1、课题课题3 模具零件的特种加工模具零件的特种加工一电火花加工电火花加工是模具制造不可缺少的手段。1.电火花加工原理、特点及应用1工件 2脉冲电源 3自动进给调节装置 4工具 5工作液 6过滤器 7工作液泵原理：原理：在一定的介质中，利用工具电极与工件之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象对材料进行加工的一种工艺。电火花成形加工的基本条件：电火花成形加工必须采用脉冲电源、提供瞬时脉冲性放电；脉冲放电必须有足够的放电能量；工具电极和工具之间必须保持一定的放电间隙；火花放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行；在两次脉冲放电之间，需要有足够的时间排除电蚀产物，避免形成电弧放电。特点电火花加工与机械加工相比有
2、其独特的特点，模具制造是其主要的应用领域。a)适用于难切削材料的加工b)可以加工特殊及复杂形状的零件c)加工过程易实现自动化d)不变更设备实现粗、精加工e)改善零件的结构工艺性 在模具制造中的应用a.加工各类模具的型孔；b.加工复杂形状的型腔；c.加工0.015 mm的各种圆形、异孔；d.对淬硬钢件、硬质合金工件进行平面磨削、内外圆磨削、坐标孔磨削以及成型磨削；e.强化金属表面；f.进行文字、花纹等的蚀刻、电火花攻螺纹等。2.电火花加工机床简介电火花成形加工设备一般由机床本体、脉冲电源、自动控制系统三部分组成。典型的中、小型机床结构如右图所示。还有龙门式、摇臂式、台式等结构。目前已有各种结构形
3、式的三轴(或多于三轴)数控电火花成形加工机床及带自动更换电极的电火花加工中心。电火花成形机床1床身 2工作液箱 3工作台及工作液槽 4主轴头 5立柱 6控制柜 机床本体机床本体的作用是使电极与工件的相对运动保持一定的精度，并通过工作液循环过滤系统强化蚀除产物的排除，使加工正常进行，其主要由床身、立柱、主轴头、工作台及工作液槽等部分组成。数控电火花加工机床均采用精密滚珠丝杠、滚动直线导轨和高性能伺服电动机等结构。主轴头是电火花成形加工机床的一个最为关键的部件，它控制工件与工具电极之间的放电间隙。工作液要进行强迫循环 脉冲电源脉冲电源的作用是为电火花成形加工提供放电能量。它的功能是把工频正弦交流电
4、转变为适应电火花加工需要的脉冲电源。脉冲电源按元件类型有弛张式脉冲电源、电子管式脉冲电源、闸流管式脉冲电源、脉冲发电机式脉冲电源、晶闸管式脉冲电源和晶体管式脉冲电源等。新技术不断完善脉冲电源系统，如数字化控制且带有电规准数据库的电源、将自适应控制(Adaptive Control，AC)系统引入脉冲电源。自动控制系统自动控制系统的作用是控制机床按指令运动、控制脉冲电源的各项参数及监控加工状态等。目前电火花加工自动进给调节机构的执行机构有步进电动机、宽调速力矩电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机等。高档电火花加工机床均采用了高性能直流或交流伺服电动机，并采用直接拖动丝杠的传动方式，再配以光电编
5、码盘、光栅、磁尺等作为位置检测环节，因而大大提高了机床的进给精度、性能和自动化程度。3.电火花加工的规律及影响加工质量的因素 极性效应正极和负极因极性不同而有着不同的蚀除速度，这一现象称为“极性效应”。把工件接在脉冲电源正极时称为“正极性加工”；反之，把工件接脉冲电源负极时称为“负极性加工”。当采用短脉冲进行精加工时，负极的蚀除量小于正极，所以应采用“正极性加工”；当用较大的脉冲进行粗加工时，负极的蚀除量大于正极，所以应采用“负极性加工”。极性效应愈显著愈好，要充分利用极性效应。影响加工精度的因素与电火花加工艺有关的因素a.放电间隙大小及其一致性缩小放电间隙，不但能提高仿形精度，也能减小间隙的
