第一篇：特種加工的特點及應(yīng)用

《材料分析方法》課程論文

特種加工的特點及應(yīng)用

摘要：特種加工不同于傳統(tǒng)加工工藝的加工方法,它與直接利用機械能切除多余材料的傳統(tǒng)加工方法不同。特種加工直接利用電能、熱能、聲能、光能、化學(xué)能和電化學(xué)能，有時結(jié)合機械對工件進行一定的加工。特種加工中電火花加工和電解加工應(yīng)用較廣，特種加工的發(fā)展方向主要是：提高加工精度和表面質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和自動化程度，發(fā)展復(fù)合加工，發(fā)展超精密加工等。隨著時代的發(fā)展傳統(tǒng)加工工藝已經(jīng)無法滿足時代對甲供材料的要求，于是特種加工應(yīng)運而生。特種加工的發(fā)展是適應(yīng)時代要求而發(fā)展起來的，特種加工是應(yīng)用一些新能源結(jié)合新技術(shù)從而達到提高加工精度和表面質(zhì)量的目的。關(guān)鍵詞：特種加工；電火花；電解；超聲波；激光；數(shù)控。

The characteristics and applications of the

special processing Abstract: the special processing methods of different from the traditional machining process, it and directly using the traditional processing method of mechanical energy to remove excess material is different.Special processing and direct use of electricity, heat energy, sound energy, light energy, chemical and electrochemical can, sometimes in combination with mechanical processing to certain artifacts.Special processing of the widely used dam and elm, and the development direction of special processing mainly is: improve the machining accuracy and surface quality, increase productivity and degree of automation, the development of composite processing, development of ultra-precision machining and so on.With the development of the era of traditional processing technology has been unable to meet the demands of the era of amour for material, and special processing arises at the historic moment.Special processing is to adapt to the development of The Times and development, special processing is a new technology combined application of some new energy so as to achieve the aim of improve the machining accuracy and surface quality.Keywords: special processing;Electric spark;Electrolysis;Ultrasound;Laser;CNC

0 引言

時至今日，人類進入了一個高速發(fā)展的時期，而人類對機械制造技術(shù)的要求也隨之增高，因此先進的制造技術(shù)也在不斷發(fā)。而特種加工作為先進制造技術(shù)中最重要部分之一，理所當(dāng)然的得到了發(fā)展。時至今日，無論是傳統(tǒng)產(chǎn)品還是新產(chǎn)品都朝著高速度，高精度，耐腐蝕的方向發(fā)展。對此，采用傳統(tǒng)加工方法十分困難，甚至無法加工。于是，人們一方面通過研究高效加工的刀具和刀具材料、自動優(yōu)化切削參數(shù)、提高刀具可靠性和在線刀具監(jiān)控系統(tǒng)、開發(fā)新型切削液、研制新型自動機床等途徑，進一步改善切削狀態(tài)，提高切削加工水平，并解決了一些問題；另一方面，則沖破傳統(tǒng)加工方法的束縛，不斷地探索、尋求新的加工方法，于是一種本質(zhì)上區(qū)別于傳統(tǒng)加工的特種加工便應(yīng)運而生，并不斷獲得發(fā)展。后來，由于新穎制造技術(shù)的進一步發(fā)展，人們就從廣義上來定義特種加工，即將電、磁、聲、光、化學(xué)等能量或其組合施加在工件的被加工部位上，從而實現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等

錯誤！未找到引用源。的非傳統(tǒng)加工方法統(tǒng)稱為特種加工。1 特種加工的種類

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特種加工按用途不同可以分為兩大類，分別是：尺寸加工和表面加工。而按能量形式和工作原理可以分為幾種加工方法：電火花，電解，激光，超聲波，化學(xué)等。1.1電火花加工

電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法，又稱放電加工或電蝕加工。電火花加工是利用工具和工件之間的脈沖性的電火花放電，依靠電火花在局部產(chǎn)生的高溫達到對金屬的加工，電火花加工主要由三部分組成：電火花加工的準(zhǔn)備工作，電火花加工，電火花加工檢驗工作。電火花加工可以加工通孔也成為電火花穿孔加工，也可以加工盲孔，又稱為電火花成型加工。

