【正文】 。 ? 模具型腔 、 槍炮膛線 、 發(fā)電機葉片 、 花鍵孔 、 內(nèi)齒輪 、小而深的孔加工 ， 電解拋光 、 倒棱 、 去毛刺等 。 ? 電解加工特點 ? 電解加工應用 16 ? 工件與磨輪保持一定接觸壓力 ， 突出的磨料使磨輪導電基體與工件之間形成一定間隙 。 電解液從中流過時 ， 工件產(chǎn)生陽極溶解 ， 表面生成一層氧化膜 ， 其硬度遠比金屬本身低 ， 易被刮除 ， 露出新金屬表面 ， 繼續(xù)進行電解 。 電解作用與磨削作用交替進行 ， 實現(xiàn)加工 。 ? 電解磨削效率比機械磨削高 ，且磨輪損耗遠比機械磨削小 ， 特別是磨削硬質(zhì)合金時 ， 效果更明顯 。 導電磨輪 電解液 電刷 工作臺 工件 絕緣板 導電基體 磨料 陽極膜 ? 電解磨削 （圖 768） 17 ?真空條件下 ， 利用電流加熱陰極發(fā)射電子束 ， 經(jīng)控制柵極初步聚焦后 ， 由加速陽極加速 ， 通過透鏡聚焦系統(tǒng)進一步聚焦 ， 使能量密度集中在直徑 5～ 10μm斑點內(nèi) 。 ?高速而能量密集的電子束沖擊到工件上 ， 被沖擊點處形成瞬時高溫 （ 幾分之一微秒時間內(nèi)升高至幾千攝氏度 ） ， 工件表面局部熔化 、氣化直至被蒸發(fā)去除 。 圖 769 電子束加工原理圖 控制柵極 加速陽極 電子束斑點 旁熱陰極 聚焦系統(tǒng) 工件 工作臺 電子束加工 工作原理（圖 769） 18 ? 電子束束徑小 （ 最小直徑可達 ～ ） ， 而電子束長度可達束徑幾十倍 ， 故可加工微細深孔 、 窄縫 。 ? 材料適應性廣 （ 原則上各種材料均能加工 ） ， 特別適用于加工特硬 、 難熔金屬和非金屬材料 。 ? 非接觸加工 ， 無工具損耗；無切削力 ， 加工時間極短 ，工件無變形 。 ? 加工速度高 ， 切割 1mm厚鋼板 ， 速度可達 240mm/min。 ? 在真空中加工 ， 無氧化 ， 特別適于加工高純度半導體材料和易氧化的金屬及合金 。 ? 加工設(shè)備較復雜 ， 投資較大 。 多用于微細加工 。 ? 特點及應用 19 ? 激光是一種受激輻射而得到的加強光 。 其基本特征： ◎ 強度高 ， 亮度大 ◎ 波長頻率確定 ， 單色性好 ◎ 相干性好 ， 相干長度長 ◎ 方向性好 ， 幾乎是一束平行光 ? 工作原理 （圖 770） 激光加工 ?當激光束照射到工件表面時 ， 光能被吸收 ， 轉(zhuǎn)化成熱能 ，使照射斑點處溫度迅速升高 、 熔化 、 氣化而形成小坑 ， 由于熱擴散 ， 使斑點周圍金屬 熔化 ， 小坑內(nèi)金屬蒸氣迅速膨脹 ，產(chǎn)生微型爆炸 ， 將熔融物高速噴出并產(chǎn)生一個方向性很強的反沖擊波 ， 于是在被加工表面上打出一個上大下小的孔 。 激光器 工件 工作臺 ?圖 770 激光加工原理圖 光闌 反射鏡 聚焦鏡 電源 Real 20 ? 固體激光器 ◎ YAG（ 結(jié)晶母材由釔 、 鋁和石榴石構(gòu)成 ） 激光器 ◎ 紅寶石激光器 ◎ 混合氣體：氦約 80%， 氮約 15%， CO2 約 5% ◎ 通過高壓直流放電進行激勵 ◎ 波長 ，為不可見光 ◎ 能量效率 5%～ 15% 反射凹鏡 反射平鏡 電極 放電管 CO2氣體 冷卻水進口 冷卻水出口 激光 高壓直流電源 圖 771 CO2激光器示意圖 ? 氣體激光器 ——CO2激光器 （ 圖 771） ? 激光器 21 ? 加工材料范圍廣 ， 適用于加工各種金屬材料和非金屬材料 ，特別適用于加工高熔點材料 ， 耐熱合金及陶瓷 、 寶石 、 金剛石等硬脆材料 。 ? 加工性能好 ， 工件可離開加工機進行加工 ， 可透過透明材料加工 ， 可在其他加工方法不易達到的狹小空間進行加工 。 ? 非接觸加工方式 ， 熱變形小 ， 加工精度較高 。 ? 可進行微細加工 。 激光聚焦后焦點直徑理論上可小至 1μ以下 ， 實際上可實現(xiàn) 。 ? 加工速度快 ， 效率高 。 ? 