刨拉、铣、磨削工艺特点及应用

,第五篇 切削加工,第三章 常用切削加工方法综述,第三节 刨、拉削的工艺特点及其应用,第三节 刨、拉削的工艺特点及其应用,刨削加工是加工,平面和沟槽,的主要加工方法。,牛头刨床 龙门刨床 插床（立式牛头刨床）,主运动：,刨刀往复直线移动 工件往复直线移动 刀具往复垂直上下移动,进给运动：,工件间歇移动 刨刀间歇移动 工件间歇纵向横向和回转运动,刨削长度：,1m,1,20m,应用：,中小件 大件,单件、小批量 批量、几个件一块刨,加工内表面（键槽），多边形孔（直线孔），特别是加工盲孔或有障碍台肩的内表面。,第三节 刨、拉削的工艺特点及其应用,一、刨削加工特点,（,1,）刨床结构简单，价格便宜，调整、操作方便，通用性好；,（,2,）刨刀形状简单、制造、刃磨、安装方便；,（,3,）生产率较低（刨削加工是单刃单行程加工，切削速度低）；,图,5-61,牛头刨床上刨平面,刨刀返回行程不进行切削，增加辅助时间增加；,切入切出时产生冲击、振动，换向频繁，限制了切削速度的提高；,刨刀是单刃刀具；,第三节 刨、拉削的工艺特点及其应用,（,4,）龙门刨床：行程由几米到几十米，可以把许多工件组装起一块刨削，生产率较高。,（,5,）刨削加工精度,刨削加工一般精度可达：,IT8,IT7 Ra=1.6,6.3m,粗刨：,IT12,IT11 Ra25,12.5m,半精刨：,IT10,IT9 Ra6.3,3.2m,精刨：,IT8,IT7 Ra3.2,1.6m,宽刀精刨（龙门）：平面度,0.02/1000,Ra=0.4,0.8m,第三节 刨、拉削的工艺特点及其应用,二、刨削的应用（图,5-62,）,主要用在单件、小批生产中，在维修车间和模具车间应用较多。,图,5-62,刨削的主要应用,第三节 刨、拉削的工艺特点及其应用,三、拉削,拉削加工：,利用多齿拉刀，逐齿依次从工件表面上拉切下一层很薄的金属层，拉削加工用的机床称为拉床。,图,5-64,拉孔,图,5-63,平面拉削,图,5-65,推孔,第三节 刨、拉削的工艺特点及其应用,拉削加工的特点如下：,（,1,）,加工精度高,（,IT8,IT7,），,表面粗糙度值很小,（,Ra0.4,0.8,）；,原因：,拉刀有较准部分，起校准、修光加工表面作用，切削速度低,v18m/min,，切削深度小，切削过程平稳。,（,2,）,生产率高：,多刀齿同时参加切削，一个行程可完成粗,半精,精加工；,（,3,）,加工范围较广：,可加工各种形状的通孔、平面、成形面、各种成型槽；,图,5-66,拉削加工的各种表面,第三节 刨、拉削的工艺特点及其应用,（,4,）,拉床结构简单、操作方便：,拉床只有一个主运动，即拉刀直线运动、进给运动是利用前后刀齿的高低实现的。,（,5,）拉刀价格贵、形状复杂、精度和表面质量要求很高，所以制造成本高。但由于拉削速度慢，刀具磨损慢，寿命长。,拉削加工应用：,1,）成批、大量生产中加工复合型面；,2,）单件小批、精度较高、形状特殊的用其他方法加工困难的成形表面。,图,5-67,圆孔拉刀,第四节 铣削的工艺特点及其应用,第四节 铣削的工艺特点及其应用,铣削加工,是,加工平面,的主要方法，还应用于加工各种沟槽、成型表面和螺纹、齿轮等,。,铣床种类有卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、工具铣床及各种专用铣床等。