1特种加工技术PB.ppt

* 1) 高频发生器 高频发生器即超声波发生器，其作用是将低频交流电转变为具有一定功率输出的超声频电振荡，以供给工具往复运动和加工工件的能量。 2) 声学部件 声学部件的作用是将高频电能转换成机械振动，并以波的形式传递到工具端面。声学部件主要由换能器、振幅扩大棒及工具组成。换能器的作用是把超声频电振荡信号转换为机械振动；振幅扩大棒又称变幅杆，其作用是将振幅放大。 由于换能器材料伸缩变形量很小，在共振情况下也超不过0.005～0.01 mm，而超声波加工却需要0.01～0.1 mm的振幅，因此必须用上粗下细(按指数曲线设计)的变幅杆放大振幅。变幅杆应用的原理是：因为通过变幅杆的每一截面的振动能量是不变的，所以随着截面积的减小，振幅就会增大。 3) 机床本体和磨料工作液循环系统 超声波加工机床的本体一般很简单，包括支撑声学部件的机架、工作台面以及使工具以一定压力作用在工件上的进给机构等；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、氧化硒或氧化铝等；常用的工作液是水，有时用煤油或机油。磨料的粒度大小取决于加工精度、表面粗糙度及生产率的要求。 * 由于上述特点，电子束加工常应用于加工微细小孔、异型孔(如图2-21所示)及特殊曲面。 * 图2-22所示为电子束加工弯曲的型面。其原理为：电子束在磁场中受力，在工件内部弯曲，工件同时移动，即可加工曲面Ⅰ；随后改变磁场极性，即可加工曲面Ⅱ；在工件实体部位内加工，即可得到弯槽Ⅲ；当工件固定不动，先后改变磁场极性，二次加工，即可得到一个入口、两个出口的弯孔Ⅳ。拉制电子束速度和磁场强度，即可控制曲率半径。 激光切割演示 三、超声波加工Ultrasonic Machining 1．超声波加工的原理与特点 1) 加工原理 超声波加工是利用振动频率超过16 000 Hz的工具头，通过悬浮液磨料对工件进行成型加工的一种方法，其加工原理如图2-14所示。 图2-14 超声波加工原理图 2) 特点 超声波加工的主要特点如下： (1) 适合于加工各种硬脆材料，特别是某些不导电的非金属材料，例玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。也可以加工淬火钢和硬质合金等材料，但效率相对较低。 (2) 由于工具材料硬度很高，故易于制造形状复杂的型孔。 (3) 加工时宏观切削力很小，不会引起变形、烧伤。表面粗糙度Ra值很小，可达0.2 μm，加工精度可达0.05～0.02 mm，而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度的零件。 (4) 加工机床结构和工具均较简单，操作维修方便。 (5) 生产率较低。这是超声波加工的一大缺点。 2. 超声波加工设备 超声波加工装置如图2-15所示。尽管不同功率大小、不同公司生产的超声波加工设备在结构形式上各不相同，但一般都由高频发生器、超声振动系统(声学部件)、机床本体和磨料工作液循环系统等部分组成。 图2-15 超声波加工装置 ② 换能器：把超声频电振荡转变为超声频机械振动。常用 的换能器有：压电效应换能器和磁致伸缩换能器。 ① 超声波发生器：将工频交流电转变为具有一定功率的超 声频电振荡。 ⑤ 磨料悬浮液(磨料液)：由工作液和磨料混合而成。常用的工  作液有水、煤油等。常用的磨料有碳化硅、碳化硼、金刚砂  等。 ③ 振幅扩大棒(变幅杆)：将换能器产生的小振幅(0.005～ 0.01 mm)，转变为能满足超声波加工要求的振幅(0.01～0.1mm)。 常用的变幅杆有锥形(扩大5～10倍)、指数曲线形(扩大 10～20倍)和阶梯形(扩大20倍以上)三种。 ④ 工具：为避免工具受到大的破坏，其材料不宜过脆；为不 使变幅杆共振频率降低，其重量不宜过大，一般用45钢。 3．超声波加工的应用 超声波加工的生产率虽然比电火花、电解加工等低，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，如玻璃、石英、宝石、锗、硅甚至金刚石等。 在实际生产中，超声波广泛应用于型(腔)孔加工(如图2-17所示)、切割加工(如图2-18所示)、清洗(如图2-19所示)等方面。 图2-17 超声波加工的型孔、腔孔类型 图2-18 超声波切割加工 图2-19 超声波清洗装置 四、 其他常用特种加工技术 1、 电子束加工 1. 加工原理 电子束加工是利用高速电子的冲击动能来加工工件的，如图2-2