4 特种加工
列举五种特种加工方法
1.热处理：热处理是一种特殊的加工方法，它通过改变材料的组织结构，改变材料的性能，以满足特定的要求。
热处理可以改变材料的硬度、
强度、疲劳强度、耐腐蚀性、抗拉强度等性能。
2.激光加工：激光加工是一种特殊的加工方法，它利用激光束的热能，将材料表面的熔融层切割或熔化，以达到加工的目的。
激光加工可以
实现高精度、高速度、高效率的加工，并且可以实现复杂形状的加工。
3.火花机加工：火花机加工是一种特殊的加工方法，它利用火花机的高速旋转刀具，将材料表面的熔融层切割或熔化，以达到加工的目的。
火花机加工可以实现高精度、高速度、高效率的加工，并且可以实现
复杂形状的加工。
4.电火花加工：电火花加工是一种特殊的加工方法，它利用电火花的高速旋转刀具，将材料表面的熔融层切割或熔化，以达到加工的目的。
电火花加工可以实现高精度、高速度、高效率的加工，并且可以实现
复杂形状的加工。
5.气体保护焊接：气体保护焊接是一种特殊的加工方法，它利用气体保护焊接的高速旋转刀具，将材料表面的熔融层切割或熔化，以达到加
工的目的。
气体保护焊接可以实现高精度、高速度、高效率的加工，
并且可以实现复杂形状的加工。
特种加工的种类
特种加工的种类特种加工是指不断发展的新型制造工艺，其中包括利用化学能、电能、流体动能或其他物理形式能量来去除或改变材料的性质，从而满足特定的制造需求。
特种加工的主要种类包括：1.电火花加工（Electrical Discharge Machining, EDM）：这种加工方法主要用于加工硬金属和耐热合金等难加工材料。
原理是利用工具电极和工件之间的间隙，在高压电场下产生火花放电，使局部材料被电离并瞬间熔化。
2.激光加工（Laser Beam Machining, LBM）：激光加工利用高功率激光束聚焦在材料表面，产生高温高压，使材料瞬间蒸发或熔化。
激光加工可以用于打孔、切割、焊接、热处理等。
3.电子束加工（Electron Beam Machining, EBM）：电子束加工利用高能量电子束冲击材料表面，产生热能和化学能来去除或改变材料。
它主要用于加工高精度和高质量的零件。
4.水射流加工（Water Jet Machining, WJM）：水射流加工使用高压水流冲击材料表面，以达到切割、打孔、磨削等目的。
这种加工方法具有无热影响区、无残余应力和环境污染小的特点。
5.超声波加工（Ultrasonic Machining, UM）：超声波加工利用高频振动产生的能量对材料进行打孔、切割和抛光等。
这种加工方法主要用于脆性材料，如玻璃、陶瓷等。
6.等离子束加工（Plasma Beam Machining, PBM）：等离子束加工利用高温高压的等离子流对材料进行切割、打孔、喷涂等操作。
这种加工方法具有高速度、高精度和高效率的特点。
7.化学加工（Chemical Machining, CM）：化学加工通过化学反应去除材料，以达到切割、打孔、磨削等目的。
例如，化学腐蚀、电化学腐蚀等。
8.磁力研磨加工（Magnetic Abrasive Finishing, MAF）：磁力研磨加工是一种表面精整技术，利用磁场将研磨介质吸附在磁性工作表面，通过不断振动和更换研磨介质来实现对工件表面的研磨。
特种加工
第一章概论1特种加工又称非传统加工（NTM）或非常规机械加工（NCM）2特种加工与切削加工的不同点：不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（电、光、声、热、化学）去处金属材料；工具硬度可以低于被加工材料硬度；加工过程中工具与工件之间不存在显著的机械切削力。
3特种加工的分类缩写：电火花加工：电火花成形加工EDM;电火花线切割加工WEDM；电化学加工：电解加工ECM；电解磨削EGM；电解研磨ECH;电铸EFM；涂镀EPM。
激光加工:激光切割、打孔LBM；激光打标记LBM；激光处理、表面改性LBT。
电子束加工：切割焊接打孔EBM离子束加工：蚀刻、镀覆、注入IBM。
等离子弧加工：切割（喷镀）PAM超声加工：切割打孔雕刻USM化学加工：化学铣削CHM；化学抛光CHP；光刻PCM快速成形：液相固化法SL；粉末烧结法SLS；纸片叠层法LOM；熔丝堆积法FDM4特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响：1提高了材料的可加工性；2改变了零件的典型工艺路线；3改变了试制新产品的模式；4对产品零件的结构设计带来很大影响；5对传统结构工艺性好坏需要重新衡量；6已经成为微细加工和纳米加工的主要手段。