電火花加工所必需的條件：（1）在脈沖放電點必須有足夠的電火花放電強度，其強度必須可以使金屬局部熔化和氣化；（2）電火花加工的放電形式必須具有脈沖性，瞬時性，間歇性；（3）電火花加工必須把加工過程中產(chǎn)生的加工屑，有害氣體及余熱等電蝕產(chǎn)物從微小的錯誤！未找到引用源。電極間隙中排除出去。

1.2 電解加工

電解加工基于電解過程中的陽極溶解原理并借助于成型的陰極，將工件按一定形狀和尺寸加工成型的一種工藝方法，稱為電解加工。電解加工是利用金屬在電解液中發(fā)生電化學(xué)陽極溶解的原理將工件加工成形的一種特種加工方法。加工時，工件接直流電源的正極，工具接負極，兩極之間保持較小的間隙。電解液從極間間隙中流過，使兩極之間形成導(dǎo)電通路，并在電源電壓下產(chǎn)生電流，從而形成電化學(xué)陽極溶解。隨著工具相對工件不斷進給，工件金屬不斷被電解，電解產(chǎn)物不斷被電解液沖走，最終兩極間各處的間隙趨于一致，工件表面形成與工具工作面基本相似的形狀。電解加工對于難加工材料、形狀復(fù)雜或薄壁零件的加工具有顯著優(yōu)勢。電解加工已獲得廣泛應(yīng)用，如炮管膛線，葉片，整體葉輪，模具，異型孔及異型零件，倒角和去毛刺等加工。并且在許多零件的加工中，電解加工工藝已占有重要甚至不可替代的地位。

電解加工生產(chǎn)力較高，但是加工精度不高，因此，電解加工適合大批量生產(chǎn)但對精度要求不高的機械零件。1.3 激光加工

激光加工是一種最常用的激光系統(tǒng)。材料的激光束相互作用機理，大致可以分為激光加工的激光熱處理和兩種化學(xué)反應(yīng)處理。激光熱處理，材料表面熱效應(yīng)的發(fā)生的激光束投影完成，包括激光焊接，激光雕刻和切割，表面改質(zhì)，激光打標(biāo)，激光鉆孔和微加工；加工的化學(xué)反應(yīng)，一束激光照射的材料加工的程度和激光的能量光子誘導(dǎo)高密度或控制的化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)沉積，包括光刻，激光雕刻和蝕刻。

激光加工目前主要應(yīng)在精密加工小孔，窄縫，刻蝕，成型切割，還可以進行熱處理和焊接等。它的主要參數(shù)是激光的波長和輸出的脈寬，激光的功率密度，激光在工件上的照射時間等。激光加工的特點也有很多。激光加工屬于高能束加工，幾乎能加工所有的金屬和非金屬材料；激光加工是非接觸加工，所以沒有機械加工變形和工具損耗激光加工速度快，生產(chǎn)效率較高，激光加工中產(chǎn)生的熱影響范圍小，在加工過程中易于控制；激光加工可以達到恒搞得加工精度和較小的表面粗糙度。1.4 超聲波加工

超聲波加工不僅能加工高熔點的硬脆金屬材料，還能加工不導(dǎo)電的非金屬脆性材料，同

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時還可以用于清洗，探傷和焊接等。超聲波加工原理，加工時，高頻電源聯(lián)接超聲波換能器，所以將電振蕩轉(zhuǎn)換為同一頻率、垂直于工件表面的超聲波機械振動，其根幅僅0．005~0．01mm，再經(jīng)變幅桿放大至0．05~0．01mm，聲振動。在這，磨料懸浮液的超聲振動和一定壓力下，高速沖擊懸浮液中的磨粒，并作用于加工區(qū)，使該處材料變形，直至擊碎成微粒和粉末。同時，因為磨料懸浮液的不斷攪動，使的磨料高速拋磨工件表面，又因為超聲振動產(chǎn)生的空化現(xiàn)象，在工件表面形成液體空腔，促使混合液滲入工件材料的縫隙里，而空腔的瞬時閉合產(chǎn)生強烈的液壓沖擊，強化了機械拋磨工件材料的作用，并有利于加工區(qū)磨料懸浮液的均勻攪拌和加工產(chǎn)物的排除。隨著磨料懸浮液不斷地循環(huán)。磨粒的不斷更新。加工產(chǎn)物的不斷排除，實現(xiàn)了超聲波加工的目的。超聲波加工是磨料懸浮液中的磨粒，在超聲振動下的沖擊、拋磨和空化現(xiàn)象綜合切蝕作用的結(jié)果。其中，以磨粒不斷沖擊為主。所以

