1、先进制造技术小组成员小组成员 周应斌周应斌 孟祥杰孟祥杰 汪希奎汪希奎 唐世灏唐世灏 李明洋李明洋 唐海峰唐海峰主要内容主要内容1.1 特种加工的概念特种加工的概念1.2 特种加工的特点特种加工的特点1.3特种加工分类特种加工分类一、特种加工一、特种加工 特种加工特种加工：指利用电能、热能、光能、化学能、声能等进行加工的方法。主要用于高强度、高硬度、高韧性、高脆性、耐高温、耐磁性等难切削材料及精密细小和复杂形状零件的加工。普通电火花成型机床普通电火花成型机床1.1 特种加工的概念特种加工的概念主要不是依靠机械能，而是利用电能、光能、声主要不是依靠机械能，而是利用电能、光能、声能、热能等去除材料
2、。能、热能等去除材料。1对刀具和工件的强度、硬度和刚度没有严格要求对刀具和工件的强度、硬度和刚度没有严格要求2一般不会产生加工硬化、易于获得好的加工质一般不会产生加工硬化、易于获得好的加工质量，且一次装夹可以完成精粗加工量，且一次装夹可以完成精粗加工34加工能量易于转化和控制，有利于保证加工精度加工能量易于转化和控制，有利于保证加工精度和提高加工效率和提高加工效率5去除材料速度低于常规加工方法，因此常规加工去除材料速度低于常规加工方法，因此常规加工方法任然占有主导地位方法任然占有主导地位1.2 特种加工的特点特种加工的特点特种加工溶解加工化学加工、化学抛光光化学加工电化学加工、电化学抛光电化学
3、去毛刺溶化加工放电加工激光加工（LBM）离子束加工 (IBM)电子束加工 (EBM)高能束加工电火花加工（EDM）电火花线切割加工（WEDM）水射流加工等离子束加工电化学机械加工磁场辅助电化学机械加工化学机械加工高能束加工超声放电复合加工时变场控制电化学机械加工电解磨削电化学研磨电解桁磨电化学混合磨料加工电化学超精加工电化学砂带磨抛电化学磁粒研磨1.3特种加工分类特种加工分类特种加工方法特种加工方法电火花加工电火花加工超声波加工超声波加工水喷射加工水喷射加工电解加工电解加工激光加工激光加工电子束加工电子束加工化学机械复合加工化学机械复合加工水喷射加工水喷射加工主要内容主要内容2.2 电火花加工
4、概念电火花加工概念2.1 电火花加工的起源电火花加工的起源2.3 电火花加工的原理电火花加工的原理 二、电火花加工二、电火花加工2.5电火花加工后的工件特点电火花加工后的工件特点2.4 电火花加工加工要素电火花加工加工要素2.6电火花加的特点电火花加的特点2.7 电火花加工技术的运用电火花加工技术的运用 电火花加工中的电蚀现象早在电火花加工中的电蚀现象早在20世纪初就被人们发世纪初就被人们发现，如插头、开关的启闭所产生的电火花对接触表面的现，如插头、开关的启闭所产生的电火花对接触表面的损害。但真正将电蚀现象运用到实际生产加工中的是：损害。但真正将电蚀现象运用到实际生产加工中的是：20世纪中期前
5、苏联的拉扎林科夫妇俩在研究开关触点遭世纪中期前苏联的拉扎林科夫妇俩在研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温使局部金属熔化、气化而被蚀除掉，从而开创和时高温使局部金属熔化、气化而被蚀除掉，从而开创和发明了电火花加工方法，并于发明了电火花加工方法，并于1943年利用电蚀原理研年利用电蚀原理研制出世界上第一台实用化的电火花加工装置。我国在制出世界上第一台实用化的电火花加工装置。我国在20世纪世纪50年代初期开始研究电火花设备，并于年代初期开始研究电火花设备，并于60年代初年代初研制出第一台靠模仿形电火花线切割机床，随后研制
6、出研制出第一台靠模仿形电火花线切割机床，随后研制出具有我国特色的高速走丝线切割机床。具有我国特色的高速走丝线切割机床。 2.1 电火花加工的起源电火花加工的起源 电火花加工是利用电火花加工是利用浸在工作液中的两极浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀又称放电加工或电蚀加工，英文简称加工，英文简称EDM。电火花高速穿孔机电火花高速穿孔机2.2 电火花加工概念电火花加工概念2.3 电火花加工的原理电火花加工的原理 电火花加工电火花加工(原理原理)是基于在绝是基于在绝缘的工作液中工具和工件之间缘
7、的工作液中工具和工件之间脉冲性火花放电，局部、瞬时脉冲性火花放电，局部、瞬时产生的高温，使工件表面的金产生的高温，使工件表面的金属熔化、气化、抛离工件表面属熔化、气化、抛离工件表面的原理。的原理。电火花加工原理如上图电火花加工原理如上图电火花加工要素电火花加工要素工具电极工具电极工作液工作液放电间隙放电间隙工件电极工件电极脉冲宽度与间隔脉冲宽度与间隔2.4 电火花加工加工要素电火花加工加工要素脉冲参数调整方便，脉冲参数调整方便，可一次完成粗、精可一次完成粗、精加工加工电火花的能量由电流强度、 电压和脉宽三者共同决定电火花加工极效应：指电火花加工极效应：指加工过程中，工件和工加工过程中，工件和工
