什么是特种加工机床z_风雨飘摇_百度空间

进入二十世纪以来,制造,特别是先进制造不断发展,作为先进制造中的重要的一部分,特种加工对制造业的作用日益重要。他解决了传统加工方法所遇到的问题,有着自己独特的特点,已经成为现代工业不可缺少的重要加工方法和手段。

特种加工机床是利用电能、电化学能、光能及声能等进行加工的方法。

特种加工是20世纪40年代发展起来的,由于材料、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展{jd0}国防及研究的急需,不仅新产品更新换代日益加快,而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比,并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。为此,各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现,对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。例如,各种难切削材料的加工;各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工;薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。对此,采用传统加工方法十分困难,甚至无法加工。于是,人们一方面通过研究高效加工的刀具和刀具材料、自动优化切削参数、提高刀具可靠性和在线刀具监控系统、开发新型切削液、研制新型自动机床等途径,进一步改善切削状态,提高切削加工水平,并解决了一些问题;另一方面,则冲破传统加工方法的束缚,不断地探索、寻求新的加工方法,于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生,并不断获得发展。后来,由于新颖制造技术的进一步发展,人们就从广义上来定义特种加工,即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上,从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工。

1.不用机械能,与加工对象的机械性能无关,有些加工方法,如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等,是利用热能、化学能、电化学能等,这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关,故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。

2.非接触加工,不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件不接触,因此,工件不承受大的作用力,工具硬度可低于工件硬度,故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。

3.微细加工,工件表面质量高,有些特种加工,如超声、电化学、水喷射、磨料流等,加工余量都是微细进行,故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝,还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。

4.不存在加工中的机械应变或大面积的热应变,可获得较低的表面粗糙度,其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小,尺寸稳定性好。

5.两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工,其综合加工效果明显,且便于推广使用。

6.特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。

与其他先进制造技术一样,特种加工正在研究、开发推广和应用之中,具有很好的发展潜力和应用前景。依据加工能量的来源及作用形式列举各种常用的特种加工方法。

电火花加工是通过工件和工具电极间的放电而有控制地去除工件材料,以及使材料变形、改变性能或被镀覆的特种加工。其中成形加工适用于各种孔、槽模具,还可刻字、表面强化、涂覆等;切割加工适用于各种冲模、粉末冶金模及工件,各种样板、磁钢及硅钢片的冲片,钼、钨、半导体或贵重金属。

电化学加工是通过电化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料等的特种加工。其中电解加工适用于深孔、型孔、型腔、型面、倒角去毛刺、抛光等。电铸加工适用于形状复杂、精度高的空心零件,如波导管;注塑用的模具、薄壁零件;复制精密的表面轮廓;表面粗糙度样板、反光镜、表盘等零件。涂覆加工可针对表面磨损、划伤、锈蚀的零件进行涂覆以恢复尺寸;对尺寸超差产品进行涂覆补救。对大型、复杂、小批工件表面的局部镀防腐层、耐腐层,以改善表面性能。

高能束加工是利用能量密度很高的激光束、电子束或离子束等去除工件材料的特种加工方法的总称。其中激光束加工主要应用有打孔、切割、焊接、金属表面的激光强化、微调和存储等。电子束加工有热型和非热型两种,热型加工是利用电子束将材料的局部加热至熔化或气化点进行加工的,适合打孔、切割槽缝、焊接及其他深结构的微细加工;非热型加工是利用电子束的化学效应进行刻蚀、大面积薄层等微细加工等。离子束加工主要应用于微细加工、溅射加工和注入加工。等离子弧加工适用于各种金属材料的切割、焊接、热处理,还可制造高纯度氧化铝、氧化硅和工件表面强化,还可进行等离子弧堆焊及喷涂。

超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干磨料中,产生磨料的冲击、抛光、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料,以及超声振动使工件相互结合的加工方法。其适用于成形加工、切割加工、焊接加工和超声清洗。

液体喷射加工是利用水或水中加添加剂的液体,经水泵及增压器产生高速液体束流,喷射到工件表面,从而达到去除材料的目的。可加工薄、软的金属及非金属材料,去除腔体零件内部毛刺、使金属表面产生塑性变形。磨料喷射加工适用于去毛刺加工、表面清理、切割加工、雕刻、落料及打孔等。

