【正文】 是在晶粒內(nèi)進(jìn)行，因此，切削力一定要超過(guò)晶體內(nèi)部的分子、原子結(jié)合力。其單位面積的切削阻力將急劇增大，這樣就要求采用耐熱性高、高溫硬度高、耐磨性強(qiáng)、高溫強(qiáng)度好的刀具材料，即超高硬度材料，最常用的有金剛石刀具。2簡(jiǎn)述激光束加工和電子束加工方法的主要特點(diǎn)。答：電子束加工機(jī)理是將電能轉(zhuǎn)化成電子的動(dòng)能，通過(guò)高速電子對(duì)工件表面的轟擊是電子動(dòng)能轉(zhuǎn)化成金屬表面的熱能將材料瞬時(shí)溶融，氣化、以達(dá)到去除材料的目的。加工條件是真空、工件材料為導(dǎo)電金屬體，與加工有關(guān)的材料性能是材料的熱學(xué)常數(shù)。激光束加工機(jī)理是將電能轉(zhuǎn)化成光能，再將激光束射向工件表面由金屬吸收轉(zhuǎn)化成金屬表面的熱能將材料瞬時(shí)溶融、氣化、達(dá)到去除材料的目的。加工條件是：工件材料為金屬、非金屬都可以，與加工有關(guān)的材料性能是材料的熱學(xué)常數(shù)及材料表面對(duì)激光的吸收率。第五篇：精密與特種加工復(fù)習(xí)材料21．特種加工的含義：特種加工是指利用機(jī)、光、電、聲、熱、化學(xué)、磁、原子能等能源來(lái)進(jìn)行加工的非傳統(tǒng)加工方法；它與傳統(tǒng)切削加工的不同特點(diǎn)主要有：1）不是主要依靠機(jī)械能；2）工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度；3）在加工過(guò)程中，工具和工件之間不存在顯著的機(jī)械切削力作用（工件不承受機(jī)械力，特別適合于精密加工低剛度零件）。特種加工的優(yōu)勢(shì)：1）特種加工技術(shù)可以加工任何硬度、強(qiáng)度、韌性、脆性的金屬、非金屬材料或復(fù)合材料，2）特別適合于加工復(fù)雜、微細(xì)表面和低剛度的零件；3）還可以用于進(jìn)行超精密加工、鏡面加工、光整加工以及納米級(jí)（原子級(jí)）的加工。（增材加工）的例子：電鍍、電鑄、快速成形加工、激光焊接等。(超微量去除技術(shù)是實(shí)現(xiàn)超精密加工的關(guān)鍵)：1）超精密加工的機(jī)理與工藝方法2）超精密加工工藝裝備3）超精密加工工具4）超精密加工中的工件材料5）精密測(cè)量及誤差補(bǔ)償技術(shù)6）超精密加工工作環(huán)境、條件等。（必須綜合考慮以上因素才能取得滿意效果。）：主軸部件是保證超精密機(jī)床加工精度的核心。超精密加工對(duì)主軸的要求是極高的回轉(zhuǎn)精度，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)振動(dòng)。而滿足該要求的關(guān)鍵在于所用的精密軸承。高精度的滾動(dòng)軸承主軸制造困難，因此現(xiàn)在多使用液體靜壓軸承和空氣靜壓軸承。1）液體靜壓軸承主軸優(yōu)點(diǎn)：具有回轉(zhuǎn)精度高、剛度較高、轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)的特點(diǎn)（被廣泛用于超精密機(jī)床）缺點(diǎn)：，造成熱變形，影響主軸精度 ，形成微小氣泡懸浮在油中，不易排出，因而降低了液體靜壓軸承的剛度和運(yùn)動(dòng)性。2）空氣靜壓軸承主軸優(yōu)點(diǎn)：具有很高的回轉(zhuǎn)精度，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)溫升甚小，基本達(dá)到恒溫狀態(tài)，因此造成的熱變形誤差很??； 缺點(diǎn)：與液體靜壓軸承相比，空氣軸承剛度低，承受載荷較小。：1）柔性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)；2）內(nèi)裝式同軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。