按一定時(shí)間間隔快速回退，使加工區(qū)域內(nèi)部的壓力驟然降低，形成強(qiáng)烈的抽吸作用，一方面可充分將加工區(qū)內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物(包括氣泡)帶出工件表面外，另一方面可迫使周圍新鮮電解液被吸入到加工區(qū)內(nèi)，并可通過熱對(duì)流抑制加工區(qū)內(nèi)的溫升。間歇回退方式對(duì)單電極和陣列電極加工都適用，在微細(xì)電解加工研究中得到了較多的應(yīng)用。

間歇回退加工過程如圖1所示，首先在回退前切斷加工電源，防止電極在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)孔側(cè)壁二次加工；然后電極逆進(jìn)給方向快速回退到距離加工表面外一定距離處，使外部電解液將其端部附著的反應(yīng)物盡量沖走；再根據(jù)進(jìn)給速度計(jì)算當(dāng)前加工位置，電極快速前進(jìn)到該位置，形成加工間隙，接通電源，繼續(xù)加工。在圖1中，T為每次回退(含快退、快進(jìn)過程)所需時(shí)間，由伺服控制裝置的響應(yīng)速度決定；T，為兩次回退之問的進(jìn)給加工時(shí)間。加工最初時(shí)，間隙內(nèi)是新鮮電解液，電化學(xué)反應(yīng)步驟是加工過程控制步驟；加工一段時(shí)間后，隨著電解產(chǎn)物蓄積，間隙內(nèi)電解液實(shí)際電導(dǎo)率降低，電化學(xué)反應(yīng)速度隨之減小，這時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟成為控制步驟，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物在間隙內(nèi)積累到一定數(shù)量(并不一定需占據(jù)全部間隙空間)，加工中斷，此時(shí)需回退換液，如此往復(fù)。因此間歇回退加工過程實(shí)際由電化學(xué)反應(yīng)步驟和反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟交替控制，加工速度的計(jì)算和優(yōu)化必須綜合考慮由法拉第電解定律得出的陽極金屬蝕除速度和反應(yīng)產(chǎn)物的移除速度的影響。

3間歇回退方式加工速度分析 當(dāng)加工間隙△很大，在曲線極值點(diǎn)的右側(cè)時(shí)，隨著△減小，加工速度會(huì)逐漸增大，這是由于 陽極金屬蝕除速度。較小，電解產(chǎn)物生成速度較慢，對(duì)間隙內(nèi)加工條件的影響較小，此時(shí)電化學(xué)反應(yīng)步驟是加工過程的控制步驟，加工速度主要受影響。當(dāng)加工間隙減小到極值點(diǎn)附近時(shí)，此時(shí)加工程實(shí)際由電化學(xué)反應(yīng)步驟和反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟混合控制，兩個(gè)步驟的潛在反應(yīng)速度基本相同。當(dāng)加工間隙△繼續(xù)減小，趨近于零時(shí)，加工速度隨..△近似呈現(xiàn)線性減小，這是由于在加工間隙很小時(shí)，間隙空間內(nèi)容污(反應(yīng)產(chǎn)物)能力弱，陽極金屬蝕除速度迅速降低，有效加工時(shí)間很短，此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟成為加工過程的控制步驟，加工速度主要受電解產(chǎn)物移除速度的影響。在微細(xì)加工感興趣的微小加工間隙(△<30 m)內(nèi)，如圖5所示，當(dāng)A值很小(=0．0005)時(shí)，B值對(duì)加工速度的影響很小。這是因?yàn)樵谖⑿〖庸らg時(shí)，產(chǎn)物生成速度快，有效加工時(shí)間丁，相對(duì)于回退時(shí)間丁n而言較小，對(duì)加工速度的影響也較小。這意味著，為了達(dá)到較好的加工精度，采用小間隙加工時(shí)，產(chǎn)物排出困難，A值很小，即便是提高電解液濃度和加工電壓(B值會(huì)隨之增大)，對(duì)加工速度的改善也非常有限；且較高的電解液濃度和加工電壓會(huì)導(dǎo)致集中蝕除能力變?nèi)?，加工區(qū)域的側(cè)面間隙擴(kuò)大。因此在微小加工間隙時(shí)應(yīng)采用低濃度電解液和低電壓加工，加工速度不會(huì)明顯下降，同時(shí)能更好地保證加工精度.4結(jié)論

