精密和超精密加工技術-wenkub
2023-05-20 03:16:59 本頁面
【正文】 宇航工業(yè)等對材料高強度 、高硬度 、 高韌性 、 耐高溫 、 耐高壓 、 耐低溫等的要求 ， 使新材料不斷涌現(xiàn) 。 特種加工 本章內(nèi)容 I. 特種加工技術概述 II. 電火花加工 III. 電解加工 IV. 高能束加工 ? 非傳統(tǒng)加工又稱特種加工 ， 通常被理解為別于傳統(tǒng)切削與磨削加工方法的總稱 。 2） 復雜形面 、 薄壁 、 小孔 、 窄縫等特殊加工問題 。 ? 一般不會產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象 。 特種加工 方法特點 ? 機械過程 ： 利用機械力 ， 使材料產(chǎn)生剪切 、 斷裂 ， 以去除材料 。 ? 化學過程： 利用化學溶劑對材料的腐蝕、溶解，去除材料，如化學蝕刻、化學銑削等。 ◎ 熱能化學能復合 — 如電解電火花加工等 。 ? 優(yōu)化工藝參數(shù) ， 完善現(xiàn)有的加工工藝 。 同時 ， 該處絕緣液體也被局部加熱 ， 急速氣化 ， 體積發(fā)生膨脹 ， 隨之產(chǎn)生很高的壓力 。 ? 放電間隙 —— 合理的間隙是保證火花放電的必要條件 。 通常放電持續(xù)時間在 2μ s至 2ms范圍內(nèi) ， 各個脈沖的能量 2mJ到 20J（ 電流為 400A時 ） 之間 。 電火花線切割 加工過程顯示 電火花線切割機床 ?不受加工材料硬度限制 ， 可加工任何硬 、 脆 、韌 、 軟的導電材料 。 電火花加工特點 ? 電火花成形加工：電火花打孔常用于加工冷沖模 、 拉絲模 、 噴嘴 、 噴絲孔等 。 在間隙處通以 6～ 60m/S高速流動電解液 ， 形成極間導電通路 ， 工件表面材料不斷溶解 ， 溶解物及時被電解液沖走 。 采用振動進給和脈沖電流等新技術 ， 可進一步提高生產(chǎn)效率和加工精度 。 ?電解加工應用 ? 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 ， 電解拋光 、 倒棱 、 去毛刺等 。 電解作用與磨削作用交替進行 ， 實現(xiàn)加工 。 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 激光加工工作原理 ?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 。 ? 非接觸加工方式 ， 熱變形小 ， 加工精度較高 。 ? 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 。 ◎ 激光打孔具有高效率、低成本的特點，特別適合微小群孔加工。 ? 激光焊接 ? 與打孔相比 ， 激光焊接所需能量密度較低 ， 不需將材料氣化蝕除 ， 只要將工件的加工區(qū)燒熔使其粘合在一起 。 激光加工應用 激光加工的各種應用 激光加工的各種應用 鉆孔 切削 表面處理 鉆微孔 焊接 打標 激光焊接車身 激光切割 激光加工應用 激光修復刀具 激光打孔時孔實例 在鋁上刻槽 在鉬上打直徑為 100um的孔 在厚度為 的鋁上打直徑為200um的孔 激光加工實例 在陶瓷上打直徑為 25um的孔陣列 在硅片上打直徑為 6um的孔陣列 頭發(fā)直徑 70um 特征尺寸 25um 激光切割 激光切割的不銹鋼齒輪 激光切割木工藝品 激光切割有機玻璃電腦機箱面板 激光模具焊接 模具焊接 激光模具焊接 激光模具焊接 超聲波加工 變幅桿 超聲波發(fā)生器 振動方向 工具 換能器 工作液噴嘴 工件 超聲切割技術 超聲波加工原理圖 加工力工具工件振動方向磨料＋工作液工具振幅? 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 。 超聲波加工機床 超聲波加工樣件 超聲波加工 ? 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 。 ? 加工過程受力小，熱影響小，可加工薄壁、薄片等易變形零件。 ?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 。 ? 加工速度高 ， 切割 1mm厚鋼板 ， 速度可達 240mm/min。 電子束加工 特點及應用 電子束加工過程模型 利用電子束熱效應的加工 低功率密度、 中等功率密度 高功率密度
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