第四章特種加工

1、第四章第四章 特種加工特種加工 特種加工特種加工是當(dāng)傳統(tǒng)切削加工方法對(duì)產(chǎn)品（或材料）是當(dāng)傳統(tǒng)切削加工方法對(duì)產(chǎn)品（或材料）無(wú)法實(shí)施或保證不了規(guī)定的精度要求時(shí)而應(yīng)用物理的（力、無(wú)法實(shí)施或保證不了規(guī)定的精度要求時(shí)而應(yīng)用物理的（力、熱、聲、光、電）或化學(xué)的方法進(jìn)行加工的手段。熱、聲、光、電）或化學(xué)的方法進(jìn)行加工的手段。 特種加工與傳統(tǒng)切削加工方法在原理上的特種加工與傳統(tǒng)切削加工方法在原理上的主要區(qū)主要區(qū)別別為：為：1 1）用機(jī)械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達(dá)）用機(jī)械能以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達(dá)到圖樣上全部技術(shù)要求。到圖樣上全部技術(shù)要求。2 2）打破傳統(tǒng)的硬刀具加工軟材料的規(guī)律

2、，刀具硬度可低于）打破傳統(tǒng)的硬刀具加工軟材料的規(guī)律，刀具硬度可低于被加工材料的硬度，可謂被加工材料的硬度，可謂“以柔克剛以柔克剛”。3 3）在切削加工中，）在切削加工中，工具與工件不受切削力工具與工件不受切削力的作用。的作用。 按能量的類(lèi)型和加工機(jī)理特種加工可分為：按能量的類(lèi)型和加工機(jī)理特種加工可分為：v 1）電能與熱能作用方式有：電火花成形與穿孔加工、）電能與熱能作用方式有：電火花成形與穿孔加工、電火電火花線(xiàn)切割花線(xiàn)切割加工、電子束加工和等離子束加工。加工、電子束加工和等離子束加工。v 2）電能與化學(xué)能作用方式有：）電能與化學(xué)能作用方式有：電解加工電解加工、電鑄加工和刷鍍、電鑄加工和刷鍍加工

3、。加工。v 3）化學(xué)能與機(jī)械能作用方式有：電解磨削、電解珩磨。）化學(xué)能與機(jī)械能作用方式有：電解磨削、電解珩磨。v 4）聲能與機(jī)械能作用方式有：）聲能與機(jī)械能作用方式有：超聲波加工超聲波加工.v 5）光能與熱能作用方式有：激光加工。）光能與熱能作用方式有：激光加工。v 6）電能與機(jī)械能作用方式有：離子束加工。）電能與機(jī)械能作用方式有：離子束加工。v 7）液流能與機(jī)械能作用方式有：擠壓珩磨和水射流切割。）液流能與機(jī)械能作用方式有：擠壓珩磨和水射流切割。 第四章第四章 特種加工特種加工第四章第四章 特種加工特種加工3.1 電火花加工電火花加工 一、電火花加工的原理一、電火花加工的原理 利用工具電極和

4、工件電極間利用工具電極和工件電極間瞬時(shí)火花放電所產(chǎn)生的高溫來(lái)熔瞬時(shí)火花放電所產(chǎn)生的高溫來(lái)熔蝕材料，因此又稱(chēng)放電加工或蝕材料，因此又稱(chēng)放電加工或電蝕加工電蝕加工a)加工原理示意圖加工原理示意圖b)、c) )加工表面局部放大圖加工表面局部放大圖1-工件工件 2-脈沖電源脈沖電源 3-自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置4-工具工具 5-工作液工作液 6-過(guò)濾器過(guò)濾器7-工作液泵工作液泵 8-被蝕除的材料被蝕除的材料第三章第三章 特種加工特種加工3.1 電火花加工電火花加工進(jìn)行電火花加工應(yīng)具備如下條件：進(jìn)行電火花加工應(yīng)具備如下條件： (1)工具電極和工件電極之間必須保持一定的工具電極和工件電極之間必須保

