機械制造基礎(chǔ)之特種加工-全文預覽
【正文】 幾乎可以加工任何金屬與非金屬材料。 ? 當激光的工作物質(zhì) 釔鋁石榴石 受到光泵 (激勵脈沖債燈 )的激發(fā)后，吸收具有特定波長的光，在一定條件下可導致工作物質(zhì)中的亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)大于低能級粒子數(shù)，這種現(xiàn)象稱為 粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 。當激光照射到工件表面，光能被工件吸收并迅速轉(zhuǎn)化為熱能，光斑區(qū)域的溫度可達 萬度 以上，使材料熔化甚至汽化。它是利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達到很高的能敏密度，依靠光熱效應(yīng)來加工各種材料。 ? 它不僅可以焊接表面易生成氧化物的鋁制品及尼龍、塑料等高分子制品，而且它還可以使陶瓷等非金屬材料在超聲振動作用下掛上 Sn或 Ag，從而改善這些材料的焊接性。利用超聲振動去污原理，國外已生產(chǎn)出超聲波洗衣機。 （ 1）型孔和型腔加工 ? 目前超聲波加工主要用于加工硬脆材料的圓孔、異形孔和各種型腔，以及進行套料、雕刻和研拋等，如圖。 ? ③ 采用的工具材料較軟，易制成復雜形狀，工具和工件無需作復雜的相對運動，因此普通 的超聲波加工設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單。如玻璃、陶瓷、瑪瑙、寶石、金剛石以及Ge和 Si等。 ? 此外，當工具端面以很大的加速度離開工件表面時，加工間隙中的工作液內(nèi)可能由于負壓和局部真空形成許多微空腔。 ? 超聲波加工是利用工具端面的超聲頻振動，或借助于磨料懸浮液加工硬脆材料的一種工藝方法。 ? 利用電解加工，不僅可以完成上述重要的工藝過程，而且還可以應(yīng)用于加工型孔、型腔、復雜型面、小而深的孔 , 以及套料、去毛刺、刻印等方面。 電解加工的葉片型面 不但可大大縮短加工周期，而且可保證葉輪的整體強度和質(zhì)量。 30 電解加工的應(yīng)用 （ 1） 電解整體葉輪 葉片是噴氣發(fā)動機、汽輪機中的關(guān)鍵零件，它的形狀復雜，精度要求高，生產(chǎn)批量大。 (6) 由于影響電解加工的因素較多 , 難于實現(xiàn)高精度的穩(wěn)定加工。 (2) 可加工高硬度 及高強度和高韌性等難切削的金屬材料 , 如淬火鋼、高溫合金、鈦合金等。輸出電流從 500A 至 20220A, 有多種系列 , 輸出電壓為 624V, 穩(wěn)壓精度應(yīng)控制在 177。 電解加工機床如圖 所示 , 主要由以下三大部分組成 : (1)機床本體 ：在電解加工過程中 , 機床主軸必須在高壓電解液作用下穩(wěn)定進給 , 以獲得良好的加工精度。 ? 在整個過程中 , 僅有工件 ( 陽極 ) 和水逐漸消耗 , 而工具 ( 陰極 ) 和 NaCl 并不消耗。 26 （ 2） 化學反應(yīng) 電解加工時的化學反應(yīng)是比較復雜的 , 它隨工件材料、 電解液成分等不同而不同。 25 ? 當工具陰極不斷向工件進給時 , 在工件表面上 , 金屬材料按陰極型面的形狀不斷地溶解 , 電解產(chǎn)生物被高速電解液帶走 , 于是在工件的相應(yīng)表面上就加工出和陰極型面近似相反的形狀。其平均加工精度可達 0． 01 mm．大大高于電火花成形加工，表面粗糙度 Ra可達 1． 6 μ m甚至更小。 24 ? 與電火花 成形加 工不同的是，線電極在切割時．只有當電極絲和工件之間保持一定的輕微接觸壓力時，才形成火花放電。 