1、第二章 特種加工工藝基礎 特種加工不是采用常規的刀具或磨具對工件進行切削加工，而是直接利用電能、電化學能、聲能、或光能等能量，或選擇幾種能量的復合形式對材料進行加工。特種加工是指切削加工以外的一些新的加工方法。第一節 特種加工 概述一、 特種加工的產生與發展1.特種加工的特點：(1)工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度；(2)可直接利用電能、電化學能、聲能或光能等能量對材料進行加工；(3)加工過程中的機械力不明顯；(4)各種加工方法可以有選擇的復合成新的工藝方法，使生產效率成倍地增長，加工精度也相應提高；(5)幾乎，每產生一種新地能源，就有可能導致一種新地特種加工方法地產生。2.特種加工可

2、解決下列問題：（1解決各種難切削材料的加工問題，如耐熱鋼、不銹鋼、鈦合金、淬火鋼、硬質合金、陶瓷、寶石、金剛石以及鍺和硅等各種高強度、高硬度、高韌性以及高純度的金屬和非金屬的加工。（2解決各種復雜零件表面的加工問題，如各種熱鍛模、沖裁模的模腔和型孔、整體渦輪、噴油嘴、噴絲頭的微小異型孔的加工問題。（3解決各種精密的、有特殊要求的零件加工問題，如航空航天、國防工業中表面質量和精度要求很高的陀螺儀、伺服閥以及低剛度細長軸、薄壁筒和彈性元件等的加工。二、 特種加工的分類按能量形式和作用原理劃分）（1電能與熱能作用方式：電火花加工EDM）、電火花線切割加工WEDM）、電子束加工EBM）、等離子束加工P

3、AM）（2電能與化學能作用方式：電解加工ECM）、電鍍加工ECM）、刷鍍加工。（3電化學能與機械能作用方式：電解磨削ECG）、電解珩磨ECH）。（4聲能與機械能作用方式：超聲波加工USM）（5光能與熱能作用方式：激光加工LBM）（6電能與機械能作用方式：離子束加工IM）（7液流能與機械能作用方式：擠壓珩磨AFH和水射流切割WJC）三、 特種加工對機械制造工藝技術產生的影響1.改變了對材料可加工性的認識；2.要重新衡量設計結構工藝性的優劣問題；3.對零件的結構設計帶來重大變革；4.可以進一步優化零件的加工工藝過程。第二節 電火花加工一、電火花加工的原理與特點 電火花加工是在一定的液體介質中，利用

4、脈沖放電對導電材料的電蝕現象來蝕除材料，從而使零件的尺寸、形狀和表面質量達到預定技術要求的一種加工方法。1.電火花加工原理： 加工時，脈沖電源的一極接工具電極，另一極接工件電極。兩極均浸入具有一定絕緣度的液體介質(煤油、礦物油)中。工具電極由自動進給裝置控制，以保證工具和工件在正常加工時維持一很小的放電間隙0.010.05mm)。當脈沖電壓加到兩極間，變將當時條件下極間最近點的液體介質擊穿，形成放電通道。由于通道的截面積很小，放電時間極短，致使能量高度集中106107W/mm2)，放電區域產生的高溫使材料熔化甚至蒸發以致形成一個小凹坑。第一次脈沖放電結束后，經過很短的時間間隔，第二個脈沖又在極

5、間最近點擊穿放電。如此周而復始高頻率的循環下去，工具電極不斷的向工件進給，它的形狀最終就復制在工件上，形成所需要的加工表面。2.電火花加工的條件（1必須采用脈沖電源，以形成瞬時的脈沖放電。（2必須采用自動進給調節裝置，以保持工具電極與工件電極間微小的放電間隙。（3火花放電必須在具有一定絕緣強度的液體介質工作液中進行，如煤油、造化液、去離子水等。工作液除有利于產生脈沖式的火花放電外，而且有利于排出放電過程中產生的電蝕產物和冷卻電極以及工作表面。3.電火花加工的特點：（1可加工任何高強度、高韌性、高硬度、高脆性以及高純度的導電材料，如：不銹鋼、鈦合金、工業純鐵、淬火鋼、硬質合金、導電陶瓷、立方氮化

6、硼、人造聚晶金剛石等。（2加工時無明顯切削力，適用于低剛度工件和細微結構的加工。（3脈沖參數可根據需要進行調節，可在一臺機床上進行粗加工、半精加工和精加工。（4在一般情況下，生產效率低于切削加工。（5放電過程中工具電極損耗，影響成形精度。二、電火花加工的基本工藝規律1.加工速度：單個脈沖能量、脈沖頻率、 工藝系數、工件的極性2.工具損耗：（1極性效應（2） 覆蓋效應（3選擇合適的工具電極材料材料特點應用銅熔點較低、導熱性好、切削加工性好各種精密和復雜中、小型腔電極石墨易于加工、熱學性能好、長脈沖加工時能吸附游離態碳補償電極損耗各種型腔用電極鎢、鉬、銅鎢合金、銀鎢合金熔點高、導熱性好、電極損耗小

7、、不易加工、價格昂貴精密電火花加工3.表面質量：（1表面粗糙度：單個脈沖能量、工件材料、工具電極表面粗糙度、加工方法（2表面變質層：熔化凝固層、 熱影響層、顯微裂紋（3表面力學性能：顯微硬度、 耐磨性、殘余應力、耐疲勞性能4.加工精度：機床制造誤差、工具和 工件定位和安裝誤差（1放電間隙的大小和一致性（2） 工具電極的損耗（3二次放電三、電火花加工的應用范圍1.電火花成形加工：通過工具電極相對于工件做進給運動，將工具電極的形狀和尺寸復制在工件上，從而加工出所需要的零件。（1電火花型腔加工：三維型腔、型面加工、電火花雕刻。主要用于加工各類熱鍛模、壓鑄膜、擠壓模、塑料模、膠木模型腔。（2電火花穿孔加工：主要用于加工型孔圓孔、方孔、多邊形孔、異型孔）、曲線孔彎孔、螺旋孔）、小孔、微孔2.電火花線切割 電火花線切割是利用連續移動的金屬絲作為工具電極，按預定的軌跡進行脈沖放電切割零件的加工方法。（1高速走絲線切割：鉬絲往復運動（2低速走絲線切割：銅絲單方向移動運用：各種沖裁模沖孔、落料）、樣板以及各種形狀復雜的型孔、型面和窄縫等。3.電火花磨削與鏜削加工：（1電火花