：超精密機(jī)床常采用平面導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的液體靜壓導(dǎo)軌和空氣靜壓導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌也有著廣泛的應(yīng)用。：1）壓電和電致伸縮微進(jìn)給裝置；2）摩擦驅(qū)動(dòng)裝置；3）機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形微量進(jìn)給裝置。：1）人工目測(cè)定向2）激光定向（結(jié)合圖了解激光定向的原理）激光晶體定向的原理如上圖所示：由氦氖激光管產(chǎn)生的激光束，通過(guò)屏幕上的小孔，照射到金剛石表面是某一晶面面網(wǎng)，這當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)金剛石使被測(cè)晶面與激光束相垂直時(shí)，激光被反射到屏幕上形成特征衍射光像，根據(jù)衍射光像的圖形即可知道被激光照射的晶面為何種晶面。3）X射線定向。、銅及其合金等材料進(jìn)行超精密車削，而對(duì)于黑色金屬、硬脆性材料的精密與超精密加工，這主要是應(yīng)用精密和超精密磨料加工。：精密磨削主要是靠砂輪具有微刃性和等高性的磨粒實(shí)現(xiàn)的，精密磨削機(jī)理如下：1）微刃的微切削作用；2）微刃的等高切削作用3）微刃的滑擠、摩擦、拋光作用。：精密研磨屬于游離磨粒切削加工，是在剛性研具（如鑄鐵、錫、鋁等軟金屬或硬木、塑料等）上注入磨料，在一定壓力下，通過(guò)研具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，借助磨粒的微切削作用，出去微量的工件材料，以達(dá)到高級(jí)幾何精度和優(yōu)良表面粗糙度的加工方法。包括：1）硬脆性材料的研磨；2）金屬材料的研磨。：拋光是指用低速旋轉(zhuǎn)的軟質(zhì)彈性或粘彈性材料（塑料、瀝青、石蠟、錫等）拋光盤，或高速旋轉(zhuǎn)的低彈性材料（棉布、毛氈、人造革等）拋光盤，加拋光劑，具有一定研磨性質(zhì)地獲得光滑表面的加工方法。拋光一般不能提高工件形狀精度和尺寸精度。拋光使用的磨粒是1181。m以下的微細(xì)磨粒。：電火花加工是基于正負(fù)電極間脈沖放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行加工的，又稱為放電加工、電蝕加工、電脈沖加工等。加工機(jī)理如下：1）極間介質(zhì)的擊穿和放電通道的形成正負(fù)極電場(chǎng)強(qiáng)度增加，在陰極上會(huì)由場(chǎng)滯發(fā)射效應(yīng)產(chǎn)生向陽(yáng)極高速移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中電子與液體中的介質(zhì)碰撞產(chǎn)生電離，而這種電離雪崩式地增加，在局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生高密度的等離子體，從而形成了放電通道。2）介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、氣化熱膨脹，電子和陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極和陰極高速移動(dòng)，與電極相碰撞產(chǎn)生高溫，在磁壓效應(yīng)和周圍介質(zhì)慣性動(dòng)力壓縮效應(yīng)的作用，使得通道內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈效應(yīng)的沖擊波。3）蝕除產(chǎn)物的拋出 因通道中的高溫高壓使電極表面的相變區(qū)也處于高溫高壓狀態(tài)，通道崩潰后，相變區(qū)外部的高溫高壓消失，相變區(qū)內(nèi)部的高溫高壓能量就要爆炸性釋放，將相變區(qū)的材料噴爆拋入介質(zhì)中。