,5-68,卧式铣床上铣平面,周铣,5-70,立式铣床上铣平面,端铣,第四节 铣削的工艺特点及其应用,铣削加工精度：,粗 铣：,IT12,IT11 Ra25,12.5m,半精铣：,IT10,IT9 Ra6.3,3.2m,精 铣：,IT8,IT7 Ra3.2,1.6m,铣刀有端面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀、圆柱铣刀、角度铣刀、键槽铣刀等。,第四节 铣削的工艺特点及其应用,一、铣削的工艺特点,（,1,）生产率高：,几个刀齿同时参与加工，切削刃长；铣削主运动是刀具旋转；,（,2,）刀齿散热条件好：,刀齿在离开工件切削得到一定的冷却作用；,（,3,）易产生冲击与振动，刀具磨损比较严重：, 刀齿切入切出产生振动和冲击；, 各个刀齿在不同位置切削层厚度不,同，切削不平稳，产生振动；,（,4,）铣床和铣刀较车床、车刀价格高，结构相对复杂。,图,5-71,铣削时切削层厚度的变化,第四节 铣削的工艺特点及其应用,二、铣削方式,1,周铣：,用圆柱铣刀的圆周刀齿加工平面，可分为顺铣和逆铣：,顺铣：,刀齿的旋转方向与工件进给方向相同。,逆铣：,刀齿的旋转方向与工件进给方向相反。,图,5-72,顺铣和逆铣,第四节 铣削的工艺特点及其应用,顺铣与逆铣工艺比较：,（,1,）切削层厚度变化：,逆铣,：,0,最大，初期产生挤压滑行，刀具与工件间磨擦力加大，刀具加快磨损，表面质量下降；,顺铣,：,最大,0,，粗加工时，刀齿先接触硬皮，刀齿磨损严重；,（,2,）径向切削分力：,逆铣,：,有上抬工件的作用，容易引起 工件松动和振动；,顺铣,：,有下压工件作用，减小振动，工件夹持稳定；,第四节 铣削的工艺特点及其应用,（,3,）水平分力：,逆铣,：,与,f,方向相反，螺母紧压螺杆齿形的右侧（间隙在左侧），不会出现工件向前窜动；,顺铣,：,与,f,相同，由于切削力忽大忽小变化，且螺杆与螺母间存在有间隙，容易产生工件连同工作台下的丝杠一起向前窜动；,图,5-73,逆铣和顺铣时丝杠螺母间隙,第四节 铣削的工艺特点及其应用,因此，以刀具磨损、加工质量和工件夹紧的稳定性考虑，采用顺铣为宜。从防止工件窜动现象，选用逆铣。目前在生产中，,多数采用逆铣法。,2,端铣法：,端铣,:,用端面铣刀的端面刀齿加工平面的方法。根据铣刀与工件相对位置的不同，端铣又分为对称端铣和不对称端铣。,图,5-74,铣端方式,第四节 铣削的工艺特点及其应用,3,周铣与端铣的比较,（,1,）刀具系统刚度：,端铣：,端铣刀直接安装在主轴端部，悬伸长度小，刚度好；,周铣：,圆柱铣刀安装在细长刀轴上，刚度差；,（,2,）刀具材料和形式：,端铣：,通常为,焊接式硬质合金刀片,；,周铣：,高速钢,制造，整体式，刀具形状复杂；,（,3,）刀具磨损：,端铣：,切入切出削层厚度不为,0,，无挤压、滑行等磨擦现象；,周铣：,逆铣时，切削层厚度,0,最大，有挤压、滑行现象，刀具磨损严重；,第四节 铣削的工艺特点及其应用,（,4,）加工精度：,端铣：,与同时工作的刀齿数、切削宽度有关，有较多刀齿同时工作，切削过程较平稳，利用修光刀齿修光已加工表面，表面粗糙度较低；,周铣：,切削层厚度,0,最大，切入切出时产生挤压、滑行、影响表面质量。,因此，目前,在平面铣削中，大多采用,端铣,。但,周铣法适用性较广,，可采用多种成形刀具铣削各种沟槽，齿轮和成形表面等，生产中也常用。,第四节 铣削的工艺特点及其应用,三、铣削的应用,铣削的形式很多，铣刀的类型和形状更是多种多样，再配上分度头、圆形工作台等，铣削加工范围较广。