第七章其他特種加工技術(shù)一.電化學加工技術(shù)二.激光加工技術(shù)三.超聲加工技術(shù)四.其他常用特種加工技術(shù)

7.1電化學加工技術(shù)7.1.1電化學加工的原理與特點1.電化學加工的原理4.1電火花加工方法2.電化學加工的分類類別加工方法及原理應用Ⅰ電解加工(陽極溶解)電化學拋光(陽極溶解)用于形狀尺寸加工用于表面加工Ⅱ電鍍(陰極沉積)電鑄(陰極沉積)用于表面加工用于形狀尺寸加工Ⅲ電解磨削(陽極溶解、機械磨削)電解放電加工(陽極溶解、電火花蝕除)用于形狀尺寸加工用于形狀尺寸加工7.1電化學加工技術(shù)7.1.2電解加工1.電解加工的原理與特點(1)能加工各種硬度和強度的材料。(2)生產(chǎn)率高，且加工生產(chǎn)率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。(3)表面質(zhì)量好，電解加工不產(chǎn)生殘余應力和變質(zhì)層，又沒有飛邊、刀痕和毛刺。(4)陰極工具在理論上不損耗，基本上可長期使用。特點7.1電化學加工技術(shù)2.電解加工設(shè)備電解加工的基本設(shè)備包括直流電源、機床及電解液系統(tǒng)三大部分

東莞市輝碟自動化科技有限公司生產(chǎn)的電解加工機床某型號電解加工機床性能及規(guī)格項目內(nèi)容

參數(shù)

設(shè)

備

規(guī)

格

額定電流/A2000A額定電壓/V6~24V脈沖頻率10~20KHZ最小脈沖寬度25微秒陰極安裝極（長×寬）300×200mm電解液泵流量32m3/H電解液泵壓力1.2MPa機

床

精

度陽極安裝板對工作臺形位精度0.05/150主軸頭重復精度/mm±0.01主軸頭速度重復精度mm/MIN0.025初始間隙重復精度/mm0.01配

套

系

統(tǒng)電解液恒溫精度±2.5℃電解液恒壓精度±5%電源穩(wěn)壓精度±1%快速短路保護時間10μS7.1電化學加工技術(shù)3.電解加工應用電解加工主要應用在深孔加工、葉片(型面)加工、鍛模(型腔)加工、管件內(nèi)孔拋光、各種型孔的倒圓和去毛刺、整體葉輪的加工等方面

雙極渦輪轉(zhuǎn)子電解加工整體葉輪7.1電化學加工技術(shù)7.1.3電鑄成型1.電鑄成型原理與特點(1)復制精度高，表面粗糙度Ra可達0.1μm，一般不需拋光即可使用。(2)母模材料不限于金屬，有時還可用制品零件直接作為母模。(3)表面硬度可達35～50HRC，所以電鑄型腔使用壽命長。(4)電鑄可獲得高純度的金屬制品。(5)電鑄時，金屬沉積速度緩慢，制造周期長。(6)電鑄層厚度不易均勻，且厚度較薄，僅為4～8mm左右。

特點7.1電化學加工技術(shù)2.電鑄設(shè)備電鑄設(shè)備主要包括電鑄槽、直流電源、攪拌和循環(huán)過濾系統(tǒng)、恒溫控制系統(tǒng)等

電鑄設(shè)備深圳市昊光機電應用科技有限公司電鑄機7.1電化學加工技術(shù)3.電鑄的應用電鑄加工主要應用航空、儀器儀表、精密機械、模具制造等方面?？潭缺P模具型腔電鑄過程

7.1電化學加工技術(shù)7.1電化學加工技術(shù)7.1.4電解磨削1.加工原理與特點1)磨削力小，生產(chǎn)率高。(2)加工精度高，表面加工質(zhì)量好。(3)設(shè)備投資較高。特點7.1電化學加工技術(shù)2.電解磨削應用電解磨削廣泛應用于平面磨削、成型磨削和內(nèi)外圓磨削。

圖7-7平面磨削示意圖圖7-8電解成型磨削原理圖7.2激光加工技術(shù)1.激光加工的原理與特點■激光加工的原理(1)幾乎對所有的金屬和非金屬材料都可以進行激光加工。(2)激光能聚焦成極小的光斑，可進行微細和精密加工，如微細窄縫和微型孔的加工。(3)可用反射鏡將激光束送往遠離激光器的隔離室或其它地點進行加工。(4)加工時不需用刀具，屬于非接觸加工，無機械加工變形。(5)無需加工工具和特殊環(huán)境，便于自動控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變形小。特點7.2激光加工技術(shù)2.激光加工基本設(shè)備及其組成部分■激光器激光器是激光加工的重要設(shè)備，它的任務是把電能轉(zhuǎn)變成光能，產(chǎn)生所需要的激光束?！鰧Ч饩劢瓜到y(tǒng)根據(jù)被加工工件的性能要求，光束經(jīng)放大、整形、聚焦后作用于加工部位，這種從激光器輸出窗口到被加工工件之間的裝置稱為導光聚焦系統(tǒng)?！黾す饧庸は到y(tǒng)激光加工系統(tǒng)主要包括床身、能夠在三維坐標范圍內(nèi)移動的工作臺及機電控制系統(tǒng)等。