4）極間介質(zhì)的消電離 兩次脈沖放電之間，必須有一定間隔時(shí)間，使間隔介質(zhì)消電離。即放電通道中的帶電粒子復(fù)合為中性粒子，間隙中電蝕產(chǎn)物排除，介質(zhì)溫度降低，恢復(fù)本次放電通道處間隙介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度。電火花加工設(shè)備：電火花加工機(jī)床、脈沖電源、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)、工作液及其循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)）極性效應(yīng)（單純由于正負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)）；2）電參數(shù)（電火花加工脈沖電源的可控參數(shù)有：脈寬、脈間、峰值電流、開(kāi)路電流、脈沖的前沿上升率和后沿下降率。提高電蝕量和生產(chǎn)率的途徑在于：提高脈沖頻率f，增加單個(gè)脈沖能量Ｗm,或者說(shuō)增加平均放電電流ie和脈沖寬度ti，減小脈間to，設(shè)法提高系數(shù)Ka,、Ka。）3）金屬材料熱學(xué)常數(shù)： 熱學(xué)常數(shù)是指熔點(diǎn)、沸點(diǎn)（氣化點(diǎn)）、熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）、比熱容、熔化潛熱、氣化潛熱等。（包括自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、脈沖電源、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)、工作液凈化及循環(huán)系統(tǒng)幾部分組成。：電火花線切割加工與電火花成形加工的基本原理一樣，都是基于電極間脈沖放電時(shí)的電火花腐蝕原理，實(shí)現(xiàn)零部件的加工。所不同的是，電火花線切割加工不需要制造復(fù)雜的成形電極，而是利用移動(dòng)的細(xì)金屬絲（鉬絲或銅絲）作為工具電極，工件按照預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，“切割”出所需要的各種尺寸和形狀。：1）利用陽(yáng)極金屬的溶解作用去除材料（主要有電解加工、電解拋光、電解研磨、電解倒棱、電解去毛刺等）2）利用陰極金屬的沉積作用進(jìn)行鍍覆加工（主要有電鑄、電鍍、電刷鍍等）3）電化學(xué)加工與其他加工方法結(jié)合完成的電化學(xué)復(fù)合加工（主要有電解磨削、電解電火花復(fù)合加工、電化學(xué)陽(yáng)極機(jī)械加工等）：1）適應(yīng)范圍廣；2）加工質(zhì)量高；3）加工過(guò)程沒(méi)有劃分階段4）電化學(xué)加工對(duì)環(huán)境有一定程度的污染。25結(jié)合圖了解電解加工的機(jī)理： 以工件為陽(yáng)極（接直流電源的正極）、工具為陰極（接直流電源的負(fù)極），兩極之間加624V的直流電壓，電解液以560m/s的速度從兩級(jí)之間的縫隙（）沖過(guò)，使兩極之間形成導(dǎo)電通路，兩極和電解液之間就有電流通過(guò)。金屬工件表面在電化學(xué)作用下，不斷地溶解到電解液中，電解產(chǎn)生物則被高速流動(dòng)的電解液帶走。隨著工具電極恒速向工件進(jìn)給，工件材料按工具電極型面的形狀不斷地溶解，最終使工件與工件電極之間各處的間隙趨于一致，在工件上加工出和工具電極型面相反的形狀。：超電壓應(yīng)為一下幾個(gè)方面超電壓之和：1）濃度超電壓；2）電阻超電壓；3）化學(xué)超電壓。NaCL電解液，價(jià)廉易得，具有較大蝕除速度，電流效率高，適應(yīng)廣泛、安全、經(jīng)濟(jì)，是一種應(yīng)用最廣泛電解液。缺點(diǎn)：雜散腐蝕性大，復(fù)制精度低。NaNO? 