电子束加工技术

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1、哈尔滨理工大学技能训练论文题目：电子书加工技术院、系：机械动力工程学院专业：机械制造及其自动化姓名：孙甲魁指导教师：敖晓春2010年1月9日28哈尔滨理工大学技能训练论文电子束加工技术摘要电子束的发现至今已有100多年，早在1879年SirWilliamCrookes发现在阴极射线管中的铂阳极因被阴极射线轰击而熔化的现象。接着到上世纪初的1907年，MarcelloVonPirani进一步发现了电子束作为高能量密度热然的可能性，第一次用电子束做了熔化金属的实验，成功地熔炼了钽。直到近代1960年夏

2、，由日本电子公司为日本科学技术厅所属的金属材料所研制了第一台电子束焊机。电子束加工（ElectronBeamMachining，简称EBM）。它在精密微细方面，尤其是在微电子学领域中得到较多的应用。电子束加工主要用于打孔、焊接等的精加工和电子束光刻化学加工。关键词电子束；原理；特点；组成；应用28哈尔滨理工大学技能训练论文目录摘要I第一章绪论4第二章电子束加工技术的原理5第三章电子束加工技术的特点7第四章电子束加工装置的组成9第五章常用几种电子束加工技术的介绍11第六章电子束加工技术在国内外的应用

3、17第七章UG5.0制作简易轮盘的步骤22总结26参考文献2728哈尔滨理工大学技能训练论文第一章绪论电子束加工利用电子束的热效应可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。根据电子束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工。电子束加工包括焊接、打孔、热处

4、理、表面加工、熔炼、镀膜、物理气相沉积、雕刻以及电子束曝光等，其中电子束焊接是发展最快、应用最广泛的一种电子束加工技术。电子束加工的特点是功率密度大，能在瞬间将能量传给工件，而且电子束的能量和位置可以用电磁场精确和迅速地调节，实现计算机控制。因此，电子束加工技术广泛应用于制造加工的许多领域，如航空、航天、电子、汽车、核工业等，是一种重要的加工方法。近年来，随着电磁场控制技术的发展，并结合电子束在磁场中易控的特点，开发了一种新型的电子束加工方法——快速扫描电子束加工技术。这种通过电磁场的控制实现电子

5、束的快速偏转扫描的方法越来越显出其技术的优势，在航空航天制造领域中获得了广泛的应用。技能训练之电子束加工技术是我们对大学学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用特种加工技术以及精密超精密加工技术的理论知识，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决问题，初步具备了通过文献检索，书籍查找等方式对一种新技术的认识，学习，最终以论文的形式把学习的知识成文等基本技能的一次实践机会。因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未

6、来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。28哈尔滨理工大学技能训练论文第二章电子束加工技术的原理现在的社会可以说电视机很平凡，很常见了。而且它的成像原理就如同我今天要说的电子束加工原理。电子束是在真空条件下，利用聚焦后能量极高（106~109w/cm2）的电子束，以极高的速度冲击到工件表面极小面积上，在极短的时间（几分之一微妙）内，其能量的大部分转变为热能，使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温，从而引起材料的局部熔化，被

7、真空系统抽走。下面特殊介绍一下快速扫描电子束加工技术原理，如图1所示，就是通过对电子枪偏转线圈和聚焦线圈的控制，使电子束在工件上按特定的轨迹、速率和能量快速偏转而实现快速扫描电子束加工。由于电子束几乎没有质量和惯性，可以实现非接触的偏转，而且通过电压控制，可以在不同的位置切换时控制束流通断，这样，束流就可以在构件的不同位置以极高的频率切换。由于材料的热惯性，通过束流与材料的相互作用，在这些位置上就会同时产生冶金效果，实现电子束的扫描加工。如果在不同的束流之间改变聚焦位置或者束流强度，则可以实现多功

8、能加工技术，如多束流加工技术、电子束“毛化”技术以及电子束快速成型技术等。总的来说，28哈尔滨理工大学技能训练论文电子束加工的基本原理是：在真空中从灼热的灯丝阴极发射出的电子，在高电压(30～200千伏)作用下被加速到很高的速度，通过电磁透镜会聚成一束高功率密度（105～109w/cm2）的电子束。当冲击到工件时，电子束的动能立即转变成为热能，产生出极高的温度，足以使任何材料瞬时熔化、气化，从而可进行焊接、穿孔、刻槽和切割等加工。由于电子束和气体分子碰撞时会产生能量损失和散射，因此