錯誤！未找到引用源。可見，脆硬的材料，受沖擊作用愈容易被破壞，故尤其適于超聲波加工。超聲波加工特點很明顯，它適合加工硬脆性材料，尤其是不導(dǎo)電的非金屬材料；不受材料是否導(dǎo)電的限制；工具對工件的宏觀作用力小、熱影響小，因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件；被加工材料的脆性越大越容易加工；材料越硬或強度、韌性越大則越難加工。特種加工在現(xiàn)代加工的應(yīng)用

特種加工對現(xiàn)代加工技術(shù)的影響是深遠的，特種加工技術(shù)在國際上被稱為21世紀(jì)的技術(shù)，對新型武器裝備的研制和生產(chǎn)，起到舉足輕重的作用。隨著新型武器裝備的發(fā)展，國內(nèi)外對特種加工技術(shù)的需求日益迫切。不論飛機、導(dǎo)彈，還是其它作戰(zhàn)平臺都要求降低結(jié)構(gòu)重量，提高飛行速度，增大航程，降低燃油消耗，達到戰(zhàn)技性能高、結(jié)構(gòu)壽命長、經(jīng)濟可承受性好。為此，上述武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)平臺都要求采用整體結(jié)構(gòu)、輕量化結(jié)構(gòu)、先進冷卻結(jié)構(gòu)等

錯誤！未找到引用源。新型結(jié)構(gòu)。它改變了零件的傳統(tǒng)工藝路線，縮短了新產(chǎn)品的試制周期。3特種加工的存在的問題及發(fā)展趨勢

雖然特種加工已解決了傳統(tǒng)切削方法難以加工的許多問題, 在提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益上顯示出很大的優(yōu)越性, 但目前它還存在不少有待解決的問題: 不少特種加工的機理(如超聲、激光等加工)還不十分清楚, 其工藝參數(shù)選擇、加工過程的穩(wěn)定性均需進一步提高； 有些特種加工(如電化學(xué)加工)過程中的廢液排放不當(dāng)會造成環(huán)境污染, 影響工人健康；有些特種加工的加工精度及生產(chǎn)率有待提高； 有些特種加工(如激光加工)所

錯誤！未找到引用源。需設(shè)備投資大、使用維修費高, 亦有待進一步解決。特種加工的發(fā)展趨勢： 按照系統(tǒng)工程的觀點, 加大對特種加工的基本原理、加工機理、工藝規(guī)律、加工穩(wěn)定性等深入研究的力度。同時, 充分融合以現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)和精密制造技術(shù)為基礎(chǔ)的高新技術(shù), 使加工設(shè)備向自動化、柔性化方向發(fā)展； 從實際出發(fā), 大力開發(fā)特種加工領(lǐng)域中的新方法, 包括微細加工和復(fù)合加工, 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟型的復(fù)合加工, 并與適宜的制造模式相匹配, 充分發(fā)揮其特點； 污染問題是影響和限制某些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙, 必須花大力氣利用廢氣、廢液、廢渣, 向“綠色”加工的方向發(fā)展。可以預(yù)見, 隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展, 特種加工必將不斷完善和迅速發(fā)展, 反過來又必將推動科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展, 并發(fā)揮愈來愈重要的作用。

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4結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，特種加工必將占據(jù)著重要的地位，從而得到飛速的發(fā)展和不斷的完善，在現(xiàn)代工業(yè)中取得越來越重要的作用。

[參考文獻]

