特种加工技术特点与发展应用机械制造数控机床_机械制造-制造加工工艺.pdf

《特种加工技术特点与发展应用机械制造数控机床_机械制造-制造加工工艺.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《特种加工技术特点与发展应用机械制造数控机床_机械制造-制造加工工艺.pdf（7页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、特种加工技术特点与发展应用 摘要：进入二十世纪以来，制造技术，特别是先进制造技术不断发展，特种加工成为传统加工工艺方法的重要补充和发展，在模具制造业中不可缺 少的一种加工方法。同时，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工 在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的、不可替代的作用。本文概要描 述了特种加工技术的工艺特点以及该技术在各个领域上的发展应用和发展趋 势。关键词：先进制造技术；特种加工；特点;发展 引言：20世纪以来，航空科学技术迅速发展。为保证在高温、高压、高 速、重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性，在飞机、发动机和机载设备上 大量采用了新结构、新材料和复杂形状的精密零件。鉴于对有

2、特殊要求的零 件用传统机械加工方法很难完成，难于达到经济性要求，各种异于传统切削 加工方法的新型特种加工方法应运而生。目前，特种加工技术己成为航空产品 制造技术群中不可缺少的分支，在难切削材料、复杂型而、精细表面、低刚 度零件及模具加工等领域中己成为重要的工艺方法。特种加工技术采用电磁 声光等无形的能量，是科技进步的最大表现，在未来的科技发展过程中，我 们要不断认识特种加工的优缺，更好的利用好特种加工技术，为未来的生产 发展做出更大的贡献。特种加工技术概况 特种加工技术的发展 特种加工是第二次世界大战后发展起来的一类有区别于传统切削和磨削 的加工方法。特别是自20世纪50年代以来，由于材料科学

3、、高新技术的发 展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换 代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着 高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分 化的方向发展。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量 涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。例如，各种难切 削材料的加工；各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工；薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。对此，采用传统加工方法十分 困难，甚至无法加工。对此，人们冲破传统加工方法的束缚，不断地探索、寻求新的加工方法，于是一种木质上区别于传统加

4、工的特种加工便应运而生,并不断获得发展。后来，由于新颖制造技术的进一步发展，人们就从广义上 来定义特种加工，即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的 被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。特种加 工可以实现传统加工方法难以实现的加工，如高强度、高硬度、高脆性、高 韧性、工程陶瓷、磁性材料和耐高温材料等难以加工的材料以及高紧密，特 殊复朵表面和外形等零件的加工等。对于精密微细的特殊零件,特种加工有很 大的适用性和发展潜力，在模具、量具、刀具、仪器仪表、飞机、航天器和微 电子原件等制造中得到越来越广泛的应用。特种加工的特点 1.不用机械能，与加工对象的机械性能无关，

5、有些加工方法，如激光加 工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等，是利用热能、化学能、电 化学能等，这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关，故可加工各种 硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材 料。2.非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，因此,工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使刚性极低元件及弹 性元件得以加工。3.微细加工，工件表面质量高，有些特种加工，如超声、电化学、水喷射、磨工工艺方法的重要补充和发展在模具制造业中不可缺少的一种加工方法同时作为先进制造技术中的重要的一部分特种加工在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的

6、不可替代的作用本文概要描述了特种加工技术的工艺特点以及该技展为保证在高温高压高速重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性在飞机发动机和机载设备上大量采用了新结构新材料和复杂形的精密零件鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完成难于达到经济性要求各种异于传统切削材料复杂型而精细表面低刚度零件及模具加工等领域中己成为重要的工艺方法特种加工技术采用电磁声光等无形的能量是科技进步的最大表现在未来的科技发展过程中我们要不断认识特种加工的优缺更好的利用好特种加工技术为料流等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝，还 能获得高精度、极低粗糙度的加工表而。4.不存在加工中的机械应变或大而积的

7、热应变，可获得较低的表而粗糙 度，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好。5.特种加工能量易于转换和控制，有利于保证加工精度和提高加工效率。6.特种加工去除材料的速度一般低于传统的切削加工方法，这也是目前 传统加工仍占主导地位的原因。特种加工方法的分类 一般按能量形式和作用原理分类-电能与热能作用方式：电火花EDM、线切割WEDM、电子 束EBM、等离子PAM-电能与化学能作用方式：电解ECM、电铸、电刷镀-电化学能与机械能作用方式：电解磨削ECG、电解術磨 ECH-声能与机械作用能作用方式：超声波加工USM-光能与热能作用方式：激光加工LBM-电能与机械作用能作用方式：离子束加

