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 2CO2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l 0 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 A K b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 0a A Kb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 18mm 单边放电间隙为0 01mm 图中A点为穿丝孔 加工方向沿A B C D E F G H A进行 某厂用