《精密与特种加工第5.6章复习重点剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精密与特种加工第5.6章复习重点剖析（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精密加工与特种加工第五,六章复习重点第五章 高能束加工5.1离子束加工的基本原理: 离子束加工是利用离子束对材料进行成型或改性的加工方法。在真空条件下，将由离子源产生的离子经过电场加速，获得具有一定速度的离子束投射到材料表面，产生溅射效应和注入效应，这就是离子束加工的物理基础。材料的溅射率与离子束的入射角有关，对于表面抛光和刻蚀工艺必须严格控制离子束的束散角。5.2.3.1 离子束加工的特点：（1）易于精确控制（2）加工时产生污染少（3）加工应力小，变行极小，对材料适应性强离子束加工技术主要有四种：离子束刻蚀、溅射镀膜、离子镀和离子注入。前三种是利用离子溅射效应，最后一种是基于注入效应。离子束
2、刻蚀以其适于精加工的特点而应用于各个领域，如高精度加工、表面抛光、图形刻蚀、点镜试样制备、石英晶体振荡器，以及各种传感器件的制作等。5.2.3.3（1）溅射镀膜原理:溅射膜基于粒子轰击靶材时的溅射效应，各种溅射技术采用的放电方式有所不同。直流二极溅射是利用直流辉光放电，三极溅射是利用热阴极支持的辉光放电，磁控溅射是利用环状磁场控制下的辉光放电。以上两种溅射方式，由于生产率低，等离子体内不均匀等原因，难以在实际生产中大量应用。而后出现的磁控溅射技术，在工业生产得到了实际应用。合金膜的镀制：在各种镀膜技术中，溅射最适合于镀制合金膜可分为三种方法：多靶溅射、镶嵌溅射和合金靶溅射。化合物膜的镀制：化合
3、物膜通常是指由金属元素(碳、氮、氧、硼、硫等)的化合物镀成的薄膜。具体方法为：直流溅射、射频溅射和反应溅射。5.2.3.4（1）离子镀的基本原理（易出简答题第116页）由于离子镀的附着力好，使原来在蒸镀中不能匹配的基片材料和镀料，可以用离子镀完成。还可以镀出各种氧化物、氮化物和碳化物的膜层。（2）离子镀的应用耐磨功能膜，润滑功能膜，抗蚀功能膜，耐热功能膜，装饰功能膜。5.3.1.1电子束加工的原理：电子的产生是通过加热发射材料，在热发射的效应下，电子飞离材料表面。热发射电子在强电场作用下，经过加速和聚焦，沿电场强度相反方向运动形成高速电子束流。 电子束加工的另一种是利用电子束流的非热效应。5.
4、3.1.2电子束加工的特点：（1）束斑极小（2）能量密度很高（3）生产率高（4）可控性好（5）无污染（6）电子束加工需要一套专用设备和真空系统，价格较贵，生产应用有一定局限性， 5.3.3电子束加工应用电子束加工可用于打孔、焊接、热处理、刻蚀等多方面。但在生产中应用较多的是焊接、打孔和蚀刻。(1) 电子束焊接的工艺特点 焊接深度较宽 焊接速度高 热变形小 焊接物理性能好 工艺适应性强 焊接材料范围广电子束曝光主要分为两类：扫描电子束曝光，又称电子束线曝光；投影电子束曝光，又称电子束面曝光5.4.1激光加工的四大特性：高亮度、高方向性、高单色性和高相于性激光加工的特点：(1) 加工方法多、适应性
5、强。(2) 加工精度高，质量好。(3) 加工效率高，经济效益好。(4) 节约能源与材料，无公害与污染。(5) 加工用的是激光束，吴“刀具”磨损及削力影响的问题。5.4.2激光加工设备1. 激光器：激光器是激光加工的重要设备，它将电能转变成光能，产生激光束。按工作物质的形态可分为固体、气体、半导体和液体激光器。2. 导光聚焦系统导光聚焦系统的关键技术：激光束的变化方式、光路及机械结构的精确设计、光学元件的选择、光学元件的加工工艺及镀膜技术、光束质量的在线监测与控制、自动调焦、被加工工件质量实时监控技术等。3. 激光加工设备的发展趋势激光加工设备的发展主要体现在数控化和综合化、小型化和组合化，以及
6、搞重复性和高可靠性等方面。5.4.4 激光加工的主要应用1. 激光增材制造增材制造技术将和20世纪50年代的数控技术及60年代的特种加工技术具有等同的重要意义。增材制造技术具有以下突出优点：对零件的复杂性几乎没有任何限制，特别是适合于制作具有复杂形状的零件；适合于快速产生零件，使产品迅速投放市场，征求用户意见。产品更新换代容易，生产周期短，成本低；零件生产不需要设计制造工装设备。（1）传统金属表面处理方法有：表面硬化法、扩散表面渗透处理法、金属保护膜法、防锈保护膜法、电化学处理、喷丸处理、孔冷挤压及干涉配合等技术。（2）利用力效应的激光表面处理技术：金属的激光成型，激光冲击（3）利用热效应的激
7、光表面处理技术：激光淬火，激光表面涂覆，激光表面合金化，激光非晶化，激光细化晶粒与激光重熔，激光快速刻花（激光毛化）。第六章 复合加工6.1.1复合加工主要从以下三个方向发展：（1）以满足工件加工尺寸精度、表面粗糙度或其它表面质量方面的要求为目的，去发展已有的加工方法，组合新的复合加工方式；（2）以提高生产率和扩大加工范围为目的发展复合加工；（3）环境问题、经济性问题也会限制一部分加工方法的使用，而具有“绿色”特征的复合加工会得到优先发展。6.1.2复合加工分类以传统加工方法为主与特种加工方法结合；以特种加工方法为主与传统加工方法结合；特种加工方法之间结合来三大类。6.2.1超声振动切削超声加
