特種加工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

1、特種加工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)摘 要：現(xiàn)階段，先進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展，作為先進(jìn)制造技術(shù)中的重要的一部分，特種加工對(duì)制造業(yè) 的作用日益突顯。對(duì)什么是特種加工、特種加工的方法、種類(lèi)以及發(fā)展趨勢(shì)等作了描述。闡述了特種 加工在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的重要地位，大力發(fā)展特種加工的必要性。概述 傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)對(duì)推動(dòng)人類(lèi)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展起到了重大的作用隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新型工程材料不斷涌現(xiàn)和被采用，工件的復(fù)雜程度以及加工精度的要求越來(lái)越高，對(duì)機(jī)械制造工藝技術(shù)提出了更高的要求。特種加工技術(shù)的特點(diǎn)加工范圍上不受材料強(qiáng)度"硬度等限制，特種加工技術(shù)主要不依靠機(jī)械力和機(jī)械能去除材料，而是主要用其他能量（

2、如電"化學(xué)"光"聲"熱等）去除金屬和非金屬材料，完成工件的加工*故可以加工各種超強(qiáng)硬材料"高脆性及熱敏材料以及特殊的金屬和非金屬材料 以柔克剛。特種加工不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件不接觸，加工過(guò)程中工具和工件間不存在明顯的強(qiáng)大機(jī)械切削力，所以加工時(shí)不受工件的強(qiáng)度和硬度的制約，在加工超硬脆材料和精密微細(xì)零件"薄壁元件"彈性元件時(shí)，工具硬度可以低于被加工材料的硬度。 加工方法日新月異，向精密加工方向發(fā)展，當(dāng)前已出現(xiàn)了精密特種加工，許多特種加工方法同時(shí)又是精密加工方法"微細(xì)加工方法，如電子束加工"離

3、子束加工"激光束加工等就是精密特種加工；精密電火花加工加工精密度可達(dá)微米級(jí)，表面粗糙度可達(dá)鏡面。 容易獲得良好的表面質(zhì)量，由于在加工過(guò)程中不產(chǎn)生宏觀切屑，工件表面不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈"塑性變形，故可以獲得良好的表面粗糙度*殘余應(yīng)力"熱應(yīng)力"冷作硬化"熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷均比機(jī)械切割表面小，尺寸穩(wěn)定性好，不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變。特種加工技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 特種加工技術(shù)主要應(yīng)用以下幾個(gè)方面.()l難加工材料的加工,如:金剛石、硬質(zhì)合金等高硬度材料;陶瓷、玻璃、石英、瑪瑙等高脆性材料的加工。(2)各種模具的制造.沖模、擠壓模、粉末冶金

4、模等。(3)可用于表面加工、裝飾、尺寸加工,超精、光整加工、鏡面加工等。(4)以激光等高能量束流實(shí)現(xiàn)打孔、切割、焊接、熱處理、刻蝕加工。 特種加工技術(shù)的種類(lèi)特種加工技術(shù)所包含的范圍非常廣，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特種加工技術(shù)的內(nèi)容也不斷豐富一般按能量來(lái)源"作用形式和加工原理可分為電火花加工"電化學(xué)加工"激光加工"電子束加工"等離子弧加工"超聲加工"化學(xué)加工"快速成型等。 電火花加工 電火花加工又稱(chēng)作電蝕加工或放電加工，是將工具電極和工件置于絕緣的工作液中，工件和工具分別接直流脈沖電源正極和負(fù)極，加上電壓，利用工具電極和

5、工件電極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象對(duì)材料毛坯進(jìn)行加工，火花放電時(shí)，在放電區(qū)域能量高度集中，瞬時(shí)溫度高達(dá)1000度左右，足以使陶瓷材料局部融化而被蝕除，加工時(shí)工具與工件不接觸，作用力極小因而可用于加工型腔模（鍛模"壓鑄模"注塑模等）和型腔零件；加工沖模"粉末冶金模"擠壓模"型孔零件"小異型孔"小深孔等。 電化學(xué)加工 電化學(xué)加工是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)去除工件材料或在其上鍍覆金屬材料等的特種加工，該方法主要包括電解"電鍍"電鑄"電化學(xué)拋光等工藝方法*其中電解加工使用于深孔"型孔"型腔&q