,（,1,）铣平面：,端铣、周铣；,（,2,）铣槽（图,5-75,）：,V,形槽、,T,形槽、燕尾槽、直槽、圆弧槽等；,图,5-75,铣沟槽,第四节 铣削的工艺特点及其应用,（,3,）铣成形表面：,图,5-76,按划线铣成形面,5-77,铣圆弧槽,第四节 铣削的工艺特点及其应用,（,4,）铣齿轮（分度头）、花键槽、离合器等：,图,5-78,圆形工作台,图,5-79,数控转台,图,5-80,铣螺旋槽,第五节 磨削的工艺特点及其应用,磨削是用砂轮或其它磨具加工工件的方法。磨床的种类有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、工具磨床等多种。,一、砂轮,砂轮是由,磨料结合剂,用,烧结,的方法制成的多孔物体,(,图,5-81,）。,第五节 磨削的工艺特点及其应用,图,5-81,砂轮及磨削示意图,第五节 磨削的工艺特点及其应用,1,、磨料,磨料具有,高硬度、高耐磨性和高耐热性,的细小颗粒。可分为,氧化物系列,（如刚玉类“,Al,2,O,3,”,）、,碳化物系列,（,SiC,）和,超硬磨料,等三大类。,磨料承担磨削任务，必须具有很高的硬度、耐热、一定的韧性，以及在切削过程中能受力破碎形成锋利刃口等性能。,刚玉类（,Al,2,O,3,）磨料：适用于,韧性材料,磨削；,碳化物系列（,SiC,）：适用于,脆性材料和硬质合金刀具,的磨削。,2,、结合剂,结合剂影响砂轮的强度、韧性、耐热性、成形性和自锐性等，分为,陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂,等。,第五节 磨削的工艺特点及其应用,陶瓷结合剂：适用于外圆、内圆、平面和各种,成形表面磨削,；,树脂结合剂和橡胶结合剂：适用于制成各种,切割用的薄片砂轮,。,由于磨料、结合剂和制造工艺不同，砂轮性能差别很大，对磨削效果、生产率和经济性有很大影响。,3,、砂轮的特性,砂轮的特性是指磨料种类、粒度大小、硬度、结合剂、结构组织、形状和砂轮尺寸等指标。,粒度：,指磨料颗粒大小的程度。,硬度：,指磨粒在外力作用下,脱落的难易程度,。,第五节 磨削的工艺特点及其应用,4,、砂轮的标志,第五节 磨削的工艺特点及其应用,5,、超硬磨料砂轮,超硬磨料砂轮是指,人造金刚石,砂轮和,立方氮化硼,砂轮。碗形超硬磨料砂轮如图,5-82,所示，磨料层厚度,1.5,5mm,，基体常用铝、钢、铜或胶木等制造。,5-82,碗形超硬磨料砂轮的构造,金刚石磨料,与铁元素的亲和力较强，故,不适于磨削铁族金,。,第五节 磨削的工艺特点及其应用,滑擦：,表面磨粒从工件表面滑擦而过、产生弹性变形；,刻划：,磨粒切入工件表面，刻划出沟痕，并形成隆起；,切削：,切削层厚度增大到某一临界值时，开始切下切屑。,二、磨削过程,磨削过程实际上是,切削、刻划、滑擦,三种作用的综合。,图,5-83,磨粒切削过程,第五节 磨削的工艺特点及其应用,磨削过程中，磨粒的变化情况：,由于砂轮这种,自锐性,，一方面破碎磨粒会堵塞孔隙，另一方面随机脱落的磨粒引起砂轮尺寸精度下降，所以，经一段磨削的,砂轮需要重新修整,，以保证其加工精度。,（开始）砂轮表面突出的锋锐磨粒 磨粒变钝,切削力大于磨粒强度极限,切削力大于磨粒间结合力,磨粒破碎或整块从砂轮表面脱落，继续进行磨削,继续进行磨削,参与切削,第五节 磨削的工艺特点及其应用,三、磨削的加工工艺特点,1,、尺寸精度高，表面粗糙度值小；,（,1,）磨削时有很多微小的刀齿同时参与磨削，磨粒,刃口圆弧半径,r,n,较小,（,F46,白刚玉磨粒为,0.006,0.012mm,，而一般车刀为,0.012,0.032mm,），每个磨粒的,切削深度和进给量都很小,，因此，加工表面的残留面积极微小。