第二章电火花加工一：定义：EDM，又称放电加工。
它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来。
二：原理：在一定介质（煤油或水）基于工具和工件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、形状和表面质量预定的加工要求。
三：电火花加工的条件：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，通常约为0.02~0.1mm；火花放电必须是瞬时的脉冲性放电；火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化液或去离子水。
四：优点1适合于任何难切削导电材料的加工2可以加工特殊及复杂形状的表面和零件局限性1主要用于加工金属等导电材料，但在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料2一般加工速度较慢3存在电极损耗五：电火花加工的机理：1极间介质的电离、击穿，形成放电通道2介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀（5000度以上）3电极材料的抛出（通道中心的压力最高）4极间介质的消电离六：影响材料放电腐蚀的主要因素1极性效应：在电火花加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。
特种加工的概念
特种加工的概念特种加工是指使用特殊的加工方法和工艺，对特殊材料进行加工处理的一种加工方式。
特种加工一般需要根据具体材料的性质和要求，采用特殊的加工设备和工作流程，以达到特定的加工效果和要求。
特种加工广泛应用于工业生产中，例如制造航空航天器件、核工程设备、精密仪器仪表等。
对于这些特殊材料和零部件，传统的加工方法和技术已经不能满足其加工要求，因此需要采用特种加工方法进行加工处理。
特种加工具有以下几个特点：1. 高精度加工：特种加工常涉及到高精度的加工要求，通过特殊的加工设备和工艺，可以实现对材料的微观结构和尺寸的精确控制。
例如，采用激光加工技术可以实现微米级的加工精度，满足高精度零部件的加工要求。
2. 难加工材料的加工：有些材料具有较高的硬度、脆性或热导性等特殊性质，传统的加工方法难以对其进行有效加工。
特种加工可以克服这些困难，通过特殊的工艺和设备，对难加工材料进行切削、热处理、电火花等加工方式，以实现对其精密加工。
3. 特种材料的加工：特种加工主要应用于特种材料的加工，例如高温合金、超硬材料、复合材料等。
这些特种材料具有很高的性能，但同时也具有较高的困难度和成本。
特种加工可以通过特殊的加工方法和设备，充分发挥特种材料的性能，实现其高效加工和利用。
4. 创新加工技术的应用：特种加工是工业技术创新的重要方向之一，通过引入创新的加工技术和设备，可以提高加工效率和加工质量。
例如，激光切割、电子束熔化、激光焊接等特种加工技术的应用，使得加工过程更加灵活、高效和精确。
5. 环保节能加工：特种加工在加工过程中注重节能减排和环保问题。
传统加工方法常常伴随着大量的废料和有害气体的排放，对环境造成较大的污染。
而特种加工通过改进加工工艺和设备，实现精准加工，减少废料产生，降低能源消耗和环境污染。
总之，特种加工是一种对特殊材料进行精密、高效、环保加工的技术和方法。
它不仅可以满足各种特殊材料的加工需求，而且对工业技术创新和工业发展起到重要推动作用。
特种加工第四章课后习题答案
第四章电化学加工一、课内习题及答案1．从原理和机理上来分析，电化学加工有无可能发展成为“纳米级加工”或“原子级加工”技术？原则上要采用哪些措施才能实现？答：由于电化学加工从机理上看，是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换，使之在电解液中“阳极溶解”而被去除来实现加工的，可以控制微量、极薄层“切削”去除。
因此，电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密、微细加工。
但是真的要实现它，从技术上讲还有相当难度。
主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积，只要能把这种溶解或沉积的大小、方向控制到原子级上就可以了。
