特種加工
特種加工方法是指區(qū)別于傳統(tǒng)切削加工方法，利用化學(xué)、物理(電、聲、光、熱、磁)或電化學(xué)方法對(duì)工件材料進(jìn)行加工的一系列加工方法的總稱。這些加工方法包括：化學(xué)加工(CHM)、電化學(xué)加工(ECM)、電化學(xué)機(jī)械加工(ECMM)、電火花加工(EDM)、電接觸加工(RHM)、超聲波加工(USM)、激光束加工(LBM)、離子束加工(IBM)、電子束加工(EBM)、等離子體加工(PAM)、電液加工(EHM)、磨料流加工(AFM)、磨料噴射加工(AJM)、液體噴射加工(HDM)及各類復(fù)合加工等。
| 分類 | 原理 | 特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 |
| 電火花加工 | 電火花加工是利用工具電極和工件電極間瞬時(shí)火花放電所產(chǎn)生的高溫熔蝕工件表面材料來實(shí)現(xiàn)加工的。電火花加工機(jī)床一般由脈沖電源、自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、機(jī)床本體及工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)等部分組成。工件固定在機(jī)床工作臺(tái)上。脈沖電源提供加工所需的能量，其兩極分別接在工具電極與工件上。當(dāng)工具電極與工件在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下在工作液中相互靠近時(shí)，極間電壓擊穿間隙而產(chǎn)生火花放電，釋放大量的熱。工件表層吸收熱量后達(dá)到很高的溫度(10000℃以上)，其局部材料因熔化甚至氣化而被蝕除下來，形成一個(gè)微小的凹坑。工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)強(qiáng)迫清潔的工作液以一定的壓力通過工具電極與工件之間的間隙，及時(shí)排除電蝕產(chǎn)物，并將電蝕產(chǎn)物從工作液中過濾出去。多次放電的結(jié)果，工件表面產(chǎn)生大量凹坑。工具電極在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下不斷下降，其輪廓形狀便被“復(fù)印”到工件上(工具電極材料盡管也會(huì)被蝕除，但其速度遠(yuǎn)小于工件材料)。 | ①加工硬、脆、韌、軟和高熔點(diǎn)的導(dǎo)電材料；②加工半導(dǎo)體材料及非導(dǎo)電材料；③加工各種型孔、曲線孔和微小孔；④加工各種立體曲面型腔，如鍛模、壓鑄模、塑料模的模膛；⑤用來進(jìn)行切斷、切割以及進(jìn)行表面強(qiáng)化、刻寫、打印銘牌和標(biāo)記等。 |
電解加工 | 電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的電化學(xué)原理對(duì)工件進(jìn)行成形加工的一種方法。工件接直流電源正極，工具接負(fù)極，兩極之間保持狹小間隙(0.1mm～0.8mm)。具有一定壓力(0.5MPa～2.5MPa)的電解液從兩極間的間隙中高速15m/s～60m/s)流過。當(dāng)工具陰極向工件不斷進(jìn)給時(shí)，在面對(duì)陰極的工件表面上，金屬材料按陰極型面的形狀不斷溶解，電解產(chǎn)物被高速電解液帶走，于是工具型面的形狀就相應(yīng)地“復(fù)印”在工件上。 | ① 工作電壓小，工作電流大；②以簡(jiǎn)單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一次加工出形狀復(fù)雜的型面或型腔；③可加工難加工材料；④生產(chǎn)率較高，約為電火花加工的5～10倍；⑤加工中無機(jī)械切削力或切削熱，適于易變形或薄壁零件的加工；⑥平均加工公差可達(dá)±0.1mm左右；⑦附屬設(shè)備多，占地面積大，造價(jià)高；⑧電解液既腐蝕機(jī)床，又容易污染環(huán)境。 電解加工主要用于加工型孔、型腔、復(fù)雜型面、小直徑深孔、膛線以及進(jìn)行去毛刺、刻印等。 |
| 激光加工 | 對(duì)工件的激光加工由激光加工機(jī)完成。激光加工機(jī)通常由激光器、電源、光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等組成。激光器(常用的有固體激光器和氣體激光器)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽埽a(chǎn)生所需的激光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，照射在工件上進(jìn)行加工。工件固定在三坐標(biāo)精密工作臺(tái)上，由數(shù)控系統(tǒng)控制和驅(qū)動(dòng)，完成加工所需的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 | ① 不需要加工工具；② 激光束的功率密度很高，幾乎對(duì)任何難加工的金屬和非金屬材料都可以加工；③ 激光加工是非接觸加工，工件無受力變形；④ 激光打孔、切割的速度很高，加工部位周圍的材料幾乎不受切削熱的影響，工件熱變形很小。⑤激光切割的切縫窄，切割邊緣質(zhì)量好。激光加工已廣泛用于金剛石拉絲模、鐘表寶石軸承、發(fā)散式氣冷沖片的多孔蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)噴油咀、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等的小孔加工以及多種金屬材料和非金屬材料的切割加工。 |
| 超聲波加工 | 超聲波加工是利用超聲頻(16KHz～25KHz)振動(dòng)的工具端面沖擊工作液中的懸浮磨料，由磨粒對(duì)工件表面撞擊拋磨來實(shí)現(xiàn)對(duì)工件加工的一種方法。超聲發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩，通過換能器將此超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C(jī)械振動(dòng)，借助于振幅擴(kuò)大棒把振動(dòng)的位移幅值由0.005mm～0.01mm放大到0.01～0.15mm，驅(qū)動(dòng)工具振動(dòng)。工具端面在振動(dòng)中沖擊工作液中的懸浮磨粒，使其以很大的速度，不斷地撞擊、拋磨被加工表面，把加工區(qū)域的材料粉碎成很細(xì)的微粒后打擊下來。雖然每次打擊下來的材料很少，但由于打擊的頻率高，仍有一定的加工速度。由于工作液的循環(huán)流動(dòng)，被打擊下來的材料微粒被及時(shí)帶走。隨著工具的逐漸伸入，其形狀便“復(fù)印”在工件上。 | 在加工難切削材料時(shí)，常將超聲振動(dòng)與其它加工方法配合進(jìn)行復(fù)合加工，如超聲車削、超聲磨削、超聲電解加工、超聲線切割等。這些復(fù)合加工方法把兩種甚至多種加工方法結(jié)合在一起，能起到取長補(bǔ)短的作用，使加工效率、加工精度及工件的表面質(zhì)量顯著提高。 |