在微細(xì)電解加工過程中，隨著加工間隙減小，加工區(qū)域內(nèi)電解產(chǎn)物的移除和電解液更新困難，電解產(chǎn)物的移除步驟制約著陽極金屬的實(shí)際蝕除速度，逐漸成為加工過程的控制步驟，最終決定了實(shí)際加工速度。在微小加工間隙時(shí)不能簡單地根據(jù)陽極金屬理想蝕除速度公式來確定加工間隙和加工速度等參數(shù)，否則會(huì)得出與實(shí)際情況矛盾的結(jié)果。加工速度的計(jì)算和優(yōu)化必須綜合考慮由法拉第電解定律得出的陽極金屬蝕除速度和反應(yīng)產(chǎn)物的移除速度的影響。為了有效移除電解產(chǎn)物，保證加工的持續(xù)進(jìn)行，可采用工具電極間歇回退加工方式來強(qiáng)化加工間隙內(nèi)部電解液的更新。間歇回退加工時(shí)，實(shí)際加工速度并不隨加工間隙..△的減小而單調(diào)增大，實(shí)際加工速度存在極限值(極大值)，將對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙，可兼顧加工效率和加工精度。當(dāng)加工間隙△減小并趨近于零時(shí)，由于電解產(chǎn)物的影響，陽極金屬蝕除速度并不會(huì)趨于無窮大，實(shí)際加工速度將隨△減小反而降低。參考文獻(xiàn)：

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第四篇：特種加工填空題

一、填空題

1、特種加工主要采用 機(jī)械能 以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達(dá)到圖樣上全部技術(shù)要求。（1分）

2、電火花加工原理是基于 工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象，來蝕除多余的金屬，以達(dá)到對(duì)零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量等預(yù)定的加工要求。（2分）

3、電火花加工系統(tǒng)主要由 工件和工具、脈沖電源、自動(dòng)進(jìn)給和調(diào)節(jié)裝置

幾部分組成。（3分）

4、在電火花加工中，提高電蝕量和加工效率的電參數(shù)途徑有：提高脈沖頻率、增加單個(gè)脈沖能量、減少脈沖間隔。（3分）

5、電火花加工的表面質(zhì)量主要是指被加工零件的 表面粗糙度、表面變質(zhì)層、表面力學(xué)性能。（3分）

6、電火花加工的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：測(cè)量環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、放大驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)、調(diào)節(jié)對(duì)象。（3分）

7、電火花成型加工的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包含 伺服進(jìn)給控制系統(tǒng) 和 參數(shù)控制系統(tǒng)。（2分）

8、電火花加工是利用電火花放電腐蝕金屬的原理，用工具電極對(duì)工件進(jìn)行復(fù)制加工的工藝方法，其應(yīng)用范圍分為兩大類：穿孔加工、型腔加工。（2分）

9、線切割加工是利用 移動(dòng)的、作為負(fù)極的、線狀電極絲 和工件之間的脈沖放電所產(chǎn)生的電腐蝕作用，對(duì)工件加工的一種工藝方法。（2分）

10、快走絲線切割機(jī)床的工作液廣泛采用的是 乳化液，其注入方式為 噴入式。（2分）

11、線切割機(jī)床走絲機(jī)構(gòu)的作用：是使電極絲以一定的速度運(yùn)動(dòng)，并保持一定的張力。（2分）

12、線切割控制系統(tǒng)作用主要是：1）自動(dòng)控制電極絲相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡；2）自動(dòng)控制伺服的進(jìn)給速度。（2分）

