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特種加工實(shí)習(xí)心得篇四
基本原理:電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法,又稱放電加工或電蝕加工,英文簡稱EDM。
基本設(shè)備:電火花加工機(jī)床
主要特點(diǎn):
能加工普通切削加工方法難以切削的材料和復(fù)雜形狀工件;
加工時無切削力;
不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷;
工具電極材料無須比工件材料硬;
直接使用電能加工,便于實(shí)現(xiàn)自動化;
加工后表面產(chǎn)生變質(zhì)層,在某些應(yīng)用中須進(jìn)一步去除;
工作液的凈化和加工中產(chǎn)生的煙霧污染處理比較麻煩
使用范圍:
加工具有復(fù)雜形狀的型孔和型腔的模具和零件;
加工各種硬、脆材料如硬質(zhì)合金和淬火鋼等;
加工深細(xì)孔、異形孔、深槽、窄縫和切割薄片等;
加工各種成形刀具、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等工具和量具。
電解加工(electrochemical machining):
基本原理:基于電解過程中的陽極溶解原理并借助于成型的陰極,將工件按一定形狀和尺寸加工成型的一種工藝方法,稱為電解加工。
使用范圍:電解加工對于難加工材料、形狀復(fù)雜或薄壁零件的加工具有顯著優(yōu)勢。電解加工已獲得廣泛應(yīng)用,如炮管膛線,葉片,整體葉輪,模具,異型孔及異型零件,倒角和去毛刺等加工。并且在許多零件的加工中,電解加工工藝已占有重要甚至不可替代的地位。
優(yōu)點(diǎn):
加工范圍廣。電解加工幾乎可以加工所有的導(dǎo)電材料,并且不受材料的強(qiáng)度、硬度、韌性等機(jī)械、物理性能的限制,加工后材料的金相組織基本上不發(fā)生變化。它常用于加工硬質(zhì)合金、高溫合金、淬火鋼、不銹鋼等難加工材料。
生產(chǎn)率高
加工質(zhì)量好,尤其是表面質(zhì)量。
可用于加工薄壁和易變形零件。電解加工過程中工具和工件不接觸,不存在機(jī)械切削力,不產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形,沒有飛邊毛刺。
工具陰極無損耗。
局限性:
加工精度和加工穩(wěn)定性不高。
加工成本較高,且批量越小,單件附加成本越高。
激光加工:
基本原理:激光加工是利用光的能量經(jīng)過透鏡聚焦后在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度,在極小時間內(nèi)使材料熔化或氣化而被蝕除下來,實(shí)現(xiàn)加工。
主要特點(diǎn):激光加工技術(shù)具有材料浪費(fèi)少、在規(guī)?;a(chǎn)中成本效應(yīng)明顯、對加工對象具有很強(qiáng)的適應(yīng)性等優(yōu)勢特點(diǎn)。在歐洲,對高檔汽車車殼與底座、飛機(jī)機(jī)翼以及航天器機(jī)身等特種材料的焊接,基本采用的是激光技術(shù)。
使用范圍:激光加工作為激光系統(tǒng)最常用的應(yīng)用,主要技術(shù)包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標(biāo)、激光鉆孔、微加工及光化學(xué)沉積、立體光刻、激光刻蝕等。
激光焊接
激光微雕
激光打標(biāo),蝕刻
電子束加工:
基本原理:電子束加工是利用高能量的會聚電子束的熱效應(yīng)或電離效應(yīng)對材料進(jìn)行的加工。
主要特點(diǎn):能量密度高,穿透能力強(qiáng),一次熔深范圍廣,焊縫寬比大,焊接速度快,熱影響區(qū)小,工作變形小。
使用范圍:電子束加工的材料范圍廣,加工面積可以極小;加工精度可以達(dá)到納米級,實(shí)現(xiàn)分子或原子加工;生產(chǎn)率高;加工所產(chǎn)生的污染小,但加工設(shè)備成本高??梢约庸の⒖?、窄縫等,還可用來進(jìn)行焊接和細(xì)微的光刻。真空電子束焊接橋殼技術(shù)是電子束加工在汽車制造業(yè)中的主要應(yīng)用。
離子束加工(ion beam machining):
基本原理:離子束加工是在真空狀態(tài)下,將離子源產(chǎn)生的離子流,經(jīng)加速、聚焦達(dá)到工件表面上而實(shí)現(xiàn)加工的。
主要特點(diǎn):由于離子流密度及離子能量可以精確控制,因而能精確控制加工效果,實(shí)現(xiàn)納米級乃至分子、原子級的超精密加工。離子束加工時所產(chǎn)生的污染小,加工應(yīng)力變形極小,對被加工材料的適應(yīng)性強(qiáng),但加工成本高。
使用范圍:離子束加工依其目的可以分為蝕刻及鍍膜兩種。
1.蝕刻加工:離子蝕刻用于加工陀螺儀空氣軸承和動壓馬達(dá)上的溝槽,分辨率高,精度、重復(fù)一致性好。離子束蝕刻應(yīng)用的另一個方面是蝕刻高精度圖形,如集成電路、光電器件和光集成器件等征電子學(xué)構(gòu)件。離子束蝕刻還應(yīng)用于減薄材料,制作穿透式電子顯微鏡試片。
