1_第十一章 其他精密与特种加工技术.pptx

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1、03GDD11主编第十一章　其他精密与特种加工技术第一节　等离子体加工第二节　挤压珩磨第三节　磨料喷射加工第四节　磁性磨料研磨加工第五节　光刻加工第六节　纳米级加工技术第一节　等离子体加工一、基本原理二、材料去除速度和加工精度三、设备和工具四、实际应用一、基本原理图１１-１　等离子体加工的原理图１—切缝　２—距离３—喷嘴　４—保护罩５—冷却水　６—钨电极７—工质气体　８—等离子体电弧　９—保护气体屏　１０—工件一、基本原理(１)机械压缩效应　电弧在被迫通过喷嘴通道喷出时，通道对电弧产生机械压缩作用。(２)

2、热收缩效应　喷嘴的内部通入冷却水，使喷嘴内壁受到冷却，温度降低，靠近内壁的气体电离度急剧下降，导电性差，电弧中心导电性好，电离度高，电弧电流被迫在电弧中心的高温区通过，使电弧的有效截面缩小，电流密度大大增加。(３)磁收缩效应　由于电弧电流周围磁场的作用，迫使电弧产生强烈的收缩作用，使电弧变得更细，电弧区中心的电流密度更大，使电弧更稳定。二、材料去除速度和加工精度等离子体切割加工的速度很高。例如，成形切割厚度为２５ｍｍ的铝板时，切割速度为７６０ｍｍ／ｍｉｎ；切割厚度为６.４ｍｍ的钢板时，切割速度高达４０６０

3、ｍｍ／ｍｉｎ。等离子体切割加工的切边斜度一般为２°～７°。通过控制工艺参数，切边斜度可以保持在１°～２°。对于厚度小于２５ｍｍ的金属材料，切缝宽度通常为２.５～５ｍｍ；对于厚度达１５０ｍｍ的金属材料，切缝宽度一般为１０～２０ｍｍ。三、设备和工具简单的等离子体加工装置有手持等离子体切割器和小型手提式装置；比较复杂的等离子体加工装置有程序控制和数字控制的设备、多喷嘴设备；还有采用光学跟踪的设备。工作台尺寸最大的有１３.４ｍ×２５ｍ，切割速度为５０～６１００ｍｍ／ｍｉｎ。四、实际应用等离子体加工已广泛用于切割加

4、工领域。各种金属材料，特别是不锈钢、铜、铝等的等离子体成形切割，已经获得了重要的工业应用。第二节　挤压珩磨一、基本原理二、挤压珩磨的工艺特点三、粘性磨料介质四、夹具五、挤压珩磨的加工后处理六、挤压珩磨的实际应用一、基本原理图１１-２　挤压珩磨加工过程示意图１—粘性磨料　２—夹具３—上部磨料室　４—工件５—下部磨料室　６—活塞二、挤压珩磨的工艺特点(１)适用范围(２)加工效果(３)加工效率(４)加工精度(１)适用范围由于粘性磨料是一种半流动状态的粘弹性材料，可以适应各种复杂表面的抛光和去毛刺，如各种型孔、型

5、面等等，适用范围很广，而且几乎能加工所有的金属材料，同时也能加工陶瓷、硬塑料等。(２)加工效果加工后的表面粗糙度与原始状态和磨料粒度等有关，一般可以达到原始表面粗糙度值的１／１０，最小的表面粗糙度值可以达到Ｒａ０.０２５μｍ的镜面。磨料流动加工可以去除在０.０２５ｍｍ深度的表面残余应力，可以去除前面工序(例如电火花加工、激光加工等)形成的表面变质层和其他表面微观缺陷。(３)加工效率挤压珩磨的材料去除量一般为０.０１～０.１ｍｍ，加工时间通常为１～５ｍｉｎ，最多十几分钟即可完成。与手工作业相比，加工时间可以

6、减少９０％以上。对一些小型零件，可以多件同时加工，效率大大提高。对于可以多件装夹的小型零件，每小时可以加工１０００件以上。(４)加工精度挤压珩磨是一种表面加工技术，不能修正零件的形状误差。切削均匀性可以保持在被切削量的１０％以内，因此，也不至于破坏零件原有的形状精度。由于去除量很少，故可以达到较高的尺寸精度，一般尺寸精度可以控制在微米的数量级。三、粘性磨料介质１.粘性磨料介质应具备的性能２.粘性磨料介质的组成１.粘性磨料介质应具备的性能１)具有一定的流动性和粘弹性，以适应不同工件表面的加工，通过工件的孔时

7、，使磨料对工件孔壁产生足够的切削力。２)磨料颗粒在介质中分散均匀，并要求介质有很强的内聚力。３)具有很小的内摩擦力，使磨粒顺利通过工件表面进行往复切削运动，提高加工效率。４)稳定性好，使用寿命长。５)介质是磨料的载体，能与磨粒均匀混合，与工件不发生粘附，否则会给后续清洗工作造成困难。６)介质对零件无腐蚀作用，不应有刺激气味或引起操作工人皮肤过敏、对环境无污染。２.粘性磨料介质的组成(１)基体介质　一种半固体、半流动状态的高分子聚合物，主要起着粘结磨料颗粒的作用。(２)添加剂　为了使粘性磨料介质获得理想的粘

8、性、稠性、稳定性而加入到基体介质中的成分，包括增稠剂、减粘剂、润滑剂等。(３)磨料　一般使用氧化铝、碳化硼、碳化硅等。夹具是挤压珩磨加工设备的重要组成部分，也是加工中比较灵活的因素，需要根据具体的工件形状、尺寸和加工要求进行设计。但有时需要通过试验加以确定。四、夹具四、夹具图１１-３　介质的流动情况四、夹具图１１-４　挤压珩磨齿轮模具的夹具四、夹具图１１-５　挤压珩磨型腔的夹具五、挤压珩磨的加工后处理挤压珩磨结束后，需要将填充