第十一章 其他精密及特種加工技術(shù)

功率超聲光整加工化學(xué)加工水射流及磨料流加工技術(shù)等離子體加工擠壓珩磨光刻技術(shù)磁性磨料加工第11章其他精密與特種加工技術(shù)2/3/2023功率超聲光整加工利用高強(qiáng)度超聲波來改變物質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài),如超聲鉆孔、清洗、焊接、熱處理等都是這類技術(shù)的典型應(yīng)用,由于這種超聲波的強(qiáng)度高,功率大,一般稱為功率超聲.功率超聲是指以較大功率(幾瓦至幾十瓦,甚至幾千瓦)的超聲能量對(duì)物質(zhì)進(jìn)行處理,以改變或加速改變物質(zhì)的一些物理、化學(xué)和生物特性.服從超聲加工的一般規(guī)律；2/3/2023功率超聲光整加工2/3/2023化學(xué)加工利用各種化學(xué)溶液對(duì)金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬腐蝕溶解，得到所需尺寸及形狀的工件。又名化學(xué)刻蝕（銑切）加工。基本特點(diǎn)：1）可加工任何金屬材料；2）無刀痕切屑應(yīng)力毛刺等；3）銑切深度與時(shí)間成正比h=V*t,可同時(shí)加工多件；4）設(shè)備簡單，價(jià)廉；5）有圓角，r=h；6）對(duì)機(jī)械性能有影響，可用噴丸法修復(fù)；7）不能微細(xì)加工；8）精度低，Ra大于0.8微米。9）重污染，對(duì)人體有害。2/3/2023化學(xué)加工工藝過程：1）涂覆（保護(hù)層）：清洗，涂覆保護(hù)劑并固化2）刻型劃線3）腐蝕4）清洗，去保護(hù)層2/3/2023照相化學(xué)腐蝕法照相制版+化學(xué)腐蝕。1.所需圖像+照相=底片，對(duì)已經(jīng)涂覆感光膠的金屬板（銅、鋅）進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，然后進(jìn)行化學(xué)腐蝕。2.光刻：半導(dǎo)體3.光電成型法：成型電鍍2/3/2023水射流及磨料流加工很高壓力的水流經(jīng)過狹小出口，形成速度壓力極高的的水流，水的動(dòng)能沖擊工件表面從而完成切割等加工任務(wù)。俗稱水刀。特點(diǎn)：1）沒有熱影響，2）不需工具，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制3）切縫的大小取決于水束流的直徑4）可切割任何材料，布匹石棉瓦皮革等非金屬材料也可以切割5）生產(chǎn)率極高2/3/2023等離子體加工

過熱的電離氣體流束對(duì)工件表面進(jìn)行加熱，使之熔化并被吹出，從而實(shí)現(xiàn)加工。等離子體射流：噴鍍材料、熱處理；等離子體電弧加工：切割，焊接特點(diǎn)：1）生產(chǎn)率極高，精度一般，切面Ra=1.6—3.2微米2）應(yīng)用廣泛：稀有金屬切割；焊接、熔煉、堆焊；3）可進(jìn)行多種表面加工：新材料、硬度強(qiáng)度耐磨性、人造器官2/3/2023等離子體噴涂噴槍發(fā)射等離子弧+送粉器送出涂層材料粉，熔化凝固在工件表面。1）可噴涂耐磨、耐熱、耐蝕等各種涂層；2）厚度可達(dá)數(shù)十微米到幾毫米；3）粘接以機(jī)械結(jié)合為主，抗疲勞強(qiáng)度不足，不易振動(dòng)沖擊。4）修復(fù)磨損后的零件2/3/2023擠壓珩磨

2/3/2023超精密研磨拋光的主要新技術(shù)液中研磨將超精密拋光的研具工作面和工件浸泡在含磨粒的研磨劑中進(jìn)行，在充足的加工液中，借助水波效果，利用游離的微細(xì)磨粒進(jìn)行研磨加工，并對(duì)磨粒作用部分所產(chǎn)生的熱還有極好的冷卻效果，對(duì)研磨時(shí)的微小沖擊也有緩沖效果。2/3/2023機(jī)械化學(xué)研磨機(jī)械化學(xué)研磨加工是利用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行機(jī)械研磨，有濕式和干式兩種。濕式條件下的機(jī)械化學(xué)研磨，用于硅片的最終精加工，研磨劑含有0.01μm大小的SiO2磨粒的弱堿性膠狀水溶液，而與它相配合的研具是表層由微細(xì)結(jié)構(gòu)的軟質(zhì)發(fā)泡聚氨基申酸涂敷的人造革。干式條件下的機(jī)械化學(xué)研磨，是利用工件與磨粒之間生成化學(xué)反應(yīng)的研磨方法。干式條件下的微小范圍的化學(xué)反應(yīng)有利于加工的進(jìn)行，由于0.01～0.02粒徑的SiO2磨粒有較強(qiáng)的化學(xué)活性，研磨量較大。2/3/2023磁流體精密研磨磁性流體為強(qiáng)磁粉末在液相中分散為膠態(tài)尺寸（<0.015μm）的膠態(tài)溶液，由磁感應(yīng)可產(chǎn)生流動(dòng)性，特性是：每一個(gè)粒子的磁力矩較大，不會(huì)因重力而沉降，磁化強(qiáng)度隨磁場增加而增加。當(dāng)將非磁性材料的磨料混入磁流體，置于磁場中，則磨粒在磁流體浮力作用下壓向旋轉(zhuǎn)的工件而進(jìn)行研磨。磁流體精研的方法又有磨粒懸浮式加工、磨料控制式加工及磁流體封閉式加工。

磨粒懸浮式加工是利用懸浮在液體中的磨粒進(jìn)行可控制的精密研磨加工。研磨裝置由研磨加工部分、驅(qū)動(dòng)部分和電磁部分組成。磨粒控制式加工是在研磨具的孔洞內(nèi)預(yù)先放磨粒，通過磁流體的作用，將磨料逐漸輸送到研磨盤上。磁流體封閉式加工是通過橡膠板將磨粒與磁流體分隔放置進(jìn)行加工。2/3/2023磁力研磨利用磁場作用，使磁極間的磁性磨料形成如刷子一樣的研磨劑，被吸附在磁極的工作表面上，在磨料與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件表面的研磨作用。這種加工方法不僅能對(duì)圓周表面、平面和棱邊等進(jìn)行研磨，而且還可以對(duì)凸凹不平的復(fù)雜曲面進(jìn)行研磨。2/3/2023軟質(zhì)磨粒機(jī)械拋光（彈性發(fā)射加工）最小切除可以達(dá)到原子級(jí)，直至切去一層原子，而且被加工表面的晶格不致變形，能夠獲得極小表面粗糙度和材質(zhì)極純的表面。加工原理實(shí)質(zhì)是磨粒原子的擴(kuò)散作用和加速的微小粒子彈性射擊的機(jī)械作用的綜合效果。真空中帶靜電的粉末粒子加速法、空氣流或水流來加速。2/3/2023水合拋光是一種利用在工件界面上生成水合化學(xué)反應(yīng)的研磨方法，其主要特點(diǎn)是不使用磨粒和加工液，而加工裝置又與當(dāng)前使用的研磨盤或拋光機(jī)相似，只是在水蒸氣環(huán)境中進(jìn)行加工。機(jī)制：在拋光過程中，兩個(gè)物體產(chǎn)生相對(duì)摩擦，在接觸區(qū)產(chǎn)生高溫高壓，故工件表面