7.2激光加工技術(shù)3.激光加工應用■激光打孔幾乎所有金屬和非金屬材料均能打孔，特點對硬質(zhì)材料進行微細孔的加工，深徑比達50-100。激光打孔的質(zhì)量主要與激光器輸出功率和照射時間、焦距與發(fā)散角、焦點位置、光斑內(nèi)能量分布、照射次數(shù)及工件材料等因素有關(guān)。7.2激光加工技術(shù)■激光切割激光可以切割金屬，也可以切割非金屬。用來加工玻璃、陶瓷、各種精密細小的零部件。激光切割過程中，影響激光切割參數(shù)的主要因素有激光功率、吹氣壓力、材料厚度等7.2激光加工技術(shù)■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

7.2激光加工技術(shù)■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。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7.2激光加工技術(shù)■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0.7～1.1mm，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。

7.3超聲波加工技術(shù)1.超聲波加工的原理與特點■加工原理(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，也可以加工淬火鋼和硬質(zhì)合金等材料。(2)由于工具材料硬度很高，故易于制造形狀復雜的型孔。(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0.2μm，加工精度可達0.05～0.02mm，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。

特點7.3超聲波加工技術(shù)2.超聲波加工設(shè)備CSJ-2型超聲加工機床超聲波加工裝置的構(gòu)成及關(guān)鍵部件超聲加工設(shè)備包括超聲高配發(fā)生器、超聲振動系統(tǒng)、機床本體和磨料工作液循環(huán)系統(tǒng)■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，以供給工具往復運動和加工工件的能量?；疽螅狠敵龉β屎皖l率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，最好能具有對共振頻率自動跟蹤和自動微調(diào)的功能；還要求結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格便宜、體積小等7.3超聲波加工技術(shù)■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

。7.3超聲波加工技術(shù)幾種形式的變幅桿變幅桿應用的原理是：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?！鰴C床本體和磨料工作液循環(huán)系統(tǒng)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、碳化硅、氧化硒或氧化鋁等；常用的工作液是水，有時用煤油或機油。磨料的粒度大小取決于加工精度、表面粗糙度及生產(chǎn)率的要求。7.3超聲波加工技術(shù)3.超聲波加工的應用7.3超聲波加工技術(shù)圖7-17超聲波加工的型孔、腔孔類型7.3超聲波加工技術(shù)圖7-18超聲波切割加工7.3超聲波加工技術(shù)圖7-18超聲波清洗裝置7.4其他常用特種加工技術(shù)1.加工原理特點7.4.1電子束加工1)電子束能夠極其微細地聚焦(可達l～0.1μm)，故可進行微細加工。(2)加工材料的范圍廣。能加工各種力學性能的導體、半導體和非導體材料。(3)加工在真空中進行，污染少，加工表面不易被氧化。(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。

7.4其他常用特種加工技術(shù)應用圖7-21電子束加工的噴絲頭異形孔圖7-22電子束加工曲面、穿孔7.4其他常用特種加工技術(shù)1.加工原理7.4.1離子束加工與電子束加工原理基本類似，也是在真空條件下，將離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)過加速、聚焦后投射到工件表面的加工部位以實現(xiàn)加工的。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。離子束加工是靠微觀機械撞擊能量轉(zhuǎn)化為熱能進行的

■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、濺射效應和注入效應?！鲭x子束加工的分類1)離子刻蝕●原子級剝除，納米級精度；●效率低，原子剝離速度大約每秒1層到幾十層原子7.4其他常用特種加工技術(shù)2）離子濺射沉積

7.4其他常用特種加工技術(shù)3)離子鍍(又稱離子濺射輔助沉積)●鍍膜前，離子束對基體表面轟擊清洗掉污垢和氧化物提高其附著力?！皴兡傞_始，濺射出來的基體原子和空氣中的靶材原子、離子相互撞擊而返回工件表面，形成混合過渡膜層，增強了基材與膜材的結(jié)合力。7.4其他常用特種加工技術(shù)4)離子注入●注入的離子固熔在工件材料中，含量可達10%-40%，深度可達1mm。●起到改善金屬表面性能（機械物理和化學性能）的功效。7.4其他常用特種加工技術(shù)7.4其他常用特種加工技術(shù)2.特點及應用離子束加工是目