[1] 孔慶華，特種加工[M ]，上海，同濟大學(xué)出版社, 1997 [2] 王經(jīng)光，淺談特種加工在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用，山西 晉中，2004 [3] 張旭陽，馬文彪，淺談特種加工，同煤科技，1999 [4] 韓淑敏,特種加工的幾種方法介紹, 遼寧地質(zhì)工程職業(yè)學(xué)院,2009 [5] 趙萬生 王振龍 郭東明 趙福令 朱 荻 黃因慧，國外特種加工技術(shù)的最新進展，中國機械工程學(xué)會電加工分會，1999 4

第二篇：特種加工報告

特種加工總結(jié)報告

院 系：機械與汽車工程學(xué)院 專 業(yè)：機械設(shè)計與制造 班 級： 學(xué) 號： 姓 名：

特種加工總結(jié)報告

摘要：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能等各種能量進行材料加工的重要工藝方法?，F(xiàn)階段，先進制造技術(shù)不斷發(fā)展，作為先進制造技術(shù)中的重要的一部分，特種加工對制造業(yè)的作用日益突顯。本文對什么是特種加工、特種加工的特點、種類以及發(fā)展趨勢等作了描述。闡述了特種加工在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中的重要地位，大力發(fā)展特種加工的必要性。

關(guān)鍵詞：特種加工、特種加工技術(shù)、特點、應(yīng)用、發(fā)展趨勢 目錄： 引言

1、電火花加工

1.1 電火花放電沉積的基本原理與特點 1.2 極性效應(yīng)

1.3 電火花加工中電極損耗分析與解決措施 1.4 電火花加工的發(fā)展趨勢

2、特種加工技術(shù)的特點或應(yīng)用及發(fā)展前景 2.1特種加工技術(shù)的特點

2.2 特種加工引起的機械制造工藝技術(shù)變革 2.3特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢 2.4總結(jié)

3、結(jié)束語

引言：

傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)對推動人類的進步和社會的發(fā)展起到了重大的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，新型工程材料不斷涌現(xiàn)和被采用，工件的復(fù)雜程度以及加工精度的要求越來越高，對機械制造工藝技術(shù)提出了更高的要求。由于受刀具材料性能、結(jié)構(gòu)、設(shè)備加工能力的限制，使用傳統(tǒng)的切削加工方法很難完成對高強度、高韌性、高硬度、高脆性、耐高溫和磁性等新材料，以及精密復(fù)雜、微細構(gòu)件或難以處理的形狀的加工。為了解決這些加工的難題，人們不斷開發(fā)研究并成功采用“傳統(tǒng)的切削加工以外的新的加工方法—— 特種加工方法”解決了很多工藝問題，在生產(chǎn)上發(fā)揮了很大的作用，引起了機械制造工藝技術(shù)領(lǐng)域的許多變革。特種加工是相對于傳統(tǒng)的切削加工而言的，實質(zhì)上是直接或復(fù)合利用電能、電化學(xué)能、化學(xué)能、光能、聲能、熱能、磁能、物質(zhì)動能、甚至爆炸能等對工件進行加工的工藝方法的總稱。正文

1.電火花加工

電火花加工的原理是基于工具和工件之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。按工具電極和工件相對運動的方式和用途的不同，電火花加工工藝大致可分為電火花成形加工、電火花線切割、電火花磨削和鏜磨、電火花同步共軛回轉(zhuǎn)加工、電火花高速小孔加工、電火花放電沉積與刻字六大類。

1.1 電火花放電沉積的基本原理與特點

電火花放電沉積的原理是利用脈沖電路的充放電原理，采用導(dǎo)電材料(硬質(zhì)合金、石墨、合金鋼、鋁和銅等)作為工具電極(陽極)，在空氣或特殊的氣體中使之與被強化的金屬工件(陰極)之間產(chǎn)生火花放電。當(dāng)工具電極與工件達到某個距離電場強度足以使介質(zhì)電離擊穿時兩者之間就產(chǎn)生火花放電，使電極端部與工件表面微區(qū)發(fā)生熔化甚至氣化，熔融金屬在熱作用，電磁力和機械力的作用下沉積在工件表面。電極與工件的放電間隙頻繁發(fā)生變化，電極與工件間不斷發(fā)生火花放電，從而實現(xiàn)放電沉積。1.2 極性效應(yīng)

