机械加工工艺（第3版）教学课件作者武友德教学单元11.ppt

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2019-10-13 发布于广东
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１１.２　　相关知识（一）超声加工的原理超声加工也叫超声波加工，是利用产生超声振动的工具，带动工件和工具间的磨料悬浮液，冲击和抛磨工件的被加工部位，使局部材料破坏成粉末，以进行穿孔、切割和研磨等，如图１１－６１所示。加工时工具以一定的静压力压在工件上，在工具和工件之间送入磨料悬浮液（磨料和水或煤油的混合物），超声换能器产生１６ｋＨｚ以上的超声频轴向振动，借助于变幅杆把振幅放大到０.０２～０.０８ｍｍ，迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度不断地撞击、抛磨被加工面，把加工区域的材料粉碎成很细的微粒，从工件上去除下来。上一页下一页返回１１.２　　相关知识工作液受工具端面超声频振动作用而产生的高频、交变的液压冲击，使磨料悬浮液在加工间隙中强迫循环，将钝化了的磨料及时更新，并带走从工件上去除下来的微粒。随着工具的轴向进给，工具端部形状被复制在工件上。由于超声波加工是基于高速撞击原理，因此，越是硬脆材料，受冲击破坏作用越大，而韧性材料则由于它的缓冲作用而难以加工二、影响加工速度和质量的因素（一）加工速度及其影响因素上一页下一页返回１１.２　　相关知识超声加工的加工速度（或生产率）是指单位时间内被加工材料的去除量，其单位用ｍｍ３／ｍｉｎ或ｇ／ｍｉｎ表示。相对其他特种加工而言，超声加工生产率较低，一般为１～５０ｍｍ３／ｍｉｎ。加工玻璃的最大速度可达４００～２０００ｍｍ３／ｍｉｎ。影响加工速度的主要因素有：（１）工具的振幅和频率。（２）进给压力。（３）磨料悬浮液（４）被加工材料（二）加工精度及其影响因素超声加工的精度除受机床、夹具精度影响外，还与磨料粒度、加工深度、被加工材料性质等有关。主要与工具制造及安装精度、工具的磨损有关。上一页下一页返回１１.２　　相关知识超声加工精度较高，可达０.０１～０.０２ｍｍ，一般加工孔的尺寸精度可达±（０.０２～０.０５）ｍｍ。磨料越细，加工精度越高。工具安装时，要求工具质量中心在整个超声振动系统的轴心线上，否则，在其纵向振动时会出现横向振动，破坏成形精度。工具的磨损直接影响圆孔及型腔的形状精度。为了减少工具磨损对加工精度的影响，可将粗、精加工分开，并相应的更换磨料粒度，还应合理选择工具材料。对于圆孔，采用工具或工件旋转的方法，可以减少圆度误差。上一页下一页返回１１.２　　相关知识（三）表面质量及其影响因素超声加工具有较好的表面质量，表面层无残余应力，不会产生表面烧伤与表面变质层。表面粗糙度可达Ｒａ０.６３～０.０８μｍ。加工表面质量主要与磨料粒度、被加工材料性质、工具振动的振幅、磨料悬浮液的性能及其循环状况有关。当磨粒较细、工件硬度较高、工具振动的振幅较小时，被加工表面的粗糙度将得到改善，但加工速度也随之下降。工作液的性能对表面粗糙度的影响比较复杂，用煤油或机油做工作液可使表面粗糙度有所改善。上一页返回１１.３　　任务实施 11.3.1　凸模线切割加工工艺编制数控电火花线切割加工应用最广的是冷冲模加工，冲模一般主要由凸模、凹模、凸模固定板、卸料板、侧刃、侧导板等零件组成。在线切割加工时，安排加工顺序的原则是先切割卸料板、凸模固定板等非主要件，然后再切割凸模、凹模等主要件。这样，在切割主要件之前，通过对非主要件的切割，可检验操作人员在编程过程中是否存在错误，同时也能检验机床和控制系统的工作情况，若有问题可及时得到纠正。图１１－６２所示为一冷冲模凸模工件。其加工工艺路线安排为：下料→锻造→退火→刨上下平面→钳工钻穿丝孔→淬火与回火→磨上下平面→线切割加工成形→钳工修整。对于一定批量或常规生产的小型模件，可以在一块坯件上分别依次加工成形。下一页返回１１.３　　任务实施对于图１１－１所示的数字冲裁模凸凹模的加工，凸凹模与相应凹模和凸模的双面间隙为０.１～０.０２ｍｍ，材料为ＣｒＷＭｎ。因凸模形状较复杂，为满足其技术要求，采用以下主要措施：（１）淬火前工件坯料上预制穿丝孔。（２）将所有非光滑过渡的交点用半径为０.１ｍｍ的过渡圆弧连接。（３）先切割两个２.３ｍｍ小孔，再由辅助穿丝孔位开始，进行凸凹模的成形加工。（４）选择合理的电参数，以保证切割表面粗糙度和加工精度的要求。加工时的电参数为：空载电压峰值８０Ｖ；脉冲宽度８μｓ；脉冲间隔３０μｓ；平均电流１.５Ａ。采用快速走丝方式，走丝速度９ｍ／ｓ；线电极为０.１２ｍｍ的钼丝；工作液为乳化液。上一页下一页返回１１.３　　任务实施加工结果：切割速度２０～３０ｍｍ２／ｍｉｎ；表面粗糙度Ｒａ１.６μｍ。通过与相应的凸模、凹模试配，可直接使用。 11.3.2　凹模线切割加工工艺编制如图１１－６３所示的凹模，其加工工艺路线为：下料→锻造→退火→刨六面→磨上下平面和基