電解液在濃度小于30%時(shí)，有較好的非線性特性，成形精度高，對(duì)設(shè)備腐蝕性小，使用安全，價(jià)格也不高；缺點(diǎn)：電流效率低，生產(chǎn)率低，加工時(shí)陰極有氨氣析出，還會(huì)導(dǎo)致電解損耗。NaCLO?是雜散腐蝕小，成型精度到，加工工件表面粗糙度值小。缺點(diǎn)：電解液的弱點(diǎn)是安全性差，價(jià)格較貴。價(jià)格之比：NaCL：NaNO?：NaCLO?=1：：6）。：1）酸性溶液；2）堿性電解液；3）中性鹽電解液（三種中性鹽電解液：受激輻射：處于激發(fā)態(tài)的原子，在頻率為v21的外界入射信號(hào)作用下，從E ?能級(jí)躍遷到E ?能級(jí)上，在躍遷過(guò)程中，原子輻射出的光子能量為hv21，該光子與外界輸入信號(hào)處于同一狀態(tài)，這一過(guò)程稱為受激輻射。受激輻射的特點(diǎn)：所輻射出來(lái)的光子在方向、頻率、相位、偏振狀態(tài)與原來(lái)“刺激”它的光子完全相同，這就是手機(jī)輻射光，簡(jiǎn)稱激光。：1）單色性；2）方向性；3）相干性；4）能量密度高。：當(dāng)工作物質(zhì)3（如紅寶石、釹玻璃等具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)）受到光泵2（激勵(lì)光源）的激發(fā)后，便產(chǎn)生受激輻射躍遷，造成光放大，并通過(guò)由兩個(gè)反射鏡4（全反射鏡和部分反射鏡）組成的諧振腔產(chǎn)生振蕩，由諧振腔一端輸出激光，經(jīng)過(guò)透鏡5將激光束聚焦到工件6的待加工表面上。：1）由于激光的功率密度高，加工的熱作用時(shí)間很短，熱影響區(qū)小，因此幾乎可以加工任何材料，透明材料只要采取一些色化、打毛等措施，即可采用激光加工2）激光加工不需要工具，不存在工具損耗、更換和調(diào)整等問(wèn)題，適于自動(dòng)化連續(xù)操作3）激光束可聚焦到微米級(jí)，輸出功率可以調(diào)節(jié)，且加工中沒(méi)有機(jī)械力的作用，故適合于精密微細(xì)加工4）可以透過(guò)透明的物質(zhì)（如空氣、玻璃等），故激光可以在任意透明的環(huán)境中操作，包括空氣、惰性氣體、真空甚至某些液體；5）激光加工不受電磁干擾。與電子束加工相比，氣其優(yōu)越性就在于可以在大氣中進(jìn)行，且加工裝置比較簡(jiǎn)單；6）激光除可用于材料的蝕除加工外，還可以進(jìn)行焊接、熱處理、表面強(qiáng)化或涂敷、引發(fā)化學(xué)反應(yīng)等加工。：聲波是人耳能感受的一種縱波，它的頻率在1616000Hz范圍內(nèi)，而頻率超過(guò)16000Hz就成為超聲波。超聲波具有波長(zhǎng)短、能量大，傳播過(guò)程中反射、折射、共振、損耗等現(xiàn)象顯著的特點(diǎn)。超聲波加工的機(jī)理：超聲波加工是利用工具斷面做超聲頻振動(dòng)，通過(guò)磨料懸浮液加工脆性材料的一種成形加工方法。，輸送給超聲換能器，產(chǎn)生超生波振動(dòng)，使變幅桿下端的工具產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。含有水與磨料的懸浮液由工具帶動(dòng)也產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，沖擊工件表面。加工時(shí)，工具以很小的力壓在工件上。為了冷卻超生換能器，還需接通冷卻水。工件便面受到磨料以很大速度和加速度的不斷撞擊，被粉碎成很細(xì)的微粒。從工件上脫落下來(lái)。：電子束加工是在真空條件下，利用聚焦后能量密度極高的電子束，以極高的速度（當(dāng)速度電壓為50V時(shí)，電子速度可達(dá)16x10 ?km/s）沖擊到工件表面的極小面積上，在極短時(shí)間內(nèi)（幾分之一微妙）內(nèi)，其能量的大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽贡粵_擊部分的工件材料達(dá)到幾千攝氏度以上的高溫，從而引起材料的局部熔化和氣化，而實(shí)現(xiàn)加工的目的。