《特种加工》课程教学大纲
课程名称：特种加工
英文名称：Unconventional Machining
开课学期：第5学期
学时：32（其中实验学时：12）
课程类型：专业必修课
开课专业：数控技术专业、 机电工程专业
选用教材：《特种加工》刘晋春、赵家齐主编，机械工业出版社 第2版
主要参考书：
1．材料工程丛书：《特种加工手册》. 胡传忻，夏志东等. 北京工业大学出版社.2001,04. 第一版
2．《现代加工技术》. 张辽远 编著.机械电子工业出版社， 2002, 09，第一版
3．《先进电火花加工技术》，赵万生，国防工业出版社2003.10
4.学院自编讲义
执笔人：彭雪鹏
一、 课程性质、目的与任务
本课程介绍非机械加工方法--特种加工。
本课程的目的及任务是：
1、使学生了解与常规切削加工方法不同的一些特种加工新工艺。懂得可 以用电、化学、热、光、声等能的形式度南加工材料、复杂的加工便意义一些精密、细微、第港督等有特殊要求的零件进行加工。
2、使学生初步了解掌握电火花加工、电解加工、激光加工、超声加工等以及复杂加工的基本原理、基本规律。是学生具有能合理选择加工方法的基础知识，提高其解决工艺难题的能力。
3、培养学生对物理、化学、电工、液压、机械等多门课程各种学科知识的综合应用能力，巩固并深化前期课程。
特种加工课程是高等院校机械类的一门专业课，在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生从事机械制造行业相关工作扩展事业。
通过本课程使学生在了解电火花加工、电化学加工、超声加工、激光加工、电子束和离子束加工以及化学加工、磨料加工等特种加工方法的基本原理，基本设备，工艺规律，主要特点和适用范围，以适应当今社会制造业发展的需求。
二、 教学基本要求
1.要求课堂讲解内容简练、清晰，概念正确，突出重点、难点，取舍得当，举例合适。
2.严格遵守教学大纲要求组织教学内容。
3.作业是检验学生学习情况的重要教学环节，为了帮助学生掌握课程的基本内容，适当安排一定数量的分析讨论案例。
4.考核采用5级计分制：优、良、中、及格和不及格计算。
5．实验是教学的一个主要环节，用于基本实验的时间为4学时，每次实验每小组8-10人，使每个学生均有亲自操作的机会。
三、 各章节内容及学时分配
1． 概述(2学时) : 特种加工的产生及发展、范畴及分类；特种加工的特点及适用范围，在国民经济中的作用；国内外特种加工现状及动向。
2． 电火花加工（8学时）：电火花加工的基本原理和分类；电火花加工的机理；电火花加工的基本设备；电火花加工中的一些基本规律；电火花加工工艺及应用。
3． 电火花线切割(12学时)：电火花线切割加工的基本原理和分类；电火花线切割加工的机理；电火花线切割加工的基本设备；电火花线切割加工中的一些基本规律；电火花线切割加工工艺及应用
4． 电化学加工（4学时）：电化学加工的基本原理和分类；电化学过程的机理及极间反应；电解加工；电化学机械加工。
5． 激光加工（4学时）：激光加工的基本原理和特点；激光加工的基本设备；激光加工工艺及应用。
6． 超声波加工（2学时）：超声波加工的基本原理和特点；超声波加工的基本设备。
其它特种加工方法（自学）：电子束加工、离子束加工、磨料流加工。
四、专周实训
特种加工课程在理论与实验教学内容完成后，设置了一个典型电加工机床设备的使用、维护实训专周。通过对数控线切割机床使用、维护的训练，使学生掌握电加工设备的结构原理，学会电火花线切割的常规方法，参加电加工中职业技能考核。
