特種加工學(xué)習(xí)感想.doc

（）特種加工論文（論新形勢下我國機(jī)械制造行業(yè)）特種加工的發(fā)展姓名:*專業(yè):機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班級:機(jī)電*學(xué)號:0000000000 學(xué) 院 摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對精度、效率、質(zhì)量的要求愈來愈高,高精度與高效率成為超精密加工永恒的主題。精密和超精密加工，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)最主要的發(fā)展方向之一,在提高機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和發(fā)展高新技術(shù)中起著至關(guān)重要的作用，并且已成為在國際競爭中取得成功的關(guān)鍵技術(shù)。在不久的將來，超精密加工勢必將向著高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工藝整合化、在線加工檢測一體化、綠色化等方向發(fā)展。為適應(yīng)這一要求，面對愈來愈強(qiáng)韌的材料性能、愈來愈高的精度要求以及愈來愈嚴(yán)格的表面完整性，很多特種加工技術(shù)隨之應(yīng)運(yùn)而生。而電火花加工就是其中一種。本文將以特種加工最普遍應(yīng)用的電火花加工為例，介紹現(xiàn)代生產(chǎn)制造行業(yè)精密加工與超精密加工的發(fā)展概況。關(guān)鍵字：現(xiàn)代精密和超精密特種加工電火花發(fā)展概況abstractWith the continuous progress of science and technology of precision, efficiency, quality of the increasingly high demand, high precision and high efficiency has become the eternal theme of the ultra precision machining. The precision and ultra precision machining, is one of the most important development of modern machinery manufacturing industry, to improve the performance of mechanical and electrical products, quality and development plays a vital role high and new technology, and has become a key technology to obtain success in international competition. In the near future, there will be ultra precision machining with high precision, high efficiency, large-scale, miniaturized, intelligent, technology integration, online processing and testing integration, green and other directions. In order to meet this demand, face The material performance of more and more strong, the accuracy of the increasingly high demand, more and more strict surface integrity, a lot of special processing technology came into being. And the electrical discharge machining is one of them. This paper will take EDM machining is the most widely applied as an example, introduce the modern manufacturing industry and the development of precision machining overview of ultra precision machining.Key words: modern precision and ultra precision machining non-traditional machining EDM development引言隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對精度、效率、質(zhì)量的要求愈來愈高,高精度與高效率成為超精密加工永恒的主題。精密和超精密加工，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)最主要的發(fā)展方向之一,在提高機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和發(fā)展高新技術(shù)中起著至關(guān)重要的作用，并且已成為在國際競爭中取得成功的關(guān)鍵技術(shù)。