8、工IM 液流能与机械作用能：挤压壬行磨AFH、水射流町C 1、电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用 蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。加工适应性强，可用于电火花穿孔、电火花线切割、电火花型腔加工、磨削、铳制、镇制、表而强化等。其中成形加工适用于各种孔、槽 模具，还可刻字、表而强化、涂覆等；切割加工工艺方法的重要补充和发展在模具制造业中不可缺少的一种加工方法同时作为先进制造技术中的重要的一部分特种加工在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的不可替代的作用本文概要描述了特种加工技术的工艺特点以及该技展为保证在高温高压高速重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性在

9、飞机发动机和机载设备上大量采用了新结构新材料和复杂形的精密零件鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完成难于达到经济性要求各种异于传统切削材料复杂型而精细表面低刚度零件及模具加工等领域中己成为重要的工艺方法特种加工技术采用电磁声光等无形的能量是科技进步的最大表现在未来的科技发展过程中我们要不断认识特种加工的优缺更好的利用好特种加工技术为工适用于各种冲模、粉末冶金模及工件，各种样板、磁钢及 硅钢片的冲片，钳、钩、半导体或贵重金属。2、电化学加工的原理是阳极溶解（溶解速度与电流密度有关），工作液高 速冲走电解腐蚀物。利用阳极溶解可以从工件表面去除金属（电解）；利用阴 极上的沉积作用可在工件表

10、而沉积金属（电镀、电铸）。其中电解加工适用于 深孔、型孔、型腔、型而、倒角去毛刺、抛光等。电铸加工适用于形状复朵、精度高的空心零件，如波导管；注塑用的模具、薄壁零件；复制精密的表而 轮廓；表而粗糙度样板、反光镜、表盘等零件。涂覆加工可针对表面磨损、划伤、锈蚀的零件进行涂覆以恢复尺寸；对尺寸超差产品进行涂覆补救。对 大型、复杂、小批工件表面的局部镀防腐层、耐腐层，以改善表而性能。3、超声加工是磨料悬浮液中的磨粒，在超声振动下的冲击、抛磨和空化 现象综合切蚀作用的结果。其中，以磨粒不断冲击为主。由此可见，脆硬的 材料，受冲击作用愈容易被破坏，故尤其适于超声加工。其特点是适合加工 各种硬脆材料，加工

11、质量较好可以加工各种复杂的型腔和型而。4、激光加工的特点：非接触加工。激光可视作“光刀”，无“刀具”磨 损，无“切削力”作用于工件，可对多种金属、非金属加工，特别是高硬 度、高脆性及高熔点材料。可以与数控系统配合组成激光加工中心，实现多 种加工目的。激光束能量密度高，是局部加工，加工速度快，热影响区小，工件变形小，后续加工量小 生产效率高，加工质量稳定可靠。激光可以用 作切割、打孔、标记、焊接、淬火等。5、水刀即加砂切割，可切割任何材料而不产生热效应或机械应力，加砂 切割系可完成精密切割。特种加工技术存在的问题 工工艺方法的重要补充和发展在模具制造业中不可缺少的一种加工方法同时作为先进制造技术

12、中的重要的一部分特种加工在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的不可替代的作用本文概要描述了特种加工技术的工艺特点以及该技展为保证在高温高压高速重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性在飞机发动机和机载设备上大量采用了新结构新材料和复杂形的精密零件鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完成难于达到经济性要求各种异于传统切削材料复杂型而精细表面低刚度零件及模具加工等领域中己成为重要的工艺方法特种加工技术采用电磁声光等无形的能量是科技进步的最大表现在未来的科技发展过程中我们要不断认识特种加工的优缺更好的利用好特种加工技术为虽然特种加工己解决了传统切削加工难以加工的许多问题，在提高产品 质量、生产效

13、率和经济效益上显示出很大的优越性，但目前它还存在不少优 待解决的问题。（1）不少特种加工的机理（如超声、激光等加工）还不十分清楚，其工 艺参数选择、加工过程的进一步提高。（2）有些特种加工（如电化学加工）加工过程中的废渣、废气若排房不 当，会产生环境污染，影响工人健康。（3）有些特种加工（如快速成形、等离子弧加工等）的加工精度及生产 率有待提高。（4）有些特种加工（如激光加工）所需设备投资大、使用维修费高，亦 有待进一步解决。特种加工的发展趋势 1按照系统工程的观点，加大对待特种加工的基木原理、加工机理、工 艺规律、加工稳定性等深入研究的力度。同时，充分融合以现代电子技术、计算机技术、信息技术

