《现代制造技术》教案

1、掌握特种加工分类、特点及适用范围 2、掌握电火花加工的原理、规律及基本设备应用 3、掌握电解加工的原理、规律、应用 4、熟悉超声波及激光加工的原理及应用

5、了解电子束、等离子、电铸等加工的原理和应用 教学重难点： 1、特种加工的范围

2、电火花及电解加工原理、规律 3、电解磨削的原理、特点 4、激光及超声波加工应用 教学内容：

§2.1 特种加工的概念

利用电能、光能、声能、热能及化学能来去除金属及非金属材料的非传统的加工方法。 一、分类

1、力学加工——机械能，如：超声波、喷射、水流加工等。 2、电物理加工——电能—→热能、机械能及光能，如：电火花成形、

电火花线切割、电子束、离子束加工等。

3、电化学加工——电能—→化学能，如：电解加工、电镀、刷镀、

镀膜机电铸加工等。

4、激光加工——激光光能—→热能。

5、化学加工——化学能或光能转化为化学能，如：化学铣削、化学

刻蚀（即光刻）加工等。

6、复合加工——机械加工 + 特种加工，如：电解磨削、超声电解磨削及超声电火花电解磨削等。 二、特点及运动应用范围

1、工件与工具间无明显切削力，仅存在微作用力。 2、包括去除与结合加工

去除加工，即为分离加工，去除材料

结合： 附着——在被加工面上覆盖—→镀膜等。

注入——将元素离子注入工件表层—→离子注入、化学镀、

氧化等。

结合——工件或两种材料结合成一体—→激光焊接、化学粘

结等。

3、工件硬度、强度可低于工件硬度与强度，工具损耗微小。 4、能量易于转换与控制。 5、加工精度易于保证，生产率等。

§2.2 电火花加工（Electrical Dissolve Machining，EDM） 一、加工原理

利用脉冲放电对导电材料的磨蚀来去除材料，从而满足一定的形状与尺寸要求的加工方法。

参阅P16 图2—1

①充满液体介质的工具及电极之间存在一小间隙 0.01～0.02mm ②脉冲电压施加：间隙中产生极强的脉冲电压，于是两极间的液体介质随脉冲电压频率不断放电电离击穿—→脉冲放电。

③放电持续时间为10-8—10-5s，由于其放电压区域面积极小，所以能量高度集中，在放电压产生10000～12000oC的高温。

④放电小区域部分的金属材料被熔化与汽化。这里由于速度非常快，固有爆炸性质。

⑤爆炸力将熔化的微小的金属颗粒抛出，被液体介质冷却、凝固，并带出间隙—→主要表现为冲走，工件表面出现圆形凹坑。

⑥重复放电过程，随着工具电极不断进给，材料不断被蚀除 ⑦直至工具电极轮廓形状精确复印至工件上，为下一次做准备。 二、加工设备简介

1、电火花加工必须要使用脉冲电源，将200V或380V、50Hz交流电源—→频率较高的脉冲电源—→加工提供电能量。 2、在每次脉冲放电间隔内： 电极冷却，工作液恢复绝缘状态点进行。 三、规律 1、影响因素 （1）极间效应

单位时间内蚀除金属材料的体积或重量——蚀除量（速度） 由于正负极性接法不同—→蚀除量不同—→极性效应 短脉宽—— <50us

电子质量轻，惯性小—→极易获得高速度轰击阳极 阳极蚀除量大，用于正极性的精加工。 长脉宽—— >300us

放电时间长，离子获得高速度，又因离子质量大，轰击阳极动能

下一次放电在二极间另一凸