DINGWEIWUCHA特種加工技術和方法

特種加工概念又稱為非傳統(tǒng)性加工（Non-TraditionalManufacturing-NTM）。特種加工的概念是相對的，其內容隨著加工技術的發(fā)展而變化。特種加工領域特種加工方法電火花加工基本原理是利用工具電極與工件電極之間脈沖性的火花放電，產生瞬時高溫將金屬蝕除。這種加工又稱為放電加工、電蝕加工、電脈沖加工。01電火花加工特種加工方法工作原理利用工具電極與工件電極之間脈沖性的火花放電，產生瞬時高溫，工件材料被熔化和氣化。同時，該處絕緣液體也被局部加熱，急速氣化，體積發(fā)生膨脹，隨之產生很高壓力，使已經(jīng)熔化、氣化的材料從工件表面迅速被除去。01電火花加工電火花加工原理圖特種加工方法

4個階段01電火花加工①介質電離、擊穿、形成放電通道。②火花放電產生熔化、氣化、熱膨脹。③拋出蝕除物。④間隙介質消電離（恢復絕緣狀態(tài)）。特種加工方法電火花加工的類型01電火花加工電火花成形加工電火花線切割加工電火花表面強化電火花刻字電火花回轉加工特種加工方法不受加工材料硬度限制，可加工任何硬、脆、韌、軟的導電材料。加工時無顯著切削力，發(fā)熱小，適于加工小孔、薄壁、窄槽、成形面、型腔及曲線孔等，且加工質量較好。脈沖參數(shù)調整方便，可一次裝夾完成粗、精加工。易于實現(xiàn)數(shù)控加工。01電火花加工特種加工方法電火花加工機床特種加工方法電解加工基本原理電解加工是在工具和工件之間接上直流電源，工件接陽極，工具接陰極。工具極一般用銅或不銹鋼等材料制成。兩極間外加直流電壓6-24V，極間間隙保持0.1-1mm，在間隙處通以6-60m/s的高速流動電解液，形成極間導電通路，產生電流。02電解加工特種加工方法02電解加工電火花加工機床加工時工件陽極表面的材料不斷溶解，其溶解物被高速流動的電解液及時沖走，工具陰極則不斷進給，保持極間間隙，其基本原理是陽極溶解，是電化學反應過程。特種加工方法02電解加工電解加工的特點不受材料硬度限制，能加工任何高硬度、高韌性的導電材料，并能以簡單進給運動一次加工出形狀復雜的形面和型腔。加工形面、型腔生產率高（比電火花加工高5～10倍）。采用振動進給和脈沖電流等新技術，可進一步提高生產效率。加工表面質量好，無毛刺、殘余應力和變形層。陰極在加工中損耗小。設備投資大，有污染，需防護。特種加工方法03超聲波加工基本原理超聲波加工是利用工具做超聲振動，通過工件與工具之間的磨料懸浮液而進行加工。超聲波加工原理圖特種加工方法03超聲波加工工作原理利用工具端面作超聲（16～25kHz）振動，使工作液中懸浮磨粒對工件表面撞擊拋磨來實現(xiàn)加工。超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩，通過換能器將超聲電振蕩轉變?yōu)槌暀C械振動，再通過振幅擴大棒（變幅桿）使固定在變幅桿端部的工具振幅增大到0.01～0.15mm。超聲波加工原理圖特種加工方法03超聲波加工適用于加工各種脆性金屬材料和非金屬材料，如硬質合金、淬火鋼、玻璃、陶瓷、半導體、寶石、金剛石等。可加工各種復雜形狀的型孔、型腔、成形面，還可進行套料、切割和雕刻。工具與工件不需作復雜的相對運動，機床結構簡單。