什么是超声波加工? 超声波加工,又称超声波振动加工,是一种减材制造工艺,利用高频、低振幅的工具振动,在磨料颗粒存在下,去除工件表面材料。工具垂直或正交于工件表面运动,振幅0.05-0.125mm(0.002-0.005英寸)。 细磨料与水混合形成浆液,分布在工件和工具尖端之间。典型磨料粒度100-1000目,粒度越小(目数越高)表面光洁度越好。超声波振动加工典型用于脆性材料及高硬度材料,利用微裂纹力学机制去除材料。 超声波加工中,工具产生振动将微米级颗粒高速投射向工件。颗粒通常与水或其他液体混合形成浆液。超声波工具启动后,以高速将颗粒投射向工件表面,颗粒的磨蚀性磨去工件表面材料。 超声波加工
什么是磨料射流加工? 磨料射流加工(AJM),又称磨料微喷砂、铅笔喷砂、微磨料喷砂,是一种利用高速气流推动磨料颗粒冲蚀工件表面材料的加工工艺。 常用于切割热敏性、脆性、薄型或高硬度材料,特别适合加工复杂形状或特定边缘形状。材料去除靠直径约0.001英寸(0.025mm)的细磨料颗粒,由高速流体流驱动;常用气体为空气或惰性气体。气体压力范围25-130 PSIG(170-900 kPa或4 bar),颗粒速度高达300 m/s(1000 km/h)。 磨料射流加工也是制造业中去除工件多余材料的一种加工工艺,通过高速气体推动硬质磨料颗粒冲击工件表面,实现材料冲蚀去除。 磨料射流加工工作原理 磨料
什么是化学加工? 化学加工是利用光化学工艺,从预定义区域清洁地去除金属,且不改变金属的完整性或性能。该工艺主要用于制造形状复杂的小型薄壁金属零件,且不会对零件产生烧伤或应力。 工艺流程始于清洗金属表面的污垢和油脂。随后涂覆光刻胶并烘烤以确保均匀涂覆。将绘制好的图形(菲林)覆盖在准备好的金属板上,并用紫外光曝光,从而获得所需的分辨率和蚀刻规格。 移除菲林后,光刻胶显影或去除。此时金属即可进行蚀刻:将板材浸入化学溶液中,溶解非零件区域的材料。蚀刻完成后,去除光刻胶,清洗、检查并包装金属零件。 化学加工工艺流程 化学加工的主要工序如下: 1. 清洗 清洗工序旨在去除工件表面的油脂、灰尘或其他杂质
什么是电化学磨削(ECG)? 电化学磨削用带负电荷磨料砂轮、电解液、带正电荷工件去除导电材料。去除材料留在电解液中。ECG类似电化学加工(ECM)但用砂轮代替工件轮廓形状刀具。 ECG融合电化学加工与磨削。电化学加工中工件作阳极,切削刀具(ECG中为砂轮)作阴极。直流通阳极阴极间产生类电镀反应,但非从阳极取材沉积阴极,而是从阳极去除材料随电解液冲走。 ECG进步:机械磨削同时电化学溶解材料。“理论:降低材料硬度并部分分解,使砂轮以极低力切削。” ECG在某些方面类似常规磨削,规则相似。编程设置、工件夹持相似,仅夹具需耐腐蚀材料且允许工件导电接触。 工艺特性 砂轮与工件导电 砂轮寿命长——通常
什么是离子束加工? 离子束加工(IBM)是微纳制造关键非常规制造技术,在真空室中利用电场加速离子束轰击工件表面,去除、添加或修饰表面原子。 IBM中,惰性气体(如氩)带电原子(离子)在真空中经高能加速导向固体工件。离子束通过能量动量传递从工件表面溅射原子。 单离子撞击工件原子簇,溅射0.1-10个原子。IBM可精密加工几乎任意材料,用于半导体行业、非球面透镜制造。 也用于表面纹理化增强结合、制造激光镜等器件原子级洁净表面、修饰薄膜/膜厚度。 离子束加工工作原理 IBM是原子位加工工艺,加工分辨率达0.1μm量级。高动能(~10keV)惰性气体离子(氩)轰击工件表面,通过弹性碰撞溅射原子。 不同
