精密加工与特种加工

机械与控制工程学院 机械07-1 梁会 3070444132

摘要：主要论述对精密加工与特种加工这门课学习后的一些情况所得，并结合所查资料对精密加工与特种加工发展与运用方面有所阐述。

关键字：心得 精密加工 特种加工 电火花加工

机械师人类生产和生活的基本工具要素之一，是人类物质文明最重要的一个组成部分。机械在工业.农业和社会生活各个方面提供性能先进，使用可靠的技术装备的任务，在国家现代化建设中占有举足轻重的地位。20世纪80年代以来，以微电子.信息.新材料.系统科学等为代表的新一代咳血技术的发展及其在机械工程领域中的广泛渗透.应用和衍生，极大地拓展了机械产品设计制造活动的深度和广度，改变了现代制造业的产品设计方法.产品结构.生产方式.生产工艺和设备以及生产模式，产生了一大批新的机械设计制造方法和制造系统。其中机械产品加工制造的精密化使得精密加工和特种加工得到了长足发展。美国、日本、德国等国家的经济发展在世界上处于领先水平的重要原因之—，就是他们把先进制造技术看作是现代国家在经济上获得成功的关键因素。日本在第二次大战后，二为了迅速恢复经济，大力发展制造技术，特别是精密加工技术，使机械制造业的水平有了很大的提高，有力地支持了相关工业领域的发展，在汽车制造业和微电子工业方面取得了显著的成绩，在短短的30年中，从一个战败国发展为世界上的经济强国。这就足见了发展精密加工与特种加工的重要性。

精密加工与特种加工技术是为了解决各种难加工材料.特殊复杂型面.超精密.光整或需要特殊要求零件加工的加工问题，是现代制造技术的前沿。

经过对精密加工与特种加工课程的学习，我精密加工与特种加工的机械加工方面有了一定的认识，特别是电火花加工方面有了较深刻的认识。以下是我从这个课程及课程实习对精密加工与特种加工的认识。

精密加工：是指加工精度和表面质量达到极高精度的加工工艺，通常包括精密切削加工和精密磨削加工。

特种加工：直接利用电能化学能光能声能超声波激光等对工件加工以达到特定尺寸形状粗糙度的加工。

下面是介绍电火花加工的加工工艺

电火花加工：是大量的微笑放电痕迹逐渐累积而成的去除金属的加工方式。 电火花加工工艺大致可粗略分为：电火花成形加工，

电火花加工工艺大致可粗略分为：电火花成形加工，电火花线切割加工，电火花磨削，电火花高速小孔加工，电火花表面加工及电火花复合加工六大类。而应用十分普遍的是电火花成形加工及电火花线切割加工，约占电火花加工的90%。

电火花加工是一种电、热能加工方法，又称放电加工(EDM)，其加工过程与传统的机 械加工完全不同。本章主要研究了电火花加工的机理及基本工艺规律，并介绍了电火花加工的应用。主要内容概述如下。

1．电火花加工的特点

(1) 适用于无法采用刀具切削或切削加工十分困难的场合。

(2) 加工时，工具电极与工件并不直接接触，工具电极不需要比工件材料硬。

(3) 直接利用电能进行加工。

(4) 电极的损耗对加工形状及尺寸精度的影响比切削加工时刀具的影响要大。

2．电火花加工的基本原理

电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现 象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。加工应具备以下条件：

(1) 必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，必须具有工具 电极的自动进给和调节装置。

(2) 两极之间应充入有一定绝缘性能的介质。

(3) 电火花加工必须采用脉冲电源。

3．电火花加工的机理

火花放电时，电极表面的金属材料究竟是怎样被蚀除下来的，这一微观的物理过程即 所谓电火花加工的机理，也就是电火花加工的物理本质。这一过程大致可分为以下四个连续的阶段：

(1) 极间介质的电离、击穿，形成放电通道。

(2) 能量的转换——介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀。

(3) 蚀除产物的抛出。

(4) 极间介质的消电离。

4．影响材料放电腐蚀的主要因素

研究影响材料放电腐蚀的因素，对于应用电火花加工方法，提高电火花加工的生产率， 降低工具电极的损耗是极为重要的。这些因素主要如下。

1) 极性效应

在电火花加工过程中，单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性 效应。如果两电极材料不同，则极性效应更加复杂。在电火花加工中极性效应越显著越好，

这样，可以把电蚀量小的一极作为工具电极，以减少工具电极的损耗。

2) 电参数

电参数主要是指电压脉冲宽度ti、电流脉冲宽度te、脉冲间隔to、脉冲频率f、峰值电 流e ?i 、峰值电压?u 和极性等。

提高电蚀量和生产率的途径在于：提高脉冲频率，增加单个脉冲能量或者说增加平均 放电电流(对矩形脉冲即为峰值电流)和脉冲宽度；减小脉冲间隔并提高有关的工艺参数。

3) 金属材料热学常数

所谓热学常数，是指熔点、沸点(汽化点)、热导率、比热容、熔化热、汽化热等。

4) 工作液

工作液的作用如下。

(1) 形成火花击穿放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态。

(2) 对放电通道产生压缩作用。

(3) 帮助电蚀产物的抛出和排除。

(4) 对工具和工件具有冷却作用。

脉冲电源。主要有RC 线路脉冲电源、RLC 线路脉冲电源等。

(2) 独立式脉冲电源。主要有晶闸管式脉冲电源、晶体管式脉冲电源等。

2) 自动进给调节系统

是由测量环节、比较环节、放大驱动环节、执行环节和调节对象等几个主要环节组成。 对自动进给调节系统的一般要求：

(1) 有较广的速度调节跟踪范围。

(2) 有足够的灵敏度和快速性。

(3) 有必要的稳定性。

7．电火花成形加工的应用

电火花成形加工是用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法，主要分为穿孔加工和 型腔加工两大类。

穿孔成形加工的应用又分为冲模(包括凸凹模)、粉末冶金模、型孔零件、小孔、深孔 等。电火花穿孔加工常用“钢打钢”的直接配合法和间接配合法。

型腔模电火花加工主要有单电极平动法、多电极更换法和分解电极加工法等。

[1] 袁根福，祝锡晶，《精密与特种加工技术》，北京：北京大学出版社，2007.8

第二篇：《特种加工》期末小结

《特种加工》期末小结

第一章：了解

第二章：电火花加工

第一节：掌握电火花加工的必要条件、优缺点

第二节：了解电火花加工机理

第三节：重点掌握 1、极性效应 2、电参数对生产率的影响

第四节：掌握RC电源特点，了解其他电源； 第五节：第六节：了解

第七节：掌握冲模加工电规准的选择、型腔模加工用工具电极的材料的选择

第三章：电火花线切割

第一节：掌握电火花线切割的特点及应用范围

第二节、第四节：了解 第三节、第五节：掌握3B编程技术、了解自动编程原理

第四章：电化学加工

第一节：掌握电解质、金属的钝化和活化的概念。了解电化学加工的分类

第二节：掌握电解加工的优缺点、电解液的作用、三种常用的电解液；

第三节：掌握电解磨削的原理特点 第四节第五节第六节：了解

第五章：激光加工

第一节：了解激光加工的原理，掌握激光加工的特点。

第二节：掌握固体激光器、气体激光器的优缺点

第六章：电子束和离子束加工

第一节：了解电子束加工特点；掌握电子束加工的应用

第二节：了解离子束加工特点；掌握离子束加工的分类

第七章：超声波加工

掌握超声加工的特点、应用