5、持一定的間隙間隙。 (2)必須采用必須采用脈沖電源脈沖電源。 (3)必須在有一定必須在有一定絕緣絕緣性能的性能的工作液工作液中進(jìn)行火花放電中進(jìn)行火花放電。脈沖電源電壓波形第三章第三章 特種加工特種加工3.1 電火花加工電火花加工 二、二、電火花加工的特點(diǎn)電火花加工的特點(diǎn) (1)可加工任何高強(qiáng)度、可加工任何高強(qiáng)度、高硬度高硬度、高韌性、高韌性、高熔點(diǎn)高熔點(diǎn)的的難切削難切削加工的加工的導(dǎo)導(dǎo)電材料電材料，不受被加工材料的物理機(jī)械性能影響。，不受被加工材料的物理機(jī)械性能影響。 (2)工具的硬度可以低于被加工材料的硬度。工具的硬度可以低于被加工材料的硬度。 (3)加工時(shí)無(wú)顯著機(jī)械切削力，加工時(shí)無(wú)顯著機(jī)械

6、切削力，工具電極并不回轉(zhuǎn)工具電極并不回轉(zhuǎn)，有利于小孔、窄，有利于小孔、窄槽、型孔、曲線(xiàn)孔及薄壁零件加工，也適合于精密槽、型孔、曲線(xiàn)孔及薄壁零件加工，也適合于精密細(xì)微加工細(xì)微加工。 (4)脈沖參數(shù)可任意調(diào)節(jié)，加工中只要脈沖參數(shù)可任意調(diào)節(jié)，加工中只要更換工具電極更換工具電極或采用階梯形工或采用階梯形工具電極就可以在同一機(jī)床上連續(xù)進(jìn)行粗、半精和精加工。具電極就可以在同一機(jī)床上連續(xù)進(jìn)行粗、半精和精加工。 (5)通常通常效率低效率低于切削加工，可先用切削加工粗加工，再用電火花精于切削加工，可先用切削加工粗加工，再用電火花精加工。加工。 (6)放電過(guò)程中有一部分能量消耗于工具電極而導(dǎo)致電極消耗，對(duì)成放電過(guò)

7、程中有一部分能量消耗于工具電極而導(dǎo)致電極消耗，對(duì)成形精度有一定影響。形精度有一定影響。第三章第三章 特種加工特種加工3.1 電火花加工電火花加工 三、電火花加工的應(yīng)用范圍三、電火花加工的應(yīng)用范圍1.穿孔加工穿孔加工 常指貫通的等截面或變截常指貫通的等截面或變截面的二維型孔的電火花加工。面的二維型孔的電火花加工。彎孔異形孔方槽 圓孔電火花小孔加工第三章第三章 特種加工特種加工3.1 電火花加工電火花加工 2.電火花型腔加工電火花型腔加工 一般指三維型腔和型面加工，如擠壓模、壓鑄模、塑料模及一般指三維型腔和型面加工，如擠壓模、壓鑄模、塑料模及膠木模等型腔的加工及整體式葉輪、葉片等曲面零件的加工。膠

8、木模等型腔的加工及整體式葉輪、葉片等曲面零件的加工。 電火花型腔加工a)普通工作電極 b)工具電極開(kāi)有沖油孔第三章第三章 特種加工特種加工3.1 電火花加工電火花加工 3.電火花線(xiàn)切割加工電火花線(xiàn)切割加工 電火花線(xiàn)切割加工簡(jiǎn)稱(chēng)電火花線(xiàn)切割加工簡(jiǎn)稱(chēng)“線(xiàn)切割線(xiàn)切割”，它是通過(guò)線(xiàn)狀工具，它是通過(guò)線(xiàn)狀工具電極按規(guī)定的軌跡與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割出所需工件的。電極按規(guī)定的軌跡與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割出所需工件的。 電火花線(xiàn)切割加工原理圖1-儲(chǔ)絲筒 2-工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 3-導(dǎo)輪 4-電極絲5-工件 6-脈沖電源第三章第三章 特種加工特種加工3.1 電火花加工電火花加工電火花電火花線(xiàn)切割線(xiàn)切割加工加工與與成型穿

