其他特種加工技術(shù)ppt課件(已改無錯字)
2023-06-06 06:33:09 本頁面
【正文】 主要因素有激光功率 、 吹氣壓力 、 材料厚度等 。 ? 3) 激光打標 ? 激光打標是指利用高能量的激光束照射在工件表面 ， 光能瞬時變成熱能 ， 使工件表面迅速產(chǎn)生蒸發(fā) ， 從而在工件表面刻出任意所需要的文字和圖形 ， 以作為永久防偽標志 (如圖 711所示 )。 圖 711 振鏡式激光打標原理 激光束光束準直振鏡Y 軸馬達透鏡? 激光打標的特點是非接觸加工 ， 可在任何異型表面標刻 ， 工件不會變形和產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 ， 適于金屬 、 塑料 、 玻璃 、 陶瓷 、 木材 、 皮革等各種材料；標記清晰 、永久 、 美觀 ， 并能有效防偽；標刻速度快 ， 運行成本低 ， 無污染 ， 可顯著提高被標刻產(chǎn)品的檔次 。 ? 激光打標廣泛應(yīng)用于電子元器件 、 汽 (摩托 )車配件 、 醫(yī)療器械 、 通訊器材 、 計算機外圍設(shè)備 、 鐘表等產(chǎn)品和煙酒食品防偽等行業(yè) 。 ? 4) 激光焊接 ? 當激光的功率密度為 105～ 107 W/cm2， 照射時間約為 1/100 s左右時 ， 可進行激光焊接 。 激光焊接一般無需焊料和焊劑 ， 只需將工件的加工區(qū)域 “ 熱熔 ” 在一起即可 ， 如圖 712所示 。 ? 激光焊接速度快 ， 熱影響區(qū)小 ， 焊接質(zhì)量高 ， 既可焊接同種材料 ， 也可焊接異種材料 ， 還可透過玻璃進行焊接 。 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行激光表面淬火 。 淬火層深度一般為～ mm， 淬火層硬度比常規(guī)淬火約高20%。 激光淬火變形小 ， 還能解決低碳鋼的表面淬火強化問題 。 圖 713為激光表面淬火處理應(yīng)用實例 。 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行成型加工的一種方法 ， 其加工原理如圖 714所示 。 圖 714 超聲波加工原理圖 加工力工具工件振動方向磨料＋工作液 工具振幅? 當工具以 16 000 Hz以上的振動頻率作用于懸浮液磨料時 ， 磨料便以極高的速度強力沖擊加工表面；同時由于懸浮液磨料的攪動 ， 使磨粒以高速度拋磨工件表面；此外 ， 磨料液受工具端面的超聲振動而產(chǎn)生交變的沖擊波和 “ 空化現(xiàn)象 ” 。 所謂空化現(xiàn)象 ， 是指當工具端面以很大的加速度離開工件表面時 ， 加工間隙內(nèi)形成負壓和局部真空 ， 在磨料液內(nèi)形成很多微空腔；當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 。 ? 這些因素使工件的加工部位材料粉碎破壞，隨著加工的不斷進行，工具的形狀就逐漸“復(fù)制”在工件上。由此可見，超聲波加工是磨粒的機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。因此，材料愈硬脆，愈易遭受撞擊破壞，愈易進行超聲波加工。 ? 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 ， 特別是某些不導電的非金屬材料 ， 例玻璃 、 陶瓷 、 石英 、 硅 、 瑪瑙 、 寶石 、 金剛石等 。也可以加工淬火鋼和硬質(zhì)合金等材料 ， 但效率相對較低 。 ? (2) 由于工具材料硬度很高 ， 故易于制造形狀復(fù)雜的型孔 。 ? (3) 加工時宏觀切削力很小 ， 不會引起變形 、燒傷 。 表面粗糙度 Ra值很小 ， 可達 μm， 加工精度可達 ～ mm， 而且可以加工薄壁 、 窄縫 、 低剛度的零件 。 ? (4) 加工機床結(jié)構(gòu)和工具均較簡單 ， 操作維修方便 。 ? (5) 生產(chǎn)率較低 。 這是超聲波加工的一大缺點 。 ? 2. 超聲波加工設(shè)備 ? 超聲波加工裝置如圖 715所示 。 盡管不同功率大小 、 不同公司生產(chǎn)的超聲波加工設(shè)備在結(jié)構(gòu)形式上各不相同 ， 但一般都由高頻發(fā)生器 、 超聲振動系統(tǒng) (聲學部件 )、 機床本體和磨料工作液循環(huán)系統(tǒng)等部分組成 。 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)運動和加工工件的能量 。 ? 2) 聲學部件 ? 聲學部件的作用是將高頻電能轉(zhuǎn)換成機械振動，并以波的形式傳遞到工具端面。聲學部件主要由換能器、振幅擴大棒及工具組成。換能器的作用是把超聲頻電振蕩信號轉(zhuǎn)換為機械振動；振幅擴大棒又稱變幅桿，其作用是將振幅放大。 ? 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 (按指數(shù)曲線設(shè)計 )的變幅桿放大振幅。變幅桿應(yīng)用的原理是：因為通過變幅桿的每一截面的振動能量是不變的，所以隨著截面積的減小，振幅就會增大。 ? 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械振動作用于懸浮液磨料對工件進行沖擊 。 工具材料應(yīng)選用硬度和脆性不很大的韌性材料 ， 如 45鋼 ， 這樣可以減少工具的相對磨損 。 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 )。 ( a ) 錐形 ( b ) 指數(shù)形 ( c ) 階梯形圖 716 幾種形式的變幅桿 ? 3) 機床本體和磨料工作液循環(huán)系統(tǒng) ? 超聲波加工機床的本體一般很簡單 ， 包括支撐聲學部件的機架 、 工作臺面以及使工具以一定壓力作用在工件上的進給機構(gòu)等；磨料工作液是磨料和工作液的混合物 。 常用的磨料有碳化硼 、碳化
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