制造加工工藝實質上就是一種材料成形工藝。材料成形大體分為如下三種類型:①受迫成形,它是利用材料的可成形性,在特定的邊界和外力約束條件下的成形方法,如鑄造、鍛造、注射成形等工藝方法就屬于這一類;②去除成形,是將一部分材料有序地從基體中分離出去的成形方法,如傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨切削加工以及特種加工工藝方法;③堆積成形,是運用合并與連接等手段,將材料有序地合并堆積起來的成形方法,如快速原型制造、焊接等,這種成形方法又稱添加成形。
一、精密潔凈鑄造工藝技術
隨著精密成形技術的發(fā)展,鑄造毛坯的成形精度也得到不斷地提高,獲得精確鑄件的工藝技術有:
1 自硬砂精確砂型鑄造
2 壓力鑄造技術
(1)壓力鑄造簡介
(2)壓鑄過程原理
3 消失模鑄造工藝
(1) 消失模鑄造工藝的定義
(2) 消失模鑄造工藝的生產原理
(3) 消失模鑄造的工藝流程
(4) 消失模鑄造工藝的優(yōu)越性
1) 它是一種近天余量的新型成形工藝
2) 鑄件內部質量提高
3) 對環(huán)境天公害,易實現(xiàn)清潔生產
4) 方便了鑄件結構的設計
5) 簡化砂處理工序,減少設備占地面積,從而降低設備費用
(5) 消失模鑄造技術發(fā)展趨勢
1)隨著嚴格的質量控制體系的建立和各關鍵工序監(jiān)控儀表的完善,消失檬鑄件的質量將進一步提高,廢品率將大為降低。
2)在模具設計和制造領域,將大量采用快速原形制造技術和并行環(huán)境下計算機模擬仿真,從而大大縮短模具的生產時間,實現(xiàn)鑄件的快捷生產。
3)隨著泡沫塑科尾氣凈化裝置和舊砂處理設備的進一步改善,以及各工序間自動化程度的提高,將使消失模鑄造工廠(車間)綠色化。
4)隨著技術的進步,消失模鑄造技術將與其他先進的鑄造工藝相結合,開創(chuàng)出更新的復雜工藝,將使鑄件質量和生產效率進一步提高。
4 清潔(綠色)鑄造技術
日趨嚴格的環(huán)境與資源的約束,清潔鑄造已成為21世紀鑄造生產的重要特征。清潔鑄造技術的主要內容有:
(1)采用潔凈的能源,如以鑄造焦代替冶金焦;以少粉塵、少熔渣的感應電爐熔化代替沖天爐熔化,以減輕在熔煉過程對空氣的污染;
(2)采用無砂和少砂的特種鑄造工藝,如壓力鑄造、金屬型鑄造、金屬型覆砂鑄造、擠壓鑄造等,改善操作者工作環(huán)境;
(3)研究并推廣使用清潔無毒的工藝材料,如研究使用無毒無味的變質劑、精煉劑、粘結劑,用用濕型砂無毒無污染粉料光潔劑代替煤粉等;
(4)采用高潰散性型砂工藝,如樹脂砂、”改性酯硬化水玻璃砂工藝;
(5)研究開發(fā)多種廢棄物的再生和綜合利用技術,如鑄造舊砂的再生回收技術渣的處理和綜合利用技術;
(6)研制開發(fā)鑄造機器人或機械手,以代替工人在惡劣條件下工作。
二、精確高效塑性成形工藝技術
1 超塑性成形工藝
(1)超塑性成形工藝的定義與特點
超塑性是指材料在一定的內部組織條件(如晶粒形狀及尺寸、相變等)和外部環(huán)境條件(如溫度、應變速率等)下,呈現(xiàn)出異常低的流變抗力、異常高的伸長率現(xiàn)象。將伸長率超過100%的材料稱之為超塑性材料。
金屬的超塑性主要有兩種類型:1)細晶超塑性,又稱組織超塑性或恒溫超塑性,其超塑性產生的內在條件是具有均勻、穩(wěn)定的等軸細晶組織;外在條件是每種超塑性材料應在特定的溫度及速率下變形,要比普通金屬應變速率至少低一個數(shù)量級;2)相變超塑性,又稱環(huán)境超塑性,是指在材料相變點上下進行溫度變化循環(huán)的同時對試樣加載,經多次循環(huán)試樣得到積累的大變形。目前研究和應用較多的是細晶超塑性。