9、孔成型穿孔加工比較，有如下特點(diǎn)：加工比較，有如下特點(diǎn)： 1)由于加工表面的輪廓是由由于加工表面的輪廓是由CNC控制的復(fù)合運(yùn)動(dòng)所獲得，所以可控制的復(fù)合運(yùn)動(dòng)所獲得，所以可切割切割復(fù)雜復(fù)雜表面。表面。 2)可加工可加工細(xì)微細(xì)微的幾何形狀，切縫和很小的內(nèi)角半徑。的幾何形狀，切縫和很小的內(nèi)角半徑。 3)無(wú)需特定形狀的工具電極無(wú)需特定形狀的工具電極，降低、節(jié)約生產(chǎn)成本及準(zhǔn)備工時(shí)。，降低、節(jié)約生產(chǎn)成本及準(zhǔn)備工時(shí)。 4)在電參數(shù)相同情況下，比穿孔加工在電參數(shù)相同情況下，比穿孔加工生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高，自動(dòng)化程度高，自動(dòng)化程度高，操作使用方便。操作使用方便。 5)加工同樣的工件，其總蝕除量少，加工同樣的工件，其總蝕

10、除量少，材料利用率高材料利用率高，對(duì)加工貴重，對(duì)加工貴重金屬有著重要意義。金屬有著重要意義。 6)線(xiàn)切割的缺點(diǎn)是線(xiàn)切割的缺點(diǎn)是不能加工盲孔類(lèi)零件和階梯成形表面不能加工盲孔類(lèi)零件和階梯成形表面。第三章第三章 特種加工特種加工3.2 電解加工電解加工 一、電解加工的原理一、電解加工的原理 電解加工是利用金屬在電解液中發(fā)生電解加工是利用金屬在電解液中發(fā)生陽(yáng)極溶解陽(yáng)極溶解的原理去除的原理去除工件上多余的材料將零件加工成形的一種方法。工件上多余的材料將零件加工成形的一種方法。 電解加工示意圖電解加工示意圖1-直流電源直流電源 2-工具陰極工具陰極 3-工件陽(yáng)極工件陽(yáng)極4-電解液泵電解液泵 5-電解液電解

11、液電解加工成型原理電解加工成型原理第三章第三章 特種加工特種加工3.2 電解加工電解加工OHHOH222FeeFe22)(2OHFeOHFe222HeH 最常用的有最常用的有NaCl、NaNO3和和NaClO3三種電解液。在用三種電解液。在用1020%的的NaCl水溶液作電解液加工低碳鋼工件時(shí)，其主要的電化水溶液作電解液加工低碳鋼工件時(shí)，其主要的電化學(xué)反應(yīng)：學(xué)反應(yīng)：水溶液：水溶液：(工件陽(yáng)極工件陽(yáng)極)離解并與電解液反應(yīng)：離解并與電解液反應(yīng)： 工具（陰極）反應(yīng)：工具（陰極）反應(yīng)： 陽(yáng)極失去電子陽(yáng)極失去電子材料損耗材料損耗陰極得到電子陰極得到電子材料不損耗材料不損耗第三章第三章 特種加工特種加工3

12、.2 電解加工電解加工 二、二、電解加工的特點(diǎn)電解加工的特點(diǎn) (1)不受材料本身強(qiáng)度、硬度和韌性的限制不受材料本身強(qiáng)度、硬度和韌性的限制，可加工高強(qiáng)度、高，可加工高強(qiáng)度、高硬度和高韌性等難切削的金屬材料。硬度和高韌性等難切削的金屬材料。 (2)能以簡(jiǎn)單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一次加工出形狀復(fù)雜的型面和型腔。能以簡(jiǎn)單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一次加工出形狀復(fù)雜的型面和型腔。 (3)加工中加工中無(wú)切削力和切削熱無(wú)切削力和切削熱的作用，適合于加工易變形或薄壁的作用，適合于加工易變形或薄壁零件。零件。 (4)加工過(guò)程中工具電極理論上無(wú)損耗，可長(zhǎng)期使用。加工過(guò)程中工具電極理論上無(wú)損耗，可長(zhǎng)期使用。 (5)生產(chǎn)率較高生產(chǎn)率較高，約為電

13、火花加工的，約為電火花加工的510倍以上，在某些情況倍以上，在某些情況下比切削加工的生產(chǎn)率還高。下比切削加工的生產(chǎn)率還高。 (6)電解液對(duì)機(jī)床有電解液對(duì)機(jī)床有腐蝕作用腐蝕作用，電解產(chǎn)物的處理和回收困難。，電解產(chǎn)物的處理和回收困難。第三章第三章 特種加工特種加工3.2 電解加工電解加工 三、三、電解加工的應(yīng)用電解加工的應(yīng)用v 型腔加工型腔加工 在一些對(duì)模具消耗較大、精度要求不太高的礦山機(jī)械、農(nóng)機(jī)、拖拉機(jī)等在一些對(duì)模具消耗較大、精度要求不太高的礦山機(jī)械、農(nóng)機(jī)、拖拉機(jī)等所需的鍛模已逐漸采用電解加工。所需的鍛模已逐漸采用電解加工。v 2葉片加工葉片加工 葉片形狀比較復(fù)雜、要求精度高，加工批量大，采用機(jī)

