第九章其它加工方法ppt課件

1、第九章 其它加工方法第一節(jié) 化學(xué)加工化學(xué)加工Chemical Machining 簡稱CHM是利用酸、堿、鹽等化學(xué)溶液對金屬產(chǎn)生化學(xué)反響，使金屬腐蝕溶解，改動(dòng)工件尺寸和外形以致外表性能的一種加工方法。它分為兩種：1、成形加工：1化學(xué)銑又稱化學(xué)刻蝕，2光化學(xué)腐蝕加工。2外表加工：1化學(xué)拋光，2化學(xué)鍍膜1一、化學(xué)銑削加工一化學(xué)銑削的原理、特點(diǎn)和運(yùn)用范圍2化學(xué)銑削CHM,本質(zhì)上是較大面積和較深尺寸上的化學(xué)刻蝕Chemical Etching 。過程：將不需加工的部分用耐腐蝕性涂層維護(hù)起來，需加工的部分暴顯露來，浸入到化學(xué)溶液中進(jìn)展腐蝕，使金屬按特定的部位溶解去除，到達(dá)加工的目的。化學(xué)銑削的特點(diǎn)：1可

2、加工任何難加工的資料，不受資料強(qiáng)度、硬度的限制，如：鋁合金、鉬合金、鈦合金、鎂合金、不銹鋼；2適于大面積加工33加工過程不產(chǎn)生應(yīng)力、裂紋、毛刺等缺陷，Ra2.51.54操作簡單化學(xué)銑削的缺陷：1不適用于加工窄、深槽或型孔；2不能去除原零件的標(biāo)面缺陷，滑痕等3腐蝕液對設(shè)備、人有害，留意維護(hù)。運(yùn)用范圍：1大面積外表減薄加工，2在厚度小于1.5mm薄壁零件上加工型孔4二化學(xué)銑削工藝過程外表與處置：去油污、氧化膜；在相應(yīng)腐蝕液中預(yù)腐蝕；噴砂處置，構(gòu)成一定的粗糙度。維護(hù)層：氯丁橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠。0.2mm厚5二、光化學(xué)腐蝕加工光化學(xué)腐蝕加工簡稱光化學(xué)加工Optical Chemical Mach

3、ining 縮寫OCM,是化學(xué)照相制版和光刻化學(xué)腐蝕相結(jié)合的一種精細(xì)微細(xì)加工技術(shù)。它與化學(xué)刻蝕化學(xué)銑削加工的主要區(qū)別在于： 它不是靠人工刻形、劃線，而是用感光照相來確定工件外表要刻蝕的圖形、線條。一照相制版的原理和工藝1、照相制版的原理照相制版將將圖形攝影究竟片上，經(jīng)光化學(xué)反響，將圖象復(fù)制到涂有感光膠的銅板或鋅板上，經(jīng)堅(jiān)膜固化處置，使感光膠具有一定的抗蝕才干，經(jīng)化學(xué)腐蝕，即可得到所需圖形的金屬板。62、工藝過程1原圖和照相2金屬板和感光膠的涂復(fù)73曝光、顯影和堅(jiān)膜4固化 ； 5腐蝕8二光刻加工的原理和工藝1、光刻的原理、特點(diǎn)及運(yùn)用范圍光刻，是利用光致抗蝕劑的光化學(xué)反響的特點(diǎn)，將掩模板上的圖形準(zhǔn)

4、確的復(fù)制在涂有光致抗蝕劑的襯底上，再利用光致抗蝕劑的耐腐蝕特性，對襯底外表進(jìn)展腐蝕，獲得所需的圖形。運(yùn)用于電路布線板、晶閘管元件等的制造。2、光刻的工藝過程1原圖和掩模板的制備，2涂復(fù)光致抗蝕劑，3曝光，4腐蝕，5去膠。910三、化學(xué)拋光Chemical Polish 簡稱CP原理：在硝酸或磷酸的溶液中，在一定的條件下，使工件外表氧化，此氧化層又能逐漸溶入溶液。外表微凸的地方比外表微凹的地方氧化、溶解的快，使工件外表逐漸整平。特點(diǎn)：大面積、薄壁件、低剛度、復(fù)雜型面的拋光。缺陷：比電解拋光效果差。11四、化學(xué)鍍膜一目的：在金屬、非金屬外表鍍上一層金屬。二原理：在金屬鹽溶液中參與一種化學(xué)復(fù)原劑，將