,（,2,）磨床制造精度高，刚性好，稳定性好。,（,3,）,切削速度很高,：,外圆磨：,Vc=30,50 m/s,；,高速磨：,Vc,50 m/s,。,第五节 磨削的工艺特点及其应用,（,4,）有微量的进给机构，进给量可以很小，如下表所示：,不同机床微量进给机构的刻度值,机床,立铣,车床,平面磨,外圆磨,精磨外圆磨,内圆磨,进给刻度值（,mm,）,0.05,0.02,0.01,0.005,0.002,0.002,2,、砂轮具有自锐作用,可进行强力、连续磨削，以提高生产率；,3,、磨削温度高,（,1,）切削速度较一般加工高出,10,20,倍，切削热多；,（,2,）砂轮与工件表面接触面大，且挤压，滑擦、摩擦严重；,第五节 磨削的工艺特点及其应用,（,3,）砂轮本身传热性能很差；,因此，磨削温度可高达,800,1000,，应采用切削液（冷却、润滑及,冲洗砂轮,），切削液一般用苏打水、乳化液等。磨削,铸铁、青铜,等脆性材料时，一般,不加切削液，而用吸尘器清除尘屑,。,4,、背向磨削力（,F,p,）大；,磨削时，切削深度小，砂轮与工件接触面大，使背磨削力比磨削力大。一般,F,p=,（,1.5,3,）,F,c,。而且材料,塑性愈小，,F,p/,F,c,比值愈大,。,图,5-84,磨削力,第五节 磨削的工艺特点及其应用,由于背向磨削力大，在此力方向上机床、夹具、工件、刀具组成的工艺系统,刚度要求高,，如果较差会造成工艺系统变形，影响工件加工精度，如图,5-85,所示。,一般在最后几次走刀时，要少吃刀或不吃刀，以便逐步消除由于变形而产生的加工误差。,图,5-85,背向磨削力引起的加工误差,第五节 磨削的工艺特点及其应用,四、磨削的应用与发展,常用于半精加工和精加工 经济地、高效地切除大量金属；,在工业发达的国家中磨床在机床总数中占,30%,40%,，所占比例今后还要增加。,磨削加工的材料范围很广：,加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结构材料；,加工高硬度的淬硬钢、硬质合金、陶瓷和玻璃等难切削的材料；,但不宜,精加工塑性较大,的,有色金属,工件。,磨床的种类有外圆磨削、孔的磨削、平面磨削及磨成形面、齿轮、螺纹、刀具等专用磨床。,第五节 磨削的工艺特点及其应用,1,、外圆磨削,分为有心磨削和无心磨削。,（,1,）外圆磨削,普通外圆磨床和万能外圆磨床进行的外圆磨削属,有心磨削,。有心磨削分为纵磨法、横磨法、综合磨法和深磨法。,图,5-86,在外圆磨床上磨外圆,第五节 磨削的工艺特点及其应用,进给运动,工艺特点,纵磨法,工件旋转、随工作台往复直线运动；,一次往复行程后，砂轮径向进给。,加工精度和表面质量高；适应面宽；生产效率较低；,广泛用于单件小批加工细长轴。,横磨法,工件旋转（不做纵向移动）；,砂轮以慢速、连续的径向进给。,表面质量较纵磨法低；生产率高；,适于大批量生产、不太宽且刚性较好的工件。,综合磨法,将工件分段进行横磨，留下,0.01,0.03mm,余量，然后用纵磨法进行精磨。,综合纵磨、横磨的优点。,深磨法,采用较小的纵向进给量（,1,2mm/r,），较大的背吃刀量（,0.3mm,左右），在一次行程中切出全部余量,砂轮前端修成锥面；须预留较大的切入和切出距离；生产率高；,适用于大批量生产刚性较大的工件。,第五节 磨削的工艺特点及其应用,（,2,）无心磨削,工件放在两个砂轮之间，下方用托板托住，不用顶尖支持，所以称为,无心磨,。