1.1機(jī)械制造加工通常來說，按制造加工精度劃分，機(jī)械制造加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。目前，精密加工是指加工精度為Ra10.1，表面粗糙度為Ra0.10.01的加工技術(shù)，但這個界限是隨著加工技術(shù)的進(jìn)步而不斷變化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解決的問題，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面狀況；二是加工效率，有些加工可以取得較好的加工精度，卻難以取得高的加工效率。精密加工包括微細(xì)加工和超微細(xì)加工、光整加工等加工技術(shù)。傳統(tǒng)的精密加工方法有砂帶磨削、精密切削、珩磨、精密研磨與拋光等。 目前超精密加工日趨成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特種加工等。盡管超精密加工迄今尚無確切的定義，但是它仍然在向更高的層次發(fā)展。超精密加工將向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工藝整合化、在線加工檢測一體化、綠色化等方向發(fā)展。在不久的將來，精密加工也必將實現(xiàn)精密化、智能化、自動化、高效信息化、柔性化、集成化。創(chuàng)新思想及先進(jìn)制造模式的提出也必將為精密與超精密技術(shù)發(fā)展提供策略。環(huán)?；彩菣C(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著IT相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，近年來，光學(xué)和電子工業(yè)所用裝置的零部件產(chǎn)品的需求急速增長，這種增長刺激了微細(xì)形狀及高精度加工技術(shù)的迅速發(fā)展。其中，微細(xì)孔加工技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用尤其引人注目。微細(xì)孔加工早已在印刷電路板等加工中加以應(yīng)用，包括鋼材在內(nèi)的多種被加工材料，均可用鉆頭進(jìn)行小直徑加工。目前，小直徑孔加工中，利用鉆頭切削的直徑最小可至50m左右。小于50m的孔則多采用電加工來完成。為了抑制毛刺的產(chǎn)生，許多研究者提出可采用超聲波振動切削的方式。目前，正在探索一種應(yīng)用范圍廣而且工藝合理的超聲波振動切削模式，其中包括研究機(jī)床的適應(yīng)特性等內(nèi)容。隨著這些問題的順利解決，今后可望更好地實現(xiàn)直徑更小的微小深孔加工，加工精度會更高。1.2 特種加工隨著航空航天工業(yè)、核能工業(yè)、電子工業(yè)以及汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，很多產(chǎn)品均要求在高溫、高壓、高速或腐蝕環(huán)境下長期而可靠地工作。為適應(yīng)這一要求，各種新結(jié)構(gòu)、新材料與復(fù)雜的精密零件大量出現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)形狀愈來愈復(fù)雜，材料性能愈來愈強(qiáng)韌，精度要求愈來愈高，表面完整性愈來愈嚴(yán)格，很多特種加工技術(shù)隨之應(yīng)運(yùn)而生。特種加工是指那些不屬于傳統(tǒng)加工工藝范疇的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用機(jī)械能切除多余材料的傳統(tǒng)加工方法。特種加工是近幾十年發(fā)展起來的新工藝,是對傳統(tǒng)加工工藝方法的重要補(bǔ)充與發(fā)展,目前仍在繼續(xù)研究開發(fā)和改進(jìn)。直接利用電能、熱能、聲能、光能、化學(xué)能和電化學(xué)能，有時也結(jié)合機(jī)械能對工件進(jìn)行的加工。特種加工中以采用電能為主的電火花加工和電解加工應(yīng)用較廣，泛稱電加工。特種加工亦稱“非傳統(tǒng)加工”或“現(xiàn)代加工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法，從而實現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等。1.2.1特種加工的優(yōu)勢與傳統(tǒng)機(jī)械加工方法相比，特種加工方法具有許多獨(dú)到之處: (1) 加工范圍不受材料物理、機(jī)械性能的限制，能加工任何硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點金屬以及非金屬材料。(2) 易于加工復(fù)雜型面、微細(xì)表面以及柔性零件。(3) 易獲得良好的表面質(zhì)量，熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)等均比較小。(4) 各種加工方法易復(fù)合形成新工藝方法，便于推廣應(yīng)用。