特种加工技术论文.docx

特种加工技术概论 摘要：特种加工技术是直接借助电能、热能等各种能量进行材料加工的重要工艺方法。本文简介了电火花加工，电化学加工，超声波加工等各种不同的特种加工技术，并介绍了特种加工技术的特点及未来发展方向趋势。 关键词：特种加工 电火花加工 电化学加工 离子束加工 超声波加工 快速成形 一.前言： 近年来， 计算机技术、微电子技术、自动控制技术、国防军工和航空航天技术发展迅速， 与此同时， 高度、高韧性、高强度和高脆性等难切削材料的应用日益广泛， 制造精密细小、形状复杂和结构特殊工件的求也在日益增加。社会需求与技术进步的结合促使特种加工技术不断进步和快速发展。所谓特种加工， 是一种利用化学能、电能、声能、机械能以及光能和热能对金属或非金属材料进行加工的方法。其工作原理不同于传统的机械切削方法， 即加工过程中工件与所用工具之间没有明显的切削力， 工具材料的硬度也可低于工件材料的硬度。特种加工技术在国内外各行各业的应用中取得了巨大成效， 它们有着各自的特点， 特殊材料或特殊结构工件的加工工艺性发生了根本变化， 解决了传统加工方法所遇到的各种问题，已经成为现代工业领域中不可缺少的重要加工手段和关键制造技术。 二.特种加工的特点 特种加工与一般机械切削加工相比， 有其独特的优点， 在某种场合上， 它是一般机械切削加工的补充， 扩大了机械加工的领域。它具有以下较为突出的特点 （1） 不用机械能，与加工对象的机械性能无关，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机械性能无关， 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， 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， 工具硬度可低于工件硬度， 故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。 （3） 微细加工， 工件表面质量高， 有些特种加工， 如超声、电化学、水喷射、磨料流等， 加工余量都是微细进行， 故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝， 还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。 （4） 不存在加工中的机械应变或大面积的热应变， 可获得较低的表面粗糙度， 其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小， 尺寸稳定性好。 （5） 两种或两种以上的不同类型的能量可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工艺性等产生积极的影响。 三.特种加工的分类 与其它先进制造技术一样， 特种加工正在研究、开发推广和应用之中， 具有很好的发展潜力和应用前景。依据加工能量的来源及作用形式列举各种常用的特种加工方法。特种加工按照所利用的能量形式来分类， 具体如下: （1） 电、热能 电火花加工、电子束加工、等离子加工。 （2） 电、机械能 离子束加工。 （3） 电、化学能 电解加工、电解抛光。 （4） 电、化学能、机械能 电解磨削、阳极机械磨削。 （5） 光、热能 激光加工。 （6） 化学能 化学加工、化学抛光。 （7） 声、机械能 超声加工。 （8） 机械能 磨料喷射加工、磨料流加工、液体喷射加工。 目前， 生产实用中应用最广的是电火花加工、电化学加工、离子束加工、超声加工、磨料水射流切割技术和液中放电成形加工。 1.电火花加工 电火花加工的原理是基于工具和工件之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸形状及表面质量预定的加工要求。按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，电火花加工工艺大致可分为电火花成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花放电沉积与刻字六大类。 电火花放电沉积的基本原理与特点 电火花放电沉积的原理是利用脉冲电路的充放电原理，采用导电材料(硬质合金、石墨、合金钢、铝和铜等)作为工具电极(阳极)，在空气或特殊的气体中使之与被强化的金属工件(阴极)之间产生火花放电。当工具电极与工件达到某个距离电场强度足以使介质电离击穿时两者之间就产生火花放电，使电极端部与工件表面微区发生熔化甚至气化，熔融金属在热作用，电磁力和机械力的作用下沉积在工件表面。电极与工件的放电间隙频繁发生变化，电极与工件间不断发生火花放电，从而实现放电沉积。 极性效应 在电火花放电加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。因此，当采用窄脉冲、精加工时应选用正极性加工；当采用长脉冲、粗加工时，应采用负极性加工，此时可得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。从提高加工生产率和减小工