但是由于它们的影响因素太多，如温度、成分、浓度、材料性能、电流、电压等，故综合控制起来还很不容易。
2．为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程，而阴极沉积是还原过程？答：从电化学过程来说，凡是反应过程中原子失去电子成为正离子（溶入溶液）的，称为氧化，反之，溶液中的正离子得到电子成为中性原子（沉积在阴极上）的称为还原，即由正离子状态还原成为原来的中性原子状态。
例如在精炼电解铜的时候，在电源正极上纯度不高的铜板上的铜原子在电场的作用下，失去两个电子成为Cu2+正离子氧化而溶解入CuCl2溶液，而溶液中的Cu2+正离子在阴极上，得到两个电子还原成为原子而沉积在阴极上。
3．原电池、微电池、干电池、蓄电池中的正极和负极，与电解加工中的阳极和阴极有何区别？两者的电流（或电子流）方向有何区别？答：原电池、微电池、干电池和蓄电池中的正极，一般都是较不活泼的金属或导电体，而其负极，则为较活泼的金属。
例如干电池，正极为不活泼的石墨（碳）棒，负极为活泼金属锌，蓄电池的正极是不活泼的铅。
金属与导电液体形成的微电池中的正极往往是不活泼的碳原子或杂质。
两种活泼程度不同的金属（导电体）在导电溶液中发生电化学反应能产生电位差，电位较正的称为“正极”，流出电流（流入电子流），电位较低的流入电流（流出电子流）。
特种加工的分类
特种加工的分类一、特种加工的概念特种加工是指对特殊材料或特殊工件进行加工处理的一种工艺。
它涵盖了多个领域，如航空航天、军事装备、电子信息等，具有高精度、高可靠性、高技术含量等特点。
二、特种加工的分类2.1 材料特种加工2.1.1 金属加工金属加工是特种加工的重要领域之一，包括以下几种加工方式： - 切割加工：如切割、锯割、剪切等 - 成形加工：如锻造、压块、冲压等 - 焊接加工：如电弧焊、气体焊、激光焊等 - 表面处理：如电镀、镀层、涂装等2.1.2 非金属加工非金属加工是指对非金属材料进行加工处理，主要包括以下几种加工方式： - 切割加工：如激光切割、水刀切割、火焰切割等 - 成形加工：如挤压、注塑、复合等 - 烧结加工：如陶瓷烧结、粉末冶金等 - 表面处理：如抛光、喷涂、电镀等2.2 工艺特种加工2.2.1 激光加工激光加工是一种高精度的特种加工技术，它利用激光束对工件进行切割、焊接、打孔等操作。
激光加工具有无接触、热影响区小、加工精度高等特点。
2.2.2 等离子加工等离子加工是利用等离子体对工件进行切割、清洗、表面处理等操作的一种特种加工技术。
它具有高速、高效、高质量的特点，广泛应用于电子、光通信、航空等领域。
2.2.3 电火花加工电火花加工是利用电弧放电的高温高压环境，通过对工件进行微小的放电脉冲，以去除工件表面的材料或进行细微刻痕的特种加工技术。
2.3 产品特种加工2.3.1 钛合金加工钛合金是一种重要的特种材料，在航空航天、生物医药等领域具有广泛应用。
钛合金加工需要特殊的工艺和设备，如精密数控机床、激光切割等。
2.3.2 复合材料加工复合材料是由两个或多个不同种类的材料组成的材料，可用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
复合材料加工需要特殊的成型、固化、表面处理等工艺。
2.3.3 微纳加工微纳加工是对微小尺度工件进行加工处理的一种特种加工技术，应用于集成电路、光电器件等领域。
微纳加工需要高精密度的工艺和设备，如光刻、刻蚀等。
八大特种加工技术
非常工艺:八大特种加工技术特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。
一、特种加工的发展和定义传统的机械加工已有很久的历史，它对人类的生产和物质文明起了极大的作用。
目前我们的大部分产品还是依靠传统的方法加工和装配得到的，如我们的家用电器：电冰箱、洗衣机、空调等；我们的交通工具：如汽车、火车、飞机等，以及各种武器装备：枪、炮、坦克、火箭等。
传统的机械加工方法是用机械能量和切削力切除多余的金属，使零件具有一定的几何形状、尺寸和表面粗糙度。
它要求刀具材料比工件材料硬。
随着科学技术的发展，特别是上个世纪50年代以来，随着生产发展和科学实验的需要，很多工业部门，尤其是国防工业部门的要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展，它们使用的材料越来越难加工，零件的形状越来越复杂，尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求也越来越高，因而对机械制造部门提出一些新的要求：•解决各种难切削材料的加工问题。
如硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、宝玉石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。
•解决各种特殊复杂表面的加工问题。
如喷汽涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模和注射模的立体成型表面，各种冲模、冷拔模上特殊断面的型孔，炮管内膛线，喷油咀、栅网、喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。
•解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题。
如对表面质量和精度要求很高的航天、航空陀螺仪、伺服阀，以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工。
要解决上述一系列工艺问题，仅仅依靠传统的切削加工方法就很难实现，甚至根本无法实现。
人们相继探索研究新的加工方法，特种加工就是在这种前提条件下产生和发展起来的。
特种加工，国外称作非传统加工（Non - Traditional Machining, NTM）或非常规加工（Non –ConventionalMachining,NCM），是一种采用不同于传统切削磨削加工工艺及装备的加工技术，是将电、磁、声、光、热等物理能量及化学能量或其组合乃至与机械能组合直接施加在被加工的部位上，从而使材料被去除、变形及改变性能等。
特种加工
1、特种加工的概念：特种加工是指利用光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源或其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除的加工方法，也称为非传统加工方法(NTM，Non Traditional Machining)。
2、特种加工与传统机械切削加工不同之处：(1)主要依靠机械能以外的其他能量(如电能、热能、光能、声能以及化学能或其组合等)来去除工件材料。
（2）工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，在某些情况下，如在激光加工、电子束加工、离子束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具。
（3）在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用，工件不承受机械力，特别适合于精密加工低刚度零件。
1电火花加工：电火花加工是利用工具和工件两极间脉冲放电时局部瞬时产生的高温把金属熔化、汽化去除来对工件进行加工的一种方法。
2、电火花加工的原理：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。
研究结果表明，电火花腐蚀的主要原因是：电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部熔化、汽化而被蚀除掉，形成放电凹坑。
3、电火花加工机理的四个阶段：极间介质的击穿形成放电通道；介质热分解，电极材料熔化、汽化及热膨胀；电极材料的抛出；极间介质消电离。
4、极性效应：在电火花加工过程中，相同材料两电极的电蚀量是不同的，其中一个电极比另一个电极的电蚀量大，这种现象叫做极性效应。
5、电火花加工按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，大致可分为电火花穿孔成型加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字六大类6、二次放电：二次放电是指已加工表面上由于电蚀产物等的介入而再次进行的非正常放电，其主要后果是在加工深度方向的侧面产生斜度和使加工棱角边变钝。
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电子束焊接－航空航天应用1
在发动机部件、航空航天器结构件的制造中，为了应 用最新材料和省时省料，一般采用先分块加工然后利 用电子束拼焊。