,导轮为较小,、使用,橡胶结合剂,、,磨粒较粗,的,砂轮,。,导轮轴线与磨削轮轴线有一倾斜角,(1,5),，比磨削轮低得多的速度转动，靠摩擦力带动工件旋转作圆周进给，另一方面作轴向进给运动。,工件轴线高于磨削轮和导轮轴线。,图,5-87,无心外圆磨削示意图,第五节 磨削的工艺特点及其应用,无心磨削的特点：,（,1,）不需预先打中心孔，安装方便，可连续进行磨削，易于实现自动化，生产效率较高；,（,2,）不会因背向磨削力而被顶弯，有利于保证工件的直线性；,（,3,）要求工件的外圆面在圆周上必须是连续的；,（,4,）依靠本身的外圆面定位，,不能保证外圆面与孔的同轴度,；,（,5,）无心外圆磨床的调整比较复杂。,因此，无心外圆磨削主要适用于大批量生产,销轴类零件,，特别适合于磨削,细长的光轴,。,第五节 磨削的工艺特点及其应用,2,、孔的磨削,孔的磨削一般在,内圆磨床,或,万能外圆磨床,上进行，多采用,纵磨法,。与外圆磨削类似，但,表面粗糙度较大,，,生产率低,。,磨孔一般用于,淬硬工件孔,的精加工（通孔、阶梯孔和盲孔等）；主要应用于,单件小批量,精加工。,图,5-88,纵磨圆柱孔,图,5-89,无心磨轴承环内孔,大批量生产中，精加工,短工件,、与,外圆面同轴孔,时，可采用,无心磨法,（图,5-89,）,第五节 磨削的工艺特点及其应用,3,、平面磨削（,1,）周磨平面：,采用卧轴平面磨床，利用砂轮的,外圆面,进行磨削,(,图,5-90a,、,b,）。,用于加工质量要求较高的工件。,（,2,）端磨平面：,采用立轴平面磨床，利用砂轮的,端面,进行磨削,(,图,5-90c,、,d,）。,端磨适用于要求不高的工件，或代替铣削作为精磨前的预加工。,图,5-90,平面磨削,第五节 磨削的工艺特点及其应用,4,、磨削加工的发展趋势（,1,）高精度，小粗糙度值：,粗磨：,IT8,IT7 Ra=0.8,0.4m,；,精磨：,IT6,IT5 Ra=0.4,0.2m,；,精密磨削：,Ra=0.05,0.1m,（磨床高精度，高稳定性）,超精密磨削：,Ra=0.012,0.025m,（砂轮种类，磨料等颗粒）,镜面磨削：,Ra0.008m,（合理的磨削参数，包括,Vc,，,f,，,a,p,）,第五节 磨削的工艺特点及其应用,（,2,）高效磨削,主要目的是提高磨削效率和生产率。高速和强力磨削对磨床、砂轮以及冷却方式要求很高。,高速磨削：,Vc50m/s,；,强力磨削：,大的吃刀量、小进给量进行磨削；,砂带磨削：,具有生产效率高，加工质量好，能较方便地磨削复杂形面等优点。,图,5-91,砂带磨削,第四章 精密加工和特种加工,第一节 精整和光整加工,第一节 精整和光整加工,精整加工：,从工件表面切除很薄的一层材料，以,提高尺寸精度,和,减小表面,粗糙度,的工艺方法。如研磨和珩磨等。,光整加工：,不切除或切除极薄的一层金属材料，以,减小表面粗糙度,的工艺,方法。如超级光磨和抛光等。,一、研磨,研具在一定压力下，在工件表面作复杂的相对运动，通过研磨剂的机械和化学作用，从工件表现上切除很薄的一层材料，从而达到很高的尺寸精度和很小的表面粗糙度。,第一节 精整和光整加工,图,5-92,手工研磨,图,5-93,机械研磨,第一节 精整和光整加工,1,、,研具：,材料比工件软（研磨剂的磨料能嵌入研具表面，以对工件进行擦磨）。常用材料有：,铸铁、软钢、黄铜、塑料或硬木,，最常用的是铸铁研具。,2,、,研磨剂：,由磨料研磨液辅助填料等混合而成，有液态、膏状和固态等三种。