特種加工技術的發展與應用
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、復雜型面、精細表面、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，論述了特種加工在機械生產中的應用以及引起的機械制造工藝技術的變革等。
關鍵詞:特種加工發展應用
1.特種加工特點及分類
1.1 特種加工的特點
特種加工是指利用電能、熱能、光能、化學能、聲能等進行加工的方法。與傳統切削加工工藝相比特種加工具有以下特點：直接利用電能、光能、聲能或幾種能量的復合形式去除金屬材料；一般不受工件材料機械物理性能的限制；不產生金屬宏觀切削，不產生強烈的彈性和塑性變形，可獲得很低的表面粗糙度；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，便于實現控制和操作自動化，適合于二維或三維復雜面、微細表面、微小孔、窄縫和低剛度零件的加工。
1.2 特種加工的分類
特種加工按照所利用的能量形式來分類，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、電解加工、電解拋光；電、化學能、機械能、電解磨削、陽極機械磨削；光、熱能、激光加工；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、液體噴射加工。目前，常用的特種加工方法有電火花加工、電解加工、激光加工、電子束加工、超聲波加工等。
2.特種加工技術的方法
電火花加工，在特種加工中是比較成熟的加工工藝，它是模具制造的主要手段，主要解決難切削加工以及復雜形狀工件的加工問題。適合各種難切削材料的加工，可以加工特殊和復雜形狀的表面和零件。加工過程中無明顯的機械力，因此可以加工低剛度的工件及各種細微結構。
電解加工，工件始終接直流電源(10 ～ 20V)的正(陽)極，工具始終接負(陰)極，兩極間保持較小的(0.1 ～ 1mm)間隙，間隙內通以高速(5 ～ 50m/s) 流動的電解液。電解加工范圍廣，凡是導電材料都可進行加工，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電化學陽極溶解作用來蝕除金屬，生產過程中不存在機械力，工件不承受力和熱的作用，不會引起變形和殘余應力，適用于加工易變形零件或薄壁件。
生產效率高，用于大批量生產。激光加工，利用能量密度很高的激光束照射工件的被加工部位，使工件材料瞬間融化或蒸發，并在沖擊波作用下，將熔融的物質噴射出去，從而對工件進行去除加工或采用能量密度較小的激光束，使加工部位材料熔融黏合，對工件進行焊接的方法。激光加工屬高能束加工，其功率密度高，幾乎能加工所有的金屬和非金屬材料。激光加工屬非接觸加工，不需要刀具，幾乎沒有機械力，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面粗糙度。
3.特種加工在生產中的應用
電氣特種加工是利用金屬在直流電場和電解液中產生陽極溶解的電化學原理對工件進行成型加工的一種方法。它有電解液沖刷加工、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。它適用于磨削、成型、去毛刺、車削、拋光、復雜型腔、型面及型孔等加工范疇。機械特種加工不同于傳統切削加工方法，而是用機械能或間接用聲能、熱能、電化學能進行加工。可分磨料流動加工、磨料噴射加工、高速流體加工、陽極機械切割、低應力磨削、熱輔助加工、超聲波加工、全成型加工等方法。它適用于切割、穿孔、研磨、去毛刺、蝕刻、磨削、拉削、鏗削和套料等加工范疇。化學特種加工是利用化學溶液酸、堿、鹽等對金屬產生化學反應，使金屬腐蝕溶解而改變工件尺寸和形狀的一種加工方法。分為化學加工、光化學加工和熱化學加工等。主要有化學銑切加工、照相制版加工、光刻加工、刻蝕加工和爆炸加工等方法。
熱特種加工熱特種加工是用電子束、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工目的。它有電子束加工、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。它適用于打孔、成型、磨削、車削、切割、開割、劃線等加工范疇。
4.特種加工引起的機械制造工藝的變革
（1）特種加工擴大了可加工材料的范圍，特種加工方法使機制工藝可加工的材料范圍從普通材料發展到超硬材料和特殊材料；
（2）改變了傳統的結構工藝性好與壞的概念；
（3）特種加工改變了傳統的淬火工藝路線及零件不合格品的可修復性；
（4）特種加工將改變新產品試制的傳統模式，現在采用數控電火花線切割，可直接加工花鍵孔、非標直齒輪、鈑金異型孔，甚至可加工復雜的二次曲面零件；
（5）特種加工引起了產品設計思路的變革，特種工加工使產品設計中考慮的零件材料、制造工藝方法等有了更廣闊的選擇余地。
投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關信息