通过课程学习与专周实训，按照《电切削操作工技能培训与鉴定标准》中关于中级工的工作要求，基本达到如下知识和技能：
一、 工艺准备 （一）、 读图 ，能够读懂机械制图中的各种线型和标注尺寸 ，能够读懂标准件和常用件的表示方法 ，能够读懂较复杂零件的三视图、局部视图、剖视图看和一般模具装配图
，能够读懂零件的材料、加工部位、尺寸公差及技术要求 ，机械制图国家标准 ，标准件和常用件的规定画法 ，零件三视图、局部视图和剖视图的表达方法
，公差配合的基本概念 ，形状、位置公差与表面粗糙度的基本概念 ，金属材料的性质
（二）、 编制简单加工工艺 ，能够制定简单的加工工艺 ，能够合理选择电规准 ，模具零件加工工艺的基本概念和一般性编制方法
，电规准的选择原则
（三）、 工件的准备 ，能够依据加工工艺加工出工件的定位和夹紧表面 ，能够加工出工件上的预孔（用成型电极加工工件型孔和型腔前的预孔、用电火花线切割加工前的穿丝孔）
，车、钻、铣、扩、铰、镗、磨、攻丝等的工艺特点 2 、加工余量的选择方法
（四）、 工件的定位和装夹 ，能够正确使用压板、永磁吸盘、线切割工件基准装夹系统等通用夹具 ，能够正确选择工件的定位基准 ，能够用量表找正工件 ，能够正确夹紧工件 ，定位、夹紧原理 ，压板、永磁吸盘、线切割工件基准装夹系统等通用夹具的调整及使用方法
，量表的使用方法
（五）、 工具电极准备 ，能够依据加工要求选择成型工具电极材料，设计、计算一般的电极 ，能够在数控电火花成型加工机床主轴头上正确装卸工具电极
，能够校正工具电极的工艺基准 ，能够在数控电火花线切割机床上对电极丝进行更换、上丝、穿丝及找正 ，工具电极材料的种类及用途
，设计、计算工具电极的一般方法 ，工具电极夹头的种类及结构 ，工具电极工艺基准的校正方法 ，电极丝更换、上丝、穿丝及找正的方法
二、 编制程序 （一）、 手工编制加工程序 ，能够手工编制成型电极电火花加工的加工程序 ，能够手工编制简单形状工件的电火花线切割加工程序（含直线插补、圆弧插补二维轮廓的加工程序）
，常用数控指令（ G 代码、 M 代码）的含义 ，S 指令、 T 指令和 F 指令的含义 ，数控指令的结构与格式 ，工具电极和电极丝偏置的作用与设置偏置量的方法
（二）、 自动编制加工程序 ，能够使用数控电火花线切割机床的自动编程功能 ，能够使用常用自动编程软件，采用计算机辅助编程方法编制程序
，机床自动编程的方法 ，常用自动编程软件的使用方法
三、 基本操作及日常维护 （一）、 日常维护 ，看懂常用电火花、线切割机床说明书、原理图和装配图 ，常用电火花、线切割机床部分主要结构的调整
，能够进行加工前电、气、液、开关等常规检查 ，能够在加工完毕后，清理机床及周围环境 ，常用设备的控制原理图及方框图 ，工业电子学基本知识
，用电器、电子元件的型号、性能、用途和原理。 ，液压传动基本知识 ，常用设备的性能、结构调整方法 6 、日常保养的内容
（二）、 基本操作 ，能够按照操作规程启动及停止机床 ，能够使用操作面板上的各种功能键 ，能够通过操作面板手动输入加工程序及有关参数
，能够通过外部计算机输入加工程序 ，能够进行程序的编辑、修改 ，能够设定工件坐标系 ，能够正确进行工具电极与工件的找正
，能够正确进行冲油、抽油与抬刀 ，能够进行程序单步运行、空运行 ，能够进行加工程序试切削并作出正确判断 11 、能够正确变换电规准
，数控电火花成型加工机床和数控电火花线切割机床安全操作规程 ，操作面板的使用方法 ，外部计算机输入加工程序的方法 ，机床坐标系与工件坐标系的含义及其关系
