特种加工及机械制造工艺技术变革探析

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1、特种加工及机械制造工艺技术变革探析【摘　要】特种加工作为先进制造技术中的重要组成部分，对制造业的作用日益重要。特种加工方法就是将电、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的加工方法。特种加工具有区别于传统机械加工方法的一些特点；特种加工有多种加工方法；特种加工对机械制造及结构工艺性具有重大影响。【关键词】特种加工；机械制造；结构工艺性6近年来，随着现代科学技术的发展，特别是微电子技术、电子计算机技术的迅猛发展，机械制造的各个方面已发生了深刻的变革。机械技术，特别是自动化制造技术，不但采用了计算机

2、控制，并且具有柔性化、集成化、智能化的特点；在超精密加工技术方面，其加工精度已进入纳米级（0.001um）表面粗糙度已成功地小于0.005um；在切削速度方面，国外车削钢通常为200m／min，最高可达915m／min；对于新兴工业需要的难加工材料、复杂型面、型腔以及微小深孔，采用了电、超声波、电子束法。所以在很大的程度上，尤其是20多年来的改革开放，我国的机械制造已经具有相当大的规模，已经形成了品种繁多、门类齐全、布局基本合理的机械制造工业体系。１．特种加工涵义特种加工是相对传统切削加工而言，本质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、物质动能等

3、对工件进行加工的工艺方法总称。目前常用的有电火花加工、超声波加工、激光加工，除此之外还有电化学加工、电子束加工等。它与传统切削加工相比具有：加工过程不再主要依靠机械能，而是直接或复合利用其它能量完成工件的加工；加工所用工具材料的硬度可大大低于被加工材料硬度，有时甚至无需使用工具即可完成对工件的加工；加工过程工具与工件间不存在显著的机械切削力；加工方法日新月异等特点。2.特种加工分类、方法及应用2.1电火花成形（穿孔）加工6该法可加工任何导电材料。它是利用火花放电腐蚀金属原理，用工具电极（纯铜或石墨）对工件进行复制加工的工艺方法，可用于加工型腔模（锻模、压铸

4、模、注塑模等）和型腔零件；加工冲模、粉末冶金模、挤压模、型孔零件、小异型孔、小深孔等。其中最为典型的应用是在YG8（硬质合金）工件上，加工一个直径1mm深80mm的孔，只需12分钟；电火花双轴回转展成法加工凹凸球面、球头；电火花共轭同步回转可加工精密螺纹、齿轮等复杂表面；目前已能加工出0.005mm的短微细轴和0.008mm的浅微细孔，以及直径小于1mm的齿轮。2.2电火花线切割加工它是利用移动的细金属丝（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电腐蚀，实现切割成形的加工方法。它同样可以加工任何导电材料；加工各种形状的冲模、切割电火花成形加工用的电极、切割

5、零件等。典型的应用例如：试制切割特殊微电机硅钢片定转子铁心芯；切割斜度锥面、上下异形面工件；工件倾斜数控回转切割加工双曲面零件；数控三轴联动加分度切割加工扭转四方锥台。2.3超声波加工它是利用加工工具的超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种成形方法。超声波加工的尺寸精度可达0.05～0.01mm，表面粗糟度Ra值可达0.8～0.1μm，它适宜加工任何脆硬材料，可加工各种孔和型腔，也可进行套料、切割、开槽和雕刻等。由于超声波加工的生产效率比电火花加工低，而加工精度和表面粗糟度相对较好，所以常用于对工件的抛磨和光整加工。2.4激光加工是利用经过透镜聚焦的

6、能量密度极高的激光焦点（高温和冲击波），使工件材料被熔化或蒸发去除的加工方法。合理选用激光参数，可实现激光切割、6打孔、焊接，激光打标、激光表面处理，还可用于电子元器件的封装等。激光加工的尺寸精度可达0.01～0.001mm，表面粗糟度Ra值可达0.4～0.1μm，无需使用工具，加工速度极高，适于任何材料，特别适于深径比大的（深径比50～100）小孔和微孔（孔径?准0.01～0.1）。激光表面处理是结合高功率激光技术及粉末冶金技术，对工件进行表面加工处理，从而改变工件表面组织结构、成分及特性，提高其物理性能，使其恢复或超过原技术性能和应用价值的工艺技术，具

7、有较高的实用价值。激光法（应用激光）还是制造纳米材料的重要手段。2.5电化学加工该法包括从工件去除金属的阳极电解蚀除加工和向工件上沉积金属的阴极电镀沉积加工两大类。它可以加工复杂成型模具和零件，例如汽车、拖拉机连杆等各种型腔锻模，航空、航天发动机的扭曲叶片等。电镀、电铸可以复制复杂、精细的表面。刷镀可修复磨损的零件，改变原表面的物理性能，有很大实用价值。3.特种加工对机械制造结构工艺性的影响由特种加工的特点并结合使用特种加工方法的实践，特种加工对机械制造和结构工艺性具有重大影响，主要包括以下几点：3.1改变了零件的典型工艺路线6工艺人员都知道：除磨削外，其

8、它切削加工、成型加工等都应在淬火热处理之前加工完毕。但特种加工的出