其他特種加工技術(shù)ppt課件-閱讀頁
2025-05-21 06:33本頁面
【正文】 一起即可 ， 如圖 712所示 。 圖 712 激光焊接過程示意圖 12341— 激光； 2— 被焊接零件；3— 被熔化金屬； 4— 已冷卻的熔池圖 713 激光表面強(qiáng)化處理應(yīng)用實例 淬硬表面淬硬表面( a ) 圓錐表面 ( b ) 鑄鐵凸輪軸表面? 5) 激光表面處理 ? 當(dāng)激光的功率密度約為 103～ 105 W/cm2時 ， 便可實現(xiàn)對鑄鐵 、 中碳鋼 ， 甚至低碳鋼等材料進(jìn)行激光表面淬火 。 激光淬火變形小 ， 還能解決低碳鋼的表面淬火強(qiáng)化問題 。 超聲波加工技術(shù) ? 1． 超聲波加工的原理與特點 ? 1) 加工原理 ? 超聲波加工是利用振動頻率超過 16 000 Hz的工具頭 ， 通過懸浮液磨料對工件進(jìn)行成型加工的一種方法 ， 其加工原理如圖 714所示 。 所謂空化現(xiàn)象 ， 是指當(dāng)工具端面以很大的加速度離開工件表面時 ， 加工間隙內(nèi)形成負(fù)壓和局部真空 ， 在磨料液內(nèi)形成很多微空腔；當(dāng)工具端面以很大的加速度接近工件表面時 ， 空泡閉合 ， 引起極強(qiáng)的液壓沖擊波 ， 從而使脆性材料產(chǎn)生局部疲勞 ， 引起顯微裂紋 。由此可見，超聲波加工是磨粒的機(jī)械撞擊和拋磨作用以及超聲波空化作用的綜合結(jié)果，磨粒的撞擊作用是主要的。 ? 2) 特點 ? 超聲波加工的主要特點如下： ? (1) 適合于加工各種硬脆材料 ， 特別是某些不導(dǎo)電的非金屬材料 ， 例玻璃 、 陶瓷 、 石英 、 硅 、 瑪瑙 、 寶石 、 金剛石等 。 ? (2) 由于工具材料硬度很高 ， 故易于制造形狀復(fù)雜的型孔 。 表面粗糙度 Ra值很小 ， 可達(dá) μm， 加工精度可達(dá) ～ mm， 而且可以加工薄壁 、 窄縫 、 低剛度的零件 。 ? (5) 生產(chǎn)率較低 。 ? 2. 超聲波加工設(shè)備 ? 超聲波加工裝置如圖 715所示 。 圖 715 超聲波加工裝置 123456781— 冷卻器； 2— 磨料懸浮液抽出； 3— 工具；4— 工件； 5— 磨料懸浮液送出； 6— 變幅桿；7— 換能器； 8— 高頻發(fā)生器? 1) 高頻發(fā)生器 ? 高頻發(fā)生器即超聲波發(fā)生器 ， 其作用是將低頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩 ， 以供給工具往復(fù)運(yùn)動和加工工件的能量 。聲學(xué)部件主要由換能器、振幅擴(kuò)大棒及工具組成。 ? 由于換能器材料伸縮變形量很小，在共振情況下也超不過 ～ mm，而超聲波加工卻需要 ～ mm的振幅，因此必須用上粗下細(xì) (按指數(shù)曲線設(shè)計 )的變幅桿放大振幅。 ? 變幅桿的常見形式如圖 716所示 ， 加工中工具頭與變幅桿相連 ， 其作用是將放大后的機(jī)械振動作用于懸浮液磨料對工件進(jìn)行沖擊 。 工具的尺寸和形狀取決于被加工表面 ， 它們相差一個加工間隙值 (略大于磨料直徑 )。 常用的磨料有碳化硼 、碳化硅 、 氧化硒或氧化鋁等；常用的工作液是水 ，有時用煤油或機(jī)油 。 ? ? 3． 超聲波加工的應(yīng)用 ? 