6、变化量。b.电极的损耗电极的损耗对工件尺寸精度和形状精度都有很大的影响。电火花穿孔加工时，电极可以贯穿型孔而补偿电极的损耗，型腔加工时则可采用更换电极的方法以提高其精度。c.二次放电二次放电是已加工表面由于电蚀产物的出现，使两极间实际距离减小，而发生非正常放电。原因之一是工具电极下端加工时间长，损耗大，其二是电极入口处的“二次放电”概率大。可以通过电极的平动补偿工件尺寸误差。电火花加工产生的加工斜度1电极有损耗且不考虑二次放电时的工件轮廓线 2一电极无损耗时电极轮廓线 影响加工表面质量的因素a.表面粗糙度在一定的加工条件下，电蚀表面粗糙度随脉冲宽度和电流峰值增大而增大。脉冲宽度和电流峰值增大会
7、使单个脉冲能量增大。要使Ra减小，必须减小单个脉冲能量。电火花加工的表面粗糙度，粗加工一般可达Ra 12.52.5m；精加工可达Ra3.20.8m；微细加工可达Ra0.80.2m。超光脉冲电源已使电火花成形加工的表面粗糙度达到Ra0.200.10m左右。b.表面变化层经电火花加工后的表面，表层的化学、物理、机械性能均有所变化。1.熔化层是工件表层材料在放电时瞬时高温熔化后未能抛出而滞留，在介质中迅速冷却、凝固而保留下来的金属层。2.热影响层位于凝固层和工件基体材料之间，该层金属未被熔化，只是受到高温影响，使材料的金相组织发生了变化。电火花加工表面变质层c.表面机械性能 主要有耐磨性的变化和残余
8、应力电火花加工过程中，由于加工的电参数、冷却条件和工件材料的热处理状态不同，加工后表面层的硬度也不同。一般来说，加工表面最外层的硬度比较高，耐磨性好。但在熔化层和基体结合不牢固处容易剥落而磨损，所以要求高的模具需要把电火花加工后的表面层预先研磨掉。电火花加工后的表面由于存在着较大拉应力，甚至存在显微裂纹，其耐疲劳性能比机械加工表面低很多。4.工具电极的设计、制造与安装电极是电火花加工中重要的工具，称之为工具电极。电极材料电极应选择损耗小，加工过程稳定，生产率高，机械加工性能良好，易于加工成型、成本低的材料作电极材料。常用的电极材料有黄铜、紫铜、铸铁、钢、石墨、银钨合金、铜钨合金等。常用电极材料
9、的性能见下表 电极结构 a)整体电极 b)组合式电极 c)镶拼式电极1、2、3、4、5电极拼块 6定位销 7固定螺钉 电极尺寸确定a.穿孔加工用电极精度不低于IT7，表面粗糙度Ra1.25m，直线度、平面度和平行度在100mm长度上不大于0.01mm。工具电极应有足够的长度。1.按凹模型孔尺寸及公差确定电极截面轮廓尺寸时，电极截面轮廓尺寸比型孔尺寸均匀地缩小一个放电间隙值。2.按凸模尺寸及公差确定电极截面轮廓尺寸时，当（Z2）时，电极与凸模尺寸完全相同；（Z2）时，电极轮廓比凸模轮廓均匀地缩小a1；Z2）时，电极轮廓比凸模轮廓均匀地放大a1。a1（Z2）/2 b.型腔加工用电极a)电极水平方向
10、尺寸当型腔采用单电极精加工时，其电极尺寸的确定与穿孔加工用电极尺寸确定方法相同，即值考虑放电间隙。当采用单电极平动加工时，计算时应考虑放电间隙和平动量，任何有内、外直角及圆弧曲型腔的，电极水平方向尺寸可用下式确定：aAKb 而bSLHmaxhmax电极与型腔的尺寸关系a)横向尺寸缩放示意图 b)高度确定示意图1工件电极 2工件型腔b)电极在垂直的高度：hh1h2电极的装夹与校正装装夹与校正的夹与校正的目的目的：把电极牢固地装夹在主轴的电极夹具上，使电极轴线和机床主轴轴线一致，保持电极与工件的垂直和相对位置。电极的装夹方式有自动装夹和手动装夹两种：自动装夹电极是机床的自动功能，无需校正或调整；手