1.2.2特種加工的特點1、機(jī)械能，與加工對象的機(jī)械性能無關(guān)，有些加工方法，如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學(xué)加工等，是利用熱能、化學(xué)能、電化學(xué)能等，這些加工方法與工件的硬度強(qiáng)度等機(jī)械性能無關(guān)，故可加工各種硬、軟、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點、高強(qiáng)度、特殊性能的金屬和非金屬材料。2、非接觸加工，不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件不接觸，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使剛性較差的元件及彈性元件得以加工。3、微細(xì)加工，工件表面質(zhì)量高，有些特種加工，如超聲、電化學(xué)、水噴射、磨料流等，加工余量都是微細(xì)進(jìn)行，故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫，還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。4、不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變，可獲得較低的表面粗糙度，其熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化等均比較小，尺寸穩(wěn)定性好。5、兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的復(fù)合加工，其綜合加工效果明顯，且便于推廣使用。6、特種加工對簡化加工工藝、變革新產(chǎn)品的設(shè)計及零件結(jié)構(gòu)工藝性等產(chǎn)生積極的影響。1.2.3特種加工的方法特種加工工藝是直接利用各種能量，如電能、光能、化學(xué)能、電化學(xué)能、聲能、熱能及機(jī)械能等進(jìn)行加工的方法。1、“以柔克剛”，特種加工的工具與被加工零件基本不接觸，加工時不受工件的強(qiáng)度和硬度的制約，故可加工超硬脆材料和精密微細(xì)零件，甚至工具材料的硬度可低于工件材料的硬度。2、加工時主要用電、化學(xué)、電化學(xué)、聲、光、熱等能量去除多余材料，而不是主要靠機(jī)械能量切除多余材料。3、加工機(jī)理不同于一般金屬切削加工，不產(chǎn)生宏觀切屑，不產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈、塑性變形，故可獲得很低的表面粗糙度，其殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響度等也遠(yuǎn)比一般金屬切削加工小。4、加工能量易于控制和轉(zhuǎn)換，故加工范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)?，F(xiàn)代的發(fā)展以及新型結(jié)構(gòu)材料和高精密復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大批采用，進(jìn)一步加劇了加工工藝性的惡化，傳統(tǒng)加工方法難以達(dá)到高精度、高質(zhì)量、高效率和低成本綜合技巧與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)請求，因而需要進(jìn)一步開發(fā)和利用新型特種加工技巧和及其復(fù)合工藝。如電火花加工、電解加工、超聲波加工、復(fù)合加工等已成為國內(nèi)外國防工業(yè)和機(jī)械工業(yè)著力發(fā)展的特種加工技巧，受到先進(jìn)工業(yè)國家的工業(yè)部門的廣泛關(guān)注。而電火花加工也逐漸在我國國內(nèi)機(jī)械制造加工行業(yè)得到了越來越普遍的應(yīng)用。1.3 電火花加工1.3.1 電火花加工的定義 電火花是一種自激放電，其特點如下： 火花放電的兩個電極間在放電前具較高的電壓，當(dāng)兩電極接近時，其間介質(zhì)被擊穿后，隨即發(fā)生火花放電。伴隨擊穿過程，兩電極間的電阻急劇變小，兩極之間的電壓也隨之急劇變低?；鸹ㄍǖ辣仨氃诰S持暫短的時間（通常為10-7-10-3s）后及時熄滅，才可保持火花放電的“冷極”特性（即通道能量轉(zhuǎn)換的熱能來不及傳至電極縱深），使通道能量作用于極小范圍。通道能量的作用，可使電極局部被腐蝕。 利用火花放電時產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象對材料進(jìn)行尺寸加工的方法，叫電火花加工。 電火花加工是在較低的電壓范圍內(nèi)，在液體介質(zhì)中的火花放電。1.3.2 電火花加工的特點 電火花加工是與機(jī)械加工完全不同的一種新工藝。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，具有高熔點、高硬度、高強(qiáng)度、高脆性，高粘性和高純度等性能的新材料不斷出現(xiàn)。