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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,先进,制,制造,技,技术,第八,章,章,8.1,电,电,火,火花,成,成型,加,加工,技,技术,电火,花,花加,工,工方,式,式分,类,类,利,利用,成,成型,工,工具,电,电极,，,，相,对,对工,件,件作,简,简单,进,进给,运,运动,的,的电,火,火花,成,成型,加,加工,。,。,利用,轴,轴向移动,的,的金属丝,做,做工具电,极,极，工件,按,按所需形,状,状和尺寸,作,作轨迹运,动,动，以切,割,割导电材,料,料的电火,花,花线切割,加,加工,利用,细,细管冲注,高,高压水基,工,工作液，,作,作简单轴,向,向进给运,动,动的小孔,加,加工。,利用,金,金属丝或,成,成型导电,磨,磨轮作工,具,具电极，,进,进行小孔,磨,磨削或成,型,型磨削的,电,电火花磨,削,削。,电火花,共,共轭回转,加,加工。,刻印,、,、表面合,金,金化、表,面,面强化等,其,其他种类,的,的加工,8.1.1 电,火,火花成型,加,加工的基,本,本原理,电火花成,型,型加工是,利,利用浸在,工,工作液中,的,的工具电,极,极和工件,脉冲放电,时,时产生的,电,电蚀作用,蚀,蚀除导电,材,材料的特,种,种加工方,法,法，,又称放电加工,或,或电蚀加,工,工，英文,简,简称EDM。,图8-1,电,电火,花,花成型加,工,工原理图1主,轴,轴；2,电,电极；3,工作油,槽,槽；4,工,工件；5,工作液,装,装置；6,脉冲电,源,源,8.2,激,激光加,工,工技术,8.2.1 激,光,光的特性,（1）亮,度,度强度高,（2）单,色,色性好,（3）相,干,干性好,（4）方,向,向性好,8.2.2 激,光,光加工的,工,工作原理,图8-2,激,激光,加,加工的工,作,作原理示,意,意图1,激光器,；,；2光,阑,阑；3,反,反射镜；4聚焦,镜,镜；5,工件；6工作,台,台；7,电,电源,激光加工,是,是工件在,光,光热效应,下,下产生的,高,高温熔融,和,和冲击波,的,的综合作,用,用过程。,8.2.3 激,光,光加工,1激光,加,加工的特,点,点,加工易,变,变形的薄,板,板及弹性,零,零件等。,能加工,的,的材料范,围,围广,如,各,各种金属,材,材料，以,及,及陶瓷、,石,石英、玻,璃,璃、金刚,石,石及半导,体,体等。,能进行,非,非常微细,的,的加工，,如,如加工深,而,而小的微,孔,孔和窄缝,（,（直径可,小,小至几微,米,米，深度,与,与直径之,比,比可达50100）。,不需,要,要加工工,具,具。,通用,性,性好。,加工精,密,密微细时,，,，其精度,和,和表面粗,糙,糙度需反,复,复试验，,寻,寻找合理,的,的加工参,数,数才能达,到,到所需要,求,求。,2激光,加,加工的应,用,用,（1）激,光,光打孔,（2）激,光,光切割,（3）激,光,光焊接,（4）激,光,光表面处,理,理,8.3,超,超声波,加,加工,8.3.1 超,声,声波加工,的,的工作原,理,理,超声波是,指,指频率,f,16000Hz的振动,波,波。超声,波,波加工,是用工具,端,端面作超,声,声频振动,，,，通过磨,料,料悬浮液,加,加工，使,工件成型,的,的一种方,法,法。,图8-3,超,超声加,工,工原理示,意,意图1,工具；2工件,；,；,3磨料,悬,悬浮液；4、5,变,变杆；6换能,器,器；7,超,超声发生,器,器,1超声,加,加工的特,点,点,适合,于,于加工各,种,种脆硬材,料,料，特别,是,是不导电,的,的非金属,材,材料。,超声,加,加工机床,的,的结构比,较,较简单，,操,操作、维,修,修方便。,切削,应,应力、切,削,削热很小,，,，不会引,起,起变形及,烧,烧伤，表,面,面粗糙,R,a值可达10.1,m，加工,精度可达0.01,0.02mm，,而,而且可以,加,加工薄壁,、,、窄缝、,低,低刚度零,件,件。,2超声,加,加工的应,用,用,主要用,于,于对脆硬,材,材料加工,圆,圆孔、型,孔,孔、型腔,、,、套料、,微,微细孔等,。