精密加工與特種加工技術(shù)

周密與特種加工技術(shù)的工程背景制造技術(shù)是促進(jìn)社會(huì)進(jìn)展的潛動(dòng)力，也是進(jìn)展較早的科學(xué)技術(shù)，及、納米加工。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)展，型工程材料不斷械制造工藝技術(shù)提出了更高的要求。由于受刀具材料性能、構(gòu)造、設(shè)韌度、高脆性、耐高溫順磁性等性能材料，以及周密簡(jiǎn)單、微細(xì)構(gòu)時(shí)代的進(jìn)展需要，周密與特種加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。著周密與特種加工技術(shù)的進(jìn)展，一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、綜合性和專業(yè)乏間的滲透、穿插、融合性。目前，周密與特種加工技展時(shí)機(jī)。再者，周密與特種加工技術(shù)的產(chǎn)生也是為了解決以下一系列機(jī)械制造業(yè)所面臨的瓶頸問(wèn)題。淬火鋼、不銹鋼。金剛石、石英、鍺、硅等各種高硬度、高強(qiáng)度、高韌度、脆性強(qiáng)的金屬及非金屬材料的加工。各種特別簡(jiǎn)單型面的加工問(wèn)題。如噴氣渦輪機(jī)葉片、整體渦輪、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、鍛壓模等的立體成形外表，各種沖模、冷拔模等特別斷面的型孔，以及炮管內(nèi)膛線、噴油嘴等的加工。各種超周密、光整零件的加工問(wèn)題。如外表質(zhì)量和精度要求很高的航空航天陀螺儀、周密光學(xué)透鏡、激光核聚變的曲面鏡、高靈0.1Ra0.01特別零件的加工問(wèn)題。如大規(guī)模集成電路、光盤(pán)基片、復(fù)印機(jī)和打印機(jī)的感光鼓、微型機(jī)械和機(jī)器人零件，以及瘦長(zhǎng)軸、薄壁零件、彈性元件等低剛度零件的加工。周密與特種加工技術(shù)的特點(diǎn)周密與特種加工技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科綜合的高級(jí)技術(shù)，周密加工的范疇包括微細(xì)加工、光整加工和精整加工等，-與特種加工技術(shù)關(guān)系親熱，而且很多周密加工是由特種加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。特種加工〔又稱非傳統(tǒng)加工〕是其次次世界大戰(zhàn)后進(jìn)展起來(lái)的一類有別于傳統(tǒng)切削與磨削加工方法的總稱。特種加工方法將電、磁、完成用傳統(tǒng)加工方法難以實(shí)現(xiàn)的加工，如高強(qiáng)度、高韌度、高硬度、高脆性、耐高溫材料和工程陶瓷、磁性材料等難加工材料的加工，以點(diǎn)。加工方法主要不是依靠機(jī)械能，而是用其他能量〔如電能、光能、聲能、熱能、化學(xué)能等〕去除材料。傳統(tǒng)加工方法要求刀具的硬度必需大于工件的硬度，即“以加工對(duì)工具和工件的強(qiáng)度、硬度和剛度均沒(méi)有嚴(yán)格要求。加工沒(méi)有明顯的切削力作用，一般不會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，部位，工件熱變形小，由加工產(chǎn)生的應(yīng)力也小，易于獲得好的加工質(zhì)量，且可在一次安裝中完成工件的粗、精加工提高效率。也是目前常規(guī)加工方法在機(jī)械加工中仍占主導(dǎo)地位的主要緣由。周密與特種加工技術(shù)的分類及課程體系基于加工成形原理的分類周密與特種加工技術(shù)從加工成形的原理和特點(diǎn)來(lái)分類，可以分為去除加工、結(jié)合加工、變形加工三大類。去除加工又稱分別加工，是從工件上去除多余材料的加工，例如金剛石刀具周密車削、周密磨削、電火花加工、車銑加工等。