图8-1 电火花成型加工原理图 1—主轴；2—电极；3—工作油槽；4—工件；5—工作液装置；6—脉冲电源
第8章金属切削加工方法与设备教案
8.2 激光加工技术
8.2.1 激光的特性
（1）亮度强度高 （2）单色性好 （3）相干性好 （4）方向性好
8.2.2 激光加工的工作原理
激光加工是工件在光 热效应下产生的高温 熔融和冲击波的综合 作用过程。
微米，深度与直径之比可达50～100）。 ④ 不需要加工工具。 ⑤ 通用性好。 ⑥加工精密微细时，其精度和表面粗糙度需反复试验，寻找合理的加工
参数才能达到所需要求。
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2．激光加工的应用
（1）激光打孔 （2）激光切割 （3）激光焊接 （4）激光表面处理
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8.3 超声波加工
8.3.1 超声波加工的工作原理
超声波是指频率f >16 000Hz的振动波。超声波加工
是用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工，使 工件成型的一种方法。
图8-3 超声加工原理示意图 1—工具；2—工件；
3—磨料悬浮液；4、5—变杆； 6—换能器；7—超声发生器
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快速进给多采用大导程滚
珠丝杠和增加进给伺服电
动机的转速来实现，其加
速度可达0.6g；在采用先
进的液压丝杠轴承，优化
系统的刚度与阻尼特性
后，其进给速度可达到
图8-6 直线电机驱动系统原理图
40～60m/min。 1—定子冷却板；2—滚动导轨；3—动子冷却板；4—输电线路；
5—工作台；6—位置检测系统；7—动子部分；8—定子部分
（4）立方氮化硼刀具
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/27
第8章金属切削加工方法与设备教案
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8.4 高速与超高速切削技术
8.4.1 高速切削的概念与高速切削技术 高速加工是一个相对的概念，由于不同加工方式、不同工件材料有
不同的高速加工范围，一般认为应是常规切削速度的5～10倍。概括地 说，高速加工技术是指采用超硬材料的刀具、磨具和能可靠地实现高速 运动的自动化制造设备，极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加 工质量的现代制造加工技术。
图8-2 激光加工的工作原理示意图 1—激光器；2—光阑；3—反射镜；4—聚焦镜；
5—工件；6—工作台；7—电源
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8.2.3 激光加工
1．激光加工的特点
①加工易变形的薄板及弹性零件等。 ②能加工的材料范围广,如各种金属材料，以及陶瓷、石英、玻璃、金刚
石及半导体等。 ③能进行非常微细的加工，如加工深而小的微孔和窄缝（直径可小至几
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8.4.3 高速切削加工的关键技术
1．高速主轴 高速主轴单元是高速加工机床最关键的部件。目前高
速主轴的转 速范围为10000～25000r/min，加工进给 速
度在10m/min以上。
图8-5 电主轴结构
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2．快速进给系统
20世纪90年代，工作台的
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3．高性能的CNC控制系统
CNC控制系统采用多个32位甚至64位CPU，同时配置功能强大 的计
算处理软件，使工件加工质量在高速切削时得到明显改善。相应
地，伺服系统则发展为 数字化、
智能化和软件化，从而保证了高
进给速度加工的要求。
4．先进的机床结构
高速切削机床床身必须具有
图8-4 超高速切削概念示意图
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8.4.2 高速与超高速切削
1．高速与超高速切削的特点 （1）可减少工序、提高生产效率 （2）切削力低、热变形小 （3）加工精度高 （4）加工能耗低、节省制造资源 2．高速加工技术的发展与应用
高速切削加工技术的发展经历了高速切削的理论探 索、应用探索、初步应用、较成熟地应用4个发展阶段。
第8章金属切削加工方法 与设备教案
2020/11/27
第8章金属切削加工方法与设备教案
8.1 电火花成型加工技术
电火花加工方式分类 ① 利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成型
加工。 ② 利用轴向移动的金属丝做工具电极，工件按所需形状和尺寸
作轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工 ③ 利用细管冲注高压水基工作液，作简单轴向进给运动的小孔
8.3.2 超声加工
1．超声加工的特点 ① 适合于加工各种脆硬材料，特别是不导电的非金属材料。 ② 超声加工机床的结构比较简单，操作、维修方便。 ③ 切削应力、切削热很小，不会引起变形及烧伤，表面粗糙Ra值可达1～0.1m，加
工 精度可达0.01～0.02mm，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度零件。 2．超声加工的应用 ①主要用于对脆硬材料加工圆孔、型孔、型腔、套料、微细孔等。 ②能加工半导体材料。 ③ 用于一些淬火钢、硬质合金冲模、拉丝模、塑料模具型腔的最终抛磨光整加工。 ④用于清洗、焊接和探伤 。 ⑤可进行超声电火花加工、超声电解加工、超声调制激光打孔、超声振动切削加工 等复合加工方法，
足够的刚度、强度和高的阻 尼特性及高的热稳定性。
图8-7 六杆机床结构示意图
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5．高速切削的刀具系统
高速切削通常使用的刀具材料有以下几种： （1）硬质合金涂层刀具
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（2）陶瓷刀具
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加工。 ④ 利用金属丝或成型导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成
型磨削的电火花磨削。 ⑤电火花共轭回转加工。 ⑥ 刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工
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8.1.1 电火花成型加工的基本原理
电火花成型加工是利用浸在工作液中的工具电极和工件 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， 又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。