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《特种加工》教案 Non-Traditional Machining’s Lesson plan 安徽职业技术学院 机械工程系 主讲： 汪涌 特种加工 Non-Traditional Machining Non-Conventional Machining 特种加工涉及的面很宽，从授课课时和实际应用的角度出发，主要从六个专题来讲授和学习。分别是： 1、特种加工概论； 2、电火花加工； 3、电化学加工； 4、高能束流加工； 5、超声加工； 6、快速成形技术。 生产和科技水平发展到现在的水平，对于难加工的材料、难加工的复杂形状该怎么办呢? 第一章 特种加工概论 第一节 特种加工的产生与发展 第二次世界大战后，特别是进入20世纪50年代以来，随着生产发展和科学实验的需要，很多工业部门，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展，它们所使用的材料愈来愈难加工，零件形状愈来愈复杂，表面精度、粗糙度和某些特殊要求也愈来愈高，对机械制造部门提出了下列新的要求： 解决各种难切削材料的加工问题 如：硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。 解决各种特殊复杂表面的加工问题 如：喷气涡轮机叶片、整体涡轮等的立体成型表面，各种冲模、冷拔模上特殊截面的型孔，炮管内膛线，喷油嘴、栅网等的加工。 解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题 如：对表面质量和精度要求很高的航天、航空陀螺仪、伺服阀，以及细长轴弹性元件等低刚度零件的加工。 金属切削加工的本质和特点为：一是靠刀具材料比工件更硬；二是靠机械能把工件上多余材料切除。但是，当工件材料愈来愈硬，加工表面愈来愈复杂的情况下，“物极必反”，原来行之有效的方法转化为限制生产率和影响加工质量的不利因素了。为区别现在的金属切削加工，出现了特种加工，国外称作非传统加工（NTM，Non-Tranditional Machining）或非常规机械加工（NCM, Non-Conventional Machining）。它们与切削加工的不同点是： 不是主要依靠机械能，而是主要用其它能量（如电、化学、光、声、热等）去除金属材料。 工具硬度可以低于被加工材料的硬度。 加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。 正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而言，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度零件。同时，有些方法还可用以进行超精加工、镜面光整加工和纳米级（原子）加工。 特种加工的分类 按能量来源和作用形式以及加工原理可分为： 特种加工方法 能量来源及形式 作用原理 英文缩写 电火花加工 电火花成形加工 电能、热能 熔化、气化 EDM 电火花线切割加工 电能、热能 熔化、气化 WEDM 电化学加工 电解加工 电化学能 金属离子阳极溶解 ECM（ELM） 电解磨削 电化学、机械能 阳极溶解、磨削 EGM（ECG） 电解研磨 电化学、机械能 阳极溶解、研磨 ECH 电铸 电化学能 金属离子阴极沉积 EFM 涂镀 电化学能 金属离子阴极沉积 EPM 激光加工 激光切割、打孔 光能、热能 熔化、气化 LBM 激光打标记 光能、热能 熔化、气化 LBM 激光处理、表面改进 光能、热能 熔化、相变 LBT 电子束加工 切割、打孔、焊接 电能、热能 熔化、气化 EBM 离子束加工 蚀刻、镀覆、注入 电能、动能 原子撞击 IBM 等离子弧加工 切割（喷镀） 电能、热能 熔化、气化（涂镀） PAM 超声加工 切割、打孔、雕刻 声能、机械能 磨料高频撞击 USM 化学加工 化学铣削 化学能 腐蚀 CHM 化学抛光 化学能 腐蚀 CHP 光刻 光、化学能 光化学腐蚀 PCM 快速成形 液相固化法 光、化学能 增材法加工 SL 粉末烧结法 SLS 纸片叠层法 LOM 熔丝堆积法 光、机械能 电、热、机械能 FDM 第三节 特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响 由于上述各种特种加工工艺的特点以及逐渐广泛的应用，引起了机械制造工艺技术领域内的许多变革，例如： （1）提高了材料的可加工性 以往认为金刚石、硬质合金等很难加工，现在可以用电火花、电解、激光等多种方法加工它们。 （2）改变了零件的典型工艺路线 不受工件硬度的影响，而且为了免除加工后再淬火热处理引起变形，一般都先淬火，后加工。 （3）特种加工改变了试制