11、动装夹使用电极夹具装夹、校正电极。1.小尺寸整体式电极采用标准套筒、钻夹头装夹；2.大尺寸整体式电极若采用多电极更换法加工，则采用可调式电极夹具装夹；3.大尺寸石墨电极可用螺栓或压板将电极固定在连接板上，最后再用通用式电极夹具与主轴相连。常见电极夹具1电极夹具属于机床附件a)钢球铰链式调节装置常见电极夹具21装置本体 2压板螺钉 3盘形弹簧 4外壳 5调节螺钉 6钢球 7球面垫圈 8调节螺钉带角度调整的钢球铰链式调节装置5.电规准电规准是指电火花加工过程中一组电参数，如电压、电流、脉宽、脉冲间隔等。电规准一般分为粗、中、精三种：粗规准 粗加工采用宽脉冲、高脉冲峰值电流的粗规准进行加工。中规准
12、中规准是粗、精规准的过渡规准，用以减小精加工余量，促进加工稳定和提高加工速度。精规准 精加工采用窄脉宽、小电流的精规准，精规准是达到加工最终要求(配合间隙、刃口斜度、表面粗糙度等)的规准。6.电火花加工方法电火花加工的主要类型有型孔加工和型腔加工两大类。电火花型孔加工型孔加工就是加工通孔，主要加工用常规机械加工无法加工的通孔，冲模中的凹模型孔加工是电火花穿孔加工的典型应用。电火花型孔加工方法主要有以下方法：a.直接加工法直接加工法是用凸模直接作为电极加工凹模型孔的工艺方法。此法适用于形状复杂，凸、凹模配合间隙在0.030.08mm的多形孔凹模加工。b.间接加工法将凸模与工具电极分开制造，即根据
13、凹模尺寸设计、制造电极，然后对凹模进行电火花加工，以凹模型孔修配凸模保证冲裁间隙。此法适用于凸、凹模配合间隙大于0.12mm或小于0.02mm(双面)的凹模加工。特点是：电极材料不受凸模的限制，但电极和凸模分别制造、修配，间隙不易保证均匀。c.混合加工法电极与凸模选用的材料不同，通过焊锡或其他粘合剂，将电极与凸模粘结在一起加工成形，然后对凹模进行加工，加工后，将电极与凸模分开。此法有直接加工法的工艺效果；现在广泛使用的方法。电火花型腔加工电火花型腔加工就是型腔类的表面，加工模具型腔是典型的应用。这类零件属于盲孔加工，电极损坏不均匀，且不能补偿；电蚀物排除条件差。电火花型腔加工工艺方法较多，主要
14、有单电极平动法、多电极更换法、分解电极加工法等，选择时要根据工件成形的技术要求、复杂程度、工艺特点、机床类型及脉冲电源的技术规格、性能特点而定。a.单电极加工 用一个电极有粗到精直接加工型孔的加工法。多用于无侧壁的型腔加工、型孔加工、反拷贝字母加工等。b.单电极平动加工 用一个电极按照粗、中、精的顺序逐级改变电规准并依次加大电极的平动量，实现型腔侧面仿形修光，应用最广泛。优点：只需一个电极、一次装夹定位，便可达到较好的加工精度，而且电极损耗均匀、加工容易稳定。但难以获得高精度的型腔模，特别是难以加工出内清角。数控电火花机床的工作台可以靠数控系统控制做复杂轨迹的移动。可以避免平动加工不能清角的不
15、足利用。通常将工作台的运动称作“摇动”（区别与平动头的运动）。平动加工工作原理原理：原理：利用偏心机构将伺服电动机的旋转运动通过平动轨迹保持机构，使电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内做平面小圆周运动，许多小圆的外包络线形成加工表面。平动加工工作原理图c.多电极加工 通过依次更换分别制造的粗、中、精加工用电极来加工同一个型腔。一般用两个电极进行粗、精加工就可以满足要求。当型腔模的精度和表面质量要求很高时，才采用粗、半精、精加工电极进行加工，必要时还要采用多个精加工电极来修正精加工的电极损耗。优点：仿形精度高，尤其适用于尖角、窄缝多的型腔加工。其缺点是需要制造多个电极、电极更换时要有高的