超塑性成形工藝包括超塑性等溫模鍛、擠壓、氣壓成形、真空成形、模壓成形等。對于薄板的超塑性成形加工,氣壓成形應用最多。在這種超塑性成形工藝下,零件的內表面尺寸精度高,形狀準確,模具容易加工。
(2) 超塑性成形工藝的特點
1)一次成形各種復雜零件
2)成形零件性能穩(wěn)定
3)變形抗力小
4)流動應力對應邊速率的變化敏感
5)制件質量高
(3)超塑性成形工藝及應用
由于金屬在超塑性狀態(tài)下具有極好的成形性和極小的流動應力,所以超塑性成形工藝己越來越多地用于工業(yè)生產。如飛機上的形狀夏雜的欽合金部件,原來需用幾十個零件組成,改用超塑性成形后,可一次整體成形,以代替原來的組合件,大大減輕了構件重量,節(jié)約了工時。對零件形狀和尺寸精度要求較高零件。超塑性還用于制作工藝品。
2 精密模鍛工藝技術
精密模鍛是在模鍛設備上鍛造出鍛件形狀復雜、精度高的模鍛工藝。目前,較為流行一種冷溫模鍛成形技術。所謂冷溫模鍛,是指金屬材料在室溫或再結晶溫度以下的塑性成形工藝,又稱冷擠壓成形。它是一種凈成形或近凈成形的加工技術。冷擠壓成形時所需作用力較大。在選擇冷擠壓設備時,除應考慮擠壓金屬所產生的熱效應之外,還要考慮壓力機應有足夠的剛度和導向精度,以及可靠的防超載裝置。
3 精密沖裁工藝技術
(1)精密沖裁工藝介紹
精密沖裁簡稱精沖是一種先進制造技術,在一定條件下可取代切削加工,具有優(yōu)質、高效、低耗、面廣的特點,適合于組織自動化生產。
優(yōu)質 精沖件的尺寸公差可達it7—it8級;剪切面粗糙度可達ra1.6-0.4μm,相當于磨削加工。
高效 和切削加工相比精沖一般可提高工效10倍左右,精沖片齒輪可提高工效20倍左右、風輪可提崗工效40多倍。
低耗 節(jié)約大量切削機床和切削加工所需電能,精沖后表面加工硬化有時可以取消后續(xù)淬火節(jié)約大量電能。
面廣 許多鑄、鍛毛坯切削加工件以及切削加工后用鉚、焊聯(lián)接在一起的組合件,均有可能用精沖工藝或精沖復合工藝生產.
己廣泛用于汽車、摩托車、起重機械、紡織機械、農用機械、計算機、電器開關、家用電器、儀器儀表、航空器等制造部門,輛轎車就有80多種100多個精沖件。
(2)精沖工藝過程
精密沖裁和普通沖裁從形式上看都是分離工序,但就其工藝過程的特征及制定工藝時的出發(fā)點相指導思想來說都是截然不同的。普通沖裁系通過合理間隙的選取,使材料在凸、凹模刃口處的裂紋重合,稱之為“控制撕裂”。精沖過程中工件和條料最后分離兩始終保持為—個整體,材料自始至終是塑性變形過程。精沖技術中無論是工藝的力能參數(shù)、模具的幾何參數(shù),材料的性能和球化處理以反工藝潤滑劑等等。
為防止材料在精沖完成前產生撕裂,保證塑性變形的進行,應采取以下措施:
1)沖戰(zhàn)前v形環(huán)壓邊圈壓住材料.防止剪切變形區(qū)以外的材料在剪切過程中隨凸模流動;
2)壓邊圈和反壓板的夾待作用,再結合凸、凹模的小間隙位材料在沖裁過程守始終保持和沖裁方向垂直,避免彎曲翹起而在、變形區(qū)產生拉應力,從而構成塑性剪切的條件;
3)必要時將凹模或凸模刃口倒以圓角,以便減少刃口處的應力集中,避免或者延緩裂紋的產生,改善變形區(qū)的應力狀態(tài);
4)利用壓邊力和反壓力提高變形區(qū)材料的球形壓應力張量即靜水壓,提高材料的塑性;
5)材料預先進行球化處理,或采用專門適于精沖的特種材料;
6)采用適于不同材料的工藝潤滑劑。
(3)精沖必須具備的基本條件
為了更好的完成精沖工藝,必須具備如下基本條件:
1)精確的模具
精沖模的沖裁間隙小,有v形環(huán)壓邊圈和反壓板剛性和導向性好。
