精密与超精密加工课件第5章其他特种加工重做.ppt
第五章 其他特种加工技术,5.1 激光加工技术5.2电子束和离子束加工5.3超声波加工技术,5.1 激光加工技术,1.激光的特性 1)强度高 2)单色性好 3）相干性好 4)方向性好,激光加工示意图,2.激光加工的原理与特点1)激光加工的原理,(1)几乎对所有的金属和非金属材料都可以进行激光加工。(2)激光能聚焦成极小的光斑。(3)可用反射镜将激光束送往远离激光器的隔离室或其它地点进行加工。(4)加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形。(5)无需加工工具和特殊环境，便于自动控制连续加工，加工效率高，加工变形和热变形小。,2)激光加工的特点,1)激光器2)导光聚焦系统3)激光加工系统,3.激光加工基本设备及其组成部分,4.激光加工的应用,1）激光打孔2)激光切割3)激光打标4)激光焊接5)激光表面处理,图5-2 CO2气体激光器切割钛合金示意图,图5-3 振镜式激光打标原理,图5-4 激光焊接过程示意图,图5-5 激光表面强化处理应用实例,5.2 电子束和离子束加工,一、电子束加工 1.加工原理,电子束加工原理,2特点与应用电子束加工的特点如下：1)电子束能够极其微细地聚焦(可达l0.1 m)。2)加工材料的范围广。3)加工在真空中进行，污染少，加工表面不易被氧化。4)电子束加工需要整套的专用设备和真空系统，价格较贵，故在生产中受到一定程度的限制。,图5-13 电子束加工的喷丝头异形孔,图5-14 电子束加工曲面、穿孔,二、离子束加工1加工原理离子束加工也是一种新兴的特种加工，它的加工原理与电子束加工原理基本类似，也是在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速、聚焦后投射到工件表面的加工部位以实现加工的。,离子束加工的物理基础是离子束射到材料表面时所发生的撞击效应、溅射效应和注入效应。离子束加工可分为四类。1)离子刻蚀 2)离子溅射沉积3)离子镀(又称离子溅射辅助沉积)4)离子注入,2特点及应用离子束加工有如下特点：(1)离子束加工是目前特种加工中最精密、最微细的加工。(2)离子束加工在高真空中进行，污染少。(3)离子束加工是靠离子轰击材料表面的原子来实现的，是一种微观作用。,5.3 超声波加工技术,1超声波加工的原理与特点1)加工原理,超声波加工原理图,2)特点(1)适合于加工各种硬脆材料。也可以加工淬火钢和硬质合金等材料。(2)由于工具可用较软的材料、做成较复杂的形状。(3)加工时宏观切削力很小，不会引起变形、烧伤。(4)加工机床结构和工具均较简单，操作维修方便。(5)生产率较低。,2.超声波加工设备,超声波加工装置,1)高频发生器 2)声学部件,几种形式的变幅杆,3)机床本体和磨料工作液循环系统,3超声波加工的应用超声波加工的生产率虽然比电火花、电解加工等低，但其加工精度和表面粗糙度都比它们好，而且能加工半导体、非导体的脆硬材料，如玻璃、石英、宝石、锗、硅甚至金刚石等。在实际生产中，超声波广泛应用于型(腔)孔加工、切割加工、清洗等方面。,超声波加工的型孔、腔孔类型,超声波切割加工,超声波清洗装置,复 习,电极的水平尺寸可用下式确定：a=AKb 式中：a电极水平方向的尺寸；A型腔的水平方向的尺寸；K与型腔尺寸标注法有关的系数；b电极单边缩放量，粗加工时，b=1+2+0 a=AKb中的号和K值的具体含义如下：(1)凡图样上型腔凸出部分，其相对应的电极凹入部分的尺寸应放大，即用“+”号；反之，凡图样上型腔凹入部分，其相对应的电极凸出部分的尺寸应缩小，即用“-”号。,(2)K值的选择原则：当图中型腔尺寸完全标注在边界上(即相当于直径方向尺寸或两边界都为定形边界)时，K取2；一端以中心线或非边界线为基准(即相当于半径方向尺寸或一端边界定形另一端边界定位)时，K取1；对于图中型腔中心线之间的位置尺寸(即两边界为定位尺寸)以及角度值和某些特殊尺寸，电极上相对应的尺寸不增不减，K取0。对于圆弧半径，亦按上述原则确定。根据以上叙述，在上图中，电极尺寸a与型腔尺寸A有如下关系：a1=A1，a2=A2-2b，a3=A3-b，a4=A4，a5=A5-b，a6=A6+b,线切割3B代码程序格式 线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧组成的，它们的3B程序指令格式如下表所示。,表3B程序指令格式,注：B为分隔符，它的作用是将X、Y、J数码区分开来；X、Y直线的终点或圆弧起点的坐标值；J为加工线段的计数长度；G为加工线段计数方向；Z为加工指令。,用3B代码编制加工图所示的线切割加工程序。已知线切割加工用的电极丝直径为0.18 mm，单边放电间隙为0.01 mm，图中A点为穿丝孔，加工方向沿ABCDEFGHA进行。,某厂用NaCl电解液电解加工一批零件，要求在64mm厚的低碳钢板上加工25mm的通孔。已知中空电极内孔直径为13.5mm，每个孔限5min加工完，求需用多大电流？如电解电流用5000A，则电解时间需多少？,