14、械加工難度大，葉片形狀比較復(fù)雜、要求精度高，加工批量大，采用機(jī)械加工難度大，生產(chǎn)率低，加工周期長(zhǎng)，而采用電解加工則不受葉片材料硬度和韌性的限制生產(chǎn)率低，加工周期長(zhǎng)，而采用電解加工則不受葉片材料硬度和韌性的限制，在一次行程中就可加工出復(fù)雜的葉身型面，生產(chǎn)率高，表面粗糙度小，電，在一次行程中就可加工出復(fù)雜的葉身型面，生產(chǎn)率高，表面粗糙度小，電解加工整體葉輪在我國(guó)已得到普遍應(yīng)用。解加工整體葉輪在我國(guó)已得到普遍應(yīng)用。v 3倒棱去毛刺倒棱去毛刺 機(jī)械加工中去毛刺的工作量很大，尤其是去除硬而韌的金屬毛刺，需要機(jī)械加工中去毛刺的工作量很大，尤其是去除硬而韌的金屬毛刺，需要很多的人力，電解倒棱去毛刺可以大大提

15、高工效。很多的人力，電解倒棱去毛刺可以大大提高工效。 此外，電解加工還可以進(jìn)行深孔的擴(kuò)孔加工、各種形狀復(fù)雜、尺寸較小的四方、六方、橢圓、半圓等形狀的型孔的不通孔或通孔的加工，以及拋光等。四、電解磨削四、電解磨削第三章第三章 特種加工特種加工3.2 電解加工電解加工（一）電解磨削的基本原理（一）電解磨削的基本原理 電解磨削是靠電解磨削是靠電解腐蝕和機(jī)械作電解腐蝕和機(jī)械作用用相結(jié)合進(jìn)行加工的，比電解加工具相結(jié)合進(jìn)行加工的，比電解加工具有較高的加工精度和光潔度，比機(jī)械有較高的加工精度和光潔度，比機(jī)械磨削有較高的生產(chǎn)率。磨削有較高的生產(chǎn)率。 （二）電解磨削的特點(diǎn)（二）電解磨削的特點(diǎn) v 1.加工范圍廣

16、，加工效率高加工范圍廣，加工效率高 由于它主要是電解作用，因此只由于它主要是電解作用，因此只要選擇合適的電解液就可以來(lái)加工任何高硬度與高韌性的金屬要選擇合適的電解液就可以來(lái)加工任何高硬度與高韌性的金屬材料。材料。v 2.可以提高加工精度及表面質(zhì)量可以提高加工精度及表面質(zhì)量 因?yàn)樯拜啿⒉恢饕ハ鹘饘僖驗(yàn)樯拜啿⒉恢饕ハ鹘饘?，磨削力和磨削熱都很小，不?huì)產(chǎn)生磨削毛刺、裂紋、燒傷現(xiàn)，磨削力和磨削熱都很小，不會(huì)產(chǎn)生磨削毛刺、裂紋、燒傷現(xiàn)象，一般可達(dá)到表面粗糙度值象，一般可達(dá)到表面粗糙度值Ra0.1m。v 3.砂輪的磨損量小砂輪的磨損量小v 4.電解磨削的缺點(diǎn)電解磨削的缺點(diǎn) 具有與電解加工類(lèi)似的缺點(diǎn)具有與