2)符合要求的材料
大約95%的精沖件都是鋼件。精沖的大約最大厚度是一個范圍,它和材料的組織、工件的技術要求有關,鋼材以球化完全,彌散良好,分布均勻的細球狀碳化物組織為最佳。除鉛黃銅外,多數(shù)非鐵金屬和合金均可以精沖。
3)高性能的潤滑劑
精沖過程中金屬材料在三向受壓的條件下進行塑性剪切,模具刀口承受瞬時高溫高壓。在這種條件下新生的剪切面和模具工作表面之間會發(fā)生強烈的干摩擦、容易引起“焊合”和附著磨損,必須采用潤滑別,形成一種耐壓耐溫的堅韌潤滑薄膜附著在金屬表面上,將新生的剪切面和模具工作表面隔開,借以改善材料與模具間的潤滑條件減少摩擦,散發(fā)熱量從而達到提高模具壽命改善剪切面質量的目的。
4)高精度的設備
精沖壓力機是為完成桔沖工藝的專用壓力機,它能同時提供沖裁力、壓邊力和反壓力,滑塊有很高的導向精度利剛度,滑塊行程速度的變化滿足快速閉合、慢速沖裁和快速回程的要求,沖裁速度可以調節(jié),有可靠的模具保護裝置及其他自動檢測和安全裝置,實現(xiàn)單機自動生產。
4 粉末冶金鍛造工藝
(1) 粉末冶金工藝
粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經過制坯和燒結,制取金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。
粉末冶金工藝的工序過程為:1)制取和準備原料粉末,粉末可以是純金屬或它的合金、非金屬、金屬與非金屬的化合物以及其它各種化合物;2)將金屬粉末制成所需形狀的坯塊;3)將坯塊適當?shù)臏囟认逻M行燒結,抑獲得較好的物理、化學和力學性能。
燒結是粉術冶金工藝中的關鍵工序。燒結之后根據(jù)產品的要求,采用精整、浸油、機加工、熱處理(淬火、回火和化學熱處理)和電鍍等處理方式。也可以采用一些新的工藝,如軋制、鍛造、擠壓可應用于粉末冶金材料燒結后的處理。
現(xiàn)代粉木冶金技術的發(fā)展中有三個重要標志:實現(xiàn)了難熔金屬(如鎢、相等)熔鑄制造,充分發(fā)揮了粉末冶金少、無切屑的優(yōu)點;利用粉末冶金制成了多孔軸承;促進了新材料、新工藝發(fā)展。出現(xiàn)了金屬陶瓷、粉末高速鋼、粉末超合金,粉末冶金鍛造能制出高強度零件。
(2)粉末冶金鍛造工藝
金屬粉末經制坯壓實后燒結、再用燒結體作為鍛造毛坯進行鍛造的鍛造方法稱粉末冶金鍛造。粉末冶金鍛造是粉末冶金和精密鍛造相結合的新技術。
粉末冶金鍛造具有致密壓實和塑性成形的作用。燒結體的致密效果與鍛造變形程度有關,變形程度越大,致密效果越好。粉末冶金鍛造,要采用適當形狀的預制坯,以便一次鍛造成形。通過調整頓制坯密度和形狀,選用最佳變形規(guī)范,可形成有利的流線,獲得優(yōu)質的鍛件。
1)粉末冶金鍛造工藝簡介
粉末冶金鍛造工藝分為粉末準備、制坯燒結、預制坯鍛造和后續(xù)加工(熱處理和機械加工)四個階段。
2)對粉末原材料的要求
粉末冶金鍛件性能在很大程度上取決于粉末原材料。優(yōu)質粉末成本較高,所以必須根據(jù)粉末冶金鍛件的用途合理選用粉末原材料。粉末原材料應滿足粉末合金成分均勻;粉末的密度要高,流動性、壓制性和燒結性要好;應控制含氧量和其它氣體含量;控制粉末中的雜質含量。
3)粉料準備
粉料準備是對粉末原材料進行還原、磁選、篩選和混料等工序。
4)預制坯
①預制坯的設計 根據(jù)鍛造時側向流動量的大小,預制坯幾何形狀基本可以分為兩類:一類是預制坯在鍛壓方向的投影與鍛件基本一致,鍛造時只是高度方向壓縮,側向流動很小。這類鍛造有時也稱“熱復壓”。如直齒正齒輪的鍛造。另一類是有較大的側向流動,預制坯形狀可以與鍛件有很大差別,因而預制坯形狀比較簡單。如行星傘齒輪鍛造。