13、快速成形技術(shù)（RP）最早產(chǎn)生于二十世紀(jì)70年代末到80年代初，目前RP技術(shù)的主流是： SLA立體光造型、LOM薄材疊層制造、SLS激光燒結(jié)、FDM熔融成型 四種技術(shù)。（4分）

14、快速成型的數(shù)據(jù)接口主要有：快速成型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式即STL格式 和 快速成型設(shè)備的通用數(shù)據(jù)接口即CLI 格式。（2分）

一、填空題

1、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。

2、數(shù)控電火花機(jī)床數(shù)控?fù)u動(dòng)的伺服方式有自由搖動(dòng)、步進(jìn)搖動(dòng)、鎖定搖動(dòng)。

3、放電間隙是放電時(shí)工具電極和工件之間的距離。

4、電火花加工中常用的電極結(jié)構(gòu)形式是整體電極、組合電極、鑲拼式電極。

5、在用火花法校正電極絲垂直度時(shí)，電極絲要運(yùn)轉(zhuǎn)以免電極絲斷裂。

6、電化學(xué)加工包括從工件上去除金屬的電解加工和向工件上沉積金屬的電鍍、涂覆加工兩大類。

7、線切割加工的主要工藝指標(biāo)是切割速度、表面粗糙度、電極絲損耗量、加工精度、。

8、特種加工是直接利用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法。

9、電火花線切割加工的根本原理是用移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線作電極，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電，切割成形。

10、數(shù)控電火花線切割機(jī)床能加工各種高硬度、高強(qiáng)度、高韌度和高熔點(diǎn)的導(dǎo)電材料。

11、第一臺(tái)實(shí)用的電火花加工裝置的是1960年，蘇聯(lián)的拉扎林科夫婦發(fā)明的。

12、電火花線切割加工中被切割的工件作為 工件電極，電極絲作為 工具電極。電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。

13、根據(jù)走絲速度，電火花線切割機(jī)通常分為兩大類：一類是高速走絲電火花線切割機(jī)或往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)，這類機(jī)床的電極作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度為 8——10m/s，用于加工中、低精度的模具和零件。快走絲數(shù)控線切割機(jī)床目前能到達(dá)的加工精度為 正負(fù)0.01mm，表面粗糙度Ra＝ 2.5——0.6um。另一類是低速走絲電火花線切割機(jī)或單向走絲電火花線切割機(jī)，一般走絲速度低于 0.2m/s，用于加工高精度的模具和零件。慢走絲數(shù)控線切割機(jī)床的加工精度可達(dá) 正負(fù)0.001um，表面粗糙度Ra＜ 0.32。

14、高速走絲線切割機(jī)主要由機(jī)床、脈沖電源、控制系統(tǒng)三大部分組成。

15、高速走絲電火花線切割機(jī)的導(dǎo)電器有兩重：一重是圓柱形的，電極絲與導(dǎo)電器的圓柱面接觸導(dǎo)電，可以軸向移動(dòng)和圓周轉(zhuǎn)動(dòng)以滿足多次使用的要求；另一重是方形或圓形的薄片，電極絲與導(dǎo)電器的大面積接觸導(dǎo)電，方形薄片的移動(dòng)和圓形薄片的轉(zhuǎn)動(dòng)可滿足多次使用的要求。

16、線切割加工中罕用的電極絲有鉬絲、鎢絲、銅絲和鎢鉬合金絲。其中鎢絲和鉬絲 應(yīng)用快速走絲線切割中，而銅絲應(yīng)用慢速走絲線切割。

17、線切割加工時(shí)，工件的裝夾方式有懸臂式撐持裝夾，垂直刃口撐持裝夾，橋式撐持裝夾，和板式撐持裝夾。工件的裝夾方式一般采用橋式撐持。

18、電火花線切割加工罕用的夾具主要有磁性夾具和專用夾具。

19、導(dǎo)電器的材料都采用硬質(zhì)合金，即耐磨又奔電。

20、脈沖電源波形及三個(gè)重要參數(shù)峰值電流、脈沖寬度、脈沖間隔。

21、電加工的工作液循環(huán)系統(tǒng)由循環(huán)導(dǎo)管、工作液箱和工作液泵等組成。工作液起排屑、冷卻、絕緣等作用。

22、章力調(diào)節(jié)器的作用眷漲 把伸長的絲收入章力調(diào)節(jié)器使運(yùn)行的電極絲保持億一個(gè)恒定的章力上也稱恒章力機(jī)構(gòu)。

23、數(shù)控電火花線切割機(jī)床的編程，主要采用ISO編程、3 B編程、自動(dòng)編程三重格式編寫。

24、數(shù)控線切割機(jī)床U、V移動(dòng)工作臺(tái)，是具有錐度加工功能的電火花線切割機(jī)床的一個(gè)組成部分。

25、電火花線切割3B編程格式中，B表示分隔符，X表示X軸坐標(biāo)的絕對(duì)直，Y表示Y軸坐標(biāo)的絕對(duì)直，J表示加工線段計(jì)數(shù)長度，G表示加工線段計(jì)數(shù)方向，Z表示加工指令。

26、線切割3B格式編程中計(jì)數(shù)長度是在計(jì)數(shù)方向的基礎(chǔ)上確定的，是被加工的直線或圓弧在計(jì)數(shù)方向的坐標(biāo)軸上投影的長度直之和，單位為μm。

27、線切割3B格式編程中加工直線時(shí)有四重加工指令：L1、L2、L3、L4。

28、線切割3B格式編程中加工順圓弧時(shí)由四重加工指令: SR1、SR2、SR3、SR4。

29、線切割3B格式編程中加工逆圓弧時(shí)也有四重加工指:NR1、NR2、NR3、NR4。30、線切割的加工工藝主要是電加工參數(shù)和機(jī)械參數(shù)的合理選擇。電加工參數(shù)包括峰直電流、脈沖寬度、脈沖間隔等。機(jī)械參數(shù)包括走絲速度和進(jìn)給速度等。

31、穿絲孔是電極絲相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，同時(shí)也是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，一般選在工件上的基準(zhǔn)點(diǎn)處，穿絲孔罕用直徑一般為 3至10mm。

32、電極絲定位調(diào)整的罕用方法有自動(dòng)找端面、自動(dòng)找中心、目測(cè)法。

33、電極絲垂直度找正的常見方法有用找正塊進(jìn)行火花法找正和用校正器進(jìn)行校正兩重。

34、電火花線切割中自動(dòng)找端面是靠檢測(cè)電極絲與工件之間的短路信號(hào)來進(jìn)行的。

35、當(dāng)加工沖孔模具時(shí)，以沖孔的凸模為基準(zhǔn)，凸模的間隙補(bǔ)償量 凸 = r絲+δ電，凹模 的間隙補(bǔ)償量 凹 = r絲+δ電-δ配。

36、當(dāng)加工落料模時(shí)，以落料的凹模為基準(zhǔn)，凸模的間隙補(bǔ)償量 凸 = r絲+δ電-δ配，凹模的間隙補(bǔ)償量 凹 = r絲+δ電。

37、數(shù)控電火花成形加工機(jī)床主要由主機(jī)、工作液箱和數(shù)控電源柜等部分組成。

38、數(shù)控電火花成形加工機(jī)床主軸頭作用裝夾及調(diào)整電極裝置。

39、數(shù)控電火花成形加工工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)的工作方式有吸入式、噴入式兩種。40、數(shù)控電火花成形加工工作液循環(huán)過濾裝置的過濾對(duì)象主要是熔融金屬飛屑和粉末狀電蝕產(chǎn)物。

