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特種加工技術的（de）發展與應用

2017-2-6 來源：長江大學文理學院作者：項峰

摘要:特種加工技術是難切削材料、複（fù）雜型麵、精細表麵、低剛度零件及模具加工中的重要工藝方法。本文介紹了特種加工的概念、特點、分類，論述了特種加（jiā）工在機械生產中的應用以及（jí）引起的機械（xiè）製造工藝技術的（de）變革等（děng）。

關鍵詞:特種加工發展（zhǎn）應（yīng）用

1.特種加工特點及分類（lèi）

1.1 特種加工的特點

特種加工是指利（lì）用電能、熱能（néng）、光能（néng）、化學（xué）能、聲能等進行加工的方法。與傳統切削加工工藝相比特種加（jiā）工具有以下特點：直接利用電能、光能、聲能或幾種能量的（de）複合形式去除金屬（shǔ）材料；一般（bān）不受工件材料機械物（wù）理（lǐ）性能的限製；不產生金屬宏觀切削，不產生強烈的彈性和塑性變（biàn）形，可獲得很低的表麵粗糙度；加工過程中無明顯的機械力；可在加工過程中實現能量轉換或組合，便於實現控製和操作自（zì）動（dòng）化，適合於（yú）二維或三維複雜麵、微細表麵、微小孔（kǒng）、窄縫和低剛度零件的加工。

1.2 特種加工的分（fèn）類

特（tè）種加工按照所利用的能量形式來分（fèn）類，具體如下：電、熱能、電火花加工、電子束加工、等離子加工；電、機械能、離子束加工；電、化學能、電解（jiě）加工、電解拋光；電、化學能（néng）、機械（xiè）能、電解磨削、陽（yáng）極機械磨削；光、熱能、激（jī）光加工；化學能、化學加工、化學拋光；聲、機械能、超聲加工；機械能、磨料噴射加工、磨料流加工（gōng）、液體（tǐ）噴射加工。目前，常用的特種（zhǒng）加工（gōng）方法有電火花（huā）加工、電（diàn）解（jiě）加工、激光加工、電子束加工、超聲波加工等。

2.特種加工技術的（de）方法

電火花加工，在特種加工中（zhōng）是（shì）比較成熟的加工工（gōng）藝，它是模具製造的主要手段，主要解決難切削（xuē）加工以及複雜形狀工件的加工問題。適合各種難切削材料的加工，可以加工特（tè）殊和複雜形狀的表麵（miàn）和（hé）零件。加工過程中無明顯的機械力（lì），因此可以加工低剛度的工件及各種細微結（jié）構。

電解加工，工件始終接直流電源(10 ～ 20V)的（de）正(陽（yáng）)極，工具（jù）始終接負(陰)極，兩極間保（bǎo）持較小的(0.1 ～ 1mm)間隙，間隙內通以高速(5 ～ 50m/s) 流動的電解液（yè）。電解加工範圍廣，凡是導（dǎo）電材料（liào）都可進行加工，與被加工材料的硬度、強度、韌性等無關。靠電流通過電解液時的（de）電化學陽極溶解作用來蝕除金屬，生產（chǎn）過程中（zhōng）不存在機械力，工件不承受力和熱的作用，不（bú）會引起變形和殘（cán）餘應力，適用（yòng）於加工易變形零件或薄壁件。

生產效率高，用於大批量生產。激（jī）光加工，利用能量密度很高的激光（guāng）束（shù）照射工件的被加工部（bù）位，使工件材料瞬間融化或蒸發，並在（zài）衝擊波作用下，將熔融的物質噴（pēn）射出去，從而對工件進行去除加工或采用能（néng）量密度較小的激光束，使（shǐ）加工部位材料熔融黏合，對工（gōng）件進行焊接的方法。激光加工屬高能束加工，其功率密度高，幾乎能加工（gōng）所有的金屬（shǔ）和非金屬材料。激光加工（gōng）屬非接（jiē）觸加工，不需要刀具，幾乎沒（méi）有機械力（lì），無機械加工變形和工具損耗問題。激光加工速度極高，生產效率高；熱影響區域小，熱變形小，可以（yǐ）通過玻璃等透明材料對工件進行加工，可以達到很高的加工精度和較小的表麵粗糙度（dù）。

3.特種加工在生產中的應用

電氣特種加工是利用金屬在（zài）直流電場和電（diàn）解液中產生陽極溶解的電化（huà）學原（yuán）理對工件進行成型加工的一種方法。它有電解液衝刷加工、成型管電解加工、電化學拋光、電解磨削、電化學削平加工等方法。它適用於（yú）磨削、成型、去毛刺、車削、拋光、複（fù）雜型（xíng）腔、型麵（miàn）及型孔等加工範疇。機械特種加工不同於傳統切削加工（gōng）方法，而是用機械能或間接用聲能、熱能（néng）、電化學能進行加工。可分磨料流動加工、磨料（liào）噴（pēn）射加工、高速（sù）流體加工、陽極機械切割、低應力磨削、熱輔助加工、超聲（shēng）波（bō）加（jiā）工、全成型加工等方法。它適（shì）用於切割、穿孔、研磨、去毛刺、蝕刻、磨削、拉削（xuē）、鏗削和套料（liào）等加工範疇。化學特種加工是利用化學溶液酸（suān）、堿、鹽等對金屬產生化學反應，使金屬腐蝕溶解而改變工（gōng）件尺寸和形狀的一種加工方法。分為化學加工、光（guāng）化學加工和熱化學加工等。主要有化學銑切加工、照相製版加工、光刻加（jiā）工、刻蝕加工和爆炸加工等（děng）方法。

熱特種加工熱特種加（jiā）工是（shì）用（yòng）電子束、激光束、等離子束、電火花放電產生熱量來熔蝕金屬而達到加（jiā）工目的。它有（yǒu）電子束加工、電火花磨削、電火花成型加工、電火花切割、電火花線切割、激光加工、離子束加工、等離子弧加工等方法。它適用於打孔、成型、磨（mó）削、車削、切割、開割、劃線等加工範疇。

4.特種加工引起的機械製造工藝的變（biàn）革

（1）特種加工擴大了可加工材料的範圍，特種加工方法使機（jī）製工藝可加工（gōng）的（de）材料範圍從普（pǔ）通材料發展（zhǎn）到超硬材料和特殊材料；

（2）改（gǎi）變了傳統的結構工藝性（xìng）好與壞（huài）的概念；

（3）特種加工改變了（le）傳統（tǒng）的淬（cuì）火工藝路線（xiàn）及零件不合格品的可修複性；

（4）特種加工將改變新產品試製的傳（chuán）統模式（shì），現在采用（yòng）數控電火花線切割，可直接（jiē）加（jiā）工花鍵孔、非標直齒輪、鈑（bǎn）金異（yì）型孔，甚至可加工複雜的二次曲麵零件；

（5）特種加工引起了（le）產品設計思路的變革（gé），特種工加（jiā）工使產品設計（jì）中考慮的零件材料、製造工藝方法等有了更廣闊的（de）選（xuǎn）擇（zé）餘地。

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