先进制造加工第三章.ppt

这个是什么？ 制造工艺技术概述 制造工艺技术：将原材料转化成具有一定几何形状、一定材料性能和精度要求的可用零件的一切过程和方法的总称。 制造工艺方法 二、特种加工技术 3.2.1 概述： 特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形 、改变性能或被镀覆等。 特种加工的特点 1. 主要利用电能、电化学能、声能、光 能、热能等去除材料，而不是主要依 靠机械能 一、激光加工原理 最新激光加工技术 3.2.3 光刻蚀技术 光刻蚀加工又称光刻加工或刻蚀加工。目前，光刻技术主要针对集成电路制作中得到高精度微细线条所构成的高密度微细复杂图形，是对薄膜表面及金属板表面进行精细、微小和复杂图形加工的技术。 1. 光刻蚀原理 所谓的光刻蚀就是使用电磁波频谱中的光束或电子、X射线和离子等射线，将光致抗腐蚀剂（光刻胶）形成规定图形的微细加工方法。 光刻工艺的一般过程 （1）掩膜制造。 （2）光刻蚀加工 1）涂胶 2）曝光 3）显形与烘片 4）腐（刻）蚀 5）剥膜与检查 3.2.4 电子束加工 电子束加工（简称EBM）和离子束加工（简称IBM）是近年来得到高速发展的新兴特种加工。这两种加工主要用于精细加工领域，尤其是微电子领域。利用能量密度极高的高速电子细束，在高真空腔体中冲击工件，使材料熔化、蒸发、汽化，而达到加工目的。 1.电子束加工的原理 2. 电子束加工的特点 1）电子束加工属于精细加工 ； 2）加工范围广 ，加工质量好； 3）生产率高； 4）加工过程易于实现自动化。 电子束加工的应用 高速打孔 加工型孔和特殊表面 焊接 刻蚀 热处理 3.2.5 离子束加工 定义： 定义1：利用加速、聚焦而成的离子束轰击材料表面进行的加工。 定义2： 利用离子源产生的离子，在真空中经加速聚焦而形成高速高能的束状离子流，从而对工件进行加工的方法。 离子束加工原理和特点 离子束加工的物理基础是，当离子束打击到材料表面上，会产生所谓撞击效应、溅射效应和注入效应，从而达到不同的加工目的。 离子束加工装置中的主要系统是离子源，是其中一种，称为考夫曼型离子源。 离子束加工应用 刻蚀加工 镀膜加工 离子注入加工 3.3. 超声加工 一. 超声加工的基本原理和加工装置 二. 超声加工的特点和应用 3.3.1 超声加工一.超声加工的基本原理和装置 超声波加工（ultrasonic machining，USM）是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种加工方法 超声波加工是磨料在超声波振动作用下的机械撞击和抛磨作用与超声波空化作用的综合结果，其中磨料的连续冲击是主要的 超声加工设备及其组成部分 超声波发生器 超声振动系统 机床本体 辅助系统 超声波发生器 超声振动系统 超声换能器 超声加工机床 （１）加工范围广可加工淬硬钢、不锈钢、钛及其合金等传统切削难加工的金属、非金属材料。 1.型孔、型腔加工 ２.切割加工 3．超声波焊接 4．复合加工 3.3.2超声振动切削 超声振动切削 3.3.2 振动切削 一.振动切削原理 二.振动切削与传统切削相比，具有以下特点 切削力大大减小? 刀一屑间摩擦因数只有传统切削的 1 / 10. 2. 切削温度明显降低? 刀一屑间接触出现间歇，切削热更难以传到切削区，易于冷却，所以平均切削温度降到与室温差不多，切屑不变色，用手摸不会烫手 ; 3. 切削液的作用得到了充分发挥? 超声波振动切削时会在切削液内产生“空化”作用，一方面使切削液均匀乳化，形成均匀一致的乳化液微粒；另一方面切削液微粒获得了很大能量更容易进入切削区，从而提高了切削液的效果。 4.可控制切屑的形状和大小，改善排屑状况; 5. 提高加工精度和表面质量 . 三.振动切削的及深孔加工技术 振动切削在外圆加工、平面加工、孔加工、螺纹和齿轮的加工、切槽与切断加工磨料磨削加工、塑性加工中都取得了比较理想的效果。另外，近年来超声波振动切削在难加工材料中的应用也越来越受到人们的重视。 振动钻削能顺利地解决传统的钻孔工艺在排屑冷却等方面存在的困难，尤其适用于深孔和比较精密的小深孔加工 四、微米/纳米技术 科技向微小领域发展，由毫米级、微米级继而涉足纳米级，人们把这个领域的技术称之为微米/纳米技术。 国外纳米技术进展 1990年，IBM公司用原子排出“IBM” 1991年，NEC实验室观察到碳纳米管 合成了其它纳米管材料 2.1 国外纳米技术