②預制還的壓制 預制坯一般采用單向或雙向冷壓制。冷壓時,應保持模壁與粉料潤滑良好,以在較低壓力下獲得較高的壓制密度和避免產生裂紋。
③預制坯的燒結 燒結后可增大預制坯的強度和可鍛性,使合金成分均勻化,還可降低氧含量。預制坯燒結均有所收縮,仍含有大量孔隙,應盡快轉入鍛造,以防孔隙表面自然氧化。
5)鍛造
①鍛造設備和鍛模 粉末冶金鍛造可采用各種類型的鍛壓機。為了使鍛件表面具有要求的粗糙度,預制坯表面必須清潔且無氧化,鍛造時要采用適當?shù)臐櫥瑒?br> ②鍛前加熱 加熱前,預制坯要涂敷玻璃潤滑劑。鍛前加熱一般都在保護氣氛中進行。采用高頻加熱可以使預制坯加熱時間大幅度減少,從而減少氧化。預制坯表面要噴除石墨保護劑。
③模鍛 模鍛主要取決于鍛造溫度、鍛造壓力和保溫時間。鍛造溫度高,有利于改善燒結體的塑性,降低變形抗力;鍛造溫度過高燒結體含碳量難控制,模具也容易產生熱疲勞。鍛造溫度過低,燒結體的塑性不足,變形抗力大,致密效果差,模具壽命降低。確定鍛造溫度和鍛壓力的一般原則是保證預制坯順利變形到要求的尺寸而不產生裂紋,使鍛件的密度達到要求的數(shù)值。一般說來,可參照普通模鍛工藝參數(shù)來選擇粉末冶金鍛造工藝參數(shù)。
粉木冶金鍛件鍛后應以防表面及內部氧化,采取有力的保護措施。
粉木冶金鍛造是一次鍛成最終形狀和尺寸,對形狀特別復雜或尺寸精度要求高的鍛件,還需采用復鍛和精整。
6)后續(xù)處理和加工
粉末冶金鍛件內部孔隙的鍛合面的結合狀態(tài)對鍛件性能的影響很大。這是因為鍛壓的保壓時間短,原有的孔隙表面雖被鍛合,但其中一部分未能充分擴散結合,構成脆弱內界面。
粉末冶金鍛件可進行退火、調質、表面滲碳淬火等熱處理或時效處理,提高鍛件塑性和韌性。
為保證裝配精度,粉末冶金鍛件有時需經少量的機加工,如航空傳動齒輪火后必須磨齒,才能達到所需尺寸精度和性能。
三、優(yōu)質高效焊接及切割工藝
1 精密焊接工藝技術
(1)激光焊接
1)激光焊接過程
激光焊接是利用能量密度很高(105一107w/cm2) 的激光束聚焦到工件表面,使輻射區(qū)材料表面出現(xiàn)熔融而粘合形成的焊接。
激光除具有反射、折射、繞射及干涉等光的共性外,還具有單色性好、相干性好、方向件好和強度高的優(yōu)點。機光焊接正是應用激光在空間和時間上集中度,時間焊接的。一束高亮度的激光、經聚焦后光斑直徑可小到幾微米而產生巨大的能量密度,在極短時間內使材料熔化,而進行激光焊接。激光焊接待別適合于自熔焊接,不加填充料。
2)激光焊接的優(yōu)點
1.激光連續(xù)焊接效率高、消耗能量小,可實現(xiàn)小尺寸的焊接。
2.激光焊接過程極為迅速,被焊材料不易氧化、焊點小、焊縫窄、熱影響區(qū)小,焊接變形小、精度高。適用于微型精密、排列密集、受熱敏感的焊件,??擅馊ズ负蟪C形、加工工藝。
3.激光焊接不產生焊渣,工件表面不出現(xiàn)氧化膜。除能夠焊接金屬材料,還可焊接非金屬材料及普通焊接難接近的部位。并可透過惰性氣體或空氣對工件進行焊接,故適用于微型、精密、排列密集、受熱敏感的焊件,真空管內的焊接加工等,適應性廣。
4.激光焊接對工件引起的熱影響很窄,焊縫耐腐蝕性高。
5.可焊接同種金屬,也可焊接異種金屬,甚至還可焊接金屬與非金屬材料。可以進行薄片間的焊接、絲與絲之間的焊接,也可進行薄膜焊接和縫焊。適用十其他焊接方法難以或無法進行的焊接。
6.由激光熔化的材料所具有的機械承載能力一極高于母體金屬的承載能力,內于這種性能,可以在焊后進行劇烈的成型加工操作,特別是能夠進行象彎曲凸緣之類的冷成型加工,或承受巨大的內部壓力。
