特种加工
特种加工
1．特种加工的含义：特种加工是指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工的非传统加工方法；它与传统切削加工的不同特点主要有：1）不是主要依靠机械能；2）工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度；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）。
特种加工的优势：1）特种加工技术可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属、非金属材料或复合材料，2）特别适合于加工复杂、微细表面和低刚度的零件；3）还可以用于进行超精密加工、镜面加工、光整加工以及纳米级（原子级）的加工。
2.结合加工（增材加工）的例子：电镀、电铸、快速成形加工、激光焊接等。
3.天然金刚石刀具是精密与超精密加工的基本刀具。
4.超精密加工的实现条件：1）超精密加工的机理与工艺方法；2）超精密加工工艺装备；3）超精密加工工具；4）超精密加工中的工件材料；5）精密测量及误差补偿技术；6）超精密加工工作环境、条件等。
5.超精密机床的主轴部件：主轴部件是保证超精密机床加工精度的核心。
超精密加工对主轴的要求是极高的回转精度，转动平稳，无振动，而满足该要求的关键在于所用的精密轴承。
高精度的滚动轴承主轴制造困难，因此现在多使用液体静压轴承和空气静压轴承。
1）液体静压轴承主轴优点：具有回转精度高、刚度较高、转动平稳、无振动的特点（被广泛用于超精密机床）缺点：1.油温随转速的升高而升高，造成热变形，影响主轴精度 2.静压油回油时将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中，不易排出，因而降低了液体静压轴承的刚度和运动性。
2）空气静压轴承主轴优点：具有很高的回转精度，在高速转动时温升甚小，基本达到恒温状态，因此造成的热变形误差很小；缺点：与液体静压轴承相比，空气轴承刚度低，承受载荷较小。
6.主轴的驱动方式：1）柔性联轴器驱动；2）内装式同轴电动机驱动。
7.常用的导轨部件：超精密机床常采用平面导轨结构的液体静压导轨和空气静压导轨，滚动导轨也有着广泛的应用。
特种加工综合实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解特种加工的基本原理和工艺特点；2. 掌握特种加工设备的操作方法；3. 熟悉特种加工实验流程；4. 培养学生独立完成实验的能力和团队合作精神。
二、实验原理特种加工是指利用机、电、光、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工，以达到零件设计要求的各种非传统加工方法的总称。
特种加工具有微细加工、高精度、高表面质量、非接触加工等特点。
三、实验设备与材料1. 实验设备：电火花成型加工机床、数控加工中心、超声波加工设备、激光加工设备等；2. 实验材料：不锈钢、铝合金、铜合金等。
四、实验内容1. 电火花成型加工实验（1）了解电火花成型加工机床的结构和原理；（2）学习电火花成型加工工艺参数的设置；（3）进行电火花成型加工实验，观察加工效果。
2. 数控加工实验（1）了解数控加工中心的结构和原理；（2）学习数控编程方法；（3）进行数控加工实验，观察加工效果。
3. 超声波加工实验（1）了解超声波加工设备的工作原理；（2）学习超声波加工工艺参数的设置；（3）进行超声波加工实验，观察加工效果。
4. 激光加工实验（1）了解激光加工设备的工作原理；（2）学习激光加工工艺参数的设置；（3）进行激光加工实验，观察加工效果。
五、实验步骤1. 实验准备（1）检查实验设备是否正常；（2）准备好实验材料；（3）熟悉实验步骤和注意事项。
2. 电火花成型加工实验（1）设置电火花成型加工机床的参数；（2）进行加工实验，观察加工效果；（3）记录实验数据。
3. 数控加工实验（1）编写数控加工程序；（2）设置数控加工中心参数；（3）进行加工实验，观察加工效果；（4）记录实验数据。
4. 超声波加工实验（1）设置超声波加工设备参数；（2）进行加工实验，观察加工效果；（3）记录实验数据。
5. 激光加工实验（1）设置激光加工设备参数；（2）进行加工实验，观察加工效果；（3）记录实验数据。
六、实验结果与分析1. 电火花成型加工实验（1）加工效果：工件表面光滑，尺寸精度高；（2）分析：电火花成型加工具有高精度、高表面质量的特点，适用于加工形状复杂、尺寸精度要求高的零件。
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
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
特种加工：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。