如批量制造发动机压气机轮盘时，采用分体制造轮毂 和轮缘，将轮缘分为8段（由8个小锻件加工成扇形） ，再用电子束将其余轮毂组合拼焊成压气机轮盘。
为省去发动机转子联接螺栓及安装边，减轻转子重量 简化转子结构，增加刚性，可采用电子束焊接将转子 盘鼓拼焊为整体，从而提高了发动机工作的可靠性。
实例1－喷气发动机燃烧室罩打孔
零件材料为CrNiCoMoW钢，厚度1.1mm，共 有3478个直径为0.81mm的圆通孔分布于外侧 球面上，孔径公差为±0.03mm，所有孔轴与零 件底面垂直。
用带有计算机控制的K12-Q11P型电子束打孔机 加工。
零件置于真空室，真空度为2Pa，安装于夹具上 作连续转动。
➢电子束不仅能对材料尺寸和形状进行加 工，还可以焊接、表面改性、镀膜、热 处理、熔炼以及光刻等工艺
2.2.1 电子束加工
2.2.1 电子束加工
1.电子束加工的基本原理
利用能量密度极高的 高速电子细束，在高 真空腔体中冲击工件， 使材料熔化、 蒸发、 汽化，而达到加工目 的
2.2.1 电子束加工
➢离子束溅射镀氮化钛，即美观，又耐磨。应 用在刀具上可提高寿命1-2倍。
磁控溅射镀膜 后视镜
磁控溅射镀TiN刀具
磁控溅射镀膜加工
➢环状磁场控制下辉光放电。 ➢高速、低温、低损耗； ➢镀膜速度快、温升小； ➢无高能粒子轰击损伤。
磁控溅射镀膜加工
离子镀加工
➢离子镀是在真空蒸镀和溅射镀膜的基础上发展起 来的一种镀膜技术。从广义上讲，离子镀这种真 空镀膜技术是膜层在沉积的同时又受到高能粒子 束的轰击； 离子镀能利用辉光放电所产生的高能 粒子流对基片表面溅射清洗，并将洁净的基片表 面保留到全过程； 离子镀比真空蒸镀的绕射性好； ➢离子镀过程中的带能粒子，不仅使膜层附着良好、 分布均匀，并且使其质地致密，针孔少；
➢ （超声波加工需 0.01~0.1mm的振幅）， 必须通过一个上粗下细的 变幅杆（振幅扩大棒）将 振幅放大5－20倍。
工具
➢ 超声波的机械 振动经变幅杆 放大后传递给 工具，使磨料 和工作液以一 定的能量冲击 工件，加工出 需要的尺寸和 形状。
应用
2）用超声波切割脆硬的半导体材料
3）复合加工
电子束打孔
电子束打孔的速度高，生产率高，这也是电子束 打孔的一个重要特点。 通常每秒可加工几十至几 万个孔。
例如，板厚0.1mm、孔径0.1mm时，每个孔的 加工时间只有15s。利用电子束打孔速度快的特 点，可以实现在薄板零件上快速加工高密度的孔 。
电子束打孔在航空工业、电子工业、化纤工业及 制革工业中得到应用。
超声波加工的特点
超声波加工的设备及构成
超声波发生器 超声振动系统 超声加工机床本体 磨料悬浮液冷却及循环系统。
一、超声波发生器
将50HZ的交流电转变 为一定功率的超声频 电信号，以提供工具 往复运动和去除被加 工材料的能量。
其基本要求：输出功 率和频率在一定范围 内连续可凋
化； 电子束加工需要一整套专用设备和真空系统，
价格较贵。
电子束加工设备
电子束加工设备示意图
3.电子束加工的应用
电子束加工按其功率密度和能量注入时间的 不同，可用于打孔、焊接、切割、热处理、 蚀刻等多方面加工，但是生产中应用较多的 是打孔、焊接、曝光、蚀刻等。
电子束打孔
无论工件是何种材料，如金属、陶瓷、金刚石、塑 料以及半导体材料都可以用电子束加工工艺加工出 小孔和窄缝。
应用范围：
电解加工主要用于加工型孔、型腔、复杂型 面、小直径深孔、膛线以及进行去毛刺、刻 印等；
电解磨削
超声波加工
➢ 超声彼加工不仅能加工硬质合金、淬火 钢等硬脆金属材料，而且更适合于不导 电的非金属硬脆材料（如半导体硅片、 锗片以及陶瓷、玻璃等）的精密加工和 成形加工。超声波还可以用于清洗、探 伤和焊接等工作，用途十分广泛。
离子束刻蚀
离子束刻蚀－纳米线宽
离子束刻蚀－金属刻蚀加工
离子束刻蚀
离子束刻蚀
离子束抛光加工可用于非球面透镜成形
美国Kodak公司等单位已研制出大型离子束抛光设备
•加工直径500mm的表面； •面形精度达到λ/50 rms； •粗糙度达到0.6nm rms。
离子束抛光－石英晶体振荡器
一、超声波加工的机理
➢ 声波是人耳能感受的一种纵波，它的频率在 16~16000HZ范围内，而频率超过16000HZ的就称为
超声波。
➢ 超声波具有波长短、能量大，传播过程中反、 折射、共振、损耗等现象
超声加工
原理:利用超声 频振动的工具端 面冲击工作液中 的悬浮磨粒,由 磨粒对工件表面 撞击抛磨来实现 对工件加工的一 种方法
2.如何获得 离子束