結(jié)合加工 它是利用物理和化學(xué)方法將不同材料結(jié)合(bonding)在一起的加工方法，按結(jié)合的機(jī)理、方法、強(qiáng)弱等又可分為附著(deposition)、注入(injection)、連接(jointed)三種。附著加工又稱沉積加工，是在工件外表上掩蓋一層物質(zhì)，為弱結(jié)合，例如電鍍、氣相沉積等。注入加工又稱深入加工，是在工件的表層注入某些元素，使之與工件基體材料產(chǎn)生物理、化學(xué)反響，以轉(zhuǎn)變工件表層材料性質(zhì)及力學(xué)性能，屬于強(qiáng)結(jié)合，例如外表滲碳、離子注入等。連接加工是將兩種一樣或不同的材料通過(guò)物理化學(xué)方法連接在一起，例如焊接、黏結(jié)等。變形加工又稱流淌加工，是利用力、熱、分子運(yùn)動(dòng)等手段使工件產(chǎn)生變形，轉(zhuǎn)變尺寸、外形和性能，例如鍛造、鑄造等。從材料在加工過(guò)程中的流淌來(lái)分析，去除加工是使工件材料逐步削減、一局部工件材料變成切屑的加工，這種流淌稱為分散流。結(jié)合稱為直通流。此外，近年來(lái)，提出和進(jìn)展了電鑄、晶體生長(zhǎng)、分子束外延、快外表結(jié)合加工的概念。特別是快速成形加工，它是一種利用離散、堆體成形，再疊加而得到所需零件的原型?；诩庸し椒C(jī)理的分類非傳統(tǒng)加工、復(fù)合加工。(1)傳統(tǒng)加工它是指使用刀具進(jìn)展的切削加工以及磨削加工。(2)非傳統(tǒng)加工它是指利用機(jī)、電、聲、熱、化學(xué)、磁、原子能等能源來(lái)進(jìn)展的加工。(3合，因而，此種加工方式是一種多加工方法優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相輔相成的加工方式。目前，在制造業(yè)中，占主要地位的仍舊是傳統(tǒng)加工，而非傳統(tǒng)加工和復(fù)合加工是加工制造業(yè)中極其重要的進(jìn)展方向。周密與特種加工技術(shù)的課程體系飛速，周密與特種加工技術(shù)也發(fā)生了飛躍式的進(jìn)展，因而，該課程對(duì)于機(jī)械工程專業(yè)本科生專業(yè)素養(yǎng)的培育和專業(yè)學(xué)問(wèn)面的拓展也特別重要。但該課程的課程體系較為分散，規(guī)律聯(lián)系不是很嚴(yán)密，因而，1.11.1系構(gòu)造嚴(yán)密，課程主線清楚，在教育改革的背景下，在縮減學(xué)時(shí)的同適應(yīng)了科技飛速進(jìn)展的數(shù)字化時(shí)代對(duì)機(jī)械工程專業(yè)的教學(xué)要求。同時(shí)，全部的周密與特種加工工藝均可用工藝功能設(shè)計(jì)方法來(lái)分析、解釋，應(yīng)用該方法還可構(gòu)思的周密與特種加工工藝，因而，本書(shū)在以上微觀課程體系根底上介紹了工藝功能設(shè)計(jì)方法。周密與特種加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及進(jìn)展趨勢(shì)周密與特種加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀在航空航天、武器裝備及發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，整體構(gòu)件設(shè)計(jì)被越來(lái)1.2全壽命牢靠、高性能價(jià)格比等目標(biāo)，具有重要推動(dòng)作用。另外，在現(xiàn)代高速列車、大型船舶、先進(jìn)渦輪機(jī)械等工業(yè)產(chǎn)品中，整體構(gòu)件設(shè)計(jì)也漸漸獲得應(yīng)用，對(duì)于提高功率、提高速度、提高產(chǎn)品牢靠性，以及節(jié)能減排、改善環(huán)境，都具有重大意義。