,磨料：,有刚玉、碳化硅等，粗研时选,240,400#,；精研时,400,以下；,研磨液：,冷却与润滑，并将磨料均匀分布，有煤油、 汽油、机油等。,辅助填料：,使金属表面产生极薄的较软的,化合物薄膜,，使工件表面凸,出部分容易被磨料切除，有硬脂酸、油酸等。,第一节 精整和光整加工,3,、研磨特点及应用,（,1,）研磨尺寸和形状误差可达,0.1,0.3m,，,Ra0.025m,以下；,（,2,）生产率低，加工余量小。一般加工余量不大于,0.01,0.03m,；,（,3,）研磨剂易于飞溅，污染环境；,（,4,）设备、研具简单。,研磨加工的应用很广，平面、内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面和齿轮表面等都可以用研磨进行精整加工。许多精密配合件还往往要经过,配合件的配研,，才能得到配合精度要求。,第一节 精整和光整加工,二、珩磨,利用,带油石的珩磨头,对,孔,进行加工，称为珩磨。,图,5-94,珩磨,图,5-95,珩磨头,第一节 精整和光整加工,1,、珩磨特点及应用,（,1,）生产率较高。有多个磨条同时参加磨削，并不断改变磨削方向，磨料可长时间保持锋利状态；,（,2,）精度高，粗糙度小。可以提高孔的,尺寸精度、形状精度和表面质量,，精度,IT6,4 , Ra0.4,0.05,m,。但是不能提高位置精度；,（,3,）珩磨的零件表面耐磨损。表面有交叉的网纹，易于油膜形成；,（,4,）磨头结构复杂。,珩磨主要用于孔的精整加工，加工范围广，加工孔的直径在,5,500,mm,，并可加工深孔。,珩磨加工余量：,铸铁,:0.02,0.15mm,，钢件,:0,.,005,0,.,08mm,。,第一节 精整和光整加工,三、超级光磨 （光整加工）,采用,细磨粒、低硬度的油石,磨头，在一定压力下对工件表面进行光整加工的方法称为超级光磨。,加工时，工件旋转，油石轻压于工件表面，轴向进给微小振动，从而达到对微观不平的表面进行光磨的效果。,图,5-96,超级光磨外圆,图,5-97,超级光磨过程,第一节 精整和光整加工,1,、超级光磨特点及应用,（,1,）加工余量极少，一般为,3,10m,；,（,2,）设备简单，操作方便；,（,3,）生产率较高，一般加工时间只需,30,60,秒；,（,4,）表面质量好，,Ra0.012m,；,（,5,）只提高,表面质量,，不能提高,尺寸精度,和,形位精度,。,超级光磨应用比较广，如汽车和内燃机零件、轴承、精密量具等小粗糙度值表面，可以外圆柱面、圆锥面、孔、平面和球面等。,第一节 精整和光整加工,四、抛光（光整加工）,在高速旋转的抛光轮上涂上磨膏，对工件表面进行光整加工的方法称为抛光。抛光轮一般用,毛毡、橡胶、皮革、布、纸板,等做成。,磨膏产生一层很薄的软膜，采用比工件材料软的磨料,切除且不留痕迹,，高速摩擦使工件表面出现,高温和挤压,塑性流动光亮的表面。,1,、抛光特点及应用,（,1,）方法简便、经济，不用特殊设备；,（,2,）容易对曲面进行加工；,（,3,）劳动条件差；,（,4,）只提高,表面质量,，不能提高,尺寸精度,和,形位精度,。,第一节 精整和光整加工,抛光主要用于零件表面的,装饰加工,，或者去除前道工序的加工痕迹，,提高零件的疲劳强度,。抛光零件表面可以是平面、外圆、孔、以及各种成形表面等。,五、各种精密加工方法的比较：,第二节 特种加工,第二节 特种加工,传统的切削加工是用刀具靠机械能去除工件表面的多余材料。当工件材料的强度、硬度、脆性、韧性过高，或零件的,结构过于复杂,，或,尺寸太小,，或,零件的刚度较差,时，传统的切削加工方法就难于实现。