，相对坐标系、绝对坐标系的含义 ，找正工具电极与工件之间位置的方法 ，冲油、抽油与抬刀的方法 ，程序试运行的操作方法
四、 工件加工 （一）、 成型电极电火花加工 能够对各种较复杂、精密工件的单个型孔和型腔进行加工 ，加工精度、加工效率、电极损耗与可选择的加工电参数之间的相互关系和规律
，常用金属材料的电火花加工性能
（二）、 电火花线切割加工 能够对各种较复杂、精密工件的垂直壁面型孔和斜面、锥度等进行加工 1 、加工斜面和锥度的方法
（三）、 运行给定程序 能够检查及运行给定的加工程序 ，运行给定加工程序的方法 ，程序检查方法
五、 精度检验 （一）、内、外径检验 ，能够使用游标卡尺测量工件内、外径 ，能够使用内径百（千）分表测量工件内径 ，能够使用外径千分尺测量工件外径
，游标卡尺的使用方法 ，内径百（千）分表的使用方法 ，外径千分尺的使用方法
（二）、 长度检验 ，能够使用游标卡尺测量工件长度 ，能够使用外径千分尺测量工件长度
（三）、 深（高）度检验 能够使用游标卡尺或深（高）度尺测量深（高）度 ，深度尺的使用方法 ，高度尺的使用方法
（四）、 角度检验 能够使用角度尺检验工件角度 角度尺的使用方法
（五）、 机内检验 能够利用机床的位置显示功能自检工件的有关尺寸 机床坐标的位置显示功能
五、毕业实习
我院机电专业、数控技术专业的4周毕业实习学生可根据自己以后的就业方向选择数控车、铣、加工中心、电加工工种作为自己的特长。如选择电加工工种作为自己的特长则在校内实训基地进行数控线切割机床的操作、装配与调试观实习，该实习内容使学生进一步提高对数控设备的使用调试和维修能力，同时扩大学生对现代制造设备的认知视野。该环节完成后，学生可根据自己以后的就业方向，参加电加工高级职业技能考核。
电加工高级职业培训与鉴定的主要内容：
职业培训与鉴定的技术对象是金属材料的电切削加工，在受培训与鉴定者初步具备数控机床工作原理（组成结构、插补原理、控制原理、伺服系统）和编程方法（常用指令代码、程序格式、子程序、固定循环）等数控应用技术基本知识、金属切削加工（钳工、铣工和镗工）的基本知识、编制常规工艺规程的基本知识、工业电子学基本知识（电工原理、数字电路等）、计算机应用的基本知识和生产技术管理知识等基础上进行。
(一)、 数控电火花成型加工机床的基本操作、日常维护及保养
（ 1 ）、自用数控电火花成型加工机床的名称、型号、规格、性能、结构、主要组成部分（直流脉冲电源、伺服进给系统和数控系统等）及作用；
（ 2 ）、机床的开机、关机；
（ 3 ）、机床控制面板各功能键的作用及使用方法；
（ 4 ）、工作液系统的作用及使用方法；
（ 5 ）、常用夹具（工件装夹用夹具和工具电极装夹用夹头）、量具（游标卡尺、外径千分尺、内径百分表、内径千分表等）、机床附件（平动头、磁盘驱动器等）及辅助工具的名称、规格、构造、用途、使用和调整规则；
（ 6 ）、常用工具电极材料的种类、名称、牌号、性能、用途和选择方法；
（ 7 ）、工具电极的正确安装、调整、校正和更换；
（ 8 ）、工件的定位、装夹、找正；
（ 9 ）、利用机床提供的接触感知功能，建立工件坐标系，确定工件与工具电极之间的正确相对位置；
（ 10 ）、工具电极偏置的意义及应用方法；
（ 11 ）、数控加工程序输入、输出、检查、调试、修改及执行的基本方法；
（ 12 ）、根据工件的技术要求，选择与确定电火花加工的极性效应和工艺方式（直接配合法、间接配合法、阶梯电极法、二次电极法、单电极平动法、多电极法、分解电极法、立体成型加工、创成加工等），进行加工；
