(70)-8.8.2特种加工（二）机械制造基础

特种加工（二）

四、超声加工

超声加工不仅能加工电火花加工和电解加工能胜任的金属导电材料，而且更适宜加工玻璃、陶瓷、半导体锗和硅片等不导电的非金属脆硬材料，还可以用于清洗和探伤。超声加工的工作原理1—工具2—工件3—磨料悬浮4、5—变幅杆6—换能器7—超声波发生器

超声加工原理图超声加工综述超声加工就是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种加工方法。空化作用是指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在液体内形成很多微空腔，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合引起极强的液压冲击波，可以强化加工过程。超声加工的特点及应用1）因去除被加工材料是靠机械撞击、抛磨和空化作用，故适宜加工各种硬脆材料，特别是非金属材料；2）能以简单的进给运动加工复杂的表面；3）由于切削力很小，因而其工件的残余应力和加工变形很小，表面质量好，表面粗糙度可达Ra1～0.1μm，加工精度可达0.01—0.02mm。五、高能束加工

高能量密度流的束能加工技术主要包括激光加工、电子束加工和离子束加工。高能束加工的共同特点1.加工速度快，热流输入少，对工件热影响极小，工件变形小。2.束流能够聚焦并且有极高的能量密度，激光加工、电子束加工可使任何坚硬、难熔的材料在瞬间熔融气化，而离子束加工是以极大能量撞击零件表面，使材料变形、分离破坏；3.束能加工属于非接触式加工，工具与工件不接触，无工具变形及损耗问题；4.束流控制方便，容易实现加工过程的自动化。1.激光加工

激光加工是利用光能经透镜聚焦以极高的能量密度靠光热效应加工各种材料的一种新工艺（简称LBM）。激光是由各种激光器产生的一种相干光，这种光，它的强度高，方向性好，相干性和单色性好，具有很小的发散角，在理论上可用光学装置聚焦到直径为光波波长尺寸相近的焦点上，并且具有极高的能量密度，可达108~1010瓦每平方厘米，温度可高达10000℃，在这样的情况下，任何坚硬的材料，都会瞬间被熔化乃至汽化，并产生强烈的冲击波被喷发出去，从而达到切除材料的目的。激光加工的特点

1.

激光属非接触式加工，无明显机械切削力，因而具有无工具损耗、加工速度快、热影响区小、热变形和加工变形小,可以达到高精度加工，易实现自动化；2.

可通过惰性气体、空气或透明介质对工件进行加工；比如可以隔着玻璃加工玻璃管里的工件;激光加工的特点3.激光束可调节到微米级，其输出功率可以调节，因此，激光可用于精细加工；4.

能源损耗少，无加工污染，可以实现绿色加工。激光加工的应用

激光打孔激光切割激光焊接激光表面热处理金属材料探伤高精密测量2.电子束加工1—电源及控制系统2—抽真空系统3—电子枪系统4—聚焦系统5—电子束6—工件电子束加工原理图工作原理：电子束加工的特点

1. 电子束能量密度高，几乎可以使所有材料熔化、汽化，因此应用范围广，能对脆性、韧性的导电材料、非金属材料和半导体材料进行加工；2. 非接触式加工，工件不受切削力作用，加工变形小，残余应力小，加工又在真空状态下进行，表面不被氧化，加工质量高；电子束加工的特点

3. 聚焦面积小，属于精细加工；

4. 因其能量密度高，故生产率高；

5. 电子束强度、位置、聚焦可精确控制与调节