激光热加工：是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。
复合加工：把两种特种加工方法复合在一起，或者把一种或两种特种加工方法和常规机械加工方法复合在一起，使之相辅相成、相得益彰的加工工艺，例如电解电火花加工、电解电火花磨削等。
极化：在外电源的作用下，使阳极的电极电位向正移（代数值增大）、阴极的电极电位向负移（代数值减少）。
这种现象称为极化极间介质消电离：电火花加工中当脉冲电压结束时，放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以免总是在同一处重复放电。
光化学反应加工：是指激光束照射到物体，借助高密度高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。
包括光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。
平衡间隙：当电解加工一定时间后，工件的溶解速度和阴极的进给速度相等，加工过程达到动态平衡，此时的加工间隙为平衡间隙。
极性效应:电火花加工时，相同材料两电极的被腐蚀量是不同的。
其中一个电极比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。
电极相对损耗（电火花加工中）：指工具电极损耗速度ve与工件蚀除速度vw之比的百分数，即θ=Ve/Vw×100% 。
空化作用：在超声波加工中当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合。
为什么慢走丝比快走丝加工精度高？1）电极丝：快走丝用的是往复运动的钼丝，长时间加工，丝径减小，加工尺寸就变大。
慢走丝用的是一次性的铜丝或者镀锌丝等，从工件上只进行一次放电，不错往复使用。
2）机床的丝杠和导轨检测：快走丝没有闭环检测功能。
特种加工
特种加工第一节特种加工综述一、特种加工产生背景随着工业生产及科学技术的发展，工业产品向高精度、高速度、高温、高压等方向发展，使用的材料越来越难于加工，零件形状更加复杂，零件尺寸精度要求愈来愈高，粗糙度值要求愈来愈小。
因此，仅仅依靠传统的切削加工方法，就很难满足要求。
为了解决各种难加工材料的加工问题，如对硬质合金、钛合金、不锈钢的加工；为了解决特殊、复杂表面和精密细小零件的加工，如汽轮机叶片、立体成型表面的锻模、细小孔的喷丝头等的加工；为了解决对表面质量、精度等有特殊要求的零件加工问题，特种加工新工艺逐步发展起来。
二、特种加工的特点特种加工是指切削加工以外的一些新的加工方法。
它与传统的机械加工方法相比，有以下特点：（一）特种加工不是依靠机械能，而是利用电能、声能、光能或化学能来除去工件上多余材料。
（二）机械加工用的工具硬度是不能低于加工材料的，但特种加工用的工具硬度却可以低于被加工材料的硬度，实现了“以柔克刚”。
（三）特种加工中工具与工件间不存在显著的机械切削力，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹、塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度Ra值。
三、各种特种加工方法的比较表7-1就各种特种加工方法的工艺能力和经济性、适用的工件形状和材料进行了综合比较。
本章就电火花加工、电解加工、激光加工的工作原理、特点及应用场合作简单介绍。
注：○最适合△适合×不适合第二节电火花加工一、电火花加工的基本原理电火花加工是基于在工具与工件之间形成脉冲火花放电时产生的电腐蚀来除去多余金属，以达到加工目的。
图7-1为电火花加工装置原理图，脉冲发生器1的两极分别接在工具电极2与工件3上，当两极在工作液4中靠近时，极间电压击穿间隙而产生火花放电，在放电通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度（10000℃），使表面局部金属熔化甚至气化而被蚀除，形成一个微小的凹坑。
多次放电的结果，电极和工件的表面由无数极小凹坑所组成，如图7-2所示。
特种加工名词解释
特种加工名词解释
"特种加工"通常指的是对某些特殊材料或在特定环境下进行的加工处理。
以下是一些常见的特种加工名词解释：
1. 激光切割：使用高能激光束对金属或非金属材料进行切割，适用于高精度要求的材料加工。
2. 电火花加工：利用电脉冲放电原理，在导电材料上形成微小的放电火花，从而加工出精密零部件或模具。
3. 等离子切割：使用等离子弧将金属材料进行切割，适用于较厚的金属板材。
4. 化学加工：通过化学方法对金属表面进行特殊处理，如酸洗、电镀等，以改善其性能或外观。
5. 超声波加工：利用超声波振动进行加工，适用于微细加工和特殊材料的加工。
这些特种加工方式通常用于特殊材料、复杂结构或对精度要求较高的零部件制造中，以满足特定的工艺需求和产品要求。
特种加工知识点总结
特种加工知识点总结一、特种加工的基本概念特种加工是相对于普通的机械加工而言的，它的加工对象往往是一些特殊材料或者特殊形状的工件。
