部分特种加工的基本原理

激光加工的加工基理激光的光发射是一种经受激辐射产生的加强光，发光物质中基本上是有组织地、互相关联地产生光的发射，发出的光有相同的频率、方向、偏振性和严格的相位关系。因此，激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。根据激光与物质相互作用机理，激光加工的物理过程大致分为材料对激光的吸收和能量的转换，材料的加热熔化、气化，蚀除产物的抛出等几个连续阶段。主要应用：1.孔加工2.气割加工3.激光焊接4.表面强化和热处理5.激光打标6.激光清洗7.激光微加工离子束加工的加工基理等离子体被称为物质的第四种状态。物质等离子体是高温电离的气体，它由气体原子或分子在高温下获得能量电离之后，离解成带正电荷和带负电荷的自由电子所组成，整体的正负离子数和正负电荷数值仍相等，因此称为等离子体。等离子体加工又称为等离子弧加工，是电弧放电使气体电离过热的等离子气体流束，利用高温、高速的等离子弧及其焰流，使工件材料熔化、蒸发和气化并吹离基体，使工件材料改变性能，或在其上涂覆的特种加工。主要应用：1.金属材料切割2.等离子弧焊接3.预热处理和再结晶处理4.表面加工优点与局限：1.导电、导热性能好2.温度高、能量密度大3.工艺参数调节方便4.电弧稳定工作地点要求对噪音、弧光、烟雾采取保护措施。电子束加工的加工机理电子束加工是在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高的电子束，以极高的速度冲击到工件表面的极小面积上，在极短的时间内，其能量的大部分转化为热能，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和气化，而实现加工的目的。这种利用电子束热效应的加工称之为电子束热加工。主要应用：1.高速打孔2.切割加工3.电子束焊接优点与局限：1.电子束可以微细地聚焦，最小直径可达0.1um，是一种精密微细的加工方法。2.能量密度高，生产效率高，是非接触式加工，不产生应力和变形。3.材料适应性广，原则上各种材料均可加工。4.可以通过电场或磁场对电子束的强度、位置、聚焦等直接进行控制，易于实现自动化。5。加工速度较高。6.整个加工系统在真空中加工，无氧化，特别适合加工高纯度半导体和易氧化的金属及合金。7.一般只用于加工微孔、窄缝及微小的特形表面，并且需要真空设备及数万伏的高压系统，设备价格较贵。超声波加工的原理超声波加工是利用工具作超声频振荡，通过磨料悬浮液加工脆硬材料。超声加工是磨粒在超声振动作用下作机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用，其中磨粒的撞击作用是主要的。材料越硬脆，越易遭受撞击破坏，越易进行超声波加工。特点：1.适合加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料。2.加工精度较高。3.易于加工各种复杂形状的型孔、型腔、成型表面等。4.磨料硬度应比被加工材料高，而工具的硬度可以低于被加工材料。5.多数情况下，工件的形状主要靠工具的形状来保证，不需要工具和工件做复杂的相对运动，因此超声波加工机床的结构比较简单。5超声波加工面积不大，工具头磨损较大，故生产率较低。