41、電火花成形加工的主要工藝指標(biāo)有加工速度，加工深度，表面粗糙度和電極損耗 等

42、電火花成型加工中罕用的電極材料有石墨、紫銅、銀鎢合金、銅鎢合金、鋼 等，一般精密、小電極用紫銅來居工，而大的電極用石墨。

43、電火花成型加工中罕用的電極結(jié)構(gòu)可分為整體電極、組合電極 和鑲拼式電極等三種。

三、填空題

01．超精密機(jī)床導(dǎo)軌部件要求有極高的直線運(yùn)動(dòng)精度，不能有爬行。除要求導(dǎo)軌有很高的制造精度外，還要求導(dǎo)軌的材料具有（很高的穩(wěn)定性）、（耐磨性）和（抗振性）。02．精密和超精密加工機(jī)床主軸軸承的常用形式有（液體靜壓軸承）和（空氣靜壓軸承）。03．金剛石晶體的激光定向原理是利用金剛石在不同結(jié)晶方向上（因晶體結(jié)構(gòu)不同而對(duì)激光反射形成不同的衍射圖像）進(jìn)行的。

04．電火花加工蝕除金屬材料的微觀物理過程可分為（介質(zhì)電離擊穿）、（介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、氣化）、（蝕除物拋出）和（間隙介質(zhì)消電離）四個(gè)階段。

05．目前金剛石刀具主要用于（鋁、銅及其合金等軟金屬）材料的精密與超精密車削加工，而對(duì)于（黑色金屬、硬脆）材料的精密與超精密加工，則主要應(yīng)用精密和超精密磨料加工。

06.超聲波加工主要是利用（磨料在超聲振動(dòng)作用下的機(jī)械撞擊和拋磨）作用來去除材料的，同時(shí)產(chǎn)生的液壓沖擊和空化現(xiàn)象也加速了蝕除效果，故適于加工（硬脆）材料。07．實(shí)現(xiàn)超精密加工的關(guān)鍵是（超微量去除技術(shù)），對(duì)刀具性能的要求是：（極高的硬度和耐磨性）、（刃口極其鋒利）、刀刃無缺陷、與工件材料的抗粘接性好，摩擦系數(shù)低。08．電火花加工型腔工具電極常用的材料有：（純銅）、（石墨）、（銅鎢合金）等。

09．影響電火花加工精度的主要因素有：（放電間隙的大?。┘捌湟恢滦?、（工具電極的損耗）及其穩(wěn)定性和（二次放電現(xiàn)象）。

10．電火花加工按工件和工具電極相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可分為：電火花（穿孔成形加工）、電火花（線切割加工）、電火花（磨削加工）、電火花（展成加工）、電火花表面強(qiáng)化和刻字等類型。

11．電火花型腔加工的工藝方法有：（單電極平動(dòng)法）、（多電極更換法）、（分解電極法）、簡單電極數(shù)控創(chuàng)成法等。

12．實(shí)現(xiàn)超精密加工的技術(shù)支撐條件主要包括：（超精密加工機(jī)理與工藝方法）、（超精密加工機(jī)床設(shè)備）、（超精密加工工具）、（精密測(cè)量和誤差補(bǔ)償）、高質(zhì)量的工件材料、超穩(wěn)定的加工環(huán)境條件等。

13．激光加工設(shè)備主要包括電源、（激光器）、（光學(xué)系統(tǒng)）、（機(jī)械系統(tǒng)）、（控制系統(tǒng)）、冷卻系統(tǒng)等部分。

14．常用的超聲變幅桿有（圓錐形）、（指數(shù)形）及（階梯形）三種形式。

15．金剛石刀具在超精密切削時(shí)所產(chǎn)生的積屑瘤，將影響加工零件的（表面質(zhì)量）和（尺寸精度）。

16．精密和超精密磨料加工分為（固結(jié)磨料）加工和（游離磨料）加工兩大類。

17．精密與特種加工按加工方法可以分為（切削加工）、（磨料加工）、（特種加工）和（復(fù)合加工）四大類。18．電火花型腔加工的工藝方法有：（單電極加平動(dòng)法）、（多電極更換法）、（分解電極法）、（簡單電極數(shù)控創(chuàng)成法）等。