什么是等离子体? 等离子体是物质四大基本态之一,1920年代欧文·朗缪尔系统研究。由离子原子/分子(失去一个或多个轨道电子,罕见得电子)和自由电子组成的气体。 除暗物质/暗能量,等离子体是宇宙最丰富普通物质形态。主要关联恒星(含太阳)、稀薄星际介质、可能延伸至星系际空间。 加热中性气体或施强电磁场可人工产生等离子体。自由带电粒子使等离子体导电,个体动态与宏观运动受集体电磁场支配,对外加场极敏感。 等离子体对电磁场响应用于现代技术:等离子电视、等离子蚀刻等。 什么是等离子弧加工? 等离子弧加工用于去除工件材料。高速高温气体射流熔化去除工件材料,此高速热气流称等离子射流。 气体/空气加热超5000
什么是表面光洁度? 表面光洁度,又称表面纹理或表面微观形貌,由纹理方向、表面粗糙度、波纹度三特征定义的表面本质。包含表面相对完美平面(真平面)的微小局部偏差。 表面纹理是控制滑动摩擦与转移层形成的重要因素。大量研究探讨滑动条件下表面纹理对摩擦磨损的影响。 表面纹理可各向同性或各向异性。视纹理不同,滑动中可能观察到爬行-滑动摩擦现象。 每种制造工艺产生特定表面纹理。工艺通常优化确保纹理可用。必要时增设工序修改初始纹理。 后序工序包括:磨削(磨料切削)、抛光、研磨、喷砂、珩磨、电火花加工(EDM)、铣削、光刻、工业蚀刻/化学铣、激光纹理化等。 表面光洁度定义 表面光洁度,又称表面纹理或表面微观形貌
什么是表面粗糙度? 表面粗糙度(简称粗糙度)是表面纹理的组成部分。量化为实际表面法矢量方向偏离理想形体的偏差。 偏差大则表面粗糙,偏差小则光滑。表面计量学中,粗糙度通常视为测量表面高频、短波长分量。 实践中常需同时知振幅与频率,确保表面适配用途。 粗糙度在决定实际物体与环境相互作用中起重要作用。摩擦学中,粗糙表面磨损快、摩擦系数高于光滑表面。 粗糙度常能预测机械部件性能,因表面不规则可能成裂纹/腐蚀核化位点。 反之,粗糙度可促进附着。一般而言,跨尺度描述符(如表面分形度)比单一尺度描述符能更有意义地预测接触刚度、静摩擦等表面力学相互作用。 虽高粗糙度常不利,但制造中难控制且昂贵。 如熔积成型(
自行车/摩托车车架、卡车挂车、轨道车辆型材、航天材料——铝因轻量化兼顾稳定性成首选。漂亮铝焊缝更是点睛之笔。 得益于低密度高强度,铝成现代生产核心材料。但加工此金属也有棘手之处。 不慎烧穿铝板者深有体会。铝焊需专业知识技能。阅读本文了解铝焊关键要点与正确操作。 为什么铝焊接困难? 铝是常用制造金属。无腐蚀、轻量、美观,成多种焊接理想选择。但这些优势特性也让它难驾驭。 为何铝难焊?材质软、高敏感、表面覆盖坚韧氧化层。熔融态极易吸杂质,导致气孔、弱焊缝。 铝及合金亲氧性强。纯铝熔点1200°F(650°C),保护性氧化膜熔点3700°F(2037°C)。氧化膜熔点比铝本身高约2500°F(1370
什么是CNC加工? CNC全称Computerized Numerical Control(计算机数字控制)。CNC加工是预编程计算机软件指挥工厂刀具机械运动的计算机化制造工艺。 可控制磨床、车床、铣床、CNC路由器等复杂机械。单组提示即可完成三维切削任务。 CNC加工控制磨床、车床、车铣复合机等复杂机械,用于切削、成型、制造各类零件原型。日常中,CNC操作员融合机械设计、技术图纸、数学、编程技能,生产各类金属塑料零件。 CNC操作员可将金属板加工成关键飞机或汽车零件。 相关: 什么是NC机床? 什么是CNC机床? CNC机床是按控制器编程切削或移动材料的机床。切削方式涵盖等离子、激光、铣削