激光加工不僅可以進行打孔和切割 ， 也可進行焊接 、 熱處理等工作 。 ? 激光加工可控性好 ， 易于實現(xiàn)自動控制 。 加工設(shè)備昂貴 。 ? 激光加工特點 22 ? 激光打孔 ◎ 廣泛應用于金剛石拉絲模、鐘表寶石軸承、陶瓷、玻璃等非金屬材料，和硬質(zhì)合金、不銹鋼等金屬材料的小孔加工。 ◎ 激光打孔具有高效率、低成本的特點，特別適合微小群孔加工。 ◎ 焦點位置對孔的質(zhì)量影響：若焦點與加工表面之間距離很大，則激光能量密度顯著減小，不能進行加工。如果焦點位置偏離加工表面1mm，可以進行加工，此時加工出孔的斷面形狀隨焦點位置不同而發(fā)生變化（圖 772）。 ? 激光加工應用 圖 772 焦點位置對孔形狀影響 Real 23 ? 激光熱處理 ◎ 原理：照射到金屬表面上的激光使表面原子迅速蒸發(fā) ，由此產(chǎn)生微沖擊波會導致大量晶格缺陷形成 ， 達到硬化 。 ◎ 優(yōu)點：快速 、 不需淬火介質(zhì) 、 硬化均勻 、 變形小 、 硬化深度可精確控制 。 ? 激光焊接 ◎ 與打孔相比 ， 激光焊接所需能量密度較低 ， 因不需將材料氣化蝕除 ， 而只要將工件的加工區(qū)燒熔使其粘合在一起 。 ◎ 優(yōu)點：沒有焊渣 ， 不需去除工件氧化膜 ， 可實現(xiàn)不同材料之間的焊接 ， 特別適宜微型機械和精密焊接 。 Real ? 激光切割 ◎ 激光切割具有切縫窄 、 速度快 、 熱影響區(qū)小 、 省材料 、成本低等優(yōu)點 ， 并可以在任何方向上切割 ， 包括內(nèi)尖角 。 ◎ 可以切割鋼板 、 不銹鋼 、 鈦 、 鉭 、 鎳等金屬材料 ， 以及布匹 、 木材 、 紙張 、 塑料等非金屬材料 。 Real 24 圖 774 激光焊接車身 圖 773 激光切割 25 ? 利用工具端面作超聲（ 16～ 25kHz） 振動 ， 使工作液中的懸浮磨粒對工件表面撞擊拋磨來實現(xiàn)加工 。 ? 超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩 ， 通過換能器將超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C械振動 ， 此時振幅一般很小 ， 再通過振幅擴大棒（ 變幅桿 ） 使固定在變幅桿端部的工具振幅增大到～ 。 ? 工作原理 （圖 775） 變幅桿 超聲波發(fā)生器 圖 775 超聲波加工原理圖 振動方向 工具 換能器 工作液噴嘴 工件 Real 超聲波加工 26 圖 776 超聲波加工機床 圖 777 超聲波加工樣件 27 ? 適用于加工各種脆性金屬材料和非金屬材料，如玻璃、陶瓷、半導體、寶石、金剛石等 。 ? 可加工各種復雜形狀的型孔、型腔、形面。 ? 工具與工件不需作復雜的相對運動，機床結(jié)構(gòu)簡單。 ? 被加工表面無殘余應力，無破壞層，加工精度較高，尺寸精度可達 ～ 。 ? 加工過程受力小，熱影響小，可加工薄壁、薄片等易變形零件。 ? 生產(chǎn)效率較低。采用超聲復合加工（如超聲車削，超聲磨削，超聲電解加工，超聲線切割等）可提高加工效率。 ? 超聲波加工特點及應用 28 ? 工作原理： ? 加工裝置 （圖 778） ? 噴嘴材料及工作條件 （表 711） 項目 材料 孔徑 /mm 至工件距離 /mm 噴射角度 /176。 參數(shù) 金剛石，藍寶石，淬火鋼 ～ ～ 50 0～ 30 表 711 噴嘴材料及工作條件 圖 778 水噴射加工裝置示意圖 噴嘴 閥 控制器 蓄能器 供水器 過濾器 泵 增壓器 液壓裝置 排水器 工件 射流 d 水噴射加工 利用超高壓水 （ 或水與磨料的混合液 ）對工件進行切割（ 或打孔 ） ， 又稱高壓水切割 ， 或 “水刀 ”。 29 ? 工藝參數(shù) （表 712，表 713） 表 712 水噴射加工常用工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 常用值 工藝參數(shù)