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資產(chǎn)評估師《機電設(shè)備》知識點：超聲波加工
導(dǎo)語：超聲波可以根據(jù)原理分可以分為檢測超聲和功率超聲。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。大家跟著百分網(wǎng)小編來看看超聲波加工的相關(guān)內(nèi)容吧。
(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。
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。
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。
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：
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高剛度和高抗振性
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改進機床結(jié)構(gòu)的阻尼特性
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通過機床結(jié)構(gòu)、筋板的合理布局，例如加大主軸的支承軸徑，縮短主軸端部的受力懸伸段，床身采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)等方法來提高剛度�！�
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采用新材料，特殊結(jié)構(gòu)也可以提高動剛度和抗振能力�！�
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小的機床熱變形
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采用熱對稱結(jié)構(gòu)及熱平衡措施。對于發(fā)熱部件（如主軸箱、靜壓導(dǎo)軌液壓油等）采取散熱、風(fēng)冷、液冷等控制溫升；對切削部位采取強冷措施；
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采用熱位移補償。即預(yù)測熱變形規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型，存入計算機，來進行實時補償�！�
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高效率、無間隙、低摩擦傳動
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采用滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、滾珠絲杠、塑料滑動導(dǎo)軌等高效率、無間隙、低摩擦傳動。
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簡化的機械傳動結(jié)構(gòu)
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采用高性能、寬調(diào)速范圍的交直流主軸電動機和伺服電動機，使主軸箱、進給變速箱及其傳動系統(tǒng)大為簡化，提高傳動精度和可靠性�！�
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(三)輔助裝置
為了保證數(shù)控機床正常運行、功能充分發(fā)揮，必須配備必要的輔助裝置，包括：電器、液壓、氣動元件及系統(tǒng);冷卻、排屑、防護、潤滑、照明、儲運等裝置;交換工作臺，數(shù)控轉(zhuǎn)臺，數(shù)控分度頭;刀具及其監(jiān)控檢測裝置等。
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