17、電解加工類(lèi)似的缺點(diǎn) 。 （三）電解磨削的應(yīng)用（三）電解磨削的應(yīng)用 電解磨削用來(lái)磨削一些高硬度的零件，如各種硬質(zhì)合金刀具電解磨削用來(lái)磨削一些高硬度的零件，如各種硬質(zhì)合金刀具、量具、擠壓拉絲模具、軋輥等。對(duì)于普通磨削很難加工的小、量具、擠壓拉絲模具、軋輥等。對(duì)于普通磨削很難加工的小孔、深孔、薄壁筒等，電解磨削也能顯出優(yōu)越性。對(duì)于復(fù)雜型孔、深孔、薄壁筒等，電解磨削也能顯出優(yōu)越性。對(duì)于復(fù)雜型面的齒輪等零件，也可采用電解研磨和電解珩磨，因此電解磨面的齒輪等零件，也可采用電解研磨和電解珩磨，因此電解磨削應(yīng)用范圍正在日益擴(kuò)大。削應(yīng)用范圍正在日益擴(kuò)大。第三章第三章 特種加工特種加工3.2 電解加工電解加工第三

18、章第三章 特種加工特種加工4.3 超聲波加工超聲波加工 一、超聲波加工的原理一、超聲波加工的原理 利用工具端面作超聲頻振動(dòng)，通過(guò)利用工具端面作超聲頻振動(dòng)，通過(guò)磨料懸浮液磨料懸浮液加工加工硬脆硬脆材料的一種加工方法。材料的一種加工方法。v 超聲波加工是磨料在超聲波振動(dòng)作用下的機(jī)械撞擊和拋超聲波加工是磨料在超聲波振動(dòng)作用下的機(jī)械撞擊和拋磨作用與超聲波磨作用與超聲波空化作用空化作用的綜合結(jié)果，其中磨料的連續(xù)沖的綜合結(jié)果，其中磨料的連續(xù)沖擊是主要的。擊是主要的。v 所謂所謂空化作用空化作用是指當(dāng)工具端面以很大的加速度離開(kāi)工件是指當(dāng)工具端面以很大的加速度離開(kāi)工件表面時(shí)，加工間隙內(nèi)形成負(fù)壓和局部真空，在液

19、體內(nèi)形成表面時(shí)，加工間隙內(nèi)形成負(fù)壓和局部真空，在液體內(nèi)形成很多微空腔，當(dāng)工具端面以很大的加速度接近工件表面時(shí)很多微空腔，當(dāng)工具端面以很大的加速度接近工件表面時(shí)，空泡閉合引起極強(qiáng)的液壓沖擊波，可以強(qiáng)化加工過(guò)程。，空泡閉合引起極強(qiáng)的液壓沖擊波，可以強(qiáng)化加工過(guò)程。4.3 超聲波加工超聲波加工第三章第三章 特種加工特種加工第三章第三章 特種加工特種加工4.3 超聲波加工超聲波加工 二、超聲波加工的特點(diǎn)二、超聲波加工的特點(diǎn) (1) 由于去除被加工材料是靠機(jī)械撞擊、拋磨和空化作用，由于去除被加工材料是靠機(jī)械撞擊、拋磨和空化作用，適合于加工各種硬脆材料。適合于加工各種硬脆材料。 (2) 可獲得較高的加工精度

20、可獲得較高的加工精度(尺寸精度可達(dá)尺寸精度可達(dá)0.0050.02mm)和較低的表面粗糙度和較低的表面粗糙度(Ra值為值為0.050.2 )。 (3) 加工過(guò)程中不需要工具和工件作比較復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加工過(guò)程中不需要工具和工件作比較復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，易于加工各種復(fù)雜形狀的型孔、型腔和成型表面等，超聲易于加工各種復(fù)雜形狀的型孔、型腔和成型表面等，超聲波加工設(shè)備波加工設(shè)備的的結(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單，操作維修方便。結(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單，操作維修方便。 (4) 工具可用較軟的材料做成較復(fù)雜的形狀。工具可用較軟的材料做成較復(fù)雜的形狀。m第三章第三章 特種加工特種加工4.3 超聲波加工超聲波加工 三、超聲波加工的應(yīng)用三

21、、超聲波加工的應(yīng)用1.型孔和型腔的加工型孔和型腔的加工超聲波目前主要應(yīng)用超聲波目前主要應(yīng)用在脆硬材料的圓孔、在脆硬材料的圓孔、型孔、型腔、套料、型孔、型腔、套料、微細(xì)孔等的加工。微細(xì)孔等的加工。 型孔與型腔加工第三章第三章 特種加工特種加工4.3 超聲波加工超聲波加工 2.切割加工切割加工 對(duì)于難以用普通加工方法切割的脆硬材料如陶瓷、石英、硅對(duì)于難以用普通加工方法切割的脆硬材料如陶瓷、石英、硅、寶石等用超聲波加工具有切片薄、切口窄、精度高、生產(chǎn)率、寶石等用超聲波加工具有切片薄、切口窄、精度高、生產(chǎn)率高、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。高、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。 3.超聲波清洗超聲波清洗 主要用于幾何形狀復(fù)雜、清洗質(zhì)