電子束加工的特點(diǎn)： 1）加工面積可以很??；2）非接觸式加工；3）生產(chǎn)效率高；4）便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；5）污染少，加工表面不氧化，特別適用于加工易氧化的金屬及合金材料，以及純度要求極高的半導(dǎo)體材料；6）需要一套專用設(shè)備和真空系統(tǒng)，價(jià)格較貴，因此生產(chǎn)應(yīng)用有一定的局限性。：在真空條件下，將由離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速，獲得具有一定速度的離子投射到材料表面，產(chǎn)生濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)。由于離子帶正電荷，其質(zhì)量比點(diǎn)子大數(shù)千、數(shù)萬(wàn)倍，所以離子束比電子束具有更大的沖擊動(dòng)能，它是靠微觀的機(jī)械撞擊能量來(lái)加工的。離子束加工的特點(diǎn)：1）加工精度高，易精確控制；2）污染少；3）加工應(yīng)力、變形極小。：a）離子刻蝕；b）濺射沉積；c）離子鍍；d）離子注入。1電解和電火花區(qū)別？（1）基本原理的不同（2）組成部分的區(qū)別：（a）進(jìn)給：電火花加工自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)是保證工具和工件保持一定的“平均”放電間隙,由于工件的蝕除速度和電極的損耗是隨機(jī)的,變化的,所以電火花加工是不等速進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng),能夠相互平衡補(bǔ)償,其自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)是等速進(jìn)給系統(tǒng)（b）電源：電火花是脈沖電源，電解是直流電源；（c）機(jī)床：密封性不同（d）工作液：絕緣性和腐蝕性激光打孔工藝：其特點(diǎn)加工能力強(qiáng)，效率高。采用激光可以打小至幾微米的微孔。目前激光打孔技術(shù)已廣泛應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)的燃料噴嘴，寶石軸承，金剛石拉絲模，化纖噴絲頭等微小孔的加工中例如美國(guó)通用電器公司采用激光加工氣冷卻通氣小孔，打孔速度為（2030）個(gè)孔/s，激光打孔與其它方法相比，使每臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)僅打孔一項(xiàng)加工費(fèi)用節(jié)省2500美元。激光束切割：它是一種最為廣泛的激光加工技術(shù)。激光切割可用于各種材料的切割，如可切割金屬和玻璃陶瓷等非金屬材料。激光切割的應(yīng)用實(shí)例：美國(guó)麥道公司用500W的CO ?激光器切割硼—環(huán)氧樹(shù)脂制的F15形狀復(fù)雜的尾翼壁板，與其它方法相比減少工時(shí)58%。激光焊接：已成功應(yīng)用于微電子器件等小型精密零部件的焊接以及深溶焊接。激光表面處理等。實(shí)例：美國(guó)AVCO公司吧cr co w粉末涂于灰鑄鐵閥座內(nèi)壁表面上經(jīng)激光處理后得到很好效果，即大大降低了生產(chǎn)成本又延長(zhǎng)了使用壽命。電鑄加工的原理：用可導(dǎo)電的原模作陰極，電鑄材料作陽(yáng)極，電鑄材料的金屬鹽溶液作電鑄也，在直流電源的作用下溶液中金屬離子在陰極上獲得電子而沉積鍍覆在陰極原模表面，陽(yáng)極上的金屬原子交出電子成為金屬離子進(jìn)入鍍液，對(duì)金屬離子進(jìn)行補(bǔ)充，以保持其濃度基本不變。陽(yáng)極原模上電鑄層逐漸加厚，當(dāng)達(dá)到預(yù)定厚度時(shí)即可取出設(shè)法與原膜分離，即可獲得與原模型面凹凸相反的電鑄件