8、工时既不依赖于材料的导电性又没有热物理作用，这决定了超声加工技术在硬脆材料，尤其是非金属硬脆陶瓷材料加工方面的广泛应用。超声振动切削的特点：A 切削力小、切削功率消耗低B 工件加工精度高、表面粗糙度低C 刀具寿命高D 加工范围广E 生产率高空化作用：是指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在工作液体内形成很多微空腔，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合，引起极强的液压冲击波，可以强化加工过程。6.2.2磁化切削加工所谓磁化切削，是一种基本不需要投资，尽可能利用原有的机床和一般切削工具，仅将工件或刀具两者同时处于被磁化的条件下进行切削加工的方法。磁化
9、切削分类：按磁化对象可分为刀具磁化、工件磁化及刀具-工件一体磁化三种形式。按磁化与切削加工的关系可分为机外磁化和在机磁化两种形式。在机磁化是指在切削过程中对刀具、工件两者同时磁化，可以通过改变电流大小、线圈匝数来控制磁感强度，其优点是利于磁场稳定，缺点是安装复杂，易吸附切削。按磁化时的电源可分为直流磁化、交流磁化、脉冲磁化。磁化的效果：减少切削力与功率消耗，提高刀具耐用度，可降低工件表面粗糙度和提高加工精度，装置简单、安全可靠、成本低。6.2.3低（高）温切削加工（1）低温切削的主要形式：浸入冷却法，喷射冷却法，刀具冷却法，工件冷却法（2）低温切削的工艺效果低温切削技术主要有两大特点，一是可以
10、改善难加工材料的切削加工方法；二是能提高零件的加工精度与加工表面质量。效果：减小切削力，对于具有低温脆性的金属材料，切削力可降低20%-25%。降低切削温度、提高刀具寿命。降低工件表面粗糙度、提高加工精度。（3）低温切削的应用具有低温脆性的体心立方晶体材料，如钢铁等：由于导热率极低的非金属材料及复合材料，切削加工时，材料的导热率极低，切削热产生后不易传递而聚焦，造成加工困难，甚至无法加工。（4）加热切削加热切削是对难加工材料进行切削的一种方法，它在切削过程中，通过各种方式，对被切削材料进行加热，使切削区、工件表面或整体达到一个合适的温度后在进行切削的加工方法。其目的是使被加工材料的硬度、强度下
11、降，而易于产生塑性变形，因而可减少切削力和振动，提高金属切除率，延长刀具寿命，降低被加工的表面粗糙度。6.3电解机械复合加工是利用电解作用与机械切削或磨削作用相结合而进行加工的复合加工。复合电解磨削的特点：A. 加工范围广、加工效率高B. 工件的加工精度和表面质量高C. 砂轮的磨损量小D. 对机床、工具腐蚀相对较小电化学当量为：按照法拉第定律，单位电量理论上所能蚀除的金属量。6.3.1复合电解磨削所用的导电砂轮一般是由铜粉和氧化铝磨料加压成型后烧结而成，其主要作用是电解时的阴极和磨削时刮除钝化薄膜。6.3.2复合电解珩磨特点：加工效率高，电参数调节范围大，珩磨头既是磨削工具，又是电解加工的工具
12、电极，必须保证导电能力，磨条损耗小，排屑容易，冷却性能好，热应力小，工件无毛刺。6.3.3电解研磨按磨料是否粘固在弹性合成无纺布上可分为固定磨粒加工和流动磨粒加工两种。6.3.3.2磁性磨料电解研磨加工工艺特点：具有良好的适应性，由于磁性磨料在磁场中能根据工件形状自动形成加工磨具，所以可以加工任意复杂形状的表面。通过改变磁感应强度来控制作用力，因此加工具有可控性，尤其是可根据需要调节磁性磨料的保持力。由于磁力光整加工属于柔性加工，且磁极与工件表面之间的间隙可在几毫米范围内可调，所以复合加工工艺使用的装置可用普通低精度的或已用过的机床改造，可大大降低加工所需的设备成本。6.4超声加工的加工精度和
13、表面粗糙度都比电火花、电解加工好，甚至一些电火花加工后的淬火钢、硬质合金冲模，最后还常用超声抛磨进行光整加工。但生产率低，如果能将超声和电火花或电解等加工方法相结合进行复合加工，将会有效地解决硬质合金、耐热合金等硬质金属材料超声加工速度低，工具损耗大等问题。6.4.2超声电解加工是辅以超声振动的复合电解加工。目前多用于难加工材料的深小孔及表面光整加工。主要有超声电解复合加工和超声复合电解抛光。6.5电解电火花磨削加工（1）它是由机械磨削、电解加工、电火花加工复合的加工方法，又称（MEEC）法。（2）MEEC法的特点与应用MEEC法的电源有两种加工方式，可根据不同的工件状态进行选择。MEEC的工作液应为低溶度的特殊电解液，可发挥电解、放电、机械磨削时的润滑作用，且对机床无腐蚀。具有高速、高精度的加工效果，对硬脆、难切削材料亦能如此。工件被加工后，无机械损伤，不产生材料物理机械性能降低的变质层。