超聲波加工特點及應用特種加工方法03超聲波加工超聲波加工特點及應用被加工表面無殘余應力，無破壞層，加工精度較高，尺寸精度可達0.01～0.05mm。加工過程受力小，熱影響小，可加工薄壁、薄片等易變形零件。生產效率較低。采用超聲復合加工（如超聲車削，超聲磨削，超聲電解加工，超聲線切割等）可提高加工效率。特種加工方法04電子束加工電子束加工原理圖工作原理真空條件下，利用電流加熱陰極發(fā)射電子束，經(jīng)控制柵極初步聚焦后，由加速陽極加速，通過透鏡聚焦系統(tǒng)進一步聚焦，使能量密度集中在直徑5～10μm斑點內。特種加工方法04電子束加工電子束加工原理圖工作原理高速而能量密集的電子束沖擊到工件上，被沖擊點處形成瞬時高溫（幾分之一微秒時間內升高至幾千攝氏度），工件表面局部熔化、氣化直至被蒸發(fā)去除。特種加工方法04電子束加工電子束加工特點及應用電子束束徑小（最小直徑可達0.01～0.05mm），而電子束長度可達束徑幾十倍，故可加工微細深孔、窄縫。材料適應性廣，特別適用于加工特硬、難熔金屬和非金屬材料。加工設備較復雜，投資較大。多用于微細加工。離子碰撞過程模型特種加工方法05離子束加工工作原理利用氬（Ar）離子或其它帶有10keV數(shù)量級動能的惰性氣體離子，在電場中加速，以極高速度“轟擊”工件表面，進行“濺射”加工。特種加工方法離子束濺射去除加工將被加速的離子聚焦成細束，射到被加工表面上。被加工表面受“轟擊”后，打出原子或分子，實現(xiàn)分子級去除加工。離子束濺射去除加工可用于非球面透鏡成形，金剛石刀具和沖頭的刃磨，大規(guī)模集成電路芯片刻蝕等。05離子束加工離子束去除加工裝置特種加工方法離子束濺射鍍膜加工用加速的離子從靶材上打出原子或分子，并將這些原子或分子附著到工件上，形成“鍍膜”。濺射鍍膜可鍍金屬，也可鍍非金屬。由于濺射出來的原子和分子有相當大動能，故鍍膜附著力極強（與蒸鍍、電鍍相比）。離子鍍氮化鈦，美觀耐磨。應用在刀具上可提高壽命1-2倍。05離子束加工離子束濺射鍍膜加工特種加工方法離子束濺射注入加工用高能離子（數(shù)十萬KeV）轟擊工件表面，離子打入工件表層，其電荷被中和，并留在工件中（置換原子或填隙原子），從而改變工件材料和性質?？捎糜诎雽w摻雜（在單晶硅內注入磷或硼等雜質，用于晶體管、集成電路、太陽能電池制作），金屬材料改性（提高刀具刃口硬度）等方面。05離子束加工特種加工方法05離子束加工離子束去除加工可用于非球面透鏡的成形、金剛石刀具和壓頭的刃磨、集成電路芯片圖形的曝光和刻蝕。離子束鍍膜加工是一種干式鍍，比蒸鍍有較高的附著力，效率也高。離子束注人加工可用于半導體材料摻雜、高速鋼或硬質合金刀具材料切削刃表面的改性等。特種加工方法06激光加工工作原理激光是一種受激輻射而得到的加強光。其特征：強度高，亮度大波長頻率確定，單色性好相干性好，相干長度長方向性好，幾乎是一束平行光離子束濺射鍍膜加工特種加工方法06激光加工激光束照射到工件表面時，光能被吸收，轉化成熱能，使照射斑點處溫度迅速升高、熔化、氣化而形成小坑，由于熱擴散，使斑點周圍金屬熔化，小坑內金屬蒸氣迅速膨脹，產生微型爆炸，將熔融物高速噴出并產生一個方向性很強的反沖擊波，于是在被加工表面上打出一個上大下小的孔。離子束濺射鍍膜加工特種加工方法加工精度高。激光束斑直徑可達1pm以下，可進行微細加工，它又是非接觸方式，力、熱變形小。加工材料范圍廣。激光加工可加工