超聲波加工的生產(chǎn)率雖然比電火花 、電解加工等低 ， 但其加工精度和表面粗糙度都比它們好 ， 而且能加工半導(dǎo)體 、非導(dǎo)體的脆硬材料 ， 如玻璃 、 石英 、 寶石 、 鍺 、 硅甚至金剛石等 。 圖 717 超聲波加工的型孔、腔孔類型 ( a ) 加工圓孔 ( b ) 加工型腔 ( c ) 加工異形孔 ( d ) 套料加工 ( e ) 加工微細(xì)孔圖 718 超聲波切割加工 1234 54321( a ) 超聲切割單晶硅片示意圖1— 變幅桿； 2— 工具 ( 薄鋼片 ) ；3— 磨料液； 4— 工件 ( 單晶硅 )( b ) 刀具1— 變幅桿； 2— 焊縫； 3— 鉚釘；4— 導(dǎo)向片； 5— 軟鋼刀片( c ) 切割成的陶瓷模塊圖 719 超聲波清洗裝置 1234567891— 清洗槽；2— 變幅桿；3— 壓緊螺釘；4— 壓電陶瓷換能器；5— 鎳片 ( ＋ ) ；6— 鎳片 ( － ) ；7— 接線螺釘；8— 墊圈；9— 鋼墊塊 其他常用特種加工技術(shù) ? 電子束加工 ? 1. 加工原理 ? 電子束加工是利用高速電子的沖擊動能來加工工件的 ， 如圖 720所示 。 圖 720 電子束加工原理 電子槍系統(tǒng)聚焦系統(tǒng)電子束工件抽真空系統(tǒng)電源及控制系統(tǒng)? 控制電子束能量密度的大小和能量注入時間 ， 就可以達(dá)到不同的加工目的 。 ? 2． 特點與應(yīng)用 ? 電子束加工的特點如下： ? (1) 電子束能夠極其微細(xì)地聚焦 (可達(dá) l～ μm)，故可進(jìn)行微細(xì)加工 。 由于電子束能量密度高 ，可使任何材料瞬時熔化 、 汽化且機(jī)械力的作用極小 ，不易產(chǎn)生變形和應(yīng)力 ， 故能加工各種力學(xué)性能的導(dǎo)體 、 半導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料 。 ? (4) 電子束加工需要整套的專用設(shè)備和真空系統(tǒng) ，價格較貴 ， 故在生產(chǎn)中受到一定程度的限制 。 圖722所示為電子束加工彎曲的型面 。 拉制電子束速度和磁場強(qiáng)度 ， 即可控制曲率半徑 。所不同的是離子帶正電荷 ， 其質(zhì)量比電子大數(shù)千倍乃至數(shù)萬倍 ， 故在電場中加速較慢 ， 但一旦加至較高速度 ， 就比電子束具有更大的撞擊動能 。 ? 離子束加工的物理基礎(chǔ)是離子束射到材料表面時所發(fā)生的撞擊效應(yīng) 、 濺射效應(yīng)和注入效應(yīng) 。 ? 1) 離子刻蝕 ? 離子轟擊工件 ， 將工件表面的原子逐個剝離 ， 又稱離子銑削 ， 其實質(zhì)是一種原子尺度的切削加工 。 ? 3) 離子鍍 (又稱離子濺射輔助沉積 ) ? 離子同時轟擊靶材和工件表面 ， 目的是為了增強(qiáng)膜材與工件基材之間的結(jié)合力 。 工件表面層含有注入離子后 ， 就改變了化學(xué)成分 ， 從而改變了工件表面層的機(jī)械物理性能 。 離子刻蝕可達(dá)納米級精度 ， 離子鍍膜可控制在亞微米級精度 ， 離子注入的深度和濃度亦可精確地控制 。 ? (3) 離子束加工是靠離子轟擊材料表面的原子來實現(xiàn)的 ， 是一種微觀作用 ，所以加工應(yīng)力和變形極小 ， 適宜于對各種材料和低剛件零件進(jìn)行加工 。 習(xí)題 ? 1. 請比較說明各種特種加工方法的加工原理 。
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