16、重复定位精度，因此一般只用于精密型腔加工。d.电极分解加工 是单电极平动加工法和多电极更换加工法的综合应用。做法：做法：根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极。先用主型腔电极加工出主要的轮廓，再用副型腔电极加工尖角、窄槽、异形盲孔等部位。这种方法可根据主、副型腔不同的加工条件，选择不同的电极材料和电规准，有利于提高加工速度和改善表面质量，同时还可简化电极制造和修整，但对主型腔和副型腔间的定位精度要求高。采用具有电极库的35坐标数控电火花加工机床，这一缺点可克服。e.电火花铣削加工是在多轴联动电火花数控机床上，利用简单形状电极(圆柱形)对三维型腔或型面进行展成加工的方法。由于类似
17、于数控铣削加工模式，故称电火花铣削加工。可以充分利用CAD/CAM技术，根据被加工型面，生成类似于数控铣刀的走刀轨迹，逐步形成三维复杂型面。电火花铣削加工示意1电极轨迹 2工件 3电极二数控电火花线切割加工1.电火花线切割加工原理、特点及应用 原理1工作台 2夹具 3工件 4脉冲电源 5电极丝 6导轮 7丝架 8工作液箱 9贮丝筒电火花线切割加工的原理与电火花成型加工的原理是一样的，都是基于工具电极和工件之间脉冲放电去掉工件部分金属。即利用移动的细金属丝作为工具电极，并以一定的速度沿电极丝轴线方向移动对工件进行加工。加工时，脉冲电源的负极接丝电极，正极接工件。安装工件的工作台由伺服机构驱动，在
18、X、Y轴方向实现切割进给，从而加工出所需轮廓的工件。特点a.不需要设计、制作工具电极，不但缩短了加工周期，也节省了贵重的金属材料；b.加工过程中，电极丝沿其轴线方向连续移动，电蚀加工区的电极丝不断更新，故电极损耗小(一般可忽略)，可获得较高的加工精度；c.所用电极丝很细以及机床的间隙补偿功能，能加工出极小形状和间隙配合的模具零件。例如0.050.07 mm的窄缝，圆角半径小于0.03 mm的锐角等。d.对电极丝轨迹和偏移量的控制，可方便的调整凸、凹模的配合间隙；e.不仅可切割直壁模具，还可进行锥度切割；可切割中、小型零件以及向切割大型零件方向发展；可切割钢铁材料，还可切割钨棒、复合晶体、高熔点
19、石墨及高阻抗的单晶硅等；f.一个电规准完成一次加工，中途不需要更换电规准，简便省时；g.自动化程度高、操作方便、成本低。线切割加工零件的精度可达到0.010.005mm，表面粗糙度可达Ra 1.60.4m。广泛应用于高硬度的淬火钢和硬质合金材料零件、样板、微型孔、沟槽、窄缝的细微加工等。机床快速走丝线切割机床采用0.080.2mm钼丝或钨钼丝作电极，电极丝在贮丝筒的带动下通过加工缝隙作往复循环运动。快速走丝线切割机床目前所能达到的加工精度为0.01mm，表面粗糙度Ra2.55.Om，可满足一般模具的加工要求。快速走丝线切割机床走丝示意图慢速走丝机走丝系统示意图慢走丝数控电火花线切割机床电极丝为
20、0.150.35mm的黄铜丝、镀锌铜丝等（微细加工时0.020.03mm），其丝电极单方向通过加工缝隙，不重复使用。工作介质用去离子水（煤油）。慢走丝线切割机床加工精度可达0.001mm，表面粗糙度可达Ra0.32m，2.电火花线切割加工工艺 电火花线切割加工工艺步骤a.对图样进行工艺分析 分析零件的尺寸精度、位置精度及表面粗糙度要求；b.确定加工方法及编程 确定切入、切出点、加工路线，确定间隙补偿量，编程；c.加工准备 电极丝材料及直径的选择、工作液的确定、脉冲参数的选择、坯料的加工、穿丝孔位置及孔径大小的确定、穿丝孔的加工、工件在电火花数控线切割机床的装夹及找正、电极丝坐标位置的确定等；d