特种加工包括磨削加工、化学加工、电火花加工、激光加工等多种具有特殊技术要求的加工方法。
特种加工需要根据不同的加工对象和加工要求选择不同的加工方法和设备，因此对操作人员的技术水平要求较高。
二、特种加工的技术要求1. 精度要求高：特种加工往往是为了满足工件的高精度要求而进行的，因此在加工过程中需要对加工设备和工艺进行严格把控，保证加工精度的稳定和可靠。
2. 加工工艺复杂：特种加工往往需要在特殊的环境条件下进行，需要使用特殊的工艺方法和设备，操作人员需要具备丰富的经验和技术知识才能胜任。
3. 安全要求高：特种加工通常涉及到高温、高压、有毒物质等危险因素，因此需要对操作人员进行严格的安全培训，严格执行安全操作规程，确保操作人员的人身安全。
4. 对操作人员的技术水平要求高：特种加工往往需要经过专门的培训和技术储备才能胜任，要求操作人员具备丰富的经验和较高的技术水平。
三、常见的特种加工方法1. 磨削加工：磨削加工是利用磨削工具对工件进行切削加工的一种加工方法，它可以获得高精度和良好的表面质量，适用于对硬度较高的材料和高精度要求的工件进行加工。
2. 化学加工：化学加工是利用化学腐蚀或化学反应对工件表面进行加工的一种加工方法，它可以对工件进行精细的加工，尤其适用于对薄壁、复杂结构的工件进行加工。
3. 电火花加工：电火花加工是利用电火花在工件表面产生放电，通过放电烧蚀工件表面的一种加工方法，适用于对硬度很高的材料进行加工。
4. 激光加工：激光加工是利用激光束对工件进行加工的一种加工方法，它可以进行高精度、高速度、无接触的加工，适用于对特殊形状和特殊材料进行加工。
四、特种加工的应用领域1. 航空航天领域：航空航天领域对零部件的精密度和表面质量有着很高的要求，因此需要利用特种加工方法对零部件进行加工，以满足其高精度要求。
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浅述放电加工
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放电加工又称电火花加工或电蚀加工或电脉冲加工（Electrical Discharge Machining, EDM），是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法。
电火花加工主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。
近年来由于高精密产业的发展，具有更多高硬度、高强度、高韧性的难加工材料陆续被发展出来，而由于放电加工(EDM)的加工原理，是利用火花放电的高热能，对材料产生熔融去除作用来进行加工，所有可导电材料均能加工。
且不受限于材料本身机械性质影响，因此特别适合用于高强度、高硬度与难以切削材料的加工，为现代非传统加工中最普遍应用的加工方法。
放电加工最早起源于1770年英国科学家Priestly首先发现放电腐蚀现象。
1919年，德国科学家亦利用该技术制作金属粉末，但应应用范围不广泛故未被重视。
1943年，苏联科学家B. Lasarenko及N. Lasarenko 夫妇发现可以利用放电破坏及腐蚀现象加工工件成型，更率先发展出RC回路金属加工控制的方法及火花蚀刻法，此为放电加工之起源。
日本牧野（Makino）公司在1980年发明第一台数字控制放电加工机。
电火花加工按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途不同，可大体分为：电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削加工、电火花展成加工、非金属电火花加工和电火花表面强化等。
前五类属电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；最后一类则属表面加工方法，用于改善或改变零件表面性质。
以上以电火花穿孔成形加工和电火花线切割应用最为广泛。
1、电火花成形加工电火花成形加工电火花成形加工电火花成形加工该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动，将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件。
它包括电火花型腔加工和穿孔加工两种。
电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。
电火花穿孔加工主要用于型孔（圆孔、方孔、多边形孔、异形孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔和微孔的加工。
近年来，为了解决小孔加工中电极截面小、易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题，在电火花穿孔加工中发展了高速小孔加工，取得良好的社会经济效益。
2、电火花线切割加工电火花线切割加工电火花线切割加工电火花线切割加工该方法是利用移动的细金属丝作工具电极，按预定的轨迹进行脉冲放电切割。