14、和精密制造技术为基础的高新技术，使加工设备向自 动化、柔性化方向发展。2,从实际出发，大力开发特种加工领域中的新方法，包括微细加工和复合加 工，尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工，并与适宜的制造模式相匹 配，以充分发挥其特点。工工艺方法的重要补充和发展在模具制造业中不可缺少的一种加工方法同时作为先进制造技术中的重要的一部分特种加工在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的不可替代的作用本文概要描述了特种加工技术的工艺特点以及该技展为保证在高温高压高速重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性在飞机发动机和机载设备上大量采用了新结构新材料和复杂形的精密零件鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完

15、成难于达到经济性要求各种异于传统切削材料复杂型而精细表面低刚度零件及模具加工等领域中己成为重要的工艺方法特种加工技术采用电磁声光等无形的能量是科技进步的最大表现在未来的科技发展过程中我们要不断认识特种加工的优缺更好的利用好特种加工技术为3,开发新工艺方法及复合工艺。为适应产品的高技术性能要求与新型材 料的加工要求，需要不断开发新工艺方法，包括微细加工和复合加工，尤其 是质量高、效率高、经济型的复合加工，如工程陶瓷、复合材料以及聚晶金 钢石等。4,趋向精密化研究。高技术的发展促使高技术产品向超精密化与小型化 方向发展，对产品零件的精度与表面粗糙度提出更严格的要求。为适应这一 发展趋势，特种加工的

16、精密化研究己引起人们的高度重视，因此，大力开发 用于超精加工的特种加工技术（如等离子弧加工等）己成为重要的发展方向。5,污染问题是影响和限制有些特种加工应用、发展的严重障碍，必须化 大力气利用废气、费液、废渣，向绿色加工的方向发展。可以预见，随着科学技术和现代工业的发展，特种加工必将不断完善和 迅速发展，反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展，并发挥愈来愈重 要的作用。致谢：另外，感谢学校和老师给予我这样一次机会，让我能够独立地完成这样一份作业，并 在这个过程当中，给予我们指导，使我能够更多学习一些实践应用知识，增强了我的实践 操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。再一次对我的母校表示感

17、谢。参考文献:1 孔庆华.特种加工M.上海：同济大学出版社，2003.2 刘振辉，杨嘉楷.特种加工M.重庆：重庆大学出版社,2000.3 余承业.特种加工新技术M.北京：国防工业出版社，2003.工工艺方法的重要补充和发展在模具制造业中不可缺少的一种加工方法同时作为先进制造技术中的重要的一部分特种加工在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的不可替代的作用本文概要描述了特种加工技术的工艺特点以及该技展为保证在高温高压高速重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性在飞机发动机和机载设备上大量采用了新结构新材料和复杂形的精密零件鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完成难于达到经济性要求各种异于传统切

18、削材料复杂型而精细表面低刚度零件及模具加工等领域中己成为重要的工艺方法特种加工技术采用电磁声光等无形的能量是科技进步的最大表现在未来的科技发展过程中我们要不断认识特种加工的优缺更好的利用好特种加工技术为 张广文，曾庆良，陈玉良.绿色切削加工技术的研究J.轻工机械,2004(2):55-57.5 刘晋春，赵家齐，赵万生.特种加工M.北京：机械工 业出版社，2004.6 赵万生.特种加工技术M.北京：高等教育出版社，2001.7 苏士达，黄晨华，蔡小梦，等.超声波加工与放电加工的 几种复合加工方式J.轻工机械，2004(3):75-77.8 张纹，蒋维波.特种加工技术的应用与发展趋势J.农业 装备

19、技术，2006,32(3):24-25.9 黄春峰，赖传兴，陈树全.现代特种加工技术的发展J.航空精密制造技术，2001,37(6):14-20.工工艺方法的重要补充和发展在模具制造业中不可缺少的一种加工方法同时作为先进制造技术中的重要的一部分特种加工在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的不可替代的作用本文概要描述了特种加工技术的工艺特点以及该技展为保证在高温高压高速重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性在飞机发动机和机载设备上大量采用了新结构新材料和复杂形的精密零件鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完成难于达到经济性要求各种异于传统切削材料复杂型而精细表面低刚度零件及模具加工等领域中己成为重要的工艺方法特种加工技术采用电磁声光等无形的能量是科技进步的最大表现在未来的科技发展过程中我们要不断认识特种加工的优缺更好的利用好特种加工技术为