,特种加工是直接利用,电能、光能、声能、热能、化学能或多种能量复合,形式进行加工的方法。常用的特种加工有电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工和离子束加工等。,第二节 特种加工,一、电火花加工（,Electrical Discharge Machining,，,EDM,）,1,、加工原理,电火花加工是利用工具电极,(,简称工具,),与工件电极,(,简称工件,),之间,脉冲放电,产生的高温去除工件上多余材料。如图,5-98,所示。,图,5-98,电火花加工,第二节 特种加工,2,、电火花加工的必备条件,（,1,）工具电极和工件电极经常保持一定间隙；,（,2,）放电必须为脉冲性和间隙性（放电范围要求很小，避免烧伤表面）；,（,3,）火花放电必须在一定的绝缘介质中进行：,击穿电压之前，保持非导电性，放电后使火花间隙,消除电离，除切屑,。,3,、电火花加工特点及应用,（,1,）主要用于加工,硬、脆、韧、软、高熔点,的导电材料；,（,2,）加工时“无切削力”，有利于小孔、窄槽以及各种复杂截面的型孔、,曲线孔、型腔等加工，以及薄壁工件的加工，也适合于精密微细加工；,第二节 特种加工,（,3,）当脉冲宽度不大时，适于加工热敏性强的材料；,（,4,）能在同一台机床上连续进行粗、半精、精加工，尺寸精度：,穿孔：,0.01,0.05mm,；,型腔加工：,0.lmm,左右；,线切割：,001,002mm,；,表面粗糙度,R,值,：,0.8,1.6,；,图,5-99,内螺纹、成形面电火花加工,图,5-100,电火花加工的一些零件,第二节 特种加工,二、电火花线切割加工,1,、加工原理,线切割加工是在电火花成形加工基础上发展起来的，利用直径为,0.02mm-0.03mm,钼丝,作工具电极，按轨迹进行脉冲放电切割的一种加工方法。如图,5-101,所示。,图,5-101,火电花线切割加工原理,第二节 特种加工,2,、线切割的主要特点及应用,（,1,）主要切割各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料；,（,2,）加工细微异型孔、窄缝和形状复杂的零件，还可以带斜度切割；,（,3,）对工件进行,套料加工，预料再利用,；,（,4,）电火花线切割加工无需成型工具电极；,（,5,）线切割加工的平均尺寸精度为,0.01mm,，最高精度可达,0.005mm,。,线切割加工主要用于加工冲孔模、落料模、样板和各种形状复杂的型面、型腔和窄槽等零件。,第二节 特种加工,三、电解加工（,Electrochemical Machining,，,ECM,）,1,、加工原理,电解加工是利用金属在电解液中产生,阳极溶解,的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法。,图,5-102,电解加工原理图,两极间隙：,0.1-1mm,；,工作电压：,6,24 ,；,工作电流：,可高达,20000A,；,电解液：,压力（,0.5-2.5MPa),，,流速（,5-60m/s),；,第二节 特种加工,2,、电解加工的主要特点及应用,（,1,）一次进给运动能加工出形状复杂的型面或型,腔,；,（,2,）加工各种高强度、高硬度、高韧性的金属材料；,（,3,）加工易变形或薄壁的零件；,（,4,）零件表面无残余应力，表面粗糙度,Ra,可达,0.2-0.8,m,；,（,5,）工具不损耗，可长期使用；,（,6,）,电解加工,影响因素多，精度不容易稳定；,（,7,）电解液对机床有腐蚀作用，处理和回收困难。