7.焊接系統(tǒng)具有高度的柔性,易于實現(xiàn)自動化。
8.設備投資加大,焊接件拼裝精度要求高。
3)激光焊接工藝要求
激光功率密度一般為5×105-5×107w/cm2,發(fā)散角為2mrad內低階模激光。激光深熔焊接多采用co2激光器,功率為數(shù)千瓦至數(shù)十千瓦的低階模激光器。激光焊接常采用保護氣體,主要是抑制光致等離子體和排除空氣使焊縫免遭污染,不同保護氣體抑制等離子體的效果不同。從獲得最大熔深考慮,氦氣效果最好,氮氣次之,氮氣最差。激光焊接對最低焊接速度由限制,在一定的激光功率下,降低焊接速度,單位長度焊縫輸入能量增加,熔深增加,但速度過低,熔深不會再增加,而是焊縫變寬,使小孔崩潰,焊接過程蛻變?yōu)閭鲗?。在維持小孔效應的最低臨界焊速下,可得到最大熔深。這個最大焙深是激光功率的函數(shù),還受到光束質量,聚焦光路、焦斑直徑,保護氣體等一系列國素的影響。各種材料對激光焊接的焊接性與對傳統(tǒng)焊接方法的可焊性類似,可參閱有關手冊了解激光的可焊性。
(2)電子束焊接
電子束焊接是在真空條件下,利用聚焦后被加速的能量密度極高(106一108w/cm2)的電子束,以極高速度沖擊到工件表面極小面積上。在極短的時間(幾分之一微秒)內,其能量大部分轉變?yōu)闊崮?,從而引起材料的局部熔化達到焊接的目的。
加工裝置由四大基本系統(tǒng)組成:電子槍系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。電子槍是用來發(fā)射高速電子流并加以初步聚集的系統(tǒng)。真空系統(tǒng)作用是保證真空里所需的真空度。因為電子只有在高真空廠才能高速運動。同時阻止發(fā)射陰極不至于在高溫下被氧化??刂葡到y(tǒng)作用是控制電子束大小,方向以及工作臺移動等。電子束加工對電源系統(tǒng)要求很高。
電子束焊接時,控制電子束能量密度,使焊件焊接頭處的金屬熔融,在電子束連續(xù)不斷地轟擊下,形成一個被熔融金屬環(huán)繞著的毛細管狀的燕氣管,如果焊件按一定速度沿著焊件接縫與電子束作相對移動,則接縫上的燕氣管由于電子束的離開而重新凝固,使焊件的整個接縫形成一條焊縫。電子束焊接可以焊接幾乎所有用熔焊方法可焊的金屬材料,它可焊接歡烙金屬、化學性能活潑的金用:可焊接很薄的工件,也可焊接幾百毫米厚的工件;還可焊接用一般焊接方法難以完成的異種金屬焊接。
電子束焊接一般不用焊條,焊接過程在真空中進行,因此焊縫化學成分純凈,焊接接頭的強度往往高于母村。焊接形式各種各樣,可滿足不同金屬結構焊接的需要。
由于電子束能夠極其微細地聚焦?,可聚焦到微米級,是一種精密微細的加工方法。電子束能量密度很高,能夠瞬時熔化,實行焊接,是一種非接觸式加工,工件不受機械力作用。
2 現(xiàn)代切割工藝技術
1.激光切割
激光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射處的材料迅速熔化、氣化、燒蝕或達到燃點,同時借助光束同軸的高速氣流吹除熔融物質,從而實現(xiàn)割開工件的一種切割方法。
(1)激光切割主要方式:
1)氣化切割。切口部分的材料以蒸氣或渣的形式排出。是切割不熔化材料(如木材、碳和某些塑料)的基本形式。
2)熔化切割。當被切材料的切口處受到較低功率密度的激光作用時,主要是發(fā)生熔化。在氣流作用下,切口料以熔融物質的形式由切口底部排出。
3)反應熔化切割,采用氧氣或其他反應氣體吹氣,氣體與被切材料產生放熱反應,在激光輻照之外,提供了另一個切割所需的能源。在吹氧切割鋼板時大約切割所需能量的60%是來自鐵的氧化反應。