23 （ 3）電火花線切割的原理 如圖所示，工作時，脈沖電源的一極接工件，另一極接纏繞金屬絲的儲絲筒。我國普遍采用高速走絲線切割。其加工速度可遠遠高于小直徑麻花鉆頭鉆孔，而且避免了小直徑鉆頭容易折斷的問題。 21 ? 近年來，在電火花穿孔加工中發(fā)展了高速小孔加工，解決了小孔加工中電極截面小，易變形，孔的深徑比大，排屑困難等問題，取得了良好的社會經(jīng)濟效益。 20 ? 電火花成形加工主要用于加工各類熱鍛模，壓鑄模、擠壓模，塑料模和膠木模的型腔。目前電火花高速小孔加工的生產(chǎn)率已明顯高于鉆頭鉆孔。甚至可以使用簡單的工具電極加工出復雜形狀的零件。還可排除電蝕產(chǎn)物及冷卻電極和工件。 17 ② 間隙自動調(diào)節(jié)器 ：自動調(diào)節(jié)極間距離和工具電極的進給速度 , 維持一定的放電間隙 , 使脈沖放電正常進行。隨后 , 電極間電壓驟降 , 火花通道熄滅 , 電源又重新向電容器充電儲能。 15 一、 電火花加工 電火花加工的原理與特點 （ 1）電火花加工：是 基于脈沖放電蝕去除材料原理產(chǎn)生的 , 所以也有稱放電加工或電蝕加工的。 14 ? 特種加工優(yōu)點 ：可以完成傳統(tǒng)加 工難以加工的材料 ( 如高強度、高韌性、高硬度、高脆性、耐高溫材料和工業(yè)陶瓷、磁性材料等 ) 以及精密、微細、形狀復雜零件的加工。 砂帶回轉(zhuǎn)為主運動 ，工件由傳送帶作進給運動 ， 工件經(jīng)過支承板上方的磨削區(qū) ， 即完成加工 。 ?適用于加工各種成形面和溝槽 ， 特別能有效地磨削難加工材料 (如耐熱合金等 )。 ?由于每個磨粒的切削層厚度小 ， 工件表面殘留面積的高度小 ，并且高速磨削時磨?？虅澴饔盟纬傻穆∑鸶叨纫残?， 因此磨削表面的粗糙度較小 。 ? 磨削過程 ：磨削時 ， 磨粒的微刃在工件表面上切下微細切屑 ， 同時在適當?shù)哪ハ鲏毫ο?， 借助半鈍狀態(tài)的微刃 ，對工件表面產(chǎn)生摩擦拋光作用 ， 從而獲得高的精度和小的表面粗糙度 。 ? 應(yīng)用：加工質(zhì)量要求不很高的工件，代替銑削作為精磨前的預加工。 ? 設(shè)備：臥軸平面磨床 。 ? 磨圓錐孔，只需將磨床的頭架在水平方向偏轉(zhuǎn)半個錐角。 導輪軸線相對于砂輪軸線傾斜一角度，以比磨削輪低得多的速度轉(zhuǎn)動，靠摩擦力帶動工件旋轉(zhuǎn)。 ? 前端錐面進行粗磨，圓柱部分精磨和修光。 軸的磨削。 ? 特點：生產(chǎn)率高 。 適應(yīng)性強 ， 生產(chǎn)率較低 。 砂輪：由磨料加結(jié)合劑用燒結(jié)的方法而制成的多孔物體 。 磨床：外圓磨床 、 內(nèi)圓磨床和平面磨床等 。 加工精度和表面質(zhì)量好 。 0102030405060708090第一季度 第二季度 第三季度 第四季度東部西部北部4 （ 2）橫磨法 ? 切削運動：工件不作縱向移動 ， 砂輪以慢速作連續(xù)的橫向進給 。加工表面不太寬且剛性較好的工件。 ? 磨削時用較小的縱向進給量、較大的背吃刀量(一般為 )，在一次行程中切除全部余量。 較小的一個用橡膠結(jié)合劑做的，磨粒較粗，稱為 導輪 ； 另一個是用來磨削工件的砂輪，稱為磨削輪。 ? 磨圓柱孔時，工件安裝在卡盤上旋轉(zhuǎn)，并沿軸向作往復直線運動；砂輪高速旋轉(zhuǎn)并作周期性的橫向進給。 ? 應(yīng)用：加工質(zhì)量要求較高的工件 。但砂輪與工件的接觸面積大，發(fā)熱量多、冷卻較困難，加工質(zhì)量較低。 ? 要求： 磨床精度 ， 運動平穩(wěn)
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