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“特种加工”课程教学中若干关键问题的思考 　　摘要：“特种加工”是一门涉及面广、工程背景强的课程，针对“特种加工”课程的现状，从特种加工及其影响，辩证观点在教学过程中的应用等方面探讨了“特种加工”课程中的若干关键问题。 　　关键词：特种加工；教学；辩证思想 　　作者简介：阿达依·谢尔亚孜旦（1963-），男，哈萨克族，新疆阿勒泰人，新疆大学机械工程学院，教授。（新疆 乌鲁木齐 830047） 　　中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0125-02 　　20世纪40年代后，社会的发展与科学技术的进步对物质对象使用性能所提出的要求使产品向高精度、高速度、高温、高压、个性化、大型化及微细化等方向发展，尤其是21世纪以来，社会公众环境保护意识的提高，使“节能、减排及降耗”的环境保护措施提升到国家战略层面，对产品的使用性能提出了更高的要求，不仅要求高寿命、低磨损、低噪音，而且还要求更高的安全性及可靠性。这些要求使得产品的制造或加工面临诸多问题，如：硬质合金、钛合金以及半导体材料锗、硅等各种难切削材料的加工问题；各种异型孔、薄壁件以及窄缝等特殊复杂结构的加工问题；各种微米、纳米级孔及轴等的加工问题。 　　实践表明，车、铣、磨及钻等传统的加工方法或手段难以解决上述加工问题。其主要原因在于这些传统加工方法或手段要求工具的硬度大于被加工对象的硬度；同时，这些传统的加工手段对能量的利用也主要局限在机械能的使用。 　　针对传统加工方法或手段的不足，人们不仅开始探索用软的工具对硬的加工对象实施加工或处理，而且采用电、光、声及化学能等多种能量形式来处理加工对象，并在此基础上形成了以电火花加工、电化学加工、三束加工（电子束、离子束及激光束加工）以及超声波加工为典型代表的非传统加工或非常规机械加工方法（习惯上称为特种加工）。 　　由于具有在加工过程中无明显机械力作用以及能量使用的多样性等特点，因此，近十几年以来，非传统加工方法得到迅速发展，应用也愈来愈广泛，并成为先进制造技术（如快速成形或3D打印技术）中不可或缺的关键加工手段。针对这种现状，国内高校，尤其是“985”高校相关专业不仅对本科生、硕士研究生以及博士研究生开设“特种加工”这门课程，而且将其作为专业基础课或专业主干课程，并在教学过程中积累了大量的教学与实践经验。本文主要探讨“特种加工”课程在教学过程的若干问题及其体会，以便不断地提高教学质量。 　　一、特种加工及其影响 　　特种加工是指传统的加工方法（如车、铣、刨、磨、钻以及研磨等）以外的加工方法。[1]相对于传统的加工方法，特种加工最显著的特点是不再主要依赖机械能，而是直接或复合利用电能、化学能、声能以及热能等对加工对象实施加工、处理。特种加工对能量有效利用的多样性的特点不仅对传统的机械设计、制造等理念产生了巨大的冲击，而且也深化了对加工本质的认识，即加工的本质是有规律的破坏，表现特征为被加工对象物料的增加、减少或变形。 　　因此，在教学过程中，特种加工的概念及其影响应作为核心内容，通过大量的实例讲解，不仅可培养学生以点到面的发散性思维、拓展学生的知识面，而且还可通过对理论到工程应用的认识，强化、提升学生对基础理论的认识，为学生创新能力的培养奠定良好的思维和理论基础。为此，在注重教材中所述实例讲解的同时，应更多地将特种加工的特点与必威体育精装版研究、应用成果相结合作为重要内容来讲解；同时，在讲解过程中既要注意严密的逻辑言语的表述，又要注意知识面的延续与拓展。以下是笔者在讲解特种加工对材料可加工性影响时的一个实例。 　　传统的机械设计、制造理念认为：材料的可加工性直接与材料的硬度、强度等机械性能有关。如硬度很高的金刚石、玻璃、陶瓷等材料难以用传统的加工方法加工，但可以用电火花、超声波、激光等特种加工方法实现加工。这实际上反映了材料可加工性的延展。 　　材料可加工性的拓展，也为提高材料的使用性能提供了处理手段。如为提高铝及铝合金的耐磨、耐腐蚀性能，可基于电火花、电化学和化学等综合利用使铝及铝合金表面生长、形成一层很薄的以Al2O3为主的陶瓷薄层。又如，传统的加工方法所获得的零件表面微观几何轮廓是“尖峰”状的，而使用电化学加工可获得“高原”型的表面微观几何轮廓（见图1所示）。表面微观几何轮廓的这种差异，直接导致了零件具有不同的使用性能。[2] 　　特种加工方法不仅拓展了材料的可加工性，提供了材料表面改性的有利手段，而且也对零件（产品）的结构设计与制造工艺路线的制定等产生了深远影响。在传统的结构设计理念中，除非特殊需要，“方”孔（见图2所示）一般被认为是结构设计不合理。其主要原因在于传统意义上的“孔”在几何轮廓上被认为是“圆”，因此，在加工上主要是采用“钻”的加工手段。目前，特征加工方