21、.电火花数控线切割加工 ；e.检验 。电火花线切割加工工艺内容a.电极丝选择及调整 工件较厚且外形较简单时，选用直径较粗(O.16mm以上)的电极丝，而工件厚度较小且形状较复杂时，选用直径较细(0.100.12mm)的电极丝。b.穿丝孔及其位置的选择 加工零件的内表面时，加工前必须加工穿丝孔；对于零件的外表面时，可以不加工穿丝孔，但对四周都要切割及切割精度要求较高的零件，也必须加工穿丝孔，以减小凸形类零件在切割中的变形。穿丝孔一般选在工件上的基准点处。为缩短开始切割时的切入长度，穿丝孔也可设在距离型孔边缘25mm处。加工凸模时为减小变形，电极丝切割时的运动轨迹与毛坯边缘的距离应大于5mm。穿丝
22、孔一般取310mm。c.切入点和切割路线 切入点就是零件轮廓中首先开始切割的点，一般情况下它也是切割的终点。应尽可能把切入点选在图形元素的交点处或选择在精度要求不高的图形元素上，也可以选择在容易人工修整的表面上。切割凸模及外表面零件时，正确确定切割路线能减小工件变形，容易保证加工精度，一般在开始加工时应沿着离开工件夹具的方向进行切割，最后再转向夹具方向。切割路线有、无穿丝孔及切割路线比较 a)不正确 b)不好 c)好多件加工的切割路线a)不合理 b)合理d.电脉冲及加工参数选择高电压、大峰值电流和大脉冲宽度，切割速度高，表面粗糙度就不高；当要求的表面粗糙度小时，应该选择小的脉冲宽度、峰值电流、
23、低电源电压，同时脉冲频率要适当。选择大的脉冲宽度，电极丝损耗小。当切割厚度大时，应选择高电压、大电流、大脉冲宽度和大脉冲间隔。进给速度大，容易产生短路和断丝；进给速度慢，则加工表面的腰鼓量就会增大，但表面粗糙度较小。速度应尽量快一些，有利于减少因线电极损耗对加工精度的影响。电火花线切割加工的加工准备a.坯料准备 包括预加工、基准和穿丝孔加工、热处理等线切割加工之前的准备工作。线切割加工的基准主要有坯料的有上、下平面；相邻两侧面及内孔等，作为基准的表面必须要磨削见光。采用采用电火花线切割工艺加工模具零件的工艺流程电火花线切割工艺加工模具零件的工艺流程为下料锻造退火机械粗加工淬火与回火磨削加工程序
24、编制线切割加工光整加工。b.工件装夹与找正a)装夹高速走丝工件装夹比较简单，采取悬臂式和桥式支撑就可以。低速走丝机在加工的过程中要用高压水冲走放电蚀除产物，所以在装夹工件时，应最少保证在工件上有两处用夹具压紧。导磁材料加工还可用磁性夹具夹紧。装夹工件时，要考虑机床各轴的行程以及机床在加工的过程中是否会与工件或者夹具发生碰撞。b)找正通常就是采用常规的百分表找正和划线找正方法。电极丝坐标位置确定确定电极丝相对于工件的基准面、基准线或基准孔的坐标位置，通常有目测法、电火花法和自动找中心法。a)目测法 b)电火花法 c)自动找中心法电极丝缠绕并张紧后，应校正及调整电极丝工作段相对工作台面的垂直度(X
25、/Y两个方向)。3.电火花线切割编程方法我国以往使用较多的是3B和4B格式，近几年我国与国际接轨都在推广、使用ISO程序格式。编控一体的高速走丝机已具有自动编程功能，可以做到控制机与编程机合二为一，在控制加工的同时，可以“脱机”进行自动编程。我国高速走丝机加工的自动编程机基本都采用绘图式方法进行编程。操作人员根据待加工的零件图形，在计算机屏幕上绘出零件图形，计算机内部的软件即可自动转换成3B或ISO代码的线切割程序。3B格式简介3B程序格式程序格式其中：B分隔符，用它来区分和隔离x、y、J等数码，B后的数字如为0(零)，则此0可以不写；x、y直线的终点或圆弧起点的坐标值，编程时均取绝对值，以m