8、具电极都会被蚀除具电极都会被蚀除工具接阳极工具接阳极正极性加工正极性加工工具接阴极工具接阴极负极性加工负极性加工两极蚀除量大小两极蚀除量大小脉冲宽度脉冲宽度短脉冲短脉冲长脉冲长脉冲精加工精加工粗加工和粗加工和半精加工半精加工3层层面层层面形成过程：形成过程：1.冲击层是由被抛出的熔融金属冲击层是由被抛出的熔融金属和少量电极微粒冲击而成和少量电极微粒冲击而成2.硬质层是在介质油的作用下，硬质层是在介质油的作用下， 熔融金属迅速冷却，熔融金属迅速冷却， 未被抛出去未被抛出去的熔融金属就凝固在型腔中形成的熔融金属就凝固在型腔中形成了硬质层（氧化层）。了硬质层（氧化层）。3.最后一层是受热层或退火层，
9、最后一层是受热层或退火层， 它只是受热，它只是受热， 并没有熔化。并没有熔化。2.5电火花加工后的工件特点电火花加工后的工件特点 影响粗糙度的因素主要有：影响粗糙度的因素主要有： 1.脉冲能量脉冲能量越大，加工速度越高，越大，加工速度越高，Ra值值越大；越大； 2.工件材料工件材料越硬、熔点越高，越硬、熔点越高，Ra值越小；值越小； 3.工具电极工具电极的表面粗糙度越大，工件的的表面粗糙度越大，工件的Ra值越大；值越大；优点优点2.6电火花加的特点电火花加的特点1、工件方面、工件方面：可复制性，能加工复杂的工件，对加工：可复制性，能加工复杂的工件，对加工薄壁工件、深窄槽加工、微细加工有独特的优
10、势。薄壁工件、深窄槽加工、微细加工有独特的优势。2、加工精度方面、加工精度方面：电火花加工是电能转换为热能的加：电火花加工是电能转换为热能的加工，因此不受切削力的影响，在加工薄壁、微细型腔工，因此不受切削力的影响，在加工薄壁、微细型腔工件时能达到微米级的精度和很高的表面质量，最高工件时能达到微米级的精度和很高的表面质量，最高表面质量能达到表面质量能达到R a=0.1m的镜面。的镜面。3、加工材料方面、加工材料方面：以柔克刚，适合加工各种导电材料：以柔克刚，适合加工各种导电材料，无论硬度多高，都能加工。近几年对一些微导电、，无论硬度多高，都能加工。近几年对一些微导电、高硬度的材料加工有了发展和应
11、用，如：金刚石、陶高硬度的材料加工有了发展和应用，如：金刚石、陶瓷等。瓷等。 直流拉弧：是由于蚀除下来的工件直流拉弧：是由于蚀除下来的工件材料和电极的碎屑阻塞了火花间材料和电极的碎屑阻塞了火花间隙，隙， 由此产生直流电引起的。由此产生直流电引起的。自动化无自动化无人管理人管理最新型的自最新型的自 适应性控制适应性控制如何解决如何解决 直流拉幅直流拉幅易于实现自动化易于实现自动化 1）一般加工速度较慢：）一般加工速度较慢：对常规机床能加工的工对常规机床能加工的工件，用电火花加工无优势。件，用电火花加工无优势。 2）存在电极损耗和二次放电：）存在电极损耗和二次放电： 电极损耗多集中电极损耗多集中在
12、尖角或底面；电蚀产物在排除过程中与工具电在尖角或底面；电蚀产物在排除过程中与工具电极距离太小时会引起二次放电，形成加工斜度，极距离太小时会引起二次放电，形成加工斜度，影响成型精度。二次放电甚至会使得加工无法继影响成型精度。二次放电甚至会使得加工无法继续。续。 3）对非导电材料无法加工对非导电材料无法加工：如：塑料、橡胶及如：塑料、橡胶及尼龙等。尼龙等。缺点缺点电火花加工运用电火花加工运用电火花成型打孔加工电火花成型打孔加工电火花冷焊机电火花冷焊机电火花线切割电火花线切割便携式电火花工具机便携式电火花工具机2.7 电火花加工技术的运用电火花加工技术的运用展望展望 当前，电火花加工机的各项工艺指标
13、均已达到很当前，电火花加工机的各项工艺指标均已达到很高的水平，机床具有了优越的性能与强大的功能。高的水平，机床具有了优越的性能与强大的功能。在这种情况下，进一步发展就应该呈现出新的特在这种情况下，进一步发展就应该呈现出新的特点。电加工技术的发展趋势归纳为五化：精密微点。电加工技术的发展趋势归纳为五化：精密微细化、智能化、个性化、绿色环保化和高效化。细化、智能化、个性化、绿色环保化和高效化。特别是从特别是从1990年代开始，高速铣削的发展挤压年代开始，高速铣削的发展挤压了电火花加工的应用空间。为了适应快速变化的了电火花加工的应用空间。为了适应快速变化的市场需求，提高模具制造速度，在传统电火花加市场需求，提高模具制造速度，在传统电火花加工技术迅猛发展的基础上，进一步提高加工速度工技术迅猛发展的基础上，进一步提高加工速度成为人们不断关注的焦点。成为人们不断关注的焦点。 小组成员：小组成员： 周应斌周应斌 孟祥杰孟祥杰 汪希奎汪希奎 唐世灏唐世灏 李明洋李明洋 唐海峰唐海峰