,电解加工和电火花加工在应用范围上有许多相似之处，所不同的是电解加工的,生产率较高，加工精度较低，且机床费用较高,。,第二节 特种加工,四、超声加工（,Ultrasonic Machining,，,USM,）,1,、加工原理,超声加工利用工具的高频振动，通过磨料对工件进行加工（图,5-103,）。,（超声波是指频率超过,16000Hz,的振动波，人耳的声波频率：,16Hz,16000Hz,）,图,5-103,超声加工原理图,1-,高频振荡器，,2-,信号放大器,3-,硒整流器，,4-,换能器，,5-,磁铁,6-,工件，,7-,工具，,8-,线圈，,9-,输送管,第二节 特种加工,2,、超声加工的主要特点及应用,（,1,）主要加工,不导电,的硬脆或半导体材料；,（,2,）一般加工各种复杂的内表面和成型面；,（,3,）便于加工不能承受较大机械力的零件；,（,4,）磨料硬度应比工件材料的硬度高；,（,5,）加工质量比,电解加工,与电火花加工高：,孔的尺寸：,0.02 - 0.05mm,；,表面粗糙度：,Ra0.8 - 0.1,m,；,超声加工的孔径范围,0.1,90mm,，度深可达,100mm,以上。,第二节 特种加工,五、激光加工（,Laser Beam Machining,，,LBM,）,1,、加工原理（图,5-103,）,图,5-104,激光加工原理图,第二节 特种加工,2,、激光加工的主要特点及应用,（,1,）几乎对所有的金属材料和非金属材料都可以加工；,（,2,）加工速度极高，打一个孔只需,0.OO1s,；,（,3,）易自动化生产和流水作业，同时热变形很小；,（,4,）可通过空气、惰性气体或光学透明介质进行加工；,（,5,）切割厚度：金属材料：,10mm,以上，对非金属材料：几十毫米；,（,6,）切缝宽度一般为,0.1,0.5mm,。,激光加工应用：,1,）,激光打孔,；,2,）,激光切割,；,3,）,激光表面强化处理,；,4,）,激光焊接,第二节 特种加工,六、电子束加工,1,、加工原理（图,5-105,）,2,、电子束加工的主要特点及应用,（,1,）对任何材料都能进行加工；,（,2,）加工速度快；,（,3,）不存在工具磨耗问题，工件无变形；,（,4,）加工孔最小直径可达,0.01,0.05mm,图,5-105,电子束加工原理图,电子束长度可达束径的几十倍，故能加工微细的深孔、窄缝等。,（,5,）加工点上化学纯度高，适合加工易氧化的金属及合金材料（真空）；,第二节 特种加工,（,6,）可控制性能好。,电子束与气体分子碰撞时，会产生能量损失和散射，所以电子束加工一般,在高真空度的工作室,内进行。并且由于使用高电压，会产生,较强的,X,射线,，必须采取相应的安全防护措施。由此而限制了它的应用，除了特定的需要，,一般为激光加工所代替,。,七、离子束加工,1,、加工原理,图,5-106,离子束加工原理,第二节 特种加工,2,、离子束加工的主要特点及应用,（,1,）离子束光斑真径可以聚焦到,1m,以内，能够进行微细加工；,（,2,）污染少，特别适合于易氧化的金属、合金和半导体材料加工（真空）；,（,3,）加工应力很小，工件不变形，适合于脆性、半导体和高分子材料加工。,离子束溅射去除加工，可以对材料实现,纳米级,加工，直至,分子级,、,原子级,加工。,主要用于精微的穿孔、蚀刻、切割、铣削、研磨和抛光等。,下载作业：,jxzzjc123,，,密码,:jxzzjc12345,；,公共邮箱,网盘我的文件夹,