6、uot;型面"倒角去毛刺"拋光等，電鑄加工適用于形狀復(fù)雜"精度高的空心零件，如波導(dǎo)管"注塑用的模具"薄壁零件"復(fù)制精密的表面輪廓"表面粗糙度樣板"反光鏡"表盤(pán)等零件*涂敷加工可針對(duì)表面磨損"劃傷"銹蝕的零件進(jìn)行涂敷以恢復(fù)尺寸；對(duì)尺寸超差產(chǎn)品進(jìn)行涂敷補(bǔ)救，對(duì)大型"復(fù)雜"小批工件表面的局部鍍防腐層"耐腐層，以改善表面性能。 高能束流加工高能束流加工也稱(chēng)為三束流加工，是利用能量密度很高的激光束"電子束或離子束等去除工件材料的特種加工方法的總稱(chēng)，其中電子

7、束加工技術(shù)改變了原有的設(shè)計(jì)思想，可將原有的高精度復(fù)雜難加工型面或無(wú)法加工的大型整體零件分成若干個(gè)易加工的單元，精加工和熱處理以后，用電子束將其焊接成整體零件。 物料切蝕加工物料切蝕加工包括超聲波加工與水噴射加工"磨料噴射加工"磨料流動(dòng)加工，是指利用流體"磨料，流體與磨料的混合液等動(dòng)能，去沖擊"拋磨"浸蝕工件被加工部位而實(shí)現(xiàn)去除工件材的方法。 復(fù)合加工復(fù)合加工是指用多種能源組合進(jìn)行材料去除的工藝方法，大多是在機(jī)械加工的同時(shí)應(yīng)用流體力學(xué)"化學(xué)"光學(xué)"電磁學(xué)和聲波等能源進(jìn)行綜合加工，這些加工方法能夠提高加工效率或獲得很高

8、的尺寸精度"形狀精度和完整的表面，它包括傳統(tǒng)加工和特種加工的復(fù)合"特種加工和特種加工的復(fù)合，主要有切削復(fù)合加工"磨削復(fù)合加工"電火花復(fù)合加工和電解復(fù)合加工等。 特種加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)（l）廣泛采用自動(dòng)化技術(shù)利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)的自動(dòng)控制,建立特種加工的CAD/CAM系統(tǒng).這是當(dāng)前特種加工的主要發(fā)展趨勢(shì).(2)開(kāi)發(fā)由不同特種加工技術(shù)復(fù)合而成的加工方法.如電解電火花加工、電解電弧加工等復(fù)合加工,以揚(yáng)長(zhǎng)避短提高經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)率.另外還應(yīng)著重于新的工藝方法的研究,不斷提高加工工藝水平。(3)考慮到一些特種加工技術(shù)對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題,必須要

9、著重解決廢渣、廢氣、廢液的“三廢”轉(zhuǎn)化問(wèn)題,向“綠色”工業(yè)及可持續(xù)發(fā)展工業(yè)轉(zhuǎn)化。(4) 趨向精密化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使高新 技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展, 對(duì)產(chǎn)品零件 的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一 發(fā)展趨勢(shì), 特種加工的精密化研究已引起人們的高度 重視, 因此, 大力開(kāi)發(fā)用于超精加工的特種加工技術(shù) ( 如等離子弧加工等) 已成為重要的發(fā)展方向。 結(jié)論 特種加工技術(shù)的地位越來(lái)越重要,其發(fā)展和完善對(duì)整個(gè)快速制造體系的形成起著關(guān)鍵性的作用。然而現(xiàn)有的很多種特種加工方法遠(yuǎn)不能適應(yīng)制造過(guò)程信息化的要求,很難適應(yīng)快速制造的要求。因此,有必要在系統(tǒng)總結(jié)已定型的特種加工技術(shù)基礎(chǔ)上,

10、發(fā)展和完善那些影響深遠(yuǎn)的新型特種加工技術(shù),在深入研究其工藝規(guī)律和工藝特性、建模理論和方法及智能控制技術(shù)的同時(shí),重點(diǎn)探索高效、高精度的復(fù)合及其組合工藝技術(shù):基于分層制造思想、利用簡(jiǎn)單工具的電加工工藝?yán)碚摷凹夹g(shù)基礎(chǔ);基于電場(chǎng)控制、溶解與切削相結(jié)合的復(fù)合加工方法與技術(shù)基礎(chǔ);三維型腔的精密成形及鏡面電火花加工一體化技術(shù)基礎(chǔ);基于RP技術(shù)的特種加工方法與技術(shù),及面向RP技術(shù)的特種加工工藝組合技術(shù);基于特種加工工藝的快速制造技術(shù)體系,形成面向快速制造的特種加工工藝技術(shù)體系。這對(duì)于提高我國(guó)制造技術(shù)水平,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和科技進(jìn)步具有重要意義。 參考文獻(xiàn)：1劉晉春，趙家齊，趙萬(wàn)生D特種加工U0VD北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2白基成，郭永豐，劉晉春D特種加工技術(shù)