26、为单位；J计数长度，以m为单位；G计数方向，分Gx或Gy，即可以按X方向或Y方向计数，工作台在该方向每走1m即计数累减1，当累减到计数长度J0时，这段程序即加工完毕；Z加工指令，分为直线L与圆弧R两大类。直线又按走向和终点所在象限而分为L1、L2、L3、L4四种；圆弧又按第一步进入的象限及走向的顺、逆圆而分为SR1、SR2、SR3、SR4及NR1、NR2、NR3、NR4八种。直线和圆弧的加工指令a.直线的编程a)把直线的起点作为坐标的原点；b)把直线的终点坐标值作为x、y，均取绝对值。因x、y的比值表示直线的斜度，故亦可用公约数将x、y缩小整倍数；c)计数长度J，按计数方向Gx或Gy取该直线在
27、X轴或y轴上的投影值，即取x值或y值；d)计数方向的选取原则是取此程序最后一步的轴向为计数方向。不能预知时，一般选取与终点处的走向较平行的轴向作为计数方向。对直线而言，取x、y中较大的绝对值和轴向作为计数长度J和计数方向；e)加工指令中直线与X轴重合的直线计作L1，与Y轴重合的计作L2，与X轴重合的计作L3，其余类推。与x、y轴重合的直线，编程时x、y均可作0，且在B后可不写。b.圆弧的编程a)把圆弧的圆心作为坐标原点；b)把圆弧的起点坐标值作为X、Y（绝对值）；c)计数长度J按计数方向取X或Y轴上的投影值。如果圆弧跨越两个以上象限，则分别取计数方向X轴(或Y轴)上各个象限投影值的绝对值相累加
28、，作为该方向总的计数长度，也要和所选计数方向一并考虑；d)计数方向同样也取与该圆弧终点时走向较平行的轴向作为计数方向。对圆弧来说，取终点坐标中绝对值较小的轴向作为计数方向(与直线相反)；e)加工指令对圆弧而言，按其第一步所进入的象限可分为Rl、R2、R3、R4；按切割走向又可分为顺圆S和逆圆N，于是共有8种指令，即SRl、SR2、SR3、SR4，NRl、NR2、NR3、NR4。ISO代码电火花线切割机床常用的电火花线切割机床常用的ISO指令指令代码代码 仿形编程系统仿形编程系统的作用就是利用图像输入设备，将所需加工零件的图像输入计算机，由计算机对该图像进行处理得到图形，再对该图形进行后置处理，
29、生成电火花线切割机用的程序。工作过程如下：a.通过扫描将信息输入仿形编程系统（尽量加大无尺寸标注的图形的对比度）；b.对图形进行修改，如增删点、直线圆弧转换、对称、拼接等，并对图形进行曲线拟合，获得光滑曲线；c.对处理好的图形进行自动编程，得到加工代码，输入控制系统待切割。三其他特种加工方法简介1.电火花高速小孔加工电火花高速小孔加工工属于高速、粗加工、微蚀除量的加工方法，主要是解决微孔、群孔、深小孔、异形小孔的加工及特殊超硬材料的小孔加工等难题。广泛应用于线切割零件的预穿丝孔、喷嘴以及耐热合金等难加工材料的小孔加工中。电火花高速小孔加工加床外形图电火花高速小孔加工加工机理与普通电火花加工不同
30、之处在于：一是采用中空的黄铜管管状电极；二是管状电极中通有高压工作液；三是加工过程中电极要作旋转运动。特点：加工速度很高（可达3060mm/min左右，电极转速20120r/min）。a）加工原理 b）加工区域示意最适于加工直径为0.33mm左右的小孔，而且深径比可以超过200 1，甚至更高。2.超声波加工原理与特点在工具超声（1625kHz）振动的作用下，磨料对工件表面的直接撞击；高速磨料对工件表面的抛磨；磨料悬浮液的空化作用对工件表面的侵蚀，其中磨料的撞击作用是主要的。超声波加工超声波加工原理图原理图超声波加工的模具类型a)加工圆孔 b)加工型腔 c)加工异形孔 d)套料加工 e)加工微细