什么是牛头刨床? 牛头刨床是利用工件与单刃刀具线性相对运动加工直线刀路的机床。其切削类似车床,但为直线而非螺旋(典型情况)。 木工刨床功能不同,通常为动力旋转刀头、手动进给工件,北美称Shaper,英国称Spindle Moulder。 金工牛头刨类似刨床,但刀具装在滑枕上相对静止工件运动,而非工件在刀具下移动。 滑枕通常由立柱内机械曲柄驱动,液压驱动牛头刨日益普及。增加运动轴可获螺旋刀路,螺旋刨削亦已实现。 牛头刨床属往复式机床,主要加工水平、垂直或平面。单刃刀具装夹在滑枕上,工件固定工作台。 前进行程中,滑枕携带刀具往复切削成型;回程无切削。牛头刨将驱动旋转运动转换为滑枕携带刀具的往复运动
什么是磨床? 磨床(简称磨机)是电动工具或机床之一,用于磨削加工,属利用砂轮作为切削刀具的机加工类型。砂轮表面每粒磨料通过剪切变形从工件切除微小切屑。 磨削用于需高表面质量(如低粗糙度)和高形位精度的工件精加工。尺寸精度达0.000025mm量级,多为精加工,切削深度约0.25-0.50mm。 但也存在粗磨应用,可高速大量去除金属。磨削领域多元广泛。 概述 磨床由床身、夹持导向工件的夹具、动力驱动砂轮组成。砂轮转速由直径和制造商额定值决定。磨削头可移动工件固定,或工件移动磨头固定。 可用游标校准手轮或数控功能精细控制磨头或工作台位置。 磨削产生大量热,为防工件过热超差,磨床配备冷却系统。冷却液
什么是水下焊接? 水下焊接指焊工在水下、常为高气压环境下作业。这带来诸多挑战,需CDA技术学院(原商业潜水学院)教授的专业技能与严格培训。 因恶劣环境与固有危险,水下焊接(湿式焊接)要求极高培训标准与专项指导。 高压焊接是在高压下(通常水下)焊接。可在水中湿式作业,或在专门建造的正压舱内干式作业。 干式环境常称“高压焊接”,湿式环境称“水下焊接”。应用广泛:修补船舶、海上油平台、管道。钢材最常用。 高质量焊缝首选干式焊接,因可控制焊前焊后热处理等条件,环境可控直接提升工艺性能与焊缝质量,远超湿式焊接。极高质量要求时通常采用干式高压焊。 深度达1000米(3300英尺)干式高压焊研究持续进行。水
什么是钻床? 钻头是制造圆孔或拧紧紧固件的工具,装配钻头或驱动头,手动式逐渐退出,无线电池式普及。 钻床又称钻铣床,是将旋转钻头推进工件,在金属、塑料、木材等实体材料上切削圆孔的强力工具。 切削刀具(钻头)由夹头夹持,以变速进给。转速进给须设定得当,并供冷却液以获理想表面。钻床不仅钻孔,还可扩孔、铰孔、沉孔、攻丝、镗孔等多工序。 广泛用于木工、金工、建筑、机床制造、公用工程。另有微型专用版本。 钻床主要部件 钻床通常由以下部件组成: 底座: 通常螺栓固定地面,支撑全机重量。 立柱: 位于底座一侧,承载立柱臂与钻头箱重量,上装滑动工作台。 立柱臂: 立柱顶部,承载钻头箱与驱动机构壳体。 钻头
什么是镗床? 木工镗床是手动钻孔机,用于梁材钻孔,如榫卯制作或钻木钉孔固定榫卯接头。 镗床是用镗刀扩大现有孔,获得光滑精确孔的设备。镗刀可为单刃钢刀、硬质合金、金刚石刀尖或小砂轮。 单刃刀具夹持在镗刀杆上,随主轴旋转,圆周运动切削孔壁。镗刀杆调节控制切削直径。 砂轮刀具作行星运动:高速自转同时随镗刀杆绕主轴慢速公转;通过调整砂轮轴与主轴距离控制孔径。镗床主轴可旋转…… 工具制造用镗床具单立式主轴,工作台可在两垂直水平方向移动,实现精准孔距,间距误差<0.002%。批量生产常用多主轴专用镗床。 历史沿革 镗床发明前,木工用手摇钻钻孔,常见T型钻。钻头形状演变:镟钻、贝壳钻常见,1771年螺旋钻/