第五篇：特種加工論文

特種加工技術(shù)的現(xiàn)代應(yīng)用及其發(fā)展研究

摘要：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光化學(xué)能或者復(fù)合能實(shí)現(xiàn)材料切削的加工方法，是難切削材料、復(fù)雜型面、低剛度零件及模具加工中的重要工藝方法。本文介紹了概念、特點(diǎn)、分類以及近些年應(yīng)用于特種加工的一些新方法、新工藝。

關(guān)鍵詞：特種加工 電火花加工 電化學(xué)加工 高能束流加工 超聲波加工 復(fù)合加工

1、特種加工技術(shù)的特點(diǎn)

現(xiàn)代特種加工（SP，SpciaI Machining）技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能及特殊機(jī)械能等多種能量或其復(fù)合以實(shí)現(xiàn)材料切除的加工方法。與常規(guī)機(jī)械加工方法相比它具有許多獨(dú)到之處。

1.1以柔克剛。因?yàn)楣ぞ吲c工件不直接接觸，加工時(shí)無明顯的強(qiáng)大機(jī)械作用力，故加工脆性材料和精密微細(xì)零件、薄壁零件、彈性元件時(shí)，工具硬度可低于被加工材料的硬度。

1.2用簡單運(yùn)動(dòng)加工復(fù)雜型面。特種加工技術(shù)只需簡單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)即可加工出三維復(fù)雜型面。特種加工技術(shù)已成為復(fù)雜型面的主要加工手段。

1.3不受材料硬度限制。因?yàn)樘胤N加工技術(shù)主要不依靠機(jī)械力和機(jī)械能切除材料，而是直接用電、熱、聲、光、化學(xué)和電化學(xué)能去除金屬和非金屬材料。它們瞬時(shí)能量密度高，可以直接有效地利用各種能量，造成瞬時(shí)或局部熔化，以強(qiáng)力、高速爆炸、沖擊去除材料。其加工性能與工件材料的強(qiáng)度或硬度力學(xué)性能無關(guān)，故可以加工各種超硬超強(qiáng)材料、高脆性和熱敏材料以及特殊的金屬和非金屬材料，因此，特別適用于航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料的加工。

1.4可以獲得優(yōu)異的表面質(zhì)量。由于在特種加工過程中，工件表面不產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈、塑性變形，故有些特種加工方法可獲得良好的表面粗糙度。熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷均比機(jī)械切削表面小。各種加工方法可以任意復(fù)合，揚(yáng)長避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

由于特種加工技術(shù)具有其它常規(guī)加工技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代加工技術(shù)中，占有越來越重要的地位。許多現(xiàn)代技術(shù)裝備，特別是航空航天高技術(shù)產(chǎn)品的一些結(jié)構(gòu)件，如工程陶瓷、渦輪葉片、燃燒室的三維型腔、型孔的加工和航空陀 螺、傳感器等精細(xì)表面尺寸精度達(dá)0.001Pm 或納米（nm）級(jí)精度，表面粗糙度#$ <0.01Pm 的超精密表面的加工，非采用特種加工技術(shù)不可。如今，特種加工技術(shù)的應(yīng)用已遍及到各個(gè)加工領(lǐng)域。

2、特種加工的幾種方法及分類

2.1電火花加工（也叫放電加工，EDM，ElectrosparkDischarge Machining）是一種電加熱加工過程。它是將工具電極和工件置于絕緣的工作液中，工件和工具分別接直流脈沖電源正極和負(fù)極，加上電壓，因電極之間的放電效應(yīng)，產(chǎn)生火花放電對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕來進(jìn)行加工。由于電極之間工件材料的微小體積上可集中很高的能量（106 ~ 107W / mm2）足以使材料熔化和蒸發(fā)?？偰芰康囊徊糠忠册尫诺焦ぞ唠姌O上造成工具磨損。因此，工具電極磨損和加工精度低是電火花加工的重要問題也是研究發(fā)展工作的主攻方向。

