【正文】 圖 7－ 18所示為超聲清洗裝置示意圖。即使是被清洗物上的窄縫、細(xì)小深孔、彎孔中的污物，也很易被清洗干凈。 69 超聲清洗 超聲清洗的原理 主要基于超聲頻振動(dòng)在液體中產(chǎn)生的交變沖擊波和空化作用。 1)壓電效應(yīng)超聲換能器 石英晶體、鈦酸鋇以及鋯鐵酸鉛等物質(zhì)在受到機(jī)械壓縮或拉伸變形時(shí)，在它們兩對(duì)面的介面上將產(chǎn)生一定的電荷，形成一定的電勢(shì)；反之，在它們的兩對(duì)面上加以一定的電壓，則將產(chǎn)生一定的機(jī)械變形，如圖 7－ 4 16000Hz 以上的交變電壓，則該物質(zhì)產(chǎn)生高頻的伸縮變形，使周?chē)慕橘|(zhì)作超聲振動(dòng)。 68 超聲振動(dòng)系統(tǒng) 超聲換能器的作用是將高頻電能 (16000Hz以上的交流電 )轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l率的機(jī)械振蕩 (超聲波 )。超聲波主要具有下列性質(zhì)： 67 既然超聲波加工中磨粒的撞擊作用是主要的作用力，因此就 不難理解，越是脆硬的材料，受撞擊作用遭受的破壞愈大，愈易加工。超聲波和聲波一樣，可以在氣體、液體和固體等介質(zhì)中傳播。 65 第 7章 超聲波加工 超聲波加工的原理及特點(diǎn) 超聲波加工的設(shè)備及其組成部分 超聲波加工的工藝參數(shù)及其影響因素 超聲波加工的應(yīng)用 66 超聲波加工的原理及特點(diǎn) 超聲波簡(jiǎn)介 聲波是人耳能感受到的一種縱波，它的頻率在 16～16000Hz范圍內(nèi)。等離子體是多種離子的集合體，其中有帶電粒子和不帶電粒子，在宏觀上呈電中性。產(chǎn)生離子束流的基本原理和方法是使離子電離。 常用的離子源有考夫曼型離子源和雙等離子管型離子源。 64 離子束加工的裝置 （掌握） 離子束加工裝置與電子束加工裝置類(lèi)似，它也包括離子源、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電源等部分。 ~30176。而離子本身質(zhì)量較大，速度較低，撞擊工件材料時(shí)，將產(chǎn)生變形、分離、破壞等機(jī)械作用。不同的是離子帶正電荷，其質(zhì)量比電子大數(shù)千、數(shù)萬(wàn)倍，如氬離子的質(zhì)量是電子的 ，所以一旦離子加速到較高速度時(shí)，離子束比電子束具有更大的撞擊動(dòng)能，它是靠微觀的機(jī)械撞擊能量，而不是靠動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能來(lái)加工的。例如，在 ，速度為 3000孔每秒。例如，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)套上的冷卻孔，機(jī)翼的吸附屏的孔，不僅孔的密度連續(xù)變化，孔數(shù)達(dá)數(shù)百萬(wàn)個(gè)，而且有時(shí)還要改變孔徑，此時(shí)最宜用電子束高速打孔。打孔的速度主要取決于板厚和孔徑，孔的形狀復(fù)雜時(shí)還取決于電子束掃描速度 (或偏轉(zhuǎn)速度 )以及工件的移動(dòng)速度。 這種利用電子束熱效應(yīng)的加工稱(chēng)為電子束熱加工。圖 5－ 3所示為某固體激光加工機(jī)的外形示意圖。目前，許多激光加工機(jī)已采用計(jì)算機(jī)來(lái)控制工作臺(tái)的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)激光加工的數(shù)控操作。 3．光學(xué)系統(tǒng) 光學(xué)系統(tǒng)包括激光聚焦系統(tǒng)和觀察瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，前者用于激光束聚焦，后者能觀察和調(diào)整激光束的焦點(diǎn)位置，并將加工位置在投影儀上顯示。表 5－ 1列出了激光加工中常用激光器的主要性能特點(diǎn)。 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 56 1．激光器 激光器是激光加工的重要設(shè)備，它把電能轉(zhuǎn)變成光能，產(chǎn)生激光束。 55 激光加工的設(shè)備 激光加工的基本設(shè)備包括激光器、電源、光學(xué)系統(tǒng)及機(jī)械系統(tǒng)等四大部分。 54 （二）激光的產(chǎn)生 某些具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，在一定外來(lái)光子能量激發(fā)的條件下，會(huì)吸收光能，使處于較高能級(jí)（來(lái)穩(wěn)態(tài)）的原子（或粒子）數(shù)目大于處于低能級(jí)（基態(tài)）的原子數(shù)目，這種現(xiàn)象，稱(chēng)為“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)” 。 