特种加工技术1

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1、现代特种加工技术摘要：随着科学技术的迅猛发展，对产品结构的要求I」趋复杂，对产品性能的要求I」益增加，因此随Z产生了特种加工技术，本文介绍了激光加工、电了束加工、离了束加工、超声加工等特种加工的原理、特点和应用。关键词：特种加工激光电子束离子朿超声波1概述随着科学技术的迅猛发展，对产品结构的要求H趋复杂，对产品性能的要求H益增加,特別是在航空、航天和军事尖端技术中更为突出。有些产品耍求具备很高的强度重量比；由此而产品在精度、工作速度、功率及小型化方面要求很高；冇些产品则要求在高温、高压和腐蚀坏境屮能叮靠的进行工作。为了适应以上要求，各种新结

2、构、新材料和复杂形状的精密零件人量涌现，其结构形状的复杂性、材料的可加工性以及加工精度和表面完整性方而的要求，用一般的机械加工是难以实现的，这就不断地向传统的切削加工技术提出新的挑战。传统切削加工技术的本质和特点：一-是靠刀具材料比工件材料更硬来实现切削；二是靠机械能把工件上多余的材料切除。-般情况下，这是行之有效的方法。但是，当工件材料越來越换，加工表面越來越复杂的情况卜•，原來行之有效的方法就转化为限制牛产率和影响加工质量的不利因素。于是人们开始探索用软的工具加工硬的材料，不仅用机械能而且还采用电、化学、光、声等能量进行加工。到目前为止

3、，已经找到「多种这一类的加工方法，为区别于现有的金属切削加丁，统称为特种加工。与传统机械加工方法相比貝•有许多独到Z处：⑴加工范围不受材料物理、机械性能的限制，能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。（2）易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。（3）易获得良好的表面质屋，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小。（4）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。2激光加工（1）激光加工原理激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应來加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变

4、形小，可加工各种材料。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。某些具有亚稳态能级的物质，在外来光子的激发下会吸收光能，使处于高能级原子的数H大于低能级原子的数FI——粒子数反转，若有一束光照射，光子的能量等于这两个能相对应的差，这是就会产生受激辐射,输出大量的光能。（2）激光加工的特点1）激光功率密度大，工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化，即使熔点高、侦度大和质脆的材料（如陶瓷、金刚石等）也可用激光加工；2）激光头与工件不接触，不存在加工工具磨损问题；3）工件不受应力，不易污染；4）可以对运动的工件或密封在玻璃壳

5、内的材料加工；5）激光束的发散介可小于1毫弧，光斑直径可小到微米量级，作用时间可以短到纳秒和皮秒，同时，人功率激光器的连续输出功率乂可达T•瓦至I•千瓦量级，因而激光既适于精密微细加工，又适于人型材料加工；6）激光束容易控制，易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，实现加工的高度口动化和达到很鬲的加工精度；7）在恶劣环境或其他人难以接近的地方，可用机器人进行激光加工。（3）激光加丄技术的应用1）激光打孔打孔是激光加工的主要应用2—。采用激光打孔，可以在任何材料、任何位置打出浅至几微米的微孔和各种异型孔。激光打孔的优点很多，不仅效率高

6、，几乎适应于所有材料，而且不存在工具磨损及更换等问题，述可以打斜孔。2）激光切割利用激光切割设备可切割4mm以下的不锈钢，在激光束屮加氧气可切割8〜10mm厚的不锈钢，但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜。切割的最大厚度对增加到16mm,但切割部件的尺寸误差较大。3）激光焊接激光焊接所需耍的能量密度较低，通常可以减少激光输出功率来实现。如果加丄区域不限制在微米级的小范围内，也町以通过调节焦点位置来减少工件被加工点的能量密度。4）激光表而处理激光表面处理是利用大功率连续波激光器对材料表而进行激光扫描，使金属表层材料产生相变其至熔化。3电子束

7、加工（1）电子束加工原理电子束加工是利用高能量的会聚电子束的热效应或电离效应对材料进行的加工。利用电子束的热效应对以对材料进行表面热处理、焊接、刻蚀、钻孔、熔炼，或直接使材料升华。电子束曝光则是一种利用电子束辐射效应的加工方法。作为加热工具，电子束的特点是功率高和功率密度大，能在瞬间把能量传给工件，电子束的参数和位置可以精确和迅速地调节,能用计算机控制并在无污染的真空中进行加工。根据电子朿功率密度和电子束与材料作用时间的不同，可以完成各种不同的加丄。（2）电子束加工的特点1）射束宜径小；2）能•量密度高；3）工件变形小；4）便于实现自动化；

8、5）电了束加工是在真空中进行的，杂质污染少，加工表面不氧化；6）价格较贵，推广应用受到一定的限制。（3）电了束加工的应用电了束加工可以分为两类：一类称为“热型”，即利用电了束把材