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模具制造中的九大特種加工工藝
  瀏覽次數(shù)：4270  發(fā)布時(shí)間：2016年03月09日 10:10:11
[導(dǎo)讀] 1.電火花加工　　(1)基本原理　　電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法，


            1.電火花加工

　　(1)基本原理

　　電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法，又稱放電加工或電蝕加工，英文為ElectricalDischarge Machining，簡稱EDM。

　　(2)基本設(shè)備：電火花加工機(jī)床。

　　(3)主要特點(diǎn)

　　能加工普通切削加工方法難以切削的材料和復(fù)雜形狀工件;加工時(shí)無切削力;不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷;工具電極材料無須比工件材料硬;直接使用電能加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;加工后表面產(chǎn)生變質(zhì)層，在某些應(yīng)用中須進(jìn)一步去除;工作液的凈化和加工中產(chǎn)生的煙霧污染處理比較麻煩。

　　(4)使用范圍

　　加工具有復(fù)雜形狀的型孔和型腔的模具和零件;加工各種硬、脆材料如硬質(zhì)合金和淬火鋼等;加工深細(xì)孔、異形孔、深槽、窄縫和切割薄片等;加工各種成形刀具、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等工具和量具。

　　2.電火花線切割加工

　　(1)基本原理

　　利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲(稱為電極絲)作電極，對工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。英文為Wirecut Electrical Discharge Machining，簡稱WEDM，又稱線切割。

　　(2)基本設(shè)備：電火花線切割加工機(jī)床。

　　(3)主要特點(diǎn)

　　電火花線切割加工，除具有電火花加工的基本特點(diǎn)外，還有一些其他特點(diǎn)：

　　①不需要制造形狀復(fù)雜的工具電極，就能加工出以直線為母線的任何二維曲面;

　?、谀芮懈?.05毫米左右的窄縫;

　?、奂庸ぶ胁⒉话讶慷嘤嗖牧霞庸こ蔀閺U屑，提高了能量和材料的利用率;

　?、茉陔姌O絲不循環(huán)使用的低速走絲電火花線切割加工中，由于電極絲不斷更新，有利于提高加工精度和減少表面粗糙度;

　?、蓦娀鸹ň€切割能達(dá)到的切割效率一般為20-60毫米2/分，最高可達(dá)300毫米2/分;加工精度一般為±0.01至±0.02毫米，最高可達(dá)±0.004毫米;表面粗糙度一般為Ra2.5至1.25微米，最高可達(dá)Ra0.63微米;切割厚度一般為40-60毫米，最厚可達(dá)600毫米。

　　(4)使用范圍

　　主要用于加工：各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等;成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極;各種微細(xì)孔槽、窄縫、任意曲線等。具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu)點(diǎn)，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)外的電火花線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床總數(shù)的60%以上。

　　3.電解加工

　　(1)基本原理

　　基于電解過程中的陽極溶解原理并借助于成型的陰極，將工件按一定形狀和尺寸加工成型的一種工藝方法，稱為電解加工(Electro Chemical Machining)。

　　(2)使用范圍

　　電解加工對于難加工材料、形狀復(fù)雜或薄壁零件的加工具有顯著優(yōu)勢。電解加工已獲得廣泛應(yīng)用，如炮管膛線、葉片、整體葉輪、模具、異型孔及異型零件、倒角和去毛刺等加工。并且在許多零件的加工中，電解加工工藝已占有重要甚至不可替代的地位。

　　(3)優(yōu)點(diǎn)

　　加工范圍廣。電解加工幾乎可以加工所有的導(dǎo)電材料，并且不受材料的強(qiáng)度、硬度、韌性等機(jī)械、物理性能的限制，加工后材料的金相組織基本上不發(fā)生變化。它常用于加工硬質(zhì)合金、高溫合金、淬火鋼、不銹鋼等難加工材料。

　　(4)局限性

　　加工精度和加工穩(wěn)定性不高;加工成本較高，且批量越小，單件附加成本越高。

　　4.激光加工

　　(1)基本原理

　　激光加工，是利用光的能量經(jīng)過透鏡聚焦后在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度，在極小時(shí)間內(nèi)使材料熔化或氣化而被蝕除下來，實(shí)現(xiàn)加工。

　　(2)主要特點(diǎn)

　　激光加工技術(shù)具有材料浪費(fèi)少、在規(guī)?；a(chǎn)中成本效應(yīng)明顯、對加工對象具有很強(qiáng)的適應(yīng)性等優(yōu)勢特點(diǎn)。在歐洲，對高檔汽車車殼與底座、飛機(jī)機(jī)翼以及航天器機(jī)身等特種材料的焊接，基本采用的是激光技術(shù)。

　　(3)使用范圍

　　激光加工作為激光系統(tǒng)最常用的應(yīng)用，主要技術(shù)包括：激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標(biāo)、激光鉆孔、微加工及光化學(xué)沉積、立體光刻、激光刻蝕等。

　　5.電子束加工

　　(1)基本原理

　　電子束加工是利用高能量的會(huì)聚電子束的熱效應(yīng)或電離效應(yīng)對材料進(jìn)行的加工。

　　(2)主要特點(diǎn)

