第6章汽车制造中的特种加工

第6章 汽车制造中的特种加工技术

内容简介 本章将介绍机械制造中的一些现代加工技术，这 些技术大多已经应用于汽车制造业中，并取得理 想效果。由于这些现代加工技术与传统加工技术

在加工原理或加工工艺上存在很大区别，因此将这些现代加工技术称为“特种加工技术”。

学习目的和要求1、了解特种加工方法的概念、特点。 2、掌握汽车制造中常见的特种加工方法的原理及

其工艺。3、了解高速加工和快速成形制造技术的原理。

重点与难点 重点 1、激光加工 2、快速成型制造技术

教学方法 面授与多媒体相结合，让学生对特种加工方法有直观的认识；

本章目录6.1 特种加工技术 6.2 特种加工方法

6.3 特种加工工艺

6.1 特种加工技术由于这些现代加工技术与传统加工技术在加工原理 或加工工艺上有很大的区别,因此将这些现代加工技术成 为”特种加工技术”。

特种加工技术包括特种加工方法和特种加工工艺两个方面。

6.2 特种加工方法一、特种加工方法的概念

非传统的加工方法。它不使用普通刀具来切屑工件，而是直接利用能量来进行加工。 1.特种加工方法的特点 (1)不是主要依靠刀具和磨料来切除金属材料，而是利用 电能、光能、声能、热能和化学能来去除金属和非金属 材料。 (2)所采用的工具硬度和强度可以低于工件的硬度和强度。

(3)加工过程中工具和工件之间不存在明显的切削力，在切削机理上与传统加工有很大不同。

6.2 特种加工方法因此,特种加工方法可以用于传统方法无法进行的 一些加工,如硬质合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚 石，石英等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性金属

及非金属材料的加工，也可以对表面质量和加工精度要求非常高的低刚度零件进行加工。 2.特种加工方法的种类 (1)力学加工：应用机械能加工，如超声波加工、水射流 加工等。 (2)电物理加工：利用电能转换成热能、机械能和光能等 进行加工，电火花加工、电子束加工、离子束加工等。

6.2 特种加工方法(3)电化学加工：利用电能转换为化学能进行加工，如电 解加工等。

(4)激光加工：利用激光能转换为热能进行加工。二、常见特种加工方法

1.电火花加工(EDM)(1)基本原理：利用工具电极与工件电极之间脉冲性火花 放电所产生的瞬时高温来蚀除工件上多余的金属。

6.2 特种加工方法脉冲电源发出一连串的脉冲电压。工件和工具浸在绝缘介质中。进给系统控制 工具电机缓慢进给，以便始终与工件保 持一个很小的放电间隙。在对两极通电 时，由于工具和工件的微观表面是

凹凸 不平的，离得最近处电场强度最高，其 间的工作液绝缘性能较低而最先被击穿，

分解成负电子和正离子，形成放电通道。在电场力的作用下，通道内的负电子高 速奔向阳极，正离子奔向阴极。由于放

电通道中电子和离子受到放电时磁场力和周围液体介质的压缩，所以放电通道 截面很小，电子及离子高速流动

相互碰撞,放出大量的热，温度可达

1 10 4 ℃左右，使得局部金属材

料熔化和汽化蒸发，从而在工件和工具表面各形成一个微小的凹坑。

电火花加工的原理:当工件与工具两电极间电压加到直 流100V左右，极间某一间隙最小处或绝缘强度最低处介质被 击穿引起电离并产生火花放电，产生瞬时高温，使工具与工 件表面蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。然后经

过一段时间间隔，排除电蚀产物和介质恢复绝缘，再在两级间加电 ,如此连续的重复放电，工具电极不断地向工件进 给就可将工具的形状复制在工件上，加工出所需要的零件。

其加工的必备条件是： (1)必须采用脉冲电源； (2)工具电极和工件被加工表面之间必须保持一定的间隙； (3)放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行。

6.2 特种加工方法(2) ① 电火花加工工艺影响因素

极性效应：将工件接阳极的加工称为正极性加工，工件

接阴极的加工为负极性加工。由于工件正负极性接法的不同而使得工件在单位时

间内蚀除材料的数量的不同称为极性效应。控制脉冲宽度就可以控制两极蚀除量的大小。短脉 宽时，选正极性加工，适合于精加工；长脉宽时，选负 极性加工，适合于粗加工和半精加工。 ② 工作液：煤油、去离子水、乳化液等。

电火花加工液主要作用及性能：

(1)低粘度：冷却性好，流动性好，加工碎屑容易排出。(2)高闪火点、高沸点：闪火点高，不易起火；沸点高，不易 汽化、损耗。 (3)绝缘性好：以维系工具电极与工件之间的适当的绝缘强 度。

(4)臭味小：加工中分解的气体无毒，对人体无害，当然无分解气体最好。 (5)对加工件不污染、不腐蚀。 (6)氧化安全性要好，寿命长。 (7)价格要便宜。

6.2 特种加工方法③ 电极材料：导电材料，在加工过程中要求损耗小、机械

加工性能好。常用材料有紫铜、石墨、铸铁、钢、黄铜等。

(3)电火花加工的特点 1.是非接触加工

工件与工具电极之间放电间隙为0.1-0.01毫米，间隙中充满煤油工作液 2.加工过程中没有宏观切削力 3.可以“以柔克刚” 4.要求工件与工具必须是导电材料

5.加工参数的调节方便，可在一次安装下同时进行粗、精加工。 6.电火花加工的工具电极

会产生损耗，对加工精度有影响。

7.电火花加工机床结构简单，几乎全部实现了数控加工。

(4)、电火花加工的主要应用类 别 工艺 方法 电火 花穿 孔成 形加 工 特点 1.工具和工件件 主要有一个相对的 伺服进给运动 2.工具为成形电 极，与被加工表面 有相同的截面或形 状 1.工具电极为沿 着其轴线方向移动 着的线状电极 2.工具与工件在 两水平方向同时有 相对伺服进给运动 用途 1.型腔加工：加工各类 型腔模及各种复杂的型腔 零件 2.穿孔加工：加工各种 冲模、挤压模、粉末冶金 模、各种异形孔及微孔等 1.切割各种冲模和具有 直纹面的零件 2.下料、截割和窄缝加 工 3.直接加工出零件 备注 约占电火花 机床总数的 30%,典型机 床有D7125、 D7140等电火 花穿孔成形 机床 约占电火花 机床总数的 60%,典型机 床有DK7725、 DK7740等数 控电火花线 切割机床

1

2

电火 花线 切割 加工

3

电火 花内 孔、 外圆 和成 形磨 削 电火 花同 步共 轭回 转加 工

1.工具与工件有 相对的旋转运动 2.工具与工件间 有径向和轴向的进 给运动

1.加工高精度、表面粗 糙度值小的小孔，如拉丝 模、挤压模、微型轴承内 环、钻套等 2.加工外圆、小模数滚 刀

约占电火花 机床总数的 3%,典型机 床有D6310电 火花小孔内 圆磨床

4

1.成形工具与工 件均作旋转运动， 但两者角速度相等 或成整数倍，接近 的放电点可有切向 相对运动速度 2.工具相对工件 可作纵、横向进给 运动

以同步回转，展成回转、 约占电火花 倍角速度回转等不同方式，机床总数的 加工各种复杂形面的零件，1%以下，典 如高精度的异形齿轮，精 型机床有JN密螺纹环规、高精度、高 2,JN-8等内 对称、表面粗糙度值小的 外螺纹加工 内、外回转体表面等 机床

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q7hq.html