(2)激光切割的特點:
1)質量好。激光的光斑小、能量密度高,切速快,切口寬度窄,切割面光潔美觀熱影響小,熱變形小。
2)效率高??蓪崿F(xiàn)高速切割,切割速度可達每分鐘數(shù)米至數(shù)十米
3)柔性高。易實現(xiàn)自動控制,可切割任意形狀、尺寸的板材。
4)材料適應性好。幾乎可切割任何金屬利非金屬材料。
(3)激光切割的應用范圍
激光切割可廣泛用于各種材料(金屬和非金屬)的切割,涉及汽車、鋼鐵、石油、電子電器、航天航空、醫(yī)療器械和一殷制造業(yè)中各種板材切割。采用同軸吹氧工藝切割金屬材料,可提高切割速度和切口質量:切割紙張,木材等易燃材料時,可采用同軸吹保護氣體(一氧化碳、氮氣、氮氣等),能防企燒焦和切口縮?。磺懈钐沾?、玻璃、石英等脆性材料時,采用熱應力切割:對布料、紙張還可作分層切割。
2.高壓水射流切割
高壓水射流切割是利用水或水中加添加劑的液體,經水泵至增壓器,再經貯液蓄能器使高壓液體流動乎穩(wěn),最后由人造藍寶石噴嘴形成300~900m/s(約為音速的1~3倍)的高速液體束流,噴射到工件表面,從而達到去除材料的加工目的。高速液體系流的能量密度可達102w/mm2,流量為7.5l/min特別適于各種軟質有機材料切割加工。
高壓水射流切割的特點:
(1)加工精度較高,切邊質量較好。
(2)液體束流的能量密度高、流速亦高,工件切縫很窄(0.075-0.40mm),切口平整,無熱變形,無邊緣毛刺,噴嘴壽命耐久。噴嘴和加工表面無機械接觸,切割速度快,效率高,切割無污染。
(3)無灰塵、無污染,加之加工區(qū)溫度低,不破壞材料內部組織。
(4)設備維護簡單,操作方便,切割智能化程度高。
(5)應用范圍廣,廣泛應用于各種金屬、非金屬、復合材料板的切割,以及陶瓷、石料的拼花加工、藝術玻璃制作、汽車制造等領域。對切割材料無選擇,節(jié)省材料。
高壓水射流切割的液體流束直徑為0.05—0.38mm,可以加工很薄,很軟的金屬和非金屬材料,己廣泛用于鋁、鉛、銅、欽合金板、復合材料、石棉、石墨、混凝土、巖石、軟木、地毯、膠合板、玻璃纖維扳、橡膠、棍布、紙、塑料、皮革、不銹鋼等近80種材料的切割。用計算機控制實現(xiàn)復雜形狀的切割加工。
高壓水切割機是集機械、電子、計算機、自動控制技術于一體的高新技術。是當今領先切割手段,
3.超聲切割技術
超聲切割是利用超聲振動的工具在有磨料的液體介質中或干磨料中,產生磨料的沖擊、拋展、液壓沖擊及由此產生的氣蝕作用來去除材料。特別適合硬脆材料切割。
超聲切割時,高頻電源聯(lián)接超聲換能器,由此將電振蕩轉移為同一頻率、垂直于工件表面的超聲機械振動,其振幅僅o.005—0.0lmm,再經變幅桿放大至0.05-0.1mm,以驅動工具端面作超聲振動。此時,磨料懸浮液在工具的超聲振動和一定壓力下,高速不停地沖擊懸浮液微粒和粉末。同時,由于磨料懸浮液的不斷攪動,促使磨料高速拋磨工件表面,又由于超聲振動產生的空化現(xiàn)象,在工件表面形成液體空腔,促使混合液滲入工件材料的縫隙里,而空腔的瞬時閉合產生強烈的液壓沖擊,強化了機械拋磨工件材料的作用,并有利于加工區(qū)磨料懸浮液的均勻攪拌和加工產物的排除。隨著磨料懸浮液不斷地循環(huán)、磨粒的不斷更新、切割產物的不斷排除,實現(xiàn)了超聲加工的目的。
總之,超聲切割是磨料懸浮液中的磨粒,在超聲振動下的沖擊、拋磨和空化現(xiàn)象,綜合切割作用的結果。其中,以磨粒不斷沖擊為主。由此可見,脆硬的材料,受沖擊作用愈容易被破壞,故尤其適于超聲切割。