清華大學機械制造工藝第2章(參考版)
2025-05-14 11:05本頁面
【正文】 快速成型制造的主要方法 2 3． 噴涂式快速成型制造法 ? 用計算機控制噴嘴在 XY平面內(nèi)的運動軌跡 ， 通過噴嘴中噴出的液體或微粒 ， 來形成零件的各層切片形狀 ， 制造出三維零件 。 其基本工作過程如前面原理中所述 。 激光快速成型原理 3 5） 借助電鑄 、 電弧噴涂等技術(shù) ， 得到由塑膠件制成的金屬模具 ， 也可以將塑膠件當作易熔鑄?；蚰灸?，進一步澆鑄金屬鑄件或制造砂型 ， 從而縮短制模周期； 6） 塑膠件作為試驗模型 ， 評價有限元分析等計算的正確性 。 4） 如此不斷重復 ， 可生成三維實體零件 。 2） 分層后對切片進行網(wǎng)格化處理 ， 生成相應格式文件 ， 并控制激光加工源在 XY平面內(nèi)進行掃描 ， 使盛在容器中的液態(tài)光敏樹脂有選擇地被固化 ， 從而得到第一層的平面切片形狀 。 ? 產(chǎn)品的研制周期顯著縮短 ， 研制費用可以節(jié)省 。 超聲車削與超聲磨削 ? 超聲車削 、 超聲磨削的示意圖 。 超聲切削已應用于車 、 銑 、 刨 、 磨及攻絲等 ， 都取得了很好的效果 。 2． 為提高加工速度并降低工具損耗 ， 可把超聲加工與電解 、 電火花或機械加工結(jié)合進行復合加工 。 對導電材料的加工效率遠不如電火花與電解加工； 5）對軟質(zhì)、反彈性大的材料，加工較為困難。 3） 由于采用成形法原理加工 ， 故機床結(jié)構(gòu)簡單 、 操作方便 。 2） 加工精度高 、 表面質(zhì)量好 ， 不會引起變形 。 4） 工具的材料 :一般使用 45鋼 。 當工具端面以很大的速度接近被加工表面時 ， 空泡閉合 ， 引起極強的液壓沖擊波 ， 可強化加工過程 。 隨著工具不斷進給 ， 加工過程持續(xù)進行 ， 工具的形狀便被復映于工件上 ， 直至達到所要求的尺寸和形狀 。 （ 4） 工作液受工具端面超聲振動作用而產(chǎn)生的高頻 、交變的液壓沖擊波和 “ 空化作用 ” ， 促使工作液鉆入被加工材料的微裂縫處 ， 加劇了機械破壞作用 。 超聲加工－基本原理 2 （ 2） 在工具和工件之間不斷注入磨料懸浮工作液 ， 振幅擴大棒驅(qū)動工具端面作超聲振動 ， 迫使懸浮液中的磨粒以很大的速度不斷撞擊 、 拋磨被加工表面 ，把工件加工區(qū)域的材料粉碎成微粒脫落下來 。 ? 加工用的超聲波頻率為 16000～ 25000 Hz。 ? 利用工具作超聲振動 ， 通過懸浮液中磨料的高速轟擊進行加工的方法 。 2） 離子注入在半導體方面的應用：如將硼 、 磷等“ 雜質(zhì) ” 離子注入半導體 ， 用以改變導電形式 （ P型或 N型 ） 和制造 P一 N結(jié) 。 2） 用于加工陀螺儀氣動軸承 （ 碳化硼 、 鈦合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金等材料 ） 的異形溝槽 、 非球面透鏡及刻蝕集成電路等微電子器件亞微米圖形 ， 還用來制作集成光路中的光柵和波導 、 薄石英晶體振蕩器和壓電傳感器等 。 ～ 30176。 用離子鍍膜還可顯著提高模具和刀具的使用壽命 。 離子束加工的應用－離子濺射 （ 1） 離子加速到幾十～幾千電子伏時 ， 用離子轟擊靶材 ， 將靶材上的原子擊出 ， 沉積在靶材附近的工件上 ， 使工件表面鍍上一層薄膜 。 （ 3） 加工應力與變形極小 ， 且表面質(zhì)量非常高 。 離子束加工－工藝特點 （ 1） 離子束流密度及離子能量可以精確控制 ， 可以實現(xiàn)納米 （ ） 級的 （ 或稱原子間距級的 ）加工精度 。 4） 加速到高速度時 ， 離子束比電子束具有大得多的沖擊能量 。 離子束加工－原理 1 2） 與電子束等方法不同的是： （ 1） 電子束加工是靠動能轉(zhuǎn)化為熱能來進行加工的； （ 2） 離子束加工是靠微觀的機械撞擊動能 。 離子束加工（ IBM） ? 利用離子束對材料進行成形和改性的加工方法 。 硬度比常規(guī)淬火約高 20％ ， 產(chǎn)生的變形小； 2） 特別適合大型零件的表面淬火及形狀復雜零件 （ 如齒輪 ） 的表面淬火 。 激光熱處理 1） 當激光的功率密度約為 103～ 105 W/cm2， 便可對鑄鐵 、 中碳鋼 和 低碳鋼等材料進行激光表面淬火 。 激光焊接－示例 激光焊接－特點 （ 1） 焊接過程迅速 ， 被焊材料不易氧化 ， 熱影響區(qū)及變形很??； （ 2） 激光焊接無焊渣 ， 也不需要去除工件的氧化膜； （ 3） 焊接同類材料 、 不同種類的材料 ， 甚至可以透過玻璃對真空管內(nèi)的零件進行焊接 。 激光焊接 1） 不需
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