其他特种加工

超精密特种加工技术5.6.1等离子体加工超精密特种加工技术等离子体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，离解成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子所组成，整体的正负电荷数值相等，因此称为等离子体。1.基本原理等离子加工又称等离子弧加工（PlasamaArcMachining，PAM），是利用电弧放电使气体电离成过热的等离子气流束，靠局部熔化及气化去除材料。等离子体被称为物质存在的第四种状态。超精密特种加工技术（1）机械压缩效应（2）热收缩效应（3）磁收缩效应等离子具有极高的能量密度是由下列三种效应造成的：2.等离子弧加工特点（1）能量集中，温度高（2）电弧稳定，工作可靠（3）加工控制性好超精密特种加工技术3.实际应用（1）等离子体加工已广泛用于切割。各种金属材料，特别是不锈钢、铜、铝的成形切割，已获得重要的工业应用。（2）等离子体电弧焊接已获得广泛应用，使用的气体为氬气。（3）等离子体表面加工技术近年来有了很大发展。（4）等离子体还用于人造器官的表面加工。超精密特种加工技术5.6.2喷射加工超精密特种加工技术1.磨料喷射加工（1）工作原理：磨料喷射加工是利用混有微细磨粒的高压气体束流冲击工件表面去除材料的加工。如图5-33所示，作为供气装置的压气瓶可以提供一定压力的干燥清洁气体（空气、二氧化碳或氮气）。气体进入贮有磨粒的磨粒室后，在振动器作用下，与磨粒均匀混合，由喷嘴喷出混有磨粒的高速射流冲击工件表面。喷嘴紧靠工件加工处，并与加工表面成一小的角度。图5-33超精密特种加工技术（2）应用1）可用于玻璃、陶瓷、硬金属、硬塑料等脆硬材料零件的切割、去毛刺等加工2）可用于工件表面的清理，特别是复杂不规则的表面3）可利用保护膜进行喷射雕刻超精密特种加工技术2.液体喷射加工图5-34（1）工作原理：液体喷射加工是用高压高速液体射流对工件喷射去除材料的加工。经常使用的液体是水或带有添加剂的水。如图5-34所示超精密特种加工技术（2）特点1）水喷射切割加工，切边光滑切缝窄，材料损耗小2）切屑随水排走，不产生粉尘，对身体及环境无污染3）加工温度低，适于易燃材料如纸张、木材的切割。（3）应用水喷射加工主要用于切割以及去毛刺加工。可以切割各种非金属材料，例如橡胶、塑料、木材、皮革以及石棉、水泥、碳素制品等，也可以切割铝、纯铜、铅等软、薄金属材料。超精密特种加工技术5.6.3磨料流加工超精密特种加工技术磨料流加工，也称挤压研磨加工（AbrasiveFlowMachining，AFM）是一项新的精密光整加工技术。1磨料流加工的基本原理磨料流加工是以一定的压力，强迫含有磨料的黏弹性介质（称为黏性磨料）通过被加工表面，利用黏性介质中磨粒的“切削”作用，有控制地去除工件材料，实现对工件表面光整精加工的目的。磨料流加工过程相当于用“软砂轮”紧密地贴合在零件表面上移动，在强制移动中“切屑”被流动的黏性磨料包容带走。超精密特种加工技术2磨料流加工的三大要素（1）挤压研磨机床：用于固定工件和夹具，有不同的尺寸和结构形式。在一定的压力作用下，使磨料流经加工表面，达到研磨、去毛刺和倒角的目的。挤压研磨机床要包括两个垂直相对的磨料缸，磨料缸液压夹紧，将工件和夹具固定在当中，机床控制挤出压力，使磨料通过工件，从一个磨料缸进入另一个磨料缸，如此反复进行。当磨料进入、通过受限制通道时，即产生磨削作用。（2）夹具：不仅对工件进行定位和夹紧，还引导磨料通达需要研磨加工的部位，或者堵住不需要研磨加工的部位。对于工件外部边角、表面的加工，夹具的目的是在工件的外面和夹具的内面形成一个有限制性的通道。超精密特种加工技术超精密特种加工技术（3）磨料：作用相当于切削加工中的刀具。是一种由柔性的半固态载体和一定量的磨粒拌和而成的混合物，这种半固态载体是一种高分子聚合物。这种高分子聚合物可以与磨粒均匀黏结，而与金属则不发生黏附，且不挥发。它的作用主要是用来传递压力，保证磨料均匀流动，同时起到润滑作用。高黏度用于零件的壁面和大通道进行均匀研磨，低黏度一般用于对零件的边角倒圆和小通道研磨。低流速适宜于进行均匀研磨，高流速会产生较大的边角圆度。磨粒一般采用氧化铝、碳化硅、碳化硼、金刚石粉等，去毛刺时使用粗磨料，抛光时都用细磨料，微小孔应用更细的磨料。超精密特种加工技术3磨料流加工的工艺特点（1）使用范围：各种复杂表面的抛光和去毛刺，如各种型孔、型面和齿轮、叶轮、交叉孔、喷嘴小孔、液压部件、各种模具等（2）加工效率：磨料流动加工的材料去除量一般为0.01-0.1mm，加工时间通常为1-5min。对多件装夹的小零件的生产率每小时可达1000件。（3）表面质量：最低的表面粗糙度可以达到0.025μm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（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。（4）加工精度：切削均匀性可以保持在被切削量的10％以内，不会破坏零件原有的形状精度，尺寸精度可控制在微米的数量级。超精密特种加工技术超精密特种加工技术