電火花加工方法，按其加工過程中工具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式和加工用途的不同，可分為電火花穿孔和成形加工、電火花線切割、電火花磨削、電火花同步回轉(zhuǎn)加工及電火花強(qiáng)化與刻字等幾大類。電火花加工這種工藝方法在航空工業(yè)中直接進(jìn)入產(chǎn)品加工的比重是比較小，大多數(shù)用于工具和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造。它已廣泛用于加工各種模具、曲面零件、異形孔和盲孔，用電火花切割可切割沖模，二次曲面或空間曲面的零件，用電火花鏜、磨可加工高精度的小孔、外圓、內(nèi)外螺紋和齒輪等。如今，電火花加工和線切割電火花加工技術(shù)和設(shè)備都取得了長足的進(jìn)步，無論從設(shè)備自動(dòng)化完備程度、加工精度、效率和功能都有很大改觀。

2.2電解加工（ECM，Electrochemical Machining）屬于電化學(xué)加工范疇，它是利用金屬在電解液中發(fā)生“陽極溶解”的原理，將零件加工成形的。加工時(shí)，工件接直流電源的正極（陽極），按要求形狀制成的工具接負(fù)極（陰極），具有一定壓力的電解液從兩極間隙中迅速流過，于是工件表面的金屬按工具陰極的形狀迅速溶解，并隨即被高速的電解液沖走，這種加工方法沒有機(jī)械加工中切削力和切削熱的作用，也沒有電火花加工中的熱影響，在航空工業(yè)中，發(fā)動(dòng)機(jī)新結(jié)構(gòu)、新材料構(gòu)件廣泛利用電解加工，如鈦合金零件、高溫渦輪深細(xì)冷卻孔、整體渦輪和葉輪以及大型環(huán)形殼體件的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面、中小型支承件、盤形件腹板、特形孔均可采用電解加工。如今，電解加工技術(shù)已成為研制先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵制造技術(shù)之一。

電解加工的發(fā)展趨勢(shì)：進(jìn)一步拓寬電解加工的應(yīng)用范圍，提高加工精度，降低加工成本，提高生產(chǎn)率，建立電解加工柔性制造系統(tǒng)（FMS），開展計(jì)算機(jī)數(shù) 2 控仿形電解加工技術(shù)研究，開展理論研究和建立過程模型。

2.3復(fù)合加工（CM，Combined Machinin）是指用多種能量組合進(jìn)行材料去除的工藝方法，以便能提高加工效率或獲得很高的尺寸精度、形狀精度和表面完整性。對(duì)于陶瓷、玻璃和半導(dǎo)體等高脆性材料，復(fù)合加工是經(jīng)濟(jì)、可靠地實(shí)現(xiàn)高的成形精度和極低的表面粗糙度（可達(dá)10nm），并是使表面和亞表層的晶體結(jié)構(gòu)組織的損傷減少至最低程度的有效方法。復(fù)合加工的方法大多是在機(jī)械加工的同時(shí)，應(yīng)用流體力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、電力、磁力和聲波等能量進(jìn)行綜合加工。也有不用常規(guī)的加工方法而僅僅依靠化學(xué)、光學(xué)或液動(dòng)力等作用的復(fù)合加工。復(fù)合加工的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：復(fù)合加工是對(duì)傳統(tǒng)中常用的單一的機(jī)械加工、電加工和激光加工等方法的重要發(fā)展和補(bǔ)充。隨著精密機(jī)械大量使用脆性材料（如陶瓷、光學(xué)玻璃和寶石晶體等）以及電子工業(yè)要求超精密的晶體材料（如超大規(guī)模集成電路的半導(dǎo)體晶片、電子槍的單晶體LaB4 和藍(lán)寶石等），將促使對(duì)其他能量形式的加工機(jī)理進(jìn)行深入研究，并發(fā)展出多種多樣的適用