激光加工（ LaserBeamMachining， LBM）就是利用激光的能量經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度，從而產(chǎn)生光熱效應(yīng)來(lái)加工各種材料的。 由于激光的發(fā)散角小，且單色性好，理論上可以聚焦到尺寸與光的波長(zhǎng)相近的（微米甚至亞微米）小斑點(diǎn)上，加上它本身強(qiáng)度高，因此可以使其焦點(diǎn)處的功率密度達(dá)到 107～ 1011W/cm2，溫度可達(dá) 10000℃ 以上。 52 第 5章 激光加工 激光加工的原理及特點(diǎn) 激光加工的設(shè)備 激光加工的應(yīng)用 53 激光加工的原理及特點(diǎn) 激光加工的原理 激光技術(shù)是 20世紀(jì) 60年代初發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科。這樣，由電解作用和刮除薄膜的磨削作用交替進(jìn)行，使工件連續(xù)地被加工，直至達(dá)到一定的尺寸精度和表面粗糙度。電流從工件 3，通過(guò)電解液 5而流向磨輪，形成通路，于是工件 (陽(yáng)極 )表面的金屬在電流和電解液的作用下發(fā)生電解作用 (電化學(xué)腐蝕 )，被氧化成為一層極薄的氧化物，即氫氧化物薄膜 4，一般稱(chēng)它為陽(yáng)極薄膜。在加工區(qū)域中注入電解液 3，在電解和機(jī)械磨削的雙重作用下，車(chē)刀的后刀面很快就被磨光。 圖 4－ 34所示是電解磨削原理圖。電解磨削是由電解腐蝕作用和機(jī)械磨削作用相結(jié)合進(jìn)行加工的，比電解加工有較好的加工精度和表面粗糙度，比機(jī)械磨削有較高的生產(chǎn)率。 49 圖 4－ 33 電解加工整體葉輪 50 電解磨削 電解磨削屬于電化學(xué)機(jī)械加工的范疇。葉片加工大多采用側(cè)流法供液，加工是在工作箱中進(jìn)行的。 葉片加工的方式有單面加工和雙面加工兩種。 48 2）葉片加工 葉片是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)中的重要零件，葉身型面形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，加工批量大，在發(fā)動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)制造中占有相當(dāng)大的勞動(dòng)量。由于中性鹽溶液腐蝕性小，使用時(shí)較安全，故應(yīng)用最普遍。酸性電解液除用于高精度、小間隙、細(xì)長(zhǎng)孔以及鍺、鉬、鈮等難溶金屬加工外，一般很少選用。溫度升高，反應(yīng)速度加快，電化學(xué)極化減??；電流密度愈高，電化學(xué)極化也愈嚴(yán)重。因此，前者過(guò)程中某些反應(yīng)緩慢，會(huì)引起整個(gè)陽(yáng)極溶解過(guò)程緩慢 (電化學(xué)極化 )；后者過(guò)程中的緩慢，將引起擴(kuò)散過(guò)程緩慢 ( ) 由于電化學(xué)極化取決于電化學(xué)反應(yīng)，因此，它與電極材料和電解液成份緊密相關(guān)。 也就是說(shuō)，由于某步驟反應(yīng)進(jìn)行最緩慢，電極反應(yīng)過(guò)程就會(huì)受到它的制約。 由此可知，凡能加速電極表面離子的擴(kuò)散與遷移速度的措施，都能使?jié)獠顦O化減小，如提高電解液流速以增強(qiáng)其攪拌作用，升高電解液溫度等。然而擴(kuò)散與遷移的速度是有一定限度的，在外電場(chǎng)的作用下，如果極化過(guò)程中，電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行很快，而 電極表面液層中金屬離子的擴(kuò)散與遷移速度較慢，來(lái)不及擴(kuò)散到溶液中去，使陽(yáng)極表面造成金屬離子堆積，引起了電位值增大，這就是濃差極化的本質(zhì)。根據(jù)極化產(chǎn)生的原因不同，可將電極極化分為 濃差極化、電化學(xué)極化 和鈍化極化。極化后的電極電位與平衡電位的差值稱(chēng)為超電位。還常用物質(zhì)的量濃度表示，即一升溶液中的電解質(zhì)的摩爾數(shù)。電解質(zhì)與水形成的液體為電解質(zhì)溶液，簡(jiǎn)稱(chēng)為 電解液 。 41 第 4章 電化學(xué)加工 電化學(xué)加工的原理及分類(lèi) 電解加工 電解磨削 電鑄、 涂鍍及復(fù)合鍍加工 42 電化學(xué)加工的原理及分類(lèi) 電化學(xué)加工的