2.離子束鍍膜加工:離子束鍍膜加工有濺射沉積和離子鍍兩種形式。離子鍍可鍍材料范圍廣泛,不論金屬、非金屬表面上均可鍍制金屬或非金屬薄膜,各種合金、化合物、或某些合成材料、半導(dǎo)體材料、高熔點(diǎn)材料亦均可鍍覆。離子束鍍膜技術(shù)可用于鍍制潤滑膜、耐熱膜、耐磨膜、裝飾膜和電氣膜等。
等離子弧加工:
基本原理:等離子弧加工是利用等離子弧的熱能對金屬或非金屬進(jìn)行切割、焊接和噴涂等的特種加工方法。
主要特點(diǎn):
微束等離子弧焊可以焊接箔材和薄板。
具有小孔效應(yīng),能較好實(shí)現(xiàn)單面焊雙面自由成形。
等離子弧能量密度大,弧柱溫度高,穿透能力強(qiáng),10~12mm厚度鋼材可不開坡口,能一次焊透雙面成形,焊接速度快,生產(chǎn)率高,應(yīng)力變形小。
設(shè)備比較復(fù)雜,氣體耗量大,只宜于室內(nèi)焊接。
使用范圍:廣泛用于工業(yè)生產(chǎn),特別是航空航天等軍工和尖端工業(yè)技術(shù)所用的銅及銅合金、鈦及鈦合金、合金鋼、不銹鋼、鉬等金屬的焊接,如鈦合金的導(dǎo)彈殼體,飛機(jī)上的一些薄壁容器等。
超聲加工:
基本原理:超聲加工是利用超聲頻作小振幅振動的工具,并通過它與工件之間游離于液體中的磨料對被加工表面的捶擊作用,使工件材料表面逐步破碎的特種加工,英文簡稱為 USM。超聲加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和拋光。
主要特點(diǎn):可以加工任何材料,特別適用于各種硬、脆的非導(dǎo)電材料的加工,對工件的加工精度高,表面質(zhì)量好,但生產(chǎn)率低。
使用范圍:超聲加工主要用于各種硬脆材料,如玻璃、石英、陶瓷、硅、鍺、鐵氧體、寶石和玉器等的打孔(包括圓孔、異形孔和彎曲孔等)、切割、開槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面拋光和砂輪修整等方面。
化學(xué)加工:
基本原理:化學(xué)加工(chemical etching) 化學(xué)加工是利用酸、堿或鹽的溶液對工件材料的腐蝕溶解作用,以獲得所需形狀、尺寸或表面狀態(tài)的工件的特種加工。
主要特點(diǎn):
能加工任意能切削金屬材料,不受硬度、強(qiáng)度等性能的限制。
適合大面積加工,并可同時加工多件。
不產(chǎn)生應(yīng)力、裂紋、毛刺,表面粗糙度達(dá)Ra1.25~2.5μm。
操作簡便。
不適宜加工對窄狹槽、孔。
不宜消除表面不平、劃痕等缺陷
使用范圍:
適于大面積厚度減薄加工;
適于在薄壁件上加工復(fù)雜型孔
快速成型:
RP技術(shù)是在現(xiàn)代CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計算機(jī)數(shù)控技術(shù)、精密伺服驅(qū)動技術(shù)以及新材料技術(shù)的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成 形材料不同,成形原理和系統(tǒng)特點(diǎn)也各有不同。但是,其基本原理都是一樣的,那就是"分層制造,逐層疊加", 類似于數(shù)學(xué)上的積分過程。形象地講,快速成形系統(tǒng)就像是一臺"立體打印機(jī)"。
基本原理:它可以在無需準(zhǔn)備任何模具、刀具和工裝卡具的情況下,直接接受產(chǎn)品設(shè)計(CAD)數(shù)據(jù),快速制造出新產(chǎn)品的樣件、模具或模型。因此,RP技術(shù)的推廣應(yīng)用可以 大大縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、提高開發(fā)質(zhì)量。由傳統(tǒng)的"去除法"到今天的"增長法",由有模制造到無模制造,這就是RP技術(shù)對制造業(yè)產(chǎn)生的革命性意義。
主要特點(diǎn):RP技術(shù)將一個實(shí)體的復(fù)雜的三維加工離散成一系列層片的加工,大大降低了加工難度,具有如下特點(diǎn):
成型全過程的快速性,適合現(xiàn)代激烈的產(chǎn)品市場;
可以制造任意復(fù)雜形狀的三維實(shí)體;
用CAD模型直接驅(qū)動,實(shí)現(xiàn)設(shè)計與制造高度一體化,其直觀性和易改性為產(chǎn)品的完美設(shè)計提供了優(yōu)良的設(shè)計環(huán)境;
成型過程無需專用夾具、模具、刀具,既節(jié)省了費(fèi)用,又縮短了制作周期。
技術(shù)的高度集成性,既是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物,也是對它們的綜合應(yīng)用,帶有鮮明的高新技術(shù)特征。
以上特點(diǎn)決定了RP技術(shù)主要適合于新產(chǎn)品開發(fā),快速單件及小批量零件制造,復(fù)雜形狀零件的制造,模具與模型設(shè)計與制造,也適合于難加工材料的制造,外形設(shè)計檢查,裝配檢驗(yàn)和快速反求工程等。
使用范圍:快速成形技術(shù)可應(yīng)用于航空、航天、汽車、通訊、醫(yī)療、電子、家電、玩具、軍事裝備、工業(yè)造型(雕刻)、建筑模型、機(jī)械行業(yè)等領(lǐng)域。
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