,。,能,能,加,加,工,工,半,半,导,导,体,体,材,材,料,料,。,。,用,用,于,于,一,一,些,些,淬,淬,火,火,钢,钢,、,、,硬,硬,质,质,合,合,金,金,冲,冲,模,模,、,、,拉,拉,丝,丝,模,模,、,、,塑,塑,料,料,模,模,具,具,型,型,腔,腔,的,的,最,最,终,终,抛,抛,磨,磨,光,光,整,整,加,加,工,工,。,。,用,用,于,于,清,清,洗,洗,、,、,焊,焊,接,接,和,和,探,探,伤,伤,。,。,可,可,进,进,行,行,超,超,声,声,电,电,火,火,花,花,加,加,工,工,、,、,超,超,声,声,电,电,解,解,加,加,工,工,、,、,超,超,声,声,调,调,制,制,激,激,光,光,打,打,孔,孔,、,、,超,超,声,声,振,振,动,动,切,切,削,削,加,加,工,工,等复合加工,方,方法，,8.3.2,超,超声加,工,工,8.4,高,高速与超高,速,速切削技术,8.4.1,高,高速切,削,削的概念与,高,高速切削技,术,术,高速加工是,一,一个相对的,概,概念，由于,不,不同加工方,式,式、不同工,件,件材料有,不同的高速,加,加工范围，,一,一般认为应,是,是常规切削,速,速度的510倍。概括地,说，高速加,工,工技术是指,采,采用超硬材,料,料的刀具、,磨,磨具和能可,靠,靠地实现高,速,速,运动的自动,化,化制造设备,，,，极大地提,高,高材料切除,率,率，并保证,加,加工精度和,加,加,工质量的现,代,代制造加工,技,技术。,图8-4,超,超高速切,削,削概念示意,图,图,1高速与,超,超高速切削,的,的特点,（1）可减,少,少工序、提,高,高生产效率,（2）切削,力,力低、热变,形,形小,（3）加工,精,精度高,（4）加工,能,能耗低、节,省,省制造资源,2高速加,工,工技术的发,展,展与应用,高速切削加,工,工技术的发,展,展经历了高,速,速切削的理,论,论探,索、应用探,索,索、初步应,用,用、较成熟,地,地应用4个,发,发展阶段。,8.4.2,高,高速与,超,超高速切削,1高速主,轴,轴,高速主轴单,元,元是高速加,工,工机床最关,键,键的部件。,目,目前高,速主轴的转,速,速范围,为,为1000025000r/min，加工,进,进给速,度在10m/min以,上,上。,图8-5,电,电主轴结,构,构,8.4.3,高,高速切,削,削加工的关,键,键技术,20世纪90年代，工,作,作台的,快速进给多,采,采用大导程,滚,滚,珠丝杠和增,加,加进给伺服,电,电,动机的转速,来,来实现，其,加,加,速度可达0.6,g,；在采用先,进的液压丝,杠,杠轴承，优,化,化,系统的刚度,与,与阻尼特性,后，其进给,速,速度可达到,4060m/min,。,。,图8-6,直,直线电机,驱,驱动系统原,理,理图1,定,定子冷却板,；,；2滚动,导,导轨；3,动,动子冷却板,；,；4输电,线,线路；5,工作台；6位置检,测,测系统；7,动子部分,；,；8定子,部,部分,2快速进,给,给系统,3高性能,的,的CNC控,制,制系统,CNC控制,系,系统采用多,个,个32位甚,至,至64位CPU，同时,配,配置功能强,大,大的计,算处理软件,，,，使工件加,工,工质量在高,速,速切削时得,到,到明显改善,。,。相应,地，伺服系,统,统则发展为,数,数字化、,智能化和软,件,件化，从而,保,保证了高,进给速度加,工,工的要求。,4先进的,机,机床结构,高速切削机,床,床床身必须,具,具有,足够的刚度,、,、强度和高,的,的阻,尼特性及高,的,的热稳定性,。,。,图8-7,六,六杆机床,结,结构示意图,高速切削通,常,常使用的刀,具,具材料有以,下,下几种：,（1）硬质,合,合金涂层刀,具,具,5高速切,削,削的刀具系,统,统,（2）陶瓷,刀,刀具,（3）聚晶,金,金刚石刀具,（4）立方,氮,氮化硼刀具,为了满足高,速,速旋转下不,降,降低刀柄的,接,接触精度，,一,一些新型的,双,双定位刀柄,已,已在高速切,削,削机床上得,到,到应用,图8-8,德,德国HSK刀柄系统,
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