3.离子束加工 的应用
离子束加工原理图
考 夫 曼 型 离 子 源
阴极
阳极
双 等 离 子 体 型 离 工件 子 源
惰性气体入口
中间电极 电磁线圈 控制电极 绝缘子 引出电极
离子束 聚焦装置
摆动装置 三坐标工作台
离子束去除加工装置
离子束加工装置
离子束加工
离子束加工原理：
1.什么是 离子束加工
最好能具有对共振频 率自动跟踪和微调功 能
➢ 目前使用的超声波发生器功率为20－4000W. ➢ 振荡级由三级管连接成电感反馈振荡电路。调节电容
器可以改变输出频率。控制电压放大级的增益可以改 变超声波发生器输出功率。 ➢ 放大后的信号经变压器倒相送到末级功率放大。
二、超声波振动乎统
超声波振动系统的作用是将高频振荡电能转 变为机械振荡能。
加工时以200ms的单脉冲方式工作，脉冲频率 为1Hz。
实例2－化纤喷丝头打孔
要求：零件材料为钴基耐热合金，厚度为4.3～ 6.3mm，需要加工出11766个直径为0.81mm 的圆形通孔，其公差为±0.03mm。
步骤：用脉宽为16ms的单脉冲方波，脉冲频率 为5Hz。零件置于真空室的夹具上，工件连续转 动，打孔过程中电子束随工件同步偏转，每打一 个孔，电子束跳回原位。加工一件只需要40分钟 ，而用电火花加工则需30小时，用激光加工也要 3小时才能完成，而且公差要优于激光加工，且 无喇叭口
2.如何获得 离子束
3.离子束加工 的应用
离子束刻蚀
离子束刻蚀是从工件上去除材料，是一个撞击 溅射过程。
当离子束轰击工件，入射离子与靶原子碰撞时 将动能传递给靶原子，使其获得的能量超过原 子的结合能，导致靶原子发生溅射，从工件表 面溅射出来，以达到刻蚀的目的。
离子束刻蚀
刻蚀加工时，对离子入射能量、束流大小、离 子入射角度以及工作室压力都需要根据不同的 加工需求进行调整。
一、电火花加工
原理：电火花加工是利用工具电极和工件电 极间瞬时火花放电所产生的高温，熔蚀工件 材料来获得工件成形的．
电火花加工原理
优 点：
➢ 能导电即可进行放电加工 ➢ 电极与工件不接触，故不产生切削应力 ➢ 没有毛边，刀痕等 ➢ 加工薄且脆之工件 ➢ 镜面加工 ➢ 可自动化，一个人可同时操作数台机器 ➢ 切削加工复杂复杂形状之工件 ➢ 可制作完全吻合之上下模
特种加工
特种加工：
➢ 特种加工方法区别于传统切削加工方法，而是利 用化学、物理(电、声、光、热、磁)或电化学方 法对工件材料进行去除的一系列加工方法的总称 。
➢ 应用范围:具有高硬度、高强度、高脆性或高熔 点的各种难加工材料零件的加工，具有较低刚度 或复杂曲面形状的特殊零件的加工等。
➢ 主要技术:电火花加工、电解加工、超声波加工 、高能束加工。
离子束加工的物理基础是离子束射到材料 表面时所发生的撞击效应、溅射效应和注 射原子 二次溅射原子 Ar离子
被排斥Ar离子 回弹溅射原子
Ar离子
真空
工件表面
格点间停留离子
位移原子 格点置换离子
工件 位移原子
离子束加工工艺
离子束加工
离子束加工原理：
1.什么是 离子束加工
放电加工机床的种类
雕模放电加工机、 线切割放电加工机 深孔放电加工机三种 分类： ➢ 电火花成形加工机床； ➢ 电火花线切割机床．
电火花产品1
产品2
二.电解加工
利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理， 去除工件材料的特种加工。
优 点：
➢ 可以加工硬质合金等难加工材料。 ➢ 可以获得较佳的表面粗糙度。 ➢ 不会产生残余应力和变形。 ➢ 阴极工具消耗极少。
电子束焊接－航空航天应用1
左和右图所示为某发动机压气机转子焊接后 整体结构示意图：
离子束加工
离子束加工原理：
什么是 离子束加工
如何获得 离子束
离子束加工 的应用
离子束加工的原理
离子束加工是在真空条件下，将离子源产 生的离子束经过加速聚焦，使之具有高的 动能能量，轰击工件表面，利用离子的微 观机械撞击实现对材料的加工。
离子束刻蚀可以在高精度加工、表面抛光、石 英晶体谐振器制作等方面得到应用。
离子束刻蚀－高精度加工
金刚石刀具和冲头的刃磨，大规模集成电路 芯片刻蚀等。
离子束
离子束 r = 0.01μm
离子束
离子束 r = 0.01μm
预加工
终加工
a) 金刚石压头
预加工
终加工
b) 金刚石刀具
离子束加工金刚石制品
离子束刻蚀－高精度加工
离子束抛光－石英晶体振荡器
离子束溅射镀膜加工
用加速的离子从靶材 上打出原子或分子， 并将这些原子或分子 附着到工件上，形成 “镀膜”。又被称为 “干式镀”