NO9模块九 特种加工与现代制造技术 《机械制造基础》教案.doc

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1、i知识目标：熟悉常见的特种加工方法及其工作原理；了解现代制造技术的发展趋势。教学!能力目标：根据零件的要求及结构特点，选择合适的特种加工方法。目标i素质目标：i教学重点常见的特种加工方法及其工作原理教学难点常见的特种加工方法及其工作原理__________教学手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学2学时教学内容与教学过程设计i注释—模块九特种加工与现代制造技术传统的切削加工方法都是“以硬克软”，即由“硬”的刀具对“软”的被加工材料施以外・明确仟峯旷仟冬力，使被加工材料变形和分离以达到加工的目的。但随着科学技术的发展，岀现了许多传统：鑑囂爲夯加工

2、方法难以加工的材料和结构。这些材料具有高硬度、高强度、高脆性、高熔点或高黏性：旳驱功卜子刁。等，如硬质合金、钛合金、淬火工具钢、陶瓷、玻璃等。难以加工的结构有复杂曲面，如涡轮机的叶片、成形模具的模腔；极小的尺寸如栅网、喷丝嘴、喷油嘴；低刚度构件如薄壁件、细长轴、弹性元件等。K任务分析』为完成上述制造任务，特种加工方法渐渐发展起来。[[相关知识月学习悄境一激光加工一、激光加工的原理激光加工的原理如图9-1所示。激光器1吸收的特定波长的光通过光阑2和反射镜3后输出激光束，并通过透镜4将激光束聚焦到工件5的加工表面上，即可对工件进行加工。二、激光加工

3、的特点激光加工的特点如下。(1)激光加工加工范围广。激光加工的功率密度是各种加工方法中最高的一种，几乎能加工任何金属和非金属材料，如高熔点材料、耐热合金、硬质合金、有机玻璃及陶瓷、宝石、金刚石等硬脆材料。(1)激光加工操作简便。激光加工不需要真空条件，可在各种环境中进行。（3）激光加工加工质量好。由于激光具有能量密度高、瞬态性和非接触性等特点，工件热变形极小，且无机械变形，对精密小零件的加工非常有利。（4）激光加工无工具损耗。激光加工不需要加工工具，是非接触加工，工件不受明显的切削力，可对刚度差的薄壁零件进行加工。（5）激光加工加工速度快、效率

4、高，可减小热扩散带来的热变形。（6）激光加工可控性好，易于实现加工自动化。（7）激光加工装置小巧简单，维修方便。（8）激光加工能实现一机多能。在同一台激光加工装置上可分别进行切割、打孔、焊接、表面处理等多种加工，既可分步加工，又可在几个工位同时加工。（9）激光加工无公害和污染。激光束不会产生X射线等有害射线，无加工污染，也无需安装射线防护装置。三、激光加工的应用近年来，激光加工被越来越多地应用在汽车、仪器仪表、模具制造等领域。目前，激光加工的应用主要有以下几个方面。1•激光打孔2.激光切割3.激光焊接4.激光雕刻5.激光热处理学习悄境二电子束加

5、工一、电子束加工的原理电子束加工是在真空条件下，利用电流加热阴极发射电子束，带负电荷的电子束高速飞向阳极，途中经加速极加速，并通过电磁透镜聚集，使能量高度集中，从而使材料被冲击部分的温度，在瞬间升高到摄氏几千度，热量还来不及向周围扩散，就已把局部材料瞬时熔化甚至汽化去除。二、电子束加工的特点（1）电子束能量密度高，聚集点范围小，适合加工精微深孔和窄缝等，加工速度快，效率高。（2）电子束加工的工件变形小。电子束加工是一种热加工，主要靠瞬时蒸发去除多余金属，工件很少产生应力和变形，而且不存在工具损耗等，适合于加工脆性、韧性导体、半导体、非导体以及热

6、敏性材料。（3）电子束加工控制容易。在电子束加工过程中，可以通过电场或磁场对电子束的强度、位置、聚焦等直接进行控制，整个加工系统易实现自动化。（4）电子束加工在真空室中进行，故无杂质渗入，表面高温时也不易氧化，特别适于加工易氧化的金属材料以及纯度要求极高的半导体材料。学习1W境三超声加工一、超声加工的原理掌握激光加工的特点，思考其在实际生活中的应用。讲解电子束的原理及特点。超声加工的原理如图9-2所示。由超声波发生器3产生的高频电磁振荡信号（一般为16〜30kHz）,通过超声波换能器4转换成超声频振动。超声频振动通过变幅杆5、6放大振幅，并驱动

7、以一定的静压力使压在工件1表面上的工具2产生相应频率的振动。工具2端部通过磨料不断地锤击工件，使加工区的工件1材料粉碎成很细的微粒被循环的磨料悬浮液7带走,工具2便逐渐进入到工件1中，从而加工岀与工具相应的形状。讲解超声加工原理图。(1)超声加工适合加工各种硬脆材料、根据超声加工的特点，思考超声加工在实际生活中的应用。(2)由于去除工件材料主要依靠磨粒瞬时局部的冲击作用，故工件表面的宏观切削力很小，切削应力、切削热更小，不会产生变形及烧伤，加工的精度高，加工表面质量好，表面粗糙度也较小，超声加工适于加工薄壁、窄缝、低刚度零件。(3)工具可用较软

8、的材料做成较复杂的形状，且不需要工具和工件作比较复杂的相对运动，便可加工各种复杂的型腔和型面。(4)超声加工属于无屑加工，无污染。(5)超声加工的面积