《特種加工技術》課件-第一章

第一章概論

1.1特種加工的概念 1.2特種加工的特點及發(fā)展1.3特種加工的分類

1.1特種加工的概念

大家都知道，傳統(tǒng)的機械加工是利用刀具比工件硬的特點，依靠機械能去除金屬來實現加工的，其實質是“以硬碰硬”。所以在實際加工及工藝編制過程中，工件硬度是需要考慮的重要因素，故大多數切削加工都安排在淬火熱處理工序之前，但熱處理易引起工件的變形。那么工業(yè)生產中有沒有“以柔克剛”的加工方法呢？隨著社會生產的需要和科學技術的進步，20世紀40年代，前蘇聯科學家拉扎連柯夫婦研究開關觸點遭受火花放電腐蝕損壞的現象和原因，發(fā)現電火花的瞬時高溫可使局部的金屬熔化、氣化而被腐蝕掉。據此，他們開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工。至此，人們初次脫離了傳統(tǒng)加工的舊軌道，利用電能、熱能，在不產生切削力的情況下，以低于工件金屬硬度的工具去除工件上多余的部位，成功地獲得了“以柔克剛”的技術效果。后來，由于各種先進技術的不斷應用，產生了多種有

別于傳統(tǒng)機械加工的新加工方法。這些新加工方法從廣義上定義為特種加工(NTM，Non-TraditionalMachining)，也被稱為非傳統(tǒng)加工技術，其加工原理是將電、熱、光、聲、化學等能量或其組合施加到工件被加工的部位上，從而實現材料去除。

1.2特種加工的特點及發(fā)展

與傳統(tǒng)的機械加工相比，特種加工的不同點是：

(1)不是主要依靠機械能，而是主要依靠其他能量(如電、化學、光、聲、熱等)去除金屬材料。

(2)加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機械切削力，故加工的難易與工件硬度無關。

(3)各種加工方法可以任意復合、揚長避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴大應用范圍。如目前的電解電火花加工(ECDM)、電解電弧加工(ECAM)就是兩種特種加工復合而形成的新加工方法。

正因為特種加工工藝具有上述特點，所以就總體而言，特種加工可以加工任何硬度、強度、韌性、脆性的金屬或非金屬材料，且專長于加工復雜、微細表面和低剛度的零件。目前，國際上對特種加工技術的研究主要表現在以下幾個方面：

(1)微細化。目前，國際上對微細電火花加工、微細超聲波加工、微細激光加工、微細電化學加工等的研究方興未艾，特種微細加工技術有望成為三維實體微細加工的主流

技術。

(2)特種加工的應用領域正在拓寬。例如，非導電材料的電火花加工，電火花、激光、電子束表面改性等。

(3)廣泛采用自動化技術。充分利用計算機技術對特種加工設備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進行優(yōu)化，建立綜合參數自適應控制裝置、數據庫等，進而建立特種加工的CAD/CAM和FMS系統(tǒng)，這是當前特種加工技術的主要發(fā)展趨勢。用簡單工具電極加工復雜的三維曲面是電解加工和電火花加工的發(fā)展方向。目前已實現用四軸聯動線切割機床切出扭曲變截面的葉片。隨著設備自動化程度的提高，實現特種加工柔性制造系統(tǒng)已成為各工業(yè)國家追求的目標。我國的特種加工技術起步較早。20世紀50年代中期，我國工廠已設計研制出電火花穿孔機床；60年代末，上海電表廠張維良工程師在陽極—機械切割的基礎上發(fā)明了我國獨創(chuàng)的快走絲線切割機床，上海復旦大學研制出電火花線切割數控系統(tǒng)。但是由于我國原有的工業(yè)基礎薄弱，因此特種加工設備和整體技術水平與國際先進水平有不少差距，每年還需從國外進口300臺以上的高檔電加工機床。1.3特種加工的分類

特種加工的分類還沒有明確的規(guī)定，一般按能量來源和作用形式以及加工原理可分為表1-1所示的形式。盡管特種加工優(yōu)點突出，應用日益廣泛，但是各種特種加工的能量來源、作用形式、工藝特點卻不盡相同，其加工特點與應用范圍自然也不一樣，而且各自還都具有一定的局限性。為了更好地應用和發(fā)揮各種特種