于各類特殊需求的最佳復(fù)合加工方法。發(fā)展虛擬制造技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真模擬有限元分析方法來精確優(yōu)化加工參數(shù)。如對(duì)脆性材料的物理化學(xué)特性多樣的研究，可以開發(fā)出對(duì)脆性材料進(jìn)行無微細(xì)裂紋且經(jīng)濟(jì)性高的有效的工藝，并可預(yù)測(cè)出各種不同的復(fù)合加工工藝的物理參數(shù)和磨料特性下的表面精整質(zhì)量、形狀精度和材料去除率，以利于對(duì)加工過程進(jìn)行優(yōu)化控制。

2.4高能束流加工 高能束流加工也稱為三束流加工，是利用能量密度很高的激光束 電子束或離子束等去除工件材料的特種加工方法的總稱，其中電子束加工技術(shù)改變了原有的設(shè)計(jì)思想，可將原有的高精度復(fù)雜難加工型面或無法加工的大型整體零件分成若干個(gè)易加工的單元，精加工和熱處理以后，用電子束將其焊接成整體零件。

2.5超聲波加工 它是利用加工工具的超聲頻振動(dòng)，通過磨料懸浮液加工硬脆材料的一種成形方法、超聲波加工的尺寸精度可達(dá)0.05 0.01mm，表面粗糟度Ra值可達(dá)0.8 0.1 m，它適宜加工任何脆硬材料，可加工各種孔和型腔，也可進(jìn)行套料切割、開槽和雕刻等，由于超聲波加工的生產(chǎn)效率比電火花加工低，而加工精度和表面粗糟度相對(duì)較好，所以常用于對(duì)工件的拋磨和光整加工。

3、特種加工的發(fā)展趨勢(shì)

為進(jìn)一步提高特種加工技術(shù)水平及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍 , 當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn): 3 3.1、采用自動(dòng)化技術(shù)。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化 , 加大對(duì)特種加工的基本原理、加工機(jī)理、工藝規(guī)律、加工穩(wěn)定性等深入研究的力度 , 建立綜合工藝參數(shù)自適應(yīng)控制裝置、數(shù)據(jù)庫等(如超聲、激光等加工), 進(jìn)而建立特種加工的 CAD /CAM與 FMS(Flexible ManufacturingSystem,柔性制造系統(tǒng))系統(tǒng) , 使加工設(shè)備向自動(dòng)化、柔性化方向發(fā)展 , 這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。

3.2、趨向精密化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展 , 對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì) , 特種加工的精密化研究已引起人們的高度重視 , 因此 , 大力開發(fā)用于超精加工的特種加工技術(shù)(如等離子弧加工等)已成為重要的發(fā)展方向。

3.3、開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。為適應(yīng)產(chǎn)品的高技術(shù)性能要求與新型材料的加工要求 , 需要不斷開發(fā)新工藝方法 , 包括微細(xì)加工和復(fù)合加工 , 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟(jì)型的復(fù)合加工 , 如工程陶瓷、復(fù)合材料以及聚晶金剛石等。

3.4、污染問題是影響和限制有些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙。加工過程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣如果排放不當(dāng) , 會(huì)造成環(huán)境污染 , 影響工人健康。必須花大力氣處理并利用廢氣、廢液、廢渣 , 向“ 綠色 ” 加工的方向發(fā)展。

3.5進(jìn)一步開拓特種加工技術(shù)。以多種能量同時(shí)作用 , 相互取長補(bǔ)短的復(fù)合加工技術(shù) , 如電解磨削、電火花磨削、電解放電加工、超聲電火花加工等 ,需要不斷。

參考文獻(xiàn)

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