机械制造技术的发展.ppt

复合过程 利用机械、热、化学、电化学的复合作用，去除材料。常见的复合形式有： ◎机械化学复合——如机械化学抛光、电解磨削、电镀珩磨等。 ◎机械热能复合——如加热切削、低温切削等。 ◎热能化学能复合——如电解电火花加工等。 ◎其它复合过程——如超声切削、超声电解磨削、磁力抛光（图7-61）等。 工件 （陶瓷滚柱） 磁性材料 磁极 振动运动 图7-61 磁力抛光示意图 N S 7.3.1 特种加工技术概述 * 第九十四页，共一百三十六页，2022年，8月28日 拓宽现有非传统加工方法的应用领域。 探索新的加工方法，研究和开发新的元器件。 优化工艺参数，完善现有的加工工艺。 向微型化、精密化发展。 采用数控、自适应控制、CAD/CAM、专家系统等技术，提高加工过程自动化、柔性化程度。 发展趋势 图7-62 EI 收录文章数比较 70年代 80年代 90年代 2084 1104 232 142 244 424 214 441 321 252 353 316 激光加工 电火花加工 超声加工 电化学加工 ★ 图7-62反映了学术界和工程界对几种非传统加工方法的关注程度。 7.3.1 特种加工技术概述 * 第九十五页，共一百三十六页，2022年，8月28日 工作原理：利用工具电极与工件电极之间脉冲性火花放电，产生瞬时高温，工件材料被熔化和气化。同时，该处绝缘液体也被局部加热，急速气化，体积发生膨胀，随之产生很高的压力。在这种高压作用下，已经熔化、气化的材料就从工件的表面迅速被除去（图7-63）。 ◆ 4个阶段： 1）介质电离、击穿，形成放电通道； 2）火花放电产生熔化、气化、热膨胀； 3）抛出蚀除物； 4）间隙介质消电离（恢复绝缘状态）。 电火花加工 7.3.2 几种代表性特种加工方法 图7-63 电火花加工原理图 进给系统 放电间隙 工具电极 工件电极 直流脉冲电源 工作液 Real * 第九十六页，共一百三十六页，2022年，8月28日 机床有X、Z、C、B四个轴，在B 轴回转工作台上增加A轴转台后，可实现5轴控制，数控系统的最小设定单位为1nm。可进行车、铣、磨和电火花加工。 旋转轴采用编码器半闭环控制，直线轴则采用激光全息式全闭环控制。 为了降低伺服系统的摩擦，导轨、丝杠螺母副以及伺服电机转子的推力轴承和径向轴承均采用气体静压结构。 图7-36 FANUC 微型超精密加工机床 7.2.2 微细与超微细加工技术 * 第六十二页，共一百三十六页，2022年，8月28日 载流导体： ◎逆压电材料（如压电陶瓷PZT）——电场作用引起晶体内正负电荷重心位移（极化位移），导致晶体发生形变。 ◎磁致伸缩材料（如某些强磁材料）——磁场作用引起晶体发生应变。 ◆ 直接线性驱动（直线电机驱动） 7.2.2 微细与超微细加工技术 工作原理：载流导体在电场（或磁场）作用下产生微小形变，并转化为微位移（图7-37） 。 特点： ◎结构简单，运行可靠，传动效率高。 ◎进给量可调，进给速度范围宽，加速度大。 ◎行程不受限制。 ◎运动精度高。 ◎技术复杂。 * 第六十三页，共一百三十六页，2022年，8月28日 图7-37 电磁驱动装置（直线电机）工作原理 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 电磁铁2去掉励磁，松开 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 逆压电元件加励磁电压，伸长Δ 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 电磁铁2加励磁，夹紧 电磁铁1去掉励磁，松开 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 逆压电元件去掉励磁电压，恢复原长，电磁铁1移动 Δ 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 电磁铁加励磁，夹紧 Δ Δ 7.2.2 微细与超微细加工技术 * 第六十四页，共一百三十六页，2022年，8月28日 图7-38 直线电机驱动定位平台(YOKOGAWA公司） 7.2.2 微细与超微细加工技术 * 第六十五页，共一百三十六页，2022年，8月28日 直线驱动与伺服电机驱动比较（表7-7） 表7-7 直线驱动与伺服电机驱动比较 性 能 伺服电机＋滚珠丝杠 直线驱动 定位精度(μm/300mm) 5～10 0.5～1.0 重复定位精度(μm) ±2～±5 ±0.1～±0.2