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特种加工论文1[优质文档]
6页1、 摘要:特种加工技术在国际上被称为21世纪的技术,对新型武器装备的研制和生产,起到举足轻重的作用。本文分别从激光加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子加工技术、电加工技术几方面介绍了国外的开展现状,同时提出了国内相应领域的技术开展方向。 关键词:特种加工;高能束流;激光技术;开展趋势 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到达去除或增加材料的加工方法。本文所述的特种加工技术主要是指激光加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子加工技术和电加工技术等。 随着新型武器装备的开展,国内外对特种加工技术的需求日益迫切。不管飞机、导弹,还是其它作战平台都要求降低结构重量,提高飞行速度,增大航程,降低燃油消耗,到达战技性能高、结构寿命长、经济可承受性好。为此,上述武器系统和作战平台都要求采用整体结构、轻量化结构、先进冷却结构等新型结构,以及钛合金、复合材料、粉末材料、金属间化合物等新材料。 为此,需要采用特种加工技术,以解决武器装备制造中用常规加工方法无法实现的加工难题,所以特种加工技术的主要应用领域是: 难加工材料,如钛合金、耐
2、热不锈钢、高强钢、复合材料、工程陶瓷、金刚石、红宝石、硬化玻璃等高硬度、高韧性、高强度、高熔点材料。 难加工零件,如复杂零件三维型腔、型孔、群孔和窄缝等的加工。 低刚度零件,如薄壁零件、弹性元件等零件的加工。 以高能量密度束流实现焊接、切割、制孔、喷涂、外表改性、刻蚀和精细加工。 1 激光加工技术 国外激光加工设备和工艺开展迅速,现已拥有100kW的大功率CO2激光器、kW级高光束质量的Nd:YAG固体激光器,有的可配上光导纤维进行多工位、远距离工作。激光加工设备功率大、自动化程度高,已普遍采用CNC控制、多坐标联动,并装有激光功率监控、自动聚焦、工业电视显示等辅助系统。 激光制孔的最小孔径已达0.002mm,已成功地应用自动化六坐标激光制孔专用设备加工航空发动机涡轮叶片、燃烧室气膜孔,到达无再铸层、无微裂纹的效果。 激光切割适用于由耐热合金、钛合金、复合材料制成的零件。目前薄材切割速度可达15m/min,切缝窄,一般在0.11mm之间,热影响区只有切缝宽的10%20%,最大切割厚度可达45mm,已广泛应用于飞机三维蒙皮、框架、舰船船身板架、直升机旋翼、发动机燃烧室等。 激光焊接薄板已
3、相当普遍,大局部用于汽车工业、宇航和仪表工业。激光精微焊接技术已成为航空电子设备、高精密机械设备中微型件封装结点的微型连接的重要手段。 激光外表强化、外表重熔、合金化、非晶化处理技术应用越来越广,激光微细加工在电子、生物、医疗工程方面的应用已成为无可替代的特种加工技术。 激光快速成型技术已从研究开发阶段开展到实际应用阶段,已显示出广阔的应用前景。 国内70年代初已开始进行激光加工的应用研究,但开展速度缓慢。在激光制孔、激光热处理、焊接等方面虽有一定的应用,但质量不稳定。目前已研制出具有光纤传输的固体激光加工系统,并实现光纤耦合三光束的同步焊接和石英表芯的激光焊接。完成了激光烧结快速成型原理样机研制,并采用环氧聚脂和树脂砂烧结粉末材料,快速成型出典型零件,如叶轮、齿轮。 激光加工技术今后几年应结合已取得的预研成果,针对需求,重点开展无缺陷气膜小孔的激光加工及实时检控技术、高强铝(含铝锂、铝镁)合金的激光焊接技术、金属零件的激光粉末烧结快速成型技术、激光精密加工及重要构件的激光冲击强化等工程的研究。实现高温涡轮发动机气膜孔无缺陷加工,可使叶片使用寿命达2000小时以上;以焊代替数控加工飞机
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