機械制造基礎(chǔ)之特種加工(參考版)
2024-10-11 16:38本頁面
【正文】 。 ④鑄造廠或鍛造廠可采用水射流切割高效地對毛坯表層的型砂或氧化皮進行清理。 ③航空航天工業(yè)用水射流切割高級復(fù)合結(jié)構(gòu)材料、鐵合金、鎳鈷高級合金和玻璃纖維增強塑料等。如石棉剎車片、橡膠基地毯，車內(nèi)裝璜材料和保險杠等。此外，在使用磨料水射流切割時，噴嘴磨損嚴重，有時一只硬質(zhì)合金噴嘴的使用壽命僅為 2— 4 h。 ? 水射流切割也有其局限性，整個系統(tǒng)比較復(fù)雜，初始投資大。 ④由于水射流切割的流體性質(zhì)，因此可從材料的任一點開始進行全方位切割，特別適宜復(fù)雜工件的切割．也便于實現(xiàn)自動控制。 ③ 切口質(zhì)量較高，水射流切口的表面平整光滑、無毛刺，切口公差可達士 0． 06土 mm。 51 水射流切割的特點 ? 水射流切割與其他切割技術(shù)相此，具有以下特點： ①采用常溫切割，對材料不會造成結(jié)構(gòu)變化或熱變形．這對許多熱敏感材料的切割十分有利，這是鋸切、火焰切割、激光切割和等離子體切割所不能比擬的。 50 ? 如圖所示為帶有數(shù)控系統(tǒng)的雙噴嘴水射流切割設(shè)備。水從 mm直徑的人造寶石噴嘴噴出，以極高的壓力和流速直接壓射到工件的切割部位。用于切割的水射流速度可達 500— 900 m/s. ? 如圖所示為帶有增壓器的水射流切割系統(tǒng)原理圖。 49 水射流切割原理 ? 水射流切割是利用高速高壓的液流對工件的沖擊作用來去除材料的。 磨料水射流切割 利用帶有磨料的水射流對材料進行切割的技術(shù)。 ? 水射流切割 是利用在高壓下，由噴嘴噴射出的高速水射流對材料進行切割的技術(shù)。例如集成電路、聲表面器件、磁泡器件、超導(dǎo)器件、光電器件、光集成器件等微電子器件的圖形蝕刻，石英晶體振蕩器、壓電傳感器等的減薄，金剛石觸針的成形，非球面透鏡的加工，等等。 離子束濺射去除加工，可以對材料實現(xiàn)納米級加工自至分子級、原子級加工，可以將材料的原子一層一層地去除，尺寸精度和表面粗糙度可以達到極限的程度。 ③ 離子撞擊工件表面只產(chǎn)生微觀的作用力，宏觀上作用力很小。 47 離子束加工具有如下特點 ： ① 離子束光斑直徑可以聚焦到 1μ m內(nèi)，離子束流密度和離子的能量可以精確控制，并且可以通過離子光學(xué)系統(tǒng)進行掃描，因此能夠進行微細加工，并能精密地控制加工效果。首先把氬 (Ar)、氪 (Kr)、氙 (Xe)等惰性氣體注入低真空（約 1Pa)的電離室中，用高頻放電、電弧放電、等離子體放電或電子轟擊等方法使其電離成等離子體，接著用加速電極將離子呈束狀拉出并使之加速。在碰撞過程中，離子所具有的能量傳遞給材料的原子、分子，其中一部分能量使工件材料產(chǎn)生濺射、拋出，其余能量轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧暇Ц竦恼駝幽堋? 46 ? 從電離室引出的離子流若不聚焦成束狀，而是使它大體均勻地投射到大面積的工件表面上，同時采取掩膜等措施．也可對工件表面進行微細的濺射去除加工。并且由于使用高電壓，會產(chǎn)生較強的 x射線，必須采取相應(yīng)的安全防護措施。 ? 電子束加工已實際應(yīng)用于不銹鋼、耐熱鋼、合金鋼、陶瓷、玻璃和寶石等材料的打孔或切槽除了加工圓孔、通孔之外，還可以加工異形孔、錐孔、盲孔和窄縫等。 由于是在真空中加工，可防止氧化而產(chǎn)生雜質(zhì)，適合于加工，易氧化的金屬及合金材料，特別適于加工要求高純度的半導(dǎo)體材料。 ? (4)電子束的束徑小 ,最小直徑可達 — ，電子束長度可達束徑的幾十倍 ,故能加工微細的深孔、窄縫等。 ? (2)加工速度快，一般厚度為 mm的工件 ,打孔時間為 10μ S至數(shù)秒；切割厚度為 1 mm的鋼板 ,速度可達240mm／ min。在真空條件下，由電子槍旁熱陰極發(fā)射的電子，在高電壓 (80200kV)作用下被加速到很高的速度 (1/2一 1／ 3光速 )，然后通過電子透鏡聚焦形成高能量密度 (1000一 10000kW／ m㎡ )的電子束。由上述可知，電子束是利用電子的動能轉(zhuǎn)換成熱能對材料進行加工的。 3 5 5 7 7 7 8 5 43 ? 當電子束沖擊到工件時， 在極短的時間內(nèi)使受沖擊部位的溫度升高到幾千攝氏度以上，足以使任何材料瞬間熔化、氣化。如火箭發(fā)動機和柴油機的噴油嘴、化學(xué)纖維的噴絲板、鐘表上的寶石軸承和聚晶金剛石拉絲模等零件上的微細孔加工。它還能透過玻璃切割真空管內(nèi)的燈絲，這是任何機械加工所難以達到的。 ? ②激光焊接 ? 功率密度為 10 一 10 W／ c㎡ ，照射時間約為 1／ 100 S左右 ,即可進行焊接，激光焊接過程迅速，熱影響區(qū)小，無需焊料和焊劑 ,焊縫質(zhì)量高，既可以焊接同種材料，也可以焊接異種材料，還可以透過玻璃進行焊接。 ? ①激光表面熱處理 ? 功率密度約為 10 一 10 W／ c㎡ ，便可實現(xiàn)表面淬火。 ? 特別適用對堅硬材料進行微小孔的加工，孔的直徑一般為 — 1mm，最小孔徑可達 0． 001 mm，孔的深徑比可達 50— 100；也可加工異形孔。 ? ④激光可以通過聚焦，形成微米級的光斑，輸出功率的大小又可以調(diào)節(jié)，因此可用于精密微細加工。加工速度快，熱影響區(qū)小，易實現(xiàn)加工過程自動化。 41 （ 2） 激光加工的特點 ? ①幾乎可以加工任何金屬與非金屬材料。再通過透鏡聚焦形成高能光束，照射在工件表面，即可進行加工。 ? 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(dǎo)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) 。因此，激光加工是工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程。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。 39 （ 1）激光加工原理 ? 激光 是一種受激輻射產(chǎn)生的加強光。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。 ? 38 ? 四 、高能束加工簡介 ? 高能束加工是利用被聚焦到加工部位上的高能量密度射束 ,去除工件上多余材料的特種加工方法，通常包括激光加工、電子束加工和離子束加工 等。 ? 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。 37 （ 4）超聲波焊接 ? 超聲波焊接是利用超聲頻的振動作用，去除工件表層的氧化膜，使工件露出新的本體表面。利用超聲振動去污原理，國外已生產(chǎn)出超聲波洗衣機。加上超聲作用無處不入，即使是小孔和窄縫中的污物也容易被清洗干凈。
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1