然而，由于整體構(gòu)件的幾何構(gòu)形簡(jiǎn)單并且材料難以加工，其整體相關(guān)制造技術(shù)，以求優(yōu)質(zhì)、高效、低本錢(qián)、快速地制造整體構(gòu)件。對(duì)于一般由不銹鋼、鍋合金、甚至局部由鈦合金材料制成，加工可達(dá)性較好的放開(kāi)式整體構(gòu)件，利用傳統(tǒng)加工工藝〔如數(shù)控銑削、周密鑄造等〕已經(jīng)能夠較好地完成加工，即便如此，國(guó)外興旺國(guó)家仍在大力爭(zhēng)論工藝、方法，以求降低生產(chǎn)本錢(qián)、提高加工精度；但對(duì)于如圖所示的出高溫合金等難切削材料制成，加工可達(dá)性很差的閉式、半閉式薄壁整體構(gòu)件的整體制造，承受傳統(tǒng)加工工藝存在較多問(wèn)題，〔整體構(gòu)件的制造〕中將占有重要地位。密與特種加工技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍工生產(chǎn)，其中整體葉輪的電超薄，葉片進(jìn)、排氣邊曲率變化急劇，兩相鄰葉片間通道狹窄，同時(shí)廣泛承受高溫合金、鈦合金等難加工材料，精度、外表質(zhì)量等方面的最大的航室發(fā)動(dòng)機(jī)制造集團(tuán)——MTU10～15整體葉輪的主要制造方法有三種，分別是：電解加工、數(shù)控銑削和線性摩擦焊。其中線性摩擦焊占不到10〔現(xiàn)有份額缺乏1%，45%左右，而對(duì)于軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，電解加1.3周密與特種加工技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用中有很多種類，依據(jù)其工作機(jī)理大致可以分為以下四種類別。電氣特種加工它是利用金屬在直流電場(chǎng)和電解液中產(chǎn)生陽(yáng)學(xué)加工或電解加工。它包括電解液沖刷加工、成形管電解加工、電化學(xué)拋光、電解磨削、電化學(xué)削平加工等方法。它適用于磨削、成形、去毛刺、車削、拋光，以及簡(jiǎn)單型腔、型面及型空等的加工。接用聲能、熱能、電化學(xué)能進(jìn)展加工，可分為磨料流淌加工、磨料噴射加工、高速流體加工、陽(yáng)極機(jī)械切割、低應(yīng)力磨削、熱關(guān)心加工、超聲波加工、全成形加工等方法。它適用于切割、穿孔、研磨、去毛刺、蝕刻、磨削、拉削、銼削和套料等加工。種加工方法。它可分為化學(xué)加工、光化學(xué)加工和熱化學(xué)加工等，主要有化學(xué)銑切加工、照相制版加工、光刻加工、蝕刻加工和爆炸加工等方法。熱特種加工熱特種加工是用電子束、激光束、等離子束、電電火花磨削、電火花成形加工、電火花切割、電火花線切割、激光加工、離子束加工、等離子體加工等。特種加工技術(shù)雖然解決了傳統(tǒng)的機(jī)械加工無(wú)法解決的問(wèn)題，提高缺乏：法定量計(jì)算，且加工過(guò)程比較簡(jiǎn)單，不簡(jiǎn)潔掌握。生的廢渣和有害氣體會(huì)對(duì)環(huán)境和人體安康構(gòu)成威逼。率的關(guān)系問(wèn)題，在提高加工精度的同時(shí)，生產(chǎn)率也應(yīng)提高，而不是下降。高。周密與特種加工技術(shù)的進(jìn)展趨勢(shì)在型航空航天、武器裝備中大量承受的構(gòu)造、材料，為周密技術(shù)，其進(jìn)展趨勢(shì)如下：向著更加穩(wěn)定、更加優(yōu)質(zhì)、更加高效的加工目標(biāo)高速進(jìn)展。整體構(gòu)件上一般分布著幾十、甚至上百個(gè)構(gòu)造簡(jiǎn)單的型腔、型面，且精度和外表質(zhì)量要求高，因此，如何提高整體構(gòu)件的加工精度、加工術(shù)，具有重要作用。技術(shù)措施，或者尋求復(fù)合加工技術(shù)途徑，以解決特別材料、特別構(gòu)造、特別要求〔如高精度微細(xì)加工〕方面的難題，是特種加工技術(shù)的重要