超聲波加工
(一)超聲波加工原理
超聲波換能器利用鐵、鈷、鎳等合金磁性材料在交變磁場作用下其尺寸發(fā)生伸長和縮短這一特性(這種現(xiàn)象稱之為磁致伸縮效應(yīng)),將高頻電振蕩變?yōu)楦哳l機械振動,再借助變幅桿把振幅放大,驅(qū)使工具振動,從而錘擊工件表面的磨料,通過磨料加工工件的表面。
(二)超聲波加工機床的組成
1.超聲電源。將50Hz的交流電變?yōu)?5kHz~30kHz的高頻振蕩(超聲波)電源,供給超聲波換能器。其功率為20~4000W.
2.超聲振動系統(tǒng)。由超聲換能器和變幅桿組成。變幅桿可以做成錐形、曲線形和階梯形。
3.超聲波加工機床本體。由超聲波加工機床本體由工作頭、工作臺、立柱、磨料、工作液循環(huán)系統(tǒng)部分組成。
(三)超聲波加工特點
1.適用于加工各種硬脆材料,尤其是電火花難以加工的不導(dǎo)電材料,如玻璃、陶瓷、金剛石等;
2.由于在加工中工具通常不需要旋轉(zhuǎn),因此易于加工出各種復(fù)雜形狀的型孔、型腔、成型表面等;
3.加工過程中受力很小,適于加工薄壁、薄片等不能承受較大機械應(yīng)力的零件。
知識點二十六、激光加工
激光是一種亮度高、方向性強、單色性好的相干光,它可以把能量高度集中在特定的小面積上,激光加工就是利用這一特性實現(xiàn)的。
(一)加工原理
利用激光的高溫高能量,把被加工的材料急劇熔化或氣化,并利用沖擊波去除多余物質(zhì)。
目前主要用于打孔和切割。
(二)激光加工裝置
激光加工裝置由激光器、電源、光學(xué)系統(tǒng)和機械系統(tǒng)四大部分組成。
(三)激光加工特點
1.不受材料性能限制,幾乎所有金屬材料和非金屬材料都能加工;
2.加工時不需用刀具,屬于非接觸加工,無機械加工變形;
3.加工速度極高,熱影響區(qū)小,易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)和流水作業(yè);
4.可通過透明介質(zhì)(如玻璃)進行加工,這對某些特殊情況(例如在真空中加工)是十分有利的。
【鏈接】電火花加工對象是“導(dǎo)電材料”;超聲波加工適用于加工各種硬脆材料。
知識點二十七、數(shù)控機床的加工原理
數(shù)控機床必須具備:
(1)能夠接受各種信息,并能運算和處理,實時發(fā)出控制命令及坐標(biāo)軸控制指令的數(shù)控裝置;
(2)具有能夠快速響應(yīng),并具有足夠功率的伺服驅(qū)動裝置;
(3)具有能夠滿足上述加工方式的機床主機,輔助裝置和刀具。
知識點二十八、數(shù)控機床的特點
優(yōu)點:
1.可加工普通機床不能或者難于加工的型面;
2.與普通機床加工相比,在數(shù)控機床上加工可提高生產(chǎn)率2~3倍,對于一些復(fù)雜零件,生產(chǎn)率可提高十幾倍甚至幾十倍;
3.可以獲得高的加工精度和重復(fù)精度;
4.廣泛的適用性和較大的靈活性;
5.一機多用;
6.減少在制品數(shù)量,節(jié)約了資金,提高了經(jīng)濟效益;
7.改善環(huán)境,降低勞動強度;
8.精確的成本核算和生產(chǎn)進度安排
知識點二十九、數(shù)控機床的組成
數(shù)控機床分成兩大部分,即CNC系統(tǒng)和機床主機(包括輔助裝置)。
【鏈接】CNC系統(tǒng)由程序、輸入輸出(I/O)設(shè)備、CNC裝置、主軸控制單元及進給控制單元組成。
(一)CNC系統(tǒng)
由程序、輸入輸出(I/O)設(shè)備、CNC裝置、主軸控制單元及進給控制單元組成。
1.程序
包含零件的全部幾何尺寸和精度信息,加工的全部工藝信息。
2.輸入輸出(I/O)設(shè)備
包括顯示器、鍵盤、磁光盤機、通用網(wǎng)絡(luò)接口等。
3.CNC裝置
包括計算機(硬件和軟件)、可編程控制器(PLC)和接口電路。目前的中高檔數(shù)控系統(tǒng)大多采用X86系列高速微處理器及32位以上的總線結(jié)構(gòu)。
控制功能是指能夠控制機床的軸數(shù)以及同時控制的軸數(shù),高檔CNC裝置可聯(lián)動控制4~5個軸,具有5軸聯(lián)動功能是目前高檔CNC系統(tǒng)的標(biāo)志。
插補功能直接決定了數(shù)控機床加工精度和速度,高檔CNC裝置一般都帶有復(fù)雜的誤差補償功能。
PLC作用:接收來自零件加工程序的開關(guān)信息、機床操作面板及機床側(cè)的開關(guān)信號,進行邏輯處理,完成輸出控制,實現(xiàn)各功能及操作方式的連鎖。
4.主軸、進給控制單元
伺服電機和伺服驅(qū)動器組成,稱為伺服系統(tǒng)。
(1)步進電機
由脈沖信號驅(qū)動。結(jié)構(gòu)簡單、控制容易;可靠性差,輸出功率小。小型低擋CNC系統(tǒng)中。
(2)永磁直流伺服電機
定子是永磁材料,可維護性較差,產(chǎn)生的電磁干擾強,不容易形成高速大轉(zhuǎn)矩,逐步被永磁同步交流伺服電動機替代。
(3)永磁同步交流伺服電機
定子鐵芯暴露在空氣中,控制電路復(fù)雜,價格較貴,成為最為廣泛的伺服電機。
(4)感應(yīng)異步交流伺服電機
鼠籠式轉(zhuǎn)子,適應(yīng)更高轉(zhuǎn)速更大扭矩要求,但平穩(wěn)性較低。適用于高速大轉(zhuǎn)矩輸出,低速性能要求不高的主軸控制單元。
(5)伺服驅(qū)動器
是一種純電子裝置,一般不能互換使用,絕大部分的伺服電機和驅(qū)動器都是配套銷售的。
(二)主機
數(shù)控機床也有普通機床都具有的床身、立柱、主軸、工作臺等關(guān)鍵部件,但在設(shè)計上已有很大變化。
為了滿足數(shù)控機床高自動化、高效率、高精度、高速度、高可靠性的要求,其機械結(jié)構(gòu)具有以下一些特點: