特種加工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

1、精品特種加工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢摘 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，特種加工對制造業(yè) 的作 用日益突顯。對什么是特種加工、特種加工的方法、種類以及發(fā)展趨勢等作了描述。闡述了特種加工在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中的重要地位，大力發(fā)展特種加工的必要性。一、概述 傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)對推動人類的進(jìn)步和社會的發(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越高，對機械制造工藝技術(shù)提出了 更高的要求。二、特種加工技術(shù)的特點加工范圍上不受材料強度 硬度等限制， 特種加工技術(shù)主要不依靠機械力和機械能去除材料，而是主要用其

2、他能量(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 過程中工具和工件間不存在明顯的強大機械切削力，所以加工時不受工件的強度和硬度的制約，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，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又是精 密加工方法 微細(xì)加工方法，如電子束加工 離子束加工 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，表面

3、粗糙度可達(dá)鏡面。容易獲得良好的表面質(zhì)量，由于在加工過程中不產(chǎn)生宏觀切屑，工件表面不會產(chǎn)生強烈的彈 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械切割表面 小，尺寸穩(wěn)定性好，不存在加工中的機械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變。三、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現(xiàn)打孔、

4、切割、焊接、熱處理、刻蝕加工。四、特種加工技術(shù)的種類 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，利用工具電極和工件電極間脈沖放電時產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象對材料毛坯 進(jìn)行加工，火花放電時，在放電區(qū)域能量高度集中，瞬時溫度高達(dá)1000 度左右， 足以使陶瓷材料局部融化而被蝕除， 加工時工具與工件不接

5、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)加工精品電化學(xué)加工是通過電化學(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 表盤等零件 *涂敷加工可針對表面磨損 劃傷銹蝕的零件進(jìn)行涂敷以恢復(fù)尺寸；對尺寸超差 產(chǎn)品進(jìn)行涂敷補救，對大型 復(fù)雜 小批工件表面的局部鍍防

6、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，其中電子束加工技術(shù)改變了原有的設(shè)計思想，可將原有的高精度復(fù)雜難加工型面或無法加 工的大型整體零件分成若干個易加工的單元，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 磨料流動加工，是指利用流體 磨料，流體與磨料的混合液等動能，去沖擊拋磨 浸蝕工件被加工部位而實現(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，大多是在機械加工的同時應(yīng)用流體力學(xué)化學(xué)

7、 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。五、特種加工技術(shù)發(fā)展趨勢(l )廣泛采用自動化技術(shù)利用計算機實現(xiàn)對特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)的自動控制 ,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.(2) 開發(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,以揚長避短提高經(jīng)濟效益和生產(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。(

8、3) 考慮到一些特種加工技術(shù)對環(huán)境的污染問題,必須要著重解決廢渣、廢氣、廢液的“三廢”轉(zhuǎn)化問題,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 , 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。六、結(jié)論特種加工技術(shù)的地位越來越重要 ,其發(fā)展和完善對整個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)制造過程信息化的要求,很難

9、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,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,重點探索高效、 高精度的復(fù)合及其組合工藝技術(shù):基于分層制造思想、利用簡單工具的電加工工藝?yán)碚摷凹夹g(shù)基礎(chǔ)：基于電場控制、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。這對于提高我國制造技術(shù)水平,促進(jìn)經(jīng)濟和科技進(jìn)步具有重要意義。參考文獻(xiàn)：1 劉晉春，趙家齊，趙萬生 D 特種加工 U0VD 北京：機械工業(yè)出版社， 2004.2 白基成，郭永豐，劉晉春 D 特種加工技術(shù) U0VD 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2006.3 榮烈潤.現(xiàn)代特種加工的進(jìn)度(J機電一體化，200