化学加工使利用化学溶液与金属产生化学反应,使金属腐蚀溶解,改变工件形状、尺寸的加工方法。用于去除材料表层,以减重;有选择地加工较浅或较深的空腔及凹槽;对板材、片材、成形零件及挤压成形零件进行锥孔加工。

复合加工是指同时在加工部位上组合两种或两种以上的不同类型能量去除工件材料的特种加工。

虽然特种加工已解决了传统切削加工难以加工的许多问题,在提高产品质量、生产效率和经济效益上显示出很大的优越性,但目前它还存在不少优待解决的问题。

1.不少特种加工的机理(如超声、激光等加工)还不十分清楚,其工艺参数选择、加工过程的稳定性均需进一步提高。

2.有些特种加工(如电化学加工)加工过程中的废渣、废气若排房不当,会产生环境污染,影响工人健康。

3.有些特种加工(如快速成形、等离子弧加工等)的加工精度及生产率有待提高。

4.有些特种加工(如激光加工)所需设备投资大、使用维修费高,亦有待进一步解决。

1.按照系统工程的观点,加大对待特种加工的基本原理、加工机理、工艺规律、加工稳定性等深入研究的力度。同时,充分融合以现代电子技术、计算机技术、信息技术和精密制造技术为基础的高新技术,使加工设备向自动化、柔性化方向发展。

2.从实际出发,大力开发特种加工领域中的新方法,包括微细加工和复合加工,尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工,并与适宜的制造模式相匹配,以充分发挥其特点。

3.污染问题是影响和限制有些特种加工应用、发展的严重障碍,必须化大力气利用废气、费液、废渣,向"绿色"加工的方向发展。

可以预见,随着技术和现代工业的发展,特种加工必将不断完善和迅速发展,反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展,并发挥愈来愈重要的作用。

什么是线切割(WEDM)

电火花线切割加工(Wire cut Electrical Discharge Machining,简称WEDM),有时又称线切割。其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作电极,对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。

它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件,例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等,成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极,各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等,具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点,已在生产中获得广泛的应用,目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60%以上。

根据电极丝的运行速度不同,电火花线切割机床通常分为两类:

一类是高速走丝电火花线切割机床(WEDM-HS),其电极丝作高速往复,一般走丝速度为8~10m/s,电极丝可重复使用,加工速度较高,但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿,使加工质量下降,是我国生产和使用的主要机种,也是我国独创的电火花线切割加工模式;

另一类是低速走丝电火花线切割机床(WEDM-LS),其电极丝作低速单向,一般走丝速度低于0.2m/s,电极丝放电后不再使用,工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好,但加工速度较低,是国外生产和使用的主要机种。

根据对电极丝轨迹的控制形式不同,电火花线切割机床又可分为三种:

一种是靠模仿形控制,其在进行线切割加工前,预先制造出与工件形状相同的靠模,加工时把工件毛坯和*模同时装夹在机床工作台上,在切割过程中电极丝紧紧地贴着靠模边缘作轨迹移动,从而切割出与靠模形状和精度相同的工件来;

另一种是光电跟踪控制,其在进行线切割加工前,先根据零件图样按一定放大比例描绘出一张光电跟踪图,加工时将图样置于机床的光电跟踪台上,跟踪台上的光电头始终追随墨线图形的轨迹运动,再借助于电气、机械的联动,控制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运动,从而切割出与图样形状相同的工件来;

再一种是数字程序控制,采用先进的数字化自动控制,驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工,不需要制作*模样板也无需绘制放大图,比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围,目前国内外95%以上的电火花线切割机床都已采用数控化。

切割属电加工范畴,是由前苏联人发明的,我国是{dy}个用于工业生产的国家,当时由复但大学和苏州长风机械厂合作生产的这是最早的机型叫复旦型,我们国内在此基础上发展了快走丝系统(HS),欧美和日本发展了慢走系统(LS)

主要区别是:

1,电极丝我国采用钨钼合金丝,国外采用黄铜丝;

2,我国采用皂化工作液,国外采用去离子水;

3,我国的走丝速度为11米/秒左右,国外为3~5米/分,

4,我们的电极丝是重复利用的直到断丝为至,国外是走过后不再重用,

5,我们的精度不如国外高.



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