31、孔主要用于对脆硬材料圆孔、型孔、型腔、套料、微细孔等进行加工。超声加工的孔径范围为0.190mm，深度可达直径1020倍以上。一般加工孔的尺寸精度可达0.020.05mm。超声加工的特点如下：a.适合加工各种硬脆材料，特别是不导电非金属材料，如玻璃、陶瓷、石英、石墨、玛瑙、宝石、金刚石等；b.由于工具可用较软的材料制作，加之工具和工件相对运动简单，因此机床结构简单；c.工件表面的宏观切削力很小，所以不会引起工件的热变形和烧伤，加工出的表面质量好。d.超声加工的精度，除受机床、夹具精度影响之外，主要受磨料粒度、工具精度及其磨损、工具横向振动大小、加工深度、被加工材料性质等因素影响。超声加工应用a
32、.超声电火花加工 将超声部件夹固在电火花加工机床主轴头下部，方波脉冲电源加到工具和工件上(精加工时，工件接正极)，加工时主轴作伺服进给，工具端面作超声振动。在工具电极上引入超声振动，则有利于火花放电效率的提高和放电蚀除产物的排除，提高了生产率。超声超声电火花电火花加工加工加工加工小孔装置小孔装置图图b.超声电火花抛光依靠超声抛磨和火花放电的综合效应来达到光整工件表面的目的。抛光时，工件接电源正极，工具接电源负极；抛光过程中工具对工件表面的抛磨和放电腐蚀是连续而交错进行的。特别适用于电火花加工后坚硬工件表面的抛光。超声超声电火花抛光的电火花抛光的示意图示意图c.超声电火花切割超声波发生器通过转换
33、器把电能转化为超声频的机械伸缩振动能传给变幅杆，通过变幅杆输出满足加工所需的振幅，并由工具杆传输给电极丝，使其产生高频受迫振动。其振动形态的改变必然对极间放电状态产生影响，并影响到放电加工废屑的排出和切缝中工作液的循环状态，提高电火花线切割加工的效率。超声超声电火花电火花线切割线切割加工加工示意图示意图3.激光加工激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，依靠光热效应来加工各种材料的方法。激光加工不需要加工工具，而且加工速度快、表面变形小，可以加工各种材料，激光加工在打孔、切割、成形、焊接、热处理等领域具有显著的优越性。激光是可控的单色光，强度高，能量密度大，可以在空气介
34、质或者其他气氛中高速加工各种材料，是一种高质量的能量束。激光加工原理激光加工是把具有足够能量的激光束聚焦后照射到所加工材料的适当部位，在极短的时间内，光能转变为热能，材料被照部位迅速升温发生气化、熔化、金相组织变化，从而使材料被去除、分离、连接、改性等。激光加工激光加工示意图示意图激光加工过程：激光束照射材料材料吸收光能光能转变为热能使材料加热气化和熔融溅出使材料去除或改性等。零件不同的加工要求，加工工艺会有区别，有的要求激光对材料加热并去除材料，如打孔、切割等；有的要求将材料加热到熔化程度而不要求去除，如焊接加工；有的则要求加热到一定温度使材料产生相变，如热处理等；有的则要求尽量减少激光的热影响，如激光冲击成形。激光加工的基本设备由激光器、导光聚焦系统和加工机(激光加工系统)三部分组成。常见激光加工技术a.热熔钻进是一种具有较高去除率的打孔工艺，但用这种方法加工的孔洞精度稍差。a.气化钻进激光加工技术还有激光切割、激光焊接、激光表面加工、激光成形、激光抛光和激光清洗等。
