《特种加工论文特种加工技术的发展及其对制造技术的影响》.doc

特种加工技术的发展及其对制造技术的影响 摘要：特种加工是传统加工工艺方法的重要补充和发展，已成为航空，航天，电子仪表，家用电器以及通讯，汽车，轻工业等各个机械制造行业，随着科技的进步，特种加工的种类也越来越多，本文介绍了电火花加工、电火花线切割加工、电化学加工、激光加工、电子束加工、离子束加工的特点及应用。 关键字：特种加工 特点 应用 发展 一、引言 特种加工技术一个响亮的名词已在21世纪迅速崛起，特种加工技术在制造业具有重要的地位以及发展意义，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用。 在一些尖端科学技术部门和新型的工业领域中，以越来越多地使用特殊物理，机械性能的新材料，如高强度、高硬度、高熔点、高脆性、高粘性、磁性材料等，有的硬度已接近甚至超过现有刀具材料的硬度，同时，有的零件加工尺寸及其微小，加工形状极其复杂，或者有的加工表面有特殊严格的表面质量要求等，使用常规的加工技术无法进行或达不到加工要求。从而产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法，这些加工方法广泛定义为特种加工技术。 特种加工不使用刀具，磨具等切除金属，而是采用电、磁、声、光等物理能量及化学能量或组合施加在被加工部位上，从而去除材料，或改变材料的性能，达到加工要求。特种加工技术采用电磁声光等无形的能量，是科技的进步的最大表现，在未来的发展中，我们要不断认识特种加工的优缺点，更好的利用好特种加工技术，为未来的生产做出更大的贡献。 二、特种加工及其发展 特种加工是除了单独利用机械能加工以外的所有加工方法的总称，它可以利用电能，热能，流体能，光能，声能，化学能及特殊机械能等多种能量或其复合施加在工件的被加工部位以实现材料切除的加工方法[1]。 1.特种加工的特点：特种加工在加工机理和加工形式上与传统切削和成形加工有着本质的区别，主要表现在： ①不能只用机械能，与加工对象的力学性能无关。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，强度等力学性能无关，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。加工时不一定需要工具，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，工具硬度可以低于工件硬度，因此可以加工刚性极低元件及弹性元件。 ③微细加工。工件表面质量高，有些特殊加工，如超声加工，电化学加工等其加工余量都十分微细，故不仅可以加工尺寸微小的孔或狭缝，还能获得很好的加工表面质量。 ④加工中不存在机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度值，其热应力，残余应力，冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性也好。 ⑤两种或两种以上的不同类型的能量可以相互组合，形成新的复合加工，其综合加工效果明显，且便于推广使用。 ⑥特种加工对简化加工工艺，变革新产品的设计及零件结构的工艺性等会产生积极地影响。 特种加工的发展史 从第一次产业革命到第二次世界大战，传统的切削加工占据了整个机械加工业，对特种加工也没有迫切的要求；但20世纪30年代以后，特别是在20世纪50年代以来，随着生产的发展和科技的进步，很多工业部门，特别是国防工业和航空航天工业，要求科学技术产品向高速度、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，随之而来的是各种难加工材料，特殊的复杂型面，超精和光整加工，以及各种特殊要求的零件的加工，如硬质合金、耐热钢、金刚石、宝石、半导体材料等硬度高、强度大、韧性好或脆性特别大的材料的加工；涡轮机的叶片、锻压磨具、喷油嘴、喷丝孔、窄缝等复杂型面的加工；陀螺仪，伺服阀的高精和光整加工；细长轴，弹性元件等低刚度零件的加工等。于是，人们一方面通过研究高效加工的刀具和刀具材料，自动化切削参数，提高刀具可靠性，开发新型切削液和在线刀具监控系统，研发新型自动机床等途径进一步改变切削状态，提高切削加工水平，并解决一些问题；另一方面，则冲破传统加工方法的束缚，不断探索，力图寻求新的加工方法，于是，一种本质上区别于传统加工的特种加工方法应运而生，并不断获得发展。其中，前苏联科学家拉扎林柯夫妇在研究开关触点受电火花放电腐蚀损坏的现象时，发现电火花放点所产生的瞬间高温对金属材料有熔化和汽蚀作用，于是发明了电火花加工方法。该方法可以用软的工具材料加工很硬的工件，获得了以柔克刚的效果。电火花加工是从加工机理和加工形式上脱离传统切削加工的方法的先例，随后又出现了激光加工，电化学加工，超声加工，电子束加工，离子束加工等多种与传统加工完全不同的新型加工方法，形成了现在统称的“特种加工”方法。 近年来，电火花加工机床的生产和销售已经远远的超过金属切削机床的增长，各种特种加工方法的应用也日益广泛。同时，各种特种加工方法也在不断地发展，并衍生出各种特种加