按金属丝电极移动的速度大小分为高速走丝和低速走丝线切割。
我国普通采用高速走丝线切割，近年来正在发展低速走丝线切割，高速走丝时，金属丝电极是直径为φ0.02～φ0.3mm的高强度钼丝，往复运动速度为8～10m／s。
低速走丝时，多采用铜丝，线电极以小于0.2m/s的速度作单方向低速运动。
线切割时，电极丝不断移动，其损耗很小，因而加工精度较高。
其平均加工精度可达 0.0lmm，大大高于电火花成形加工。
表面粗糙度Ra值可达1.6 或更小。
虽然目前放电加工技术有一部分工序被高速加工中心代替，但由于这项技
术一直在作出改进提升，使放电加工机床在市场上屹立至今，历久不衰。
目前，模具工业的迅速发展，推动了模具制造技术的进步。
电火花加工作为模具制造技术的一个重要分支，被赋予越来越高的加工要求。
同时在数控加工技术发展新形势的影响下，促使电火花加工技术朝着更深层次、更高水平的数控化方向快速发展。
虽然模具高速加工技术的迅猛发展使电加工面临着严峻的挑战，目前放电加工技术部分工序已被高速加工中心代替，但电火花加工仍旧有广阔的前景。
如在模具的复杂、精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角、冒孔、深度切削等加工领域仍被广泛应用。
同时这项技术一直被改进和提升，使放电加工技术在模具工业中经久不衰。
先进制造技术的快速发展和制造业市场竞争的加剧对数控电火花加工技术提出
了更高要求，同时也为其提供了新的发展动力。
数控电火花加工技术正不断向精密化、自动化、智能化、高效化等方向发展。
如今新型数控电火花机床层出不穷，如瑞士阿奇、瑞士夏米尔、日本沙迪克、日本牧野、日本三菱等机床在这方面技术都有了全面的提高。
电火花加工的精密核心主要体现在对尺寸精度、仿形精度、表面质量的要求。
时下数控电火花机床加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可达±2-3μm、底面拐角R值可小于0.03mm，最佳加工表面粗糙度可低于Ra0.3μm。
通过采用一系列先进加工技术和工艺方法，可达到镜面加工效果且能够成功地完成微型接插件、IC塑封、手机、CD盒等高精密模具部位的电火花加工。
从总体来看，现代模具企业在先进数控电火花机床的应用上，还没能很好地挖掘出机床的精密加工性能。
因此有必要全面推动已有数控加工技术的进一步发展，不断提高模具加工精度。
智能控制技术的出现把数控电火花加工推向了新的发展高度。
新型数控电火花机床采用了智能控制技术。
专家系统是数控电火花机床智能化的重要体现，它的智能性体现在精确的检测技术和模糊控制技术两方面。
专家系统采用人机对话方式，根据加工的条件、要求，合理输入设定值后便能自动创建加工程序，选用最佳加工条件组合来进行加工。
在线自动监测、调整加工过程，实现加工过程的最优化控制。
专家系统在检测加工条件时，只要输入加工形状、电极与工件材质、加工位置、目标粗糙度值、电极缩放量、摇动方式、锥度值等指标，就可自动推算并配置最佳加工条件。
模糊控制技术是由计算机监测来判定电火花加工间隙的状态，在保持稳定电弧的范围内自动选择使加工效率达到最高的加工条件；自动监控加工过程，实现最稳定的加工过程的控制技术。
专家系统智能技术的应用使机床操作更容易，对操作人员的技术水平要求更低。
目前智能化技术不断地升级，使得智能控制技术的应用范围更加的广泛。
随着市场对电加工要求的提升，智能化技术将获得更为广阔的发展空间。
现代加工的要求为数控电火花加工技术提供了最佳的加工模式，即要求在保证加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。
如手机外壳、家电制品、电器用品、电子仪表等领域，都要求将大面积（例如100×100mm）工件的放电时间大幅缩短，同时又要降低粗糙度。
从原来的Ra0.8μm改进到Ra0.25μm，使放电后不必再进行手工抛光处理。
这不但缩短了加工时间且省却后处理的麻烦，同时提升了模具品
质，使用粉末加工设备可达到要求。
另外减少辅助时间(如编程时间、电极与工件定位时间等)，这就需要增强机床的自动编程功能，配置电极与工件定位的夹具、装置。
若在大工件的粗加工中选用石墨电极材料也是提高加工效率的好方法。
最佳的加工模式是企业扩大市场空间、提升市场竞争力的资本，其开发而成的新产品、新技术亦愈受欢迎。
目前最先进的数控电火花机床在配有电极库和标准电极夹具的情况下，只要在加工前将电极装入刀库，编制好加工程序，整个电火花加工过程便能日以赴继地自动运转，几乎无需人工操作。
机床的自动化运转降低了操作人员的劳动强度、提高生产效率。
但自动装置配件的价格比较昂贵，大多模具企业的数控电火花机床的配置并不齐全。
数控电火花机床具备的自动测量找正、自动定位、多工件的连续加工等功能已较好地发挥了它的自动化性能。
自动操作过程不需人工干预，可以提高加工精度、效率。
普及机床的自动化程度是当前数控电火花机床行业的发展趋势之一。
此外，数控电火花加工技术在微细化、安全化、环保化等方面也取得了长足的发展。