　　能量密度高，穿透能力強(qiáng)，一次熔深范圍廣，焊縫寬比大，焊接速度快，熱影響區(qū)小，工作變形小。

　　(3)使用范圍

　　電子束加工的材料范圍廣，加工面積可以極小;加工精度可以達(dá)到納米級，實(shí)現(xiàn)分子或原子加工;生產(chǎn)率高;加工所產(chǎn)生的污染小，但加工設(shè)備成本高;可以加工微孔、窄縫等，還可用來進(jìn)行焊接和細(xì)微的光刻。真空電子束焊接橋殼技術(shù)是電子束加工在汽車制造業(yè)中的主要應(yīng)用。

　　6.離子束加工

　　(1)基本原理

　　離子束加工(Ion Beam Machining)是在真空狀態(tài)下，將離子源產(chǎn)生的離子流，經(jīng)加速、聚焦達(dá)到工件表面上而實(shí)現(xiàn)加工。

　　(2)主要特點(diǎn)

　　由于離子流密度及離子能量可以精確控制，因而能精確控制加工效果，實(shí)現(xiàn)納米級乃至分子、原子級的超精密加工。離子束加工時(shí)，所產(chǎn)生的污染小，加工應(yīng)力變形極小，對被加工材料的適應(yīng)性強(qiáng)，但加工成本高。

　　(3)使用范圍

　　離子束加工依其目的可以分為蝕刻及鍍膜兩種。

　　1)蝕刻加工

　　離子蝕刻用于加工陀螺儀空氣軸承和動(dòng)壓馬達(dá)上的溝槽，分辨率高，精度、重復(fù)一致性好。離子束蝕刻應(yīng)用的另一個(gè)方面是蝕刻高精度圖形，如集成電路、光電器件和光集成器件等電子學(xué)構(gòu)件。離子束蝕刻還應(yīng)用于減薄材料，制作穿透式電子顯微鏡試片。

　　2)離子束鍍膜加工

　　離子束鍍膜加工有濺射沉積和離子鍍兩種形式。離子鍍可鍍材料范圍廣泛，不論金屬、非金屬表面上均可鍍制金屬或非金屬薄膜，各種合金、化合物、或某些合成材料、半導(dǎo)體材料、高熔點(diǎn)材料亦均可鍍覆。

　　離子束鍍膜技術(shù)可用于鍍制潤滑膜、耐熱膜、耐磨膜、裝飾膜和電氣膜等。

　　7.等離子弧加工

　　(1)基本原理

　　等離子弧加工，是利用等離子弧的熱能對金屬或非金屬進(jìn)行切割、焊接和噴涂等的特種加工方法。

　　(2)主要特點(diǎn)

　　1)微束等離子弧焊可以焊接箔材和薄板;

　　2)具有小孔效應(yīng)，能較好實(shí)現(xiàn)單面焊雙面自由成形;

　　3)等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透能力強(qiáng)，10-12mm厚度鋼材可不開坡口，能一次焊透雙面成形，焊接速度快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小;

　　4)設(shè)備比較復(fù)雜，氣體耗量大，只宜于室內(nèi)焊接。

　　(3)使用范圍

　　廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，特別是航空航天等軍工和尖端工業(yè)技術(shù)所用的銅及銅合金、鈦及鈦合金、合金鋼、不銹鋼、鉬等金屬的焊接，如鈦合金的導(dǎo)彈殼體、飛機(jī)上的一些薄壁容器等。

　　8.超聲加工

　　(1)基本原理

　　超聲加工是利用超聲頻作小振幅振動(dòng)的工具，并通過它與工件之間游離于液體中的磨料對被加工表面的捶擊作用，使工件材料表面逐步破碎的特種加工，英文簡稱為USM。超聲加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和拋光等。

　　(2)主要特點(diǎn)

　　可以加工任何材料，特別適用于各種硬、脆的非導(dǎo)電材料的加工，對工件的加工精度高，表面質(zhì)量好，但生產(chǎn)率低。

　　(3)使用范圍

　　超聲加工主要用于各種硬脆材料，如玻璃、石英、陶瓷、硅、鍺、鐵氧體、寶石和玉器等的打孔(包括圓孔、異形孔和彎曲孔等)、切割、開槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面拋光和砂輪修整等方面。

　　9.化學(xué)加工

　　(1)基本原理

　　化學(xué)加工(Chemical Etching)，是利用酸、堿或鹽溶液對工件材料的腐蝕溶解作用，以獲得所需形狀、尺寸或表面狀態(tài)的工件的特種加工。

　　(2)主要特點(diǎn)

　　1)能加工任意能切削金屬材料，不受硬度、強(qiáng)度等性能的限制;

　　2)適合大面積加工，并可同時(shí)加工多件;

　　3)不產(chǎn)生應(yīng)力、裂紋、毛刺，表面粗糙度達(dá)Ra1.25-2.5μm;

　　4)操作簡便;

　　5)不適宜加工對窄狹槽、孔;

　　6)不宜消除表面不平、劃痕等缺陷。

　　(3)使用范圍

　　適于大面積厚度減薄加工;適于在薄壁件上加工復(fù)雜型孔。