22、量要求高而用其它方法清洗主要用于幾何形狀復(fù)雜、清洗質(zhì)量要求高而用其它方法清洗效果差的中小精密零件，特別是工件上的深小孔、微孔、彎孔效果差的中小精密零件，特別是工件上的深小孔、微孔、彎孔、盲孔、溝槽、窄縫等部位的清洗，生產(chǎn)率和凈化率都很高。、盲孔、溝槽、窄縫等部位的清洗，生產(chǎn)率和凈化率都很高。 4.超聲波焊接超聲波焊接 超聲波焊接是利用超聲振動(dòng)作用去除工件表面的氧化膜，使超聲波焊接是利用超聲振動(dòng)作用去除工件表面的氧化膜，使工件露出本體表面，使兩個(gè)被焊工件表面在高速振動(dòng)撞擊下摩工件露出本體表面，使兩個(gè)被焊工件表面在高速振動(dòng)撞擊下摩擦發(fā)熱并親和粘在一起。擦發(fā)熱并親和粘在一起。 5.復(fù)合加工復(fù)合加工第

23、三章第三章 特種加工特種加工4.4 高能束加工高能束加工 高能束流加工有以下共同特點(diǎn)：高能束流加工有以下共同特點(diǎn)： 1.加工速度快，熱流輸入少，對(duì)工件熱影響極少，工件加工速度快，熱流輸入少，對(duì)工件熱影響極少，工件變形小。變形小。 2.束流能夠聚焦且有極高的能量密度，激光加工、電子束流能夠聚焦且有極高的能量密度，激光加工、電子束加工可使任何堅(jiān)硬、難熔的材料在瞬間熔融汽化，而離束加工可使任何堅(jiān)硬、難熔的材料在瞬間熔融汽化，而離子束加工是以極大能量撞擊零件表面，使材料變形、分離子束加工是以極大能量撞擊零件表面，使材料變形、分離破壞。破壞。 3.工具與工件不接觸，無(wú)工具變形及損耗問(wèn)題。工具與工件不接觸

24、，無(wú)工具變形及損耗問(wèn)題。 4.束流控制方便，易實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化。束流控制方便，易實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化。第三章第三章 特種加工特種加工4.4 高能束加工高能束加工 一、激光加工一、激光加工1.激光加工的原理激光加工的原理 (1) 激光加工(laser beam machining，LBM)原理固體激光器中激光的產(chǎn)生與加工原理第三章第三章 特種加工特種加工4.4 高能束加工高能束加工 2.激光加工的特點(diǎn)激光加工的特點(diǎn) 1) 激光加工屬非接觸加工，無(wú)明顯機(jī)械力，也無(wú)工具損耗，激光加工屬非接觸加工，無(wú)明顯機(jī)械力，也無(wú)工具損耗，工件不變形，加工速度快，熱影響區(qū)小，可達(dá)高精度加工，工件不變形，加工速度快，

25、熱影響區(qū)小，可達(dá)高精度加工，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 2) 幾乎可加工任何金屬與非金屬材料。幾乎可加工任何金屬與非金屬材料。 3) 激光加工可通過(guò)惰性氣體、空氣或透明介質(zhì)對(duì)工件進(jìn)行加激光加工可通過(guò)惰性氣體、空氣或透明介質(zhì)對(duì)工件進(jìn)行加工。工。 4) 常用于精密細(xì)微加工，最高加工精度可達(dá)常用于精密細(xì)微加工，最高加工精度可達(dá)0.001mm，表面，表面粗糙度粗糙度Ra值可達(dá)值可達(dá)0.40.1 。 5)能源消耗少，無(wú)加工污染，在節(jié)能、環(huán)保等方面有較大優(yōu)能源消耗少，無(wú)加工污染，在節(jié)能、環(huán)保等方面有較大優(yōu)勢(shì)。勢(shì)。第三章第三章 特種加工特種加工4.4 高能束加工高能束加工 3.激光加工的應(yīng)用范圍激光加工的