具有各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)與特殊工藝要求的工件越來越多，這就使得傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法不能加工或難于加工。因此，人們除了進(jìn)一步發(fā)展和完善機(jī)械加工法之外，還努力尋求新的加工方法。電火花加工法能夠適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，并在應(yīng)用中顯示出很多優(yōu)異性能，因此，得到了迅速發(fā)展和日益廣泛的應(yīng)用。1.脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的機(jī)械加工方法難于加工或無法加工的特殊材料和復(fù)雜形狀的工件。不受材料硬度影響，不受熱處理狀況影響。2.脈沖放電持續(xù)時間極短，放電時產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)擴(kuò)散范圍小，材料受熱影響范圍小。 3.加工時，工具電極與工件材料不接觸，兩者之間宏觀作用力極小。工具電極材料不需比工件材料硬，因此，工具電極制造容易。4.可以改革工件結(jié)構(gòu)，簡化加工工藝，提高工件使用壽命，降低工人勞動強(qiáng)度。1.3.3電火花加工分類按工具電極和工件相對運(yùn)動的方式和用途的不同,大致可分為電火花成形加工、電火花線切割、電火花磨削和鏜磨、電火花同步共軛回轉(zhuǎn)加工、電火花高速小孔加工、電火花表面強(qiáng)化與刻字六大類。前五類屬電火花成形、尺寸加工，是用于改變零件形狀或尺寸的加工方法；后者則屬表面加工方法，用于改善或改變零件表面性質(zhì)。以上方法中以電火花成形加工和電火花線切割應(yīng)用最為廣泛。1）電火花成形加工該方法是通過工具電極相對于工件作進(jìn)給運(yùn)動，將工件電極的形狀和尺寸復(fù)制在工件上，從而加工出所需要的零件。它包括電火花型腔加工和穿孔加工兩種。a、電火花型腔加工主要用于加工各類熱鍛模、壓鑄模、擠壓模、塑料模和膠木膜的型腔。b、電火花穿孔加工主要用于型孔（圓孔、方孔、多邊形孔、異形孔）、曲線孔（彎孔、螺旋孔）、小孔和微孔的加工。近年來，為了解決小孔加工中電極截面小、易變形、孔的深徑比大、排屑困難等問題，在電火花穿孔加工中發(fā)展了高速小孔加工，取得良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。典型機(jī)床有D7125,D7140等電火花穿孔成形機(jī)床。2）電火花線切割加工該方法是利用移動的細(xì)金屬絲作工具電極，按預(yù)定的軌跡進(jìn)行脈沖放電切割。按金屬絲電極移動的速度大小分為高速走絲和低速走絲線切割。我國普通采用高速走絲線切割，近年來正在發(fā)展低速走絲線切割，高速走絲時，金屬絲電極是直徑為0.020.3mm的高強(qiáng)度鉬絲，往復(fù)運(yùn)動速度為810m/s。低速走絲時，多采用銅絲，線電極以小于0.2m/s的速度作單方向低速運(yùn)動。線切割時，電極絲不斷移動，其損耗很小，因而加工精度較高。其平均加工精度可達(dá)0.0lmm，大大高于電火花成形加工。表面粗糙度Ra值可達(dá)1.6或更小。目前電火花線切割廣泛用于加工各種沖裁模（沖孔和落料用）、樣板以及各種形狀復(fù)雜型孔、型面和窄縫、凸輪、成形刀具、精密細(xì)小零件和特殊材料，試制電機(jī)、電器等產(chǎn)品等。典型機(jī)床有DK7725,DK7740數(shù)控電火花線切割機(jī)床。3）其他電火花加工方式剩下的電火花加工方式應(yīng)用較少，不是主流。包括：（1）電火花內(nèi)孔、外圓和成形磨削：用于加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，如拉絲模、擠壓模、微型軸承內(nèi)環(huán)、鉆套等和加工外圓、小模數(shù)滾刀等。典型機(jī)床有D6310電火花小孔內(nèi)圓磨床等。（2）電火花同步共軛回轉(zhuǎn)加工：用于加工各種復(fù)雜型面的零件，如高精度的異形齒輪，精密螺紋環(huán)規(guī)，高精度、高對稱度、表面粗糙度值小的內(nèi)、外回轉(zhuǎn)體表面等。典型機(jī)床有JN-2,JN-8內(nèi)外螺紋加工機(jī)床。（3）電火花高速小孔加工：用于加工線切割穿絲預(yù)孔，深徑比很大的小孔，如噴嘴等。典型機(jī)床有D703G電火花高速小孔加工機(jī)床。（4）電火花表面強(qiáng)化、刻字：用于電火花刻字、打印記。典型設(shè)備有D9105電火花強(qiáng)化機(jī)等。1.3.4電火花加工用途目前電火花加工已廣泛應(yīng)用于模具制造、航天航空、電子、電機(jī)電器、精密機(jī)械、儀器儀表、汽車、輕工業(yè)等行業(yè)，以解決難加工材料及復(fù)雜形狀零件的加工問題，加工范圍已達(dá)到小到幾微米的小孔、軸、縫，大到幾米的超大型模具和零件。 電火花加工的主要用途可以概括為以下幾項：（1） 用于模具生產(chǎn)中的型孔、型腔加工，已成為模具制造業(yè)的主導(dǎo)加工方 法，推動了模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。（2） 可以用于制造沖模、塑料模、鍛模和壓鑄模。（3） 加工小孔、畸