5、鍍液中的金屬離子復(fù)原后堆積在被鍍零件的外表。三特點(diǎn)：1、鍍層均勻。2、被鍍工件可以為任何資料，包括非導(dǎo)體資料：如玻璃、陶瓷、塑料。3、不需電源，設(shè)備簡單4、鍍液普通可延續(xù)需運(yùn)用，再生運(yùn)用。12四運(yùn)用1、鍍銅，用硫酸銅；2、鍍鎳，用氯化鎳；3、鍍鉻，用溴化鉻；4、鍍鈷，用氯化鈷。復(fù)原劑，用磷酸鈉、次硫酸鈉、酒石酸納、葡萄糖等。13第二節(jié) 等離子體加工一、根本原理等離子體加工又稱為等離子弧加工Plasma Arc Machining 縮寫為PAM，是利用電弧放電使氣體電離成過熱的等離子氣體流束，靠部分熔化及氣化去除資料。等離子體被稱為物質(zhì)存在的第四種形狀。等離子體，是高溫電離的氣體，它由氣體原子或

6、分子在高溫下獲得能量電離后，離解成帶正電荷的離子和帶負(fù)電荷的自在電子所組成，整體的正負(fù)離子數(shù)目和正負(fù)電荷數(shù)值仍相等，所以稱之為等離子體。14等離子體具有極高的能量密度的緣由：1機(jī)械緊縮效應(yīng)：電弧經(jīng)過噴嘴時(shí)，通道對電弧產(chǎn)活力械緊縮作用；2熱收縮效應(yīng)：噴嘴內(nèi)通入冷卻水，使接近內(nèi)壁的氣體電離度急劇下降，導(dǎo)電性差，電弧中心導(dǎo)電性好，電弧電流被迫在電弧中心高溫區(qū)經(jīng)過，使電弧的有效截面減少，電流密度大大添加，這就是熱收縮效應(yīng)。高速等離子氣體流量越大，壓力越大，冷卻越充分，那么熱收縮效應(yīng)越劇烈。3磁收縮效應(yīng)：由于電弧周圍存在磁場，迫使電弧產(chǎn)生劇烈的收縮作用，使電弧中心電流密度更大。15由于上述3個(gè)作用的結(jié)果

7、，使等離體溫度高達(dá)1100028000度，速度約8002000m/s，高于聲速，具有很強(qiáng)的沖擊力。圖9-12中：1、鎢電極接負(fù)極，工件接正極等離子電弧加工，運(yùn)用于金屬資料的加工、切割及焊接；2、鎢電極接負(fù)極，噴嘴接正極等離子體射流加工，運(yùn)用于各種資料噴鍍及熱處置加工等。1617二、資料去除速度和加工精度等離子切割，25mm厚資料的切割；加工后外表粗糙度Ra1.63.2，熱影響層15mm。三、設(shè)備和工具100300V直流電源，常用電極為鈰鎢或釷鎢；噴嘴用純銅或鋯銅。四、運(yùn)用1、切割不銹鋼、銅、鋁；2、切割軟鋼、合金鋼、鈦、鑄鐵、鎢、鉬；183、機(jī)械切削和等離子弧的復(fù)合加工。用等離子弧，使待加工工

8、件資料變軟，強(qiáng)度降低，以便降低切削力、提高切削效率、延伸刀具壽命。4、不銹鋼和各種合金鋼的焊接。焊接厚度110mm。19第三節(jié) 擠壓珩磨擠壓珩磨又稱為磨料流動(dòng)加工Abrasive Flow Machining，簡寫AFM,是一項(xiàng)外表加工新技術(shù)。一、根本原理擠壓珩磨，是利用一種含磨料的半流動(dòng)形狀的粘彈性磨料介質(zhì)，在一定的壓力下強(qiáng)迫在被加工外表上流過，有磨料顆粒的刮削作用，去除工件外表微觀不平資料的方法。圖9-13以下圖，表示了加工過程下活塞施壓，上活塞向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，施加一定的背壓。2021二、運(yùn)用范圍1、從軟的鋁到韌的鎳合金，均可加工；2、硬質(zhì)合金拉絲模、擠壓模、拉抻模、粉末冶金模、葉輪、齒輪

9、、熄滅旋流器的拋光和去毛刺；3、幾乎能加工一切金屬資料，也能加工陶瓷、硬塑料等。三、其它1、磨料普通用氧化鋁、碳化硼、碳化硅。碳化硅主要用于去毛刺。2、擠壓珩磨不能修正零件的外形誤差。22第四節(jié) 水射流加工一、根本原理水射流切割Water Jet Cutting 簡稱WJC又稱液體放射加工Liquid Jet Machining 簡稱LJM，是利用高壓高速流水對工件的沖擊作用來去除資料的，有時(shí)簡稱水切割，或俗稱水刀。采用的水或帶添加劑的水，以500900m/s的高速，從孔徑為0.10.5mm的人造藍(lán)寶石噴嘴噴出，直接壓射到工件加工部位上。加工深度取決于速度、壓力及間隔 。二、資料去除速度和加工