26、應(yīng)用范圍(1)激光打孔激光打孔(2)激光焊接激光焊接 (3)激光切割激光切割 (4)激光表面熱處理激光表面熱處理(5)其它應(yīng)用其它應(yīng)用激光切割原理圖第三章第三章 特種加工特種加工4.4 高能束加工高能束加工 二、電子束和離子束加工二、電子束和離子束加工1.電子束加工電子束加工 （electron beam machining,EBM） (1) 電子束加工原理電子束加工原理 在真空條件下，利用電子槍中產(chǎn)生的在真空條件下，利用電子槍中產(chǎn)生的電子極細(xì)束流高速?zèng)_擊到工件表面上極小的電子極細(xì)束流高速?zèng)_擊到工件表面上極小的部位，使材料局部熔化或蒸發(fā)，來(lái)去除材料部位，使材料局部熔化或蒸發(fā)，來(lái)去除材料 電子束

27、加工原理圖1-發(fā)射陰極 2-控制柵極 3-加速陽(yáng)極 4-聚焦系統(tǒng) 5-電子束斑點(diǎn) 6-工件 7-工作臺(tái)第三章第三章 特種加工特種加工3.4 高能束加工高能束加工 (2) 電子束加工的特點(diǎn)電子束加工的特點(diǎn) v 1）高功率密度）高功率密度 電子束半徑可達(dá)到微米級(jí)，因此使照射材料表電子束半徑可達(dá)到微米級(jí)，因此使照射材料表面溫度高達(dá)數(shù)千攝氏度，致使材料熔化和汽化，因此去除材料面溫度高達(dá)數(shù)千攝氏度，致使材料熔化和汽化，因此去除材料主要靠瞬時(shí)蒸發(fā)。由于屬非接觸式加工，工件不受機(jī)械力作用主要靠瞬時(shí)蒸發(fā)。由于屬非接觸式加工，工件不受機(jī)械力作用，很少產(chǎn)生宏觀(guān)應(yīng)力變形，同時(shí)也不存在工具損耗問(wèn)題。，很少產(chǎn)生宏觀(guān)應(yīng)力

28、變形，同時(shí)也不存在工具損耗問(wèn)題。v 2）電子束強(qiáng)度、位置、聚焦可精確控制）電子束強(qiáng)度、位置、聚焦可精確控制 強(qiáng)度和束斑大小控制強(qiáng)度和束斑大小控制誤差可達(dá)誤差可達(dá)1%以下，位置的控制準(zhǔn)確度可達(dá)以下，位置的控制準(zhǔn)確度可達(dá)0.1 ，電子束通過(guò)，電子束通過(guò)磁場(chǎng)和電場(chǎng)可在工件上以任何速度行進(jìn)，便于自動(dòng)化控制。磁場(chǎng)和電場(chǎng)可在工件上以任何速度行進(jìn)，便于自動(dòng)化控制。v 3）環(huán)境污染少）環(huán)境污染少 由于電子束加工在真空環(huán)境（真空度為由于電子束加工在真空環(huán)境（真空度為10-210-4Pa）下進(jìn)行，使加工部位不受污染，不易氧化，適合加工）下進(jìn)行，使加工部位不受污染，不易氧化，適合加工純度要求很高的半導(dǎo)體材料及易氧化

29、的金屬材料。純度要求很高的半導(dǎo)體材料及易氧化的金屬材料。m第三章第三章 特種加工特種加工4.4 高能束加工高能束加工 (3) 電子束加工的應(yīng)用范圍電子束加工的應(yīng)用范圍 1)電子束打孔電子束打孔 2)電子束切割電子束切割 3)光刻光刻 4)其它應(yīng)用其它應(yīng)用 電子束加工曲面、彎孔用電子束加工的孔第三章第三章 特種加工特種加工4.4 高能束加工高能束加工 3.離子束加工（離子束加工（ion beam machining,IBM） (1) 離子束加工原理離子束加工原理 真空條件下利用離子源（離真空條件下利用離子源（離子槍?zhuān)┊a(chǎn)生的離子經(jīng)加速聚焦形子槍?zhuān)┊a(chǎn)生的離子經(jīng)加速聚焦形成高能的離子束流投射到工件表成高能的離子束流投射到工件表面，使材料變形、破壞、分離以面，使材料變形、破壞、分離以達(dá)到加