精密与超精密加工课件第5章 其他特种加工重做

第五章 其他特种加工技术
(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
G′
G F E
R 20
F′ E′ D′
D 40
H
B A 80
C 3
H′ A′
B′ C′
(a) 零零零
(b) 钼钼钼钼零
第五章 其他特种加工技术
某厂用NaCl电解液电解加工一批零件，要求在 电解液电解加工一批零件， 某厂用 电解液电解加工一批零件 64mm厚的低碳钢板上加工 厚的低碳钢板上加工φ25mm的通孔。已知中 的通孔。 厚的低碳钢板上加工 的通孔 空电极内孔直径为φ13.5mm，每个孔限 ，每个孔限5min加工 空电极内孔直径为 加工 完，求需用多大电流？如电解电流用5000A，则电 求需用多大电流？如电解电流用 ， 解时间需多少？ 解时间需多少？
第五章 其他特种加工技术
线切割3 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 3B程序指令格式
B 分隔符 X X 坐标值 B 分隔符 Y Y 坐标值 B 分隔符 J 计数长度 G 计数方向 Z 加工指令
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。
第五章 其他特种加工技术
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
加工加 工工 振 动 方 导
工零
磨磨＋工工磨
超声波加工原理图
工工振变
第五章 其他特种加工技术 2) 特点 适合于加工各种硬脆材料。 (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。 材料。 (2)由于工具可用较软的材料、做成较复杂的形状。 由于工具可用较软的材料、做成较复杂的形状。
第五章 其他特种加工技术 代码编制加工图所示的线切割加工程序。 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 mm， 线切割加工用的电极丝直径为 0.18 mm ， 单边放电间隙 mm， 图中A 点为穿丝孔， 加工方向沿A B C D 为 0.01 mm ， 图中 A 点为穿丝孔 ， 加工方向沿 A—B—C—D— E—F—G—H—A进行。 F G H A进行。
1
(a) 超超超超超超超镍超超零
(b) 刀工
(c) 超超切切压压切钢
超声波切割加工
第五章 其他特种加工技术
1 2 1—清清清； 2—变变变； 3—压压压压； 4—压电压压压压压； 5—镍镍(＋)； 6—镍镍(－)； 7—接接压压； 8—垫垫； 9—钢垫钢
3 4 5 6 7 8 9
超声波清洗装置
第五章 其他特种加工技术
第五章 其他特种加工技术
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 电子束和离子束加工 5.3超声波加工技术 超声波加工技术
第五章 其他特种加工技术
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 4)方向性好
第五章 其他特种加工技术 2. 激光加工的原理与特点 1) 激光加工的原理
第五章 其他特种加工技术
第五章 其他特种加工技术
第五章 其他特种加工技术源自2．特点及应用 离子束加工有如下特点： 离子束加工有如下特点： 离子束加工是目前特种加工中最精密、 (1) 离子束加工是目前特种加工中最精密、最微细的 加工。 加工。 (2) 离子束加工在高真空中进行，污染少。 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。 是一种微观作用。
第五章 其他特种加工技术
3.激光加工基本设备及其组成部分
1) 激光器 2) 导光聚焦系统 3) 激光加工系统
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
第五章 其他特种加工技术
平淬振 激激压 聚聚透振 激激电 喷喷 辅辅辅辅 钛钛被
图5-2 CO2气体激光器切割钛合金示意图
第五章 其他特种加工技术
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。 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。 束加工可分为四类。 1) 离子刻蚀
2) 离子溅射沉积 离子镀(又称离子溅射辅助沉积) 3) 离子镀(又称离子溅射辅助沉积) 4) 离子注入
第五章 其他特种加工技术
0.03～0.07 mm
图5-13 电子束加工的喷丝头异形孔
第五章 其他特种加工技术
3 3
1
1—工零； 2—工零工动方导； 3—电电电 2
(a)
(b)
(c)
(d)
图5-14 电子束加工曲面、穿孔
第五章 其他特种加工技术 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， 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， 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、 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。 加工部位以实现加工的。
第五章 其他特种加工技术
(a) 加工加加
(b) 加工型型
(c) 加工加加加
(d) 套磨加工
(e) 加工加加加
超声波加工的型孔、腔孔类型
第五章 其他特种加工技术
1 2 3 2 3 4 1—变变变；2—工工(薄钢镍)； 3—磨磨磨；4—工零(超超超) 5 1—变变变；2—焊焊；3—铆压； 4—导导镍；5—软钢刀镍 4
a=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。
第五章 其他特种加工技术
A4 a4 A3 a3
b
a5 A5 A6 A2 a2
a6
α a1 A1
1 2 3
4
1—激激压；2—激激电； 3—全全全全振；4—聚聚聚振； 5—工零；6—工工工
5 6
激光加工示意图
第五章 其他特种加工技术 2) 激光加工的特点 几乎对所有的金属和非金属材料都可以进行激光加工。 (1) 几乎对所有的金属和非金属材料都可以进行激光加工。 激光能聚焦成极小的光斑。 (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。 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。 加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形。 无需加工工具和特殊环境，便于自动控制连续加工， (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。 效率高，加工变形和热变形小。
超声波加工装置
第五章 其他特种加工技术
1) 高频发生器 2) 声学部件
(a) 锥加
(b) 指指加
(c) 阶阶加
几种形式的变幅杆
3) 机床本体和磨料工作液循环系统
第五章 其他特种加工技术
3．超声波加工的应用 超声波加工的生产率虽然比电火花、 超声波加工的生产率虽然比电火花 、 电解 加工等低， 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， 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。 硅甚至金刚石等。 如玻璃、石英、宝石、 在实际生产中，超声波广泛应用于型( 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。 切割加工、清洗等方面。
复
A1
习
a1
A3
A2 R1
a2
r1
α
R2
α
r2
(a) 型型
(b) 电电
a3
第五章 其他特种加工技术
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=δ1+δ2+δ0
第五章 其他特种加工技术
激激电 激电光光 振振
Y铸轴轴
透振
图5-3 振镜式激光打标原理
第五章 其他特种加工技术
1 2 3 4
1—激激；2—被焊接零零； 3—被被被被被；4—已冷冷切被已
图5-4 激光焊接过程示意图
第五章 其他特种加工技术
淬淬淬淬
淬淬淬淬
(a) 加锥淬淬
(b) 铸铸铸铸铸淬淬
图5-5 激光表面强化处理应用实例
(3) 加工时宏观切削力很小，不会引起变形、烧伤。 加工时宏观切削力很小，不会引起变形、烧伤。 加工机床结构和工具均较简单，操作维修方便。 (4) 加工机床结构和工具均较简单，操作维修方便。 生产率较低。 (5) 生产率较低。
第五章 其他特种加工技术 2. 超声波加工设备
8
1
7 2
6 3 5 1—冷冷压；2—磨磨磨磨磨磨磨；3—工工； 4—工零；5—磨磨磨磨磨磨磨；6—变变变； 7—压压压；8—高高高高压 4