现代制造技术论文(3)

来源：网络收集时间：2026-08-20

导读：（3）脉冲放电的持续时间短，放电时所产生的热量传播范围小，工件表面的热影响区也很� � （4）脉冲参数可在一个加大范围内调节，故可以在同一台机床上连续进行粗、中、精及精微加工。精加工时的精度能控制其误差小

（3）脉冲放电的持续时间短，放电时所产生的热量传播范围小，工件表面的热影响区也很小。

（4）脉冲参数可在一个加大范围内调节，故可以在同一台机床上连续进行粗、中、精及精微加工。精加工时的精度能控制其误差小于±0.01mm，表面粗糙度Ra0.63～1.25μm，精微加工时精度可达0.002～0.004mm，表面粗糙度为Ra0.04～0.16μm。

（5）直接利用电能进行加工，便于实现自动化。

2.3 电解加工

电解加工是利用金属在电解液中可以产生阳极溶解的电化学原理来进行尺寸加工的。这种电化学现象在机械工业中早已被用来实现电抛光和电镀，电解加工是在电抛光基础上发展起来的。

电解液时电解加工的关键因素。电解液的种类、浓度、温度、压力及流速等直接影响电解过程，从而影响生产率和加工质量。其主要作用是：

（1）作为导电介质传递电流；

（2）在电场作用下进行电化学反应，使阳极溶解能顺利而有控制地进行；（3）及时带走电解产物及热量，起更新冷却作用。电解加工的特点如下：

（1）加工范围广。电解加工能加工各种高强度、高硬度、高韧性的导电材料，如硬质合金、淬火钢、不锈钢、耐热合金等难加工材料。

（2）生产效率高。电解加工是特种加工中材料去除速度最快的方法之一，约为电火花加工的5～10倍。

（3）加工过程中无机械切削力和切削热，没有因为力与热给工件带来的变形，可以加工刚性差的薄壁零件，加工表面无残余应力和毛刺，能获得较小的表面粗糙度和一定的加工精度。

（4）加工过程中工具电机理论上无损耗，可长期使用并保持其精度。（5）电解加工不需要复杂的成形运动就可以加工复杂的空间曲面，而且不会向传统机械加工那样留下条纹痕迹。

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（6）对复杂加工表面的工具电极的设计和制造比较费事，不利于单件小批量生产。

（7）电解加工的加工缺陷主要有空蚀、产生亮点、加工精度低等。电解加工主要用于切削加工困难的领域，如难加工材料、形状复杂的表面、刚性较差的薄板等。常用的有电解穿孔、电解成形、电解去毛刺、电解切割、电解刻印等。

2.4 电解磨削

电解磨削是电化学腐蚀与机械磨削作用相结合的一种复杂加工方法，比电解加工具有较高的加工精度和较小的表面粗糙度，比机械磨削有较高的生产率。

电解磨削过程中，金属主要是靠电化学阳极溶解作用腐蚀下来的，电解磨轮只起磨去电解产物阳极钝化膜和整平工件表面的作用。电解磨削用的砂轮通常有两种：一是不含磨料的导电砂轮，成形方便，可用车刀修正成各种复杂形状，但其磨削效率低，加工精度低，使用寿命短，故多用于成形磨削的粗加工。另一种是含磨料的导电砂轮，用石墨和金属粉末作导电基体，掺入刚玉和碳化硅磨料颗粒，磨料颗粒不仅可以防止磨削时发生短路，并可机械地刮出工件阳极薄膜和平整工件表面。因此，不仅生产率高，而且可达到很高的加工精度，常用于内外圆磨削和成形磨削的精加工。

与机械磨削相比较，电解磨削具有如下特点：

（1）加工范围广，加工效率高。由于它主要是电解作用，只要选择合适的电解液和加工参数，就可以用来加工任何高硬度与高韧性的金属材料，如硬质合金、耐热合金等。磨削硬质合金时，与普通的金刚石砂轮磨削相比较，加工效率要高3～5倍。

（2）磨削的加工精度和表面质量较高，电解磨削加工中机械磨削力小，磨削热少，不会产生残余应力、变形、烧伤、裂纹和毛刺等缺陷，一般表面粗糙度可达Ra0.16μm。

（3）砂轮损耗少，寿命长。与普通金刚石磨削相比较，电解磨削用的金刚石砂轮消耗速度仅为它们的1/5～1/10，可显著降低成本。

（4）加工刀具等尖锐刃口不易磨削得非常锋利。

（5）机床辅助设备较多，一次性投资较高，同时设备易腐蚀和生锈，污染环境，需采取防护措施。

电解磨削由于集中了电解加工和机械磨削的优点，因此应用范围广，可用于

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内、外圆磨削，平面磨削，工具磨削，成形磨削，用于高强度、高硬度、热敏性和磁敏性等材料。

2.5 超声波加工

超声波加工是利用工具端面做超声频振动，并通过悬浮液中的磨料加工脆硬材料的一种加工方法。超声波加工具体如下特点：

（1）适用于加工各种脆硬材料，特别是不导电的非金属材料（如陶瓷、玻璃、宝石、金刚石等），扩大了磨具材料的选用范围。

（2）工具可用较软的材料做成较为复杂的形状，不需要工具相对于工件作复杂的运动，机床结构简单，操作也方便。

（3）由于去除加工材料是靠极细小磨粒的瞬时局部的撞击作用，故工件表面的宏观作用力很小，不会引起变形和烧伤，表面粗糙度也较高，加工精度可达0.01～0.02mm，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度工件。

2.6 激光加工

激光加工是利用激光器发射出来的具有高方向性和高亮度的激光，通过光学系统把激光束聚焦成一个极小的光斑（直径仅有几微米或几十微米），使光斑处获得极高的能量密度（10～10W/cm）,达到上万摄氏度的高温，从而能在很短的时间内使各种物质熔化和汽化，从而达到蚀除工件材料的目的。

激光加工是一个高位过程，就其机理而言，一般认为，当能量密度极高的激光照射在被加工表面时，光能被加工表面吸收并转换成热能，使照射斑点的局部区域迅速熔化甚至汽化蒸发，并形成小凹坑，同时也开始了热扩散，结果使斑点周围金属熔化，随着激光能量的继续吸收，凹坑中金属蒸汽迅速膨胀，压力突然增加，熔融物被爆炸性地高速喷射出来。其喷射所产生的反冲压力又在工件内部形成一个方向性很强的冲击波。这样，工件材料就在高温熔融和冲击作用下，蚀除了部分物质，从而打出一个具有一定锥度的小孔。

激光加工具有如下特点：

（1）加工范围广。由于其功率密度高，几乎能加工任何金属和非金属材料，如高熔点材料、耐热合金、硬质合金、有机玻璃、陶瓷、宝石、金刚石等硬脆性材料。

（2）操作简单方便。激光加工不需要加工工具，所以不存在工具损耗的问题，也不需要特殊工作环境，可以在任意透明的环境中操作，包括空气、惰性气体、真空、甚至某些液体。

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