（ 13 ）、根据加工对象和加工状态合理选择及调整加工过程中的电参数，达到稳定加工并控制工件的尺寸、形状精度和表面质量；
（ 14 ）、按工艺规程完成工件的加工及工件简单尺寸的现场测量；
（ 15 ）、监控加工状态，发现并处置加工中的不正常现象及紧急情况；
（ 16 ）、加工的中断及恢复；
（ 17 ）、阅读电火花成型加工机床各类报警信息，处理一般报警故障；
（ 18 ）、电火花成型加工机床的日常维护、保养与调整；
（ 19 ）、爱岗敬业，遵章守纪，严格、正确执行电火花成型加工机床安全操作规程。
(二)、 数控电火花线切割机床的基本操作、日常维护及保养
（ 1 ）、自用数控电火花线切割机床的名称、型号、规格、性能、结构、主要组成部分（直流脉冲电源、伺服进给系统和数控系统等）及作用；
（ 2 ）、机床的开机、关机；
（ 3 ）、机床控制面板各功能键的作用及使用方法；
（ 4 ）、工作液系统的作用、配置及使用方法；
（ 5 ）、常用夹具（桥式夹具、压板、工件基准装夹系统等）、量具（游标卡尺、外径千分尺、内径百分表、内径千分表等）、机床附件（找正器、磁盘驱动器等）及辅助工具的名称、规格、构造、用途、使用和调整规则；
（ 6 ）、常用电极丝材料的种类、名称、性能、用途和选择方法；
（ 7 ）、电极丝的更换、上丝与穿丝，装拆导丝轮及校正电极丝垂直度的方法；
（ 8 ）、在通用和专用夹具上正确安装和找正工件的方法；
（ 9 ）、利用机床提供的接触感知功能，建立工件坐标系，确定工件与电极丝之间的正确相对位置的方法；
（ 10 ）、电极丝偏置的意义及应用方法；
（ 11 ）、数控加工程序输入、输出、检查、调试、修改及执行的方法；
（ 12 ）、根据工件的技术要求，选择与确定电火花线切割加工的穿丝点、切入点和切割路径，进行加工；
（ 13 ）、根据加工对象和加工状态合理选择及调整加工过程中的电参数，达到稳定加工并控制工件的尺寸、形状、位置精度和表面质量；
（ 14 ）、按工艺规程完成工件的加工及工件简单尺寸的现场测量；
（ 15 ）、监控加工状态，发现并处置加工中的不正常现象及紧急情况；
（ 16 ）、加工的中断及恢复；
（ 17 ）、阅读电火花线切割机床各类报警信息，处理一般报警故障；
（ 18 ）、电火花线切割机床的日常维护、保养与调整；
（ 19 ）、爱岗敬业，遵章守纪，严格、正确执行电火花线切割机床安全操作规程。
(三)、电火花加工工艺设计、电极设计与程序编制
（ 1 ）、按照工艺文件的要求，完成工件的加工；
（ 2 ）、编制较复杂工件的工艺路线；
（ 3 ）、手工编制简单的加工程序并执行；
（ 4 ）、设计、绘制一般的工具电极及工、夹具图；
（ 5 ）、绘制较复杂工件图形，采用计算机辅助编程的方法编制加工程序并执行。
（四） 、现场技术问题的分析与处理
（ 1 ）、脉冲参数对工艺指标的影响；
（ 2 ）、工作液对加工过程的影响；
（ 3 ）、工件加工中产生废品的原因分析与解决；
（ 4 ）、数控电火花加工工艺和加工程序的优化建议。
四、 考核方式：口试加零件作业
五、 备注：鼓励学生参加电加工中、高级职业技能考核。中级电加工职业技能考核通过，获得电加工中级工的同学，课程成绩及专周实训成绩记优秀，可免考核。通过电加工高极职业技能考核，获得电加工高级工的同学，毕业实习成绩记优秀，可免毕业设计及毕业答辩。
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