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机械制造工艺学基础教案下载-样章.doc 课件教案下载 第七章 特种加工 §7-1 概述 §7-2 电火花加工 §7-3 电解加工 §7-4 超声加工 §7-5 激光加工 §7-6 其他特种加工 §7-1 概述 一、特种加工的产生及发展 随着科学技术、工业生产的发展及各种新兴产业的涌现，工业产品内涵和外延都在扩大；正向着高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化、环保（绿色）化及人本化方向发展，制造技术本身也应适应这些新的要求而发展，传统机械制造技术和工艺方法面临着更多、更新、更难的问题。体现在： 1）新型材料及传统的难加工材料，如碳素纤维增强复合材料、工业陶瓷、硬质合金、钛合金、耐热钢、镍合金、钨钼合金、不锈钢、金刚石、宝石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性、耐高温的金属或非金属材料的加工； 2）各种特殊复杂表面，如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣和锻压模的立体成型表面，各种冲模冷拔模上特殊断面的异型孔，炮管内膛线，喷油嘴、棚网、喷丝头上的小孔、窄缝、特殊用途的弯孔等的加工； 3）各种超精、光整或具有特殊要求的零件，如对表面质量和精度要求很高的航天、航空陀螺仪，伺服阀，以及细长轴、薄壁零件、弹性组件等低刚度零件的加工。 上述工艺问题仅仅依靠传统的切削加工方法很难、甚至根本无法解决。特种加工就是在这种前提条件下产生和发展起来的。特种加工与传统切削加工的不同点是： 1）主要依靠机械能以外的能量(如电、化学、光、声、热等)去除材料；多数属于“熔溶加工”的范畴。 2）工具硬度可以低于被加工材料的硬度，即能做到“以柔克刚”； 3）加工过程中工具和工件之间不存在显着的机械切削力； 4）主运动的速度一般都较低；理论上，某些方法可能成为“纳米加工”的重要手段； 5）加工后的表面边缘无毛刺残留。微观形貌“圆滑”； 特种加工又被称为非传统或非常规加工，英译：Non-traditional（conventional） Machining，简写：NTM或NCM。特种加工方法种类很多，而且还在继续研究和发展。目前在生产中应用的特种加工方法很多，它们的基本原理、特性及适用范围见表7-1。本章着重讲述其中几种。 1 尖端科学技术的发展方向 高精度 高速度 高温 高压 大功率 小型化 2 对机械制造部门提出的新要求： （1）解决各种难切削材料的加工问题 （2）解决各种特殊复杂表面的加工问题 （3）解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题 3 切削加工的本质和特点： （1）靠刀具材料比工件更硬 （2）靠机械能把工件上多余的材料切除 4 特种加工的产生、发展的前提条件 要解决机械制造部门面临的一系列工艺问题，仅仅依靠传统的切削 加工方法很难实现，甚至根本无法实现，人们相继探索研究新的加工方法，特种加工因此而产生 5特种加工的特点 （1）不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量去除金属材料 特种加工与传统切削加工的不同点 1）主要依靠机械能以外的能量(如电、化学、光、声、热等)去除材料；多数属于“熔溶加工”的范畴。 2）工具硬度可以低于被加工材料的硬度，即能做到“以柔克刚”； 3）加工过程中工具和工件之间不存在显着的机械切削力； 4）主运动的速度一般都较低；理论上，某些方法可能成为“纳米加工”的重要手段； 5）加工后的表面边缘无毛刺残留。微观形貌“圆滑”； 我国特种加工技术的发展历程 1、20世纪50年代中期，电火花穿孔机床、电火花表面强化机研制成功 2、 20世纪50年代末，营口电火花机床厂开始成批生产电火花强化机、电火花机床 3、1979年我国成立了全国性的电加工学会 4、1981年我国高校间成立了特种加工教学研 究会 5、1997年批量生产 二、特种加工的分类 常用特种加工方法 特种加工方法 加工所用能量 可加工的材料 工具损耗率 (％) 金属去除率/mm3min-1 尺寸精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 特殊要求 主要适用范围 最低／平均 平均／最高 平均／最高 平均／最高 电火花加工 电热能 任何导电的金属材，如硬质合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢等 1／50 30／3000 0.05／0.005 10／0.16 各种冲、压、锻模及三维成型曲面的加工 电火花线切割 电热能 极小(可补偿) 5／20 0.02／0.005 5／0.63 各种冲模及二维曲面的成型截割 电化学加工 电、化学能 无 100／10000 0.I／0.03 2.5／0.16 机床、夹具、工件需采取防锈防蚀措施 锻模及各种二维、三维成型表面加工 电化学机械 电、化、机械能 1／50 1／100 0..02／0.001 1.25／0.04 硬质合金等难加