10、精度23切割速度取決于工件資料，與功率正比、與厚度反比。切割精度主要受噴嘴軌跡的影響，切縫大約比噴嘴孔徑大0.025mm；噴嘴越小，加工精度越高，加工效率越低。軟資料可以獲得光滑外表，塑性好的資料可以切割出高質(zhì)量的切邊。采用正前角，將改善切割質(zhì)量。在水中混入磨料，可提高切割速度和厚度。2425三、設(shè)備和工具液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力應(yīng)能到達(dá)400MPa。液壓系統(tǒng)包括控制器、過濾器以及耐用性好的液壓密封安裝。液體要經(jīng)過很好的過濾，過濾精度0.5微米。四、運(yùn)用可以加工很薄、很軟的金屬和非金屬資料，如：銅、鋁、鉛、塑料、木材、橡膠、紙等七八十種資料和制品。26第五節(jié) 磁性磨料研磨加工和磁性磨料電解研磨加工磁

11、性磨料研磨加工Magnetic Abrasive Machining 簡稱MAM，又稱磁力研磨或磁磨料加工，它和磁性磨料電解研磨加工Magnetic Abrasive Electrochemical Machining 簡稱MAECM光整加工新工藝。27一、根本原理1、磁性磨料研磨的原理，在本質(zhì)上和機(jī)械研磨一樣，只是磨料是導(dǎo)磁的，磨料作用于工件外表的研磨力是磁場構(gòu)成的。2、磁性磨料電解研磨的外表光整效果，是以下3個(gè)要素總和作用的結(jié)果：1電化學(xué)陽極溶解作用2磁性磨料的刮削作用3磁場的加速、強(qiáng)化作用：洛侖茲力的作用、離子運(yùn)動(dòng)軌跡的復(fù)雜化，螺旋運(yùn)動(dòng)軌跡、添加了運(yùn)動(dòng)長度，添加了電解液的電離度，降低了濃

12、差極化。28二、實(shí)踐運(yùn)用適用于導(dǎo)磁資料的外表光整加工。29第六節(jié) 鋁合金微弧氧化外表陶瓷化處置技術(shù)微弧氧化外表處置，是基于電火花短電弧放電和電化學(xué)、化學(xué)等綜協(xié)作用，使鋁及鋁合金外表生長、構(gòu)成一層很薄的多功能的陶瓷膜。鋁、鎂、鈦及其合金因其分量輕，被廣泛的運(yùn)用，但其外表硬度低、不耐磨損。為了提高鋁及鋁合金的耐磨、耐腐蝕性能，早在數(shù)十年前就產(chǎn)生了鋁外表陽極氧化工藝：在特定的電解液中，將鋁接低電壓電流電源的陽極，在電化學(xué)的作用下，鋁外表生成一層多孔、高電阻率的氧化層薄膜，經(jīng)過后繼處置，可以提高鋁及鋁合金的外表硬度和耐磨性，有的可以進(jìn)展著色等處置，運(yùn)用廣泛。30鋁合金微弧氧化外表處置，不同于鋁陽極外表

13、氧化技術(shù)，所構(gòu)成的陶瓷膜也遠(yuǎn)比陽極氧化膜具有更多的功能和更好的性能。工件成分不同、任務(wù)液成分、脈沖電源波形和工藝參數(shù)不同，微弧氧化后的外表陶瓷層具有不同的功能。一、微弧氧化后的外表陶瓷層的功能和用途1、高硬度、抗磨表層：可高于淬火鋼、硬質(zhì)合金；2、減磨外表：構(gòu)成含有微孔的陶瓷表層，在運(yùn)用傳統(tǒng)的光滑劑后，摩擦系數(shù)可降低0.120.06。3、耐腐蝕外表：4、電絕緣層315、熱穩(wěn)定、絕熱、隔熱表層：短時(shí)間可接受800900度，甚至高于2000度6、光吸收與反射表層：生成彩色表層7、催化活性表層8、抑制生物、細(xì)菌表層9、親生物層二、微弧氧化外表技術(shù)和工藝特點(diǎn)原理：利用400500V高壓電源產(chǎn)生電火花在鋁合金外表微弧放電，使鋁和任務(wù)液中的氧在瞬時(shí)高溫下發(fā)生電、物理、化學(xué)反響，生成三氧