什么是千分尺? 千分尺是一种测量仪器,能实现极高精度测量。多数千分尺测量精度达千分之一英寸(0.001英寸)!这种紧密配合的精度在微小间隙导致故障的场景中至关重要。 千分尺又称螺旋测微器,核心为经校准的螺杆,广泛用于机械工程、加工及机械行业的零部件精密测量,常与游标卡尺、表盘卡尺、数显卡尺等计量器具配合使用。 千分尺通常呈卡尺形(两测量面由框架连接)。螺杆精密加工,被测物置于螺杆与砧座之间。 转动棘轮旋钮或套筒移动螺杆,直到螺杆与砧座轻轻接触被测物。 千分尺也用于望远镜或显微镜,测量天体视直径或微观物体尺寸。望远镜用千分尺由英国天文学家威廉·加斯科因于1638年前后发明。 千分尺符号 千分尺又
什么是刨床? 刨床是一种金属切削机床,利用工件与单刃刀具的直线相对运动进行切削。刨床类似牛头刨但更大,且工件移动,而牛头刨是刀具移动。 刨床将工件固定在水平工作台上,使其在单刃刀具下往复运动。 刀具安装在横梁上,可在每次工作台行程结束时横向微量进给。因刀具可调整至几乎任意角度,可生成各种槽和表面。工作台行程长度和速度亦可调节。 机械刨床(平刨机)也用于将木材刨至均匀厚度。由机架、上下可动床身、进给辊、进给机构、装有三把以上刀刃的圆柱刀轴组成,刨除多余木材。 型号从单面刨(一次刨削一面)到多面同时加工。规格按可加工工件宽度分级,范围45-125厘米(18-50英寸)。 刨床主要部件 刨床一般包
什么是拉削? 拉削是一种机加工工艺,利用锋利、硬化、带齿的刀具(拉刀)以连续、精准的方式从工件上切除材料。拉刀齿高逐级增大,每次经过工件精确切除预定材料量。 拉削时,多刃刀具运动而工件静止,或工件运动而刀具静止,也可能存在刀具与工件相对旋转。拉削可分为内拉削(通过工件中心)和外拉削(沿工件表面)。 拉削使用带齿刀具(拉刀)切除材料,主要分线性拉削和旋转拉削。线性拉削较常见,拉刀沿工件表面直线运动切削。 线性拉刀用于拉床(简称拉床)。旋转拉削中,拉刀旋转并压入工件切削轴对称形状,用于车床或螺丝机。两种工艺均单次通过即完成切削,效率极高。 拉削适用于精密加工,特别是异形加工。常见加工表面包括圆孔、
什么是铸造? 铸造是一种制造工艺,将液态材料(通常是金属)浇注到具有所需形状型腔的模具中,待其凝固后取出。凝固后的零件称为铸件,通过顶出或破坏模具完成整个过程。 铸造材料通常为金属或各类凝固材料,如环氧树脂、混凝土、石膏和粘土等,这些材料通过混合两种或以上成分后硬化。 金属铸造拥有7000年历史,广泛应用于制造业与艺术创作。最早的铸造物品是一只铜蛙,可追溯至公元前3200年,出土于今伊拉克境内。金属铸造过程中,熔融金属从坩埚倒入模具,冷却后取出并进行精加工。 传统金属铸造工艺包括失蜡铸造、石膏模铸造、压铸和砂型铸造等,可在铸造厂或珠宝工作室完成。 数千年来,金属铸造工艺被广泛用于制作雕塑、首饰
什么是点焊? 点焊,全称电阻点焊,是利用电流通过工件接触面产生的电阻热(Joule热),在电极压力作用下使局部金属熔化形成熔核,冷却凝固实现连接的固相/液相混合焊接工艺。无填充材料、无保护气体、无明弧,是薄板连接最高效、最自动化的工艺。 核心公式:Q = I²Rt (焦耳定律) Q=热能(J)、I=焊接电流(A)、R=接触电阻(Ω)、t=通电时间(s)。热量集中于板层间接触面(界面电阻最大),而非电极-工件界面(铜电极导电导热极佳)。 点焊工作原理四阶段 预压/预加压:电极下压,夹紧工件,建立稳定接触电阻,排除间隙。 通电加热/成核:大电流(1–100 kA)通过,界面电阻热熔化金属形成液
工业技术