機(jī)械制造基礎(chǔ)之特種加工-文庫吧資料
2024-10-13 16:38本頁面
【正文】 （ 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(jìn)行套料、雕刻和研拋等，如圖。 35 2 、 超聲波加工的應(yīng)用 ? 超聲波加工的 生產(chǎn)率 一般低于電火花加工和電解加工，但加工精度和表面質(zhì)量都優(yōu)于前者。 ? ③ 采用的工具材料較軟，易制成復(fù)雜形狀，工具和工件無需作復(fù)雜的相對運(yùn)動，因此普通 的超聲波加工設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單。 ? ② 由于超聲波加工中的宏觀機(jī)械力小，因此能獲得良好的加工精度和表面粗糙度。如玻璃、陶瓷、瑪瑙、寶石、金剛石以及Ge和 Si等。因此，超聲波加工過程是 磨粒在工具端面的超聲振動下，以機(jī)械錘擊和研拋為主，以超聲空化為輔的綜合作用過程。 ? 此外，當(dāng)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(fù)壓和局部真空形成許多微空腔。變幅桿將振幅放大到— mm，再驅(qū)動工具端面作超聲振動。 ? 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。 32 三、超聲波加工 ? 人耳能感受到的聲波頻率在 16— 16000 Hz范圍內(nèi)，當(dāng)聲波頻率超過 16000 Hz時，就是超聲波。 ? 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(fù)雜型面、小而深的孔 , 以及套料、去毛刺、刻印等方面。 31 ? （ 2） 電解去毛刺 ? 機(jī)械加工中常采用鉗工方法去毛刺，這不但工作量大，而且有的毛刺因過硬或空間狹小而難以去除。 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(qiáng)度和質(zhì)量。 電解加工整體葉輪時，只要先將整體葉輪的毛坯加工好，可用套料法加工。 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(jī)、汽輪機(jī)中的關(guān)鍵零件，它的形狀復(fù)雜，精度要求高，生產(chǎn)批量大。 電解加工和電火花加工的比較 在應(yīng)用范圍上有許多相似之處 , 所不同的是電解加工的 生產(chǎn)率較高 , 加工精度較低 , 且機(jī)床費(fèi)用較高 。 (6) 由于影響電解加工的因素較多 , 難于實(shí)現(xiàn)高精度的穩(wěn)定加工。 (4) 加工后零件表面無剩余應(yīng)力和毛刺 , 表面粗糙度 Ra 值為 μ m。 (2) 可加工高硬度 及高強(qiáng)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。為避免在加工過程中因短路而燒傷工件 , 電源應(yīng)具有能快速 (1020 μ s) 切斷電源的短路保護(hù)裝置。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。另外 , 機(jī)床還應(yīng)具有良好的密封性能、供電及絕緣性能和排風(fēng)裝置等。 電解加工機(jī)床如圖 所示 , 主要由以下三大部分組成 : (1)機(jī)床本體 ：在電解加工過程中 , 機(jī)床主軸必須在高壓電解液作用下穩(wěn)定進(jìn)給 , 以獲得良好的加工精度。 28 ? (3) 電解液系統(tǒng) ：作用在于連續(xù)而平穩(wěn)地向加工區(qū)供給足夠流量和合適溫度的干凈電解液。 ? 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。由于 Fe(OH)2 在水中的溶解度很 小 , 起初為墨綠色的絮狀物 , 時間一長 , 就逐漸被電解液及空氣中的氧氧化 , 而生成黃褐色的 Fe(OH)3( 即鐵銹 ) 沉淀物 , 其反應(yīng)如下 :4Fe(OH)2+2H2O +O2→ 4Fe(OH)3↓沉淀物被高速流動的電解液帶走 , 達(dá)到去除工件材料的目的。 26 （ 2） 化學(xué)反應(yīng) 電解加工時的化學(xué)反應(yīng)是比較復(fù)雜的 , 它隨工件材料、 電解液成分等不同而不同。 二、 電解加工 ( 電化學(xué)加工 ) 電解加工加工的基本原理 ：是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的電化學(xué)反應(yīng)原理 , 對金屬材料進(jìn)行成形加工的一種方法。 25 ? 當(dāng)工具陰極不斷向工件進(jìn)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。 ? 目前，電火花線切割廣泛用于加工各種沖裁模 (沖孔和落料用 )、樣板以及各種形狀復(fù)雜的型孔、型面和窄縫等。其平均加工精度可達(dá) 0． 01 mm．大大高于電火花成形加工，表面粗糙度 Ra可達(dá) 1． 6 μ m甚至更小。放電產(chǎn)生的爆炸力使鉬絲或銅絲局部振動而暫時脫離接觸，但宏觀上仍屬輕壓放電。 24 ? 與電火花 成形加 工不同的是，線電極在切割時．只有當(dāng)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。工作臺在水平面兩個坐標(biāo)方向按各自預(yù)定的控制程序，根據(jù)放電間隙狀態(tài)作伺服進(jìn)給移動，合成各種曲線軌跡，把工件切割成形。 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。 （ 1）高速走絲時，線電極是直徑為 高強(qiáng)度鉬絲；鉬絲往復(fù)運(yùn)動的速度為 8— 10m／ s。我國普遍采用高速走絲線切割。 22 ? 2． 電火花線切割加工 ? 電火花線切割加工是利用移動的細(xì)金屬絲作工具電極，按預(yù)定的軌跡進(jìn)行脈沖放電切割。其加工速度可遠(yuǎn)遠(yuǎn)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。工具電極在回轉(zhuǎn)的同時作軸向進(jìn)給運(yùn)動如圖。 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(jì)效益。為了便于排除加工產(chǎn)物和冷卻，以提高加工的穩(wěn)定性，有時在工具電極中間開有沖油孔。 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。 19 電火花加工的應(yīng)用 ? 按工藝過程中工具與工件相對運(yùn)動的特點(diǎn)和用途不同，電火花加工主要分為： 電火花成形加工 、電火花線切割 加工、 電火花表面強(qiáng) 化等。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。 (4)在一般情況下生產(chǎn)效率低于切削加工。甚至可以使用簡單的工具電極加工出復(fù)雜形狀的零件。 (2)加工時無明顯的機(jī)械力，故適用于低剛度工件和微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工。還可排除電蝕產(chǎn)物及冷卻電極和工件。每次放電延續(xù)時間（ 1010 ） 7 3 ③ 機(jī)床本體 用來實(shí)現(xiàn)工件和工具電極的裝夾固定 , 以及調(diào)整其相對位置精度等的機(jī)械系統(tǒng)。 17 ② 間隙自動調(diào)節(jié)器 ：自動調(diào)節(jié)極間距離和工
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