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特种加工技术实验报告姓名：张万雷学号：SZ1505041指导老师：徐正杨专业：机械工程2015年12月22日1.实验背景随着科技的发展，新材料的出现，对现代加工制造业提出了新的要求，现代制造业越来越向着，高精度，高质量的方向发展，对于机械零件的制造提出了新的要求，而现有的传统加工技术已经接近极限，很难达到这一要求。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。因此我们必须对特种加工做到全面的了解。特种加工(又称非传统加工)是区别于传统切削与磨削加工方法的总称。非传统加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上，从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等。我国特种加工技术起步较晚，目前，特种加工技术正向着自动化、柔性化、精密化、集成化、智能化和最优化方向发展，其运用了当今世界科学技术的尖端成就，其科学理论基础涉及到了多方面的微观学说，它的发展对未来世界科技，经济和社会等诸多领域产生重大变革。与传统加工相比，特种加工的特点：(1)没有机械的接触力，特种加工使材料的机械性能得到了很大的提高。(2)特种加工属于非接触加工特种加工，使得传统的加工路线得到了改变。(3)提供了新的加工方法和工艺，明显缩短了产品的开发周期。（4）特种加工易于加工复杂的型面，微细表面及柔性零件。有些特种加工．如超声、电化学加工。(5)两种或更多种不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工。其复合加工效果明显．且便于推广使用。(6)加工能量易于控制和转换，加工范围广，适应性强。2.实验内容简介特种加工的种类有很多，用电能为主的电火花加工和电解加工应用较广。50年代以后先后出现电子束加工、等离子弧加工和激光加工、超声波加工和复合加工等。这次试验的主要内容包括六部分：电火花成型加工、慢走丝电火花切割加工参观、电火花快速走丝线切割、电火花高速穿孔、管电极单/群孔电解加工、加工零件的三坐标检测。在老师的带领下，我们对各种加工设备进行了参观，并进行了实际操作，并制作简单的的零件，初步掌握了各种机床的加工对象、加工参数和使用方法，对各种特种加工的方式方法进行了进一步的理解。3.电火花线切割的介绍下面详细讲一下电火花线切割的发展概况、工作原理与特点。电火花线切割加工(WireCut任lectricalDischargeMachining,WEDM)简称线切割加工，是电火花加工的一种形式。电火花加工是1943年由苏联学者拉扎连坷夫妇发明的。电火花线切割与电火花加工的基本原理是相同的，只是它的工具电极是不断运动的金属丝，加工工艺具有工具电极与工件不接触、两者间作用力很小且易于自动控制、脉冲参数可调、能在同一机床上连续进行粗、半精、精加工等优点，被广泛应用于加工淬火钢、不锈钢、模具钢、硬质合金等难加工材料以及用于加工模具等具有复杂表面的零部件，在民用和国防工业中获得越来越多的应用，已成为切削加工的重要补充和发展。电火花线切割可以分为高速走丝线切割和低速走丝线切割，两者的主要区别是走丝的速度，运丝方式，工作液的组成。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和龙门型。低速走丝电火花线切割机床加工效率、精度相对较高，电极丝损耗小，加工过程中主要使用去离子水和煤油作为工作液。高速走丝电火花线切割机床加工效率、精度相对较低。电极丝损耗大，加工过程中采用乳化液等作为工作液。并且低速走丝电火花线切割机床造价较高，目前该类机床以进口为主。而高速走丝电火花线切割机床性价比较高，并且价格便宜，被广泛应用在中国市场。电火花线切割工作原理：电火花线切割加工机理是基于放电蚀除原理。其包括介质击穿与通道形成、能量分配与传递、材料腐蚀与抛出以及消电离4个阶段。消电离后，两电极间工作液恢复绝缘状态。紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿，产生火花放电。重复上述过程。如图a、b为往复高速走丝电火花线切割工艺及机床的示意图。利用细钼丝4作工具电极进行切割，贮丝筒7使钼丝作正反向交替移动。加工能源由脉冲电源3供给，工件接脉冲电源正极，钼丝接负极。电极丝与工件之间保持一定的轻微接触压力，才形成火花放电。加工时，在电极丝和工件之间浇注工作液介质，工作台在水平面两个坐标方向各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服进给移动，从而合成各种曲线轨迹，把工件切割成形。（a）（b）电火花线切割的特点：以0.03～0.35mm的金属钼丝为电极工具，不需要制造特定形状的电极，加工材料为导体或半导体的材料，无论硬度如何。虽然加工的对象主要是平面形状，但是除了内侧圆角（直径是金属线半径加放电间隙）等个别限制外，任何复杂的开头都可以加工。轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料。电极丝损耗小，加工精度高。高速走丝切割采用低损耗脉冲电源，加工精度能达到0.01～0.02mm；慢速走丝线切割采用单向连续供丝，在加工区总是保持新电极丝加工，加工精度可以达到0.002～0.005mm。依靠微型计算机控制电极丝轨迹和间隙补偿功能，同时加工凹凸两种模具时，间隙可任意调节。采用乳化液或去离子水作工作液，不会引燃起火，可以昼夜无人连续加工。任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。可加工上，下面异形体，形状扭曲曲面体，变锥度和球形等零件。电火花线切割的最大加工厚度已经达到米数量级。该机床设备组成部分：脉冲电源，工作液及循环系统，床身，坐标工作台，走丝机构，贮丝筒，数控装置。脉冲电源为线切割的能源；工作液及循环系统浇注工作液，防止放电引燃工件；床身用于支撑机床的各机构；坐标工作台用于安装固定工件；走丝机构，贮丝筒及在数控装置的控制下完成切割。现阶段电火花线切割加工中存在的问题：在保证加工精度的基础上提高切割速度的问题，电极丝的损耗及工作过程中的断丝，工作台的精度问题等。4.心得体会通过这次学习，分别给我们介绍了实验室的仪器以及这些仪器的工作流程，使我对特种加工有了一定的了解，学到了很多有用的知识。之前在上课的时候就已经对特种加工的基本原理，加工分类有了大致的了解，通过对特种加工技术实验这门课程的学习，让我对特种加工原理更加的熟悉，印象更加深刻，再加上自己的实验动手操作使我了解到很多未知的东西。在老师的讲解下我知道了特种加工加工通常用于加工各种难切削材料的加工的材料，如硬质合金、石英等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工；各种特殊复杂表面的零件，如喷汽涡轮机叶片、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；各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工，如对表面质量和精度要求很高的航天，薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工。对于未来特种加工的尺寸将朝着更小的方向发展，加工材料也会朝着更加多样化方向发展。另一方面，特种加工必须具备相当高的自适应性和可靠性，才能胜任在人眼看不到的地方工作，而且遇到紧急情况的时候具有临时应变能力和自我修复的功能，就是要朝着自动化，智能化方向发展。我国应当加大在特种加工的基础研究与设备研制方面的研究力度和资金投入力度，希望我国的特种加工技术能早日赶上世界先进平。