在電火花放電加工過程中，無論是正極還是負極，都會受到不同程度的電蝕。這種單純由于正、負極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。因此，當(dāng)采用窄脈沖、精加工時應(yīng)選用正極性加工；當(dāng)采用長脈沖、粗加工時，應(yīng)采用負極性加工，此時可得到較高的蝕除速度和較低的電極損耗。從提高加工生產(chǎn)率和減小工具損耗的角度來看，極性效應(yīng)愈顯著愈好，故在電火花加工中必須充分利用。當(dāng)用交變的脈沖電流加工時，單個脈沖的極性效應(yīng)便相互抵消，增加了工具的損耗，因此，電火花加工一般采用單向脈沖電源。

1.3 電火花加工中電極損耗分析與解決措施

電火花在整個加工過程中要受到各種干擾因素的影響, 這些干擾因素直接或間接地影響著加工質(zhì)量。在電火花加工過程中電極損耗分為絕對損耗和相對損耗。造成電極損耗的原因有：小面積精加工，加工件結(jié)構(gòu)尺寸偏小，加工時間過長，電極裝夾不當(dāng)?shù)纫蛩?。因此為了減少電極的損耗一般有以下方法：（1）有效排除電蝕物（2）電極材料和加工參數(shù)的合理選用（3）提高加工技能和安全操作意念等等。電火花加工電極損耗和變形是一個復(fù)雜的過程。為了降低電極損耗程度, 減少變形, 除了充分利用放電過程的極性效應(yīng)和吸附效應(yīng)外, 同時也要選用適宜的電極材料, 并且在實際的加工過程中要根據(jù)具體的加工對象實施一定的加工技巧和選擇合適的加工參數(shù) 1.4 電火花加工的發(fā)展趨勢

電火花線切割加工技術(shù)在相當(dāng)長的時間里間都是采用精規(guī)準(zhǔn)參數(shù)進行一次切割成型,其切割速度與加工表面質(zhì)量之間存在著一定的矛盾。中國特有的高速走絲電火花線切割機長期存在的加工質(zhì)量問題, 可以采用多次切割工藝來解決。現(xiàn)目前中速走絲電火花線切割機是一種價格較低, 加工精度、粗糙度、加工效率介于高速走絲與慢走絲的一種機床,具有很好的發(fā)展前景。特種加工的發(fā)展趨勢

為進一步提高特種加工技術(shù)水平及擴大其應(yīng)用范圍, 當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢主要包括以下幾點:1)采用自動化技術(shù)。充分利用計算機技術(shù)對特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進行優(yōu)化,使加工設(shè)備向自動化、柔性化方向發(fā)展, 這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。2)趨向精密化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展, 對產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢, 特種加工的精密化研究已引起人們的高度重視, 3)開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。為適應(yīng)產(chǎn)品的高技術(shù)性能要求與新型材料的加工要求, 需要不斷開發(fā)新工藝方法, 包括微細加工和復(fù)合加工, 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟型的復(fù)合加工, 如工程陶瓷、復(fù)合材料以及聚晶金剛石等。

2、特種加工技術(shù)的特點或應(yīng)用及發(fā)展前景 2.1特種加工技術(shù)的特點

2.1.1 加工范圍上不受材料強度、硬度等限制。特種加工技術(shù)主要不依靠機械力和機械能去除材料，而是主要用其他能量（如電、化學(xué)、光、聲、熱等）去除金屬和非金屬材料，完成工件的加工。故可以加工各種超強硬材料、高脆性及熱敏材料以及特殊的金屬和非金屬材料。

2.1.2 以柔克剛。特種加工不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件并不接觸，加工過程中工具和工件間不存在明顯的強大機械切削力，所以加工時不受工件的強度和硬度的制約，在加工超硬脆材料和精密微細零件、薄壁元件、彈性元件時，工具硬度可以低于被加工材料的硬度。

2.1.3 加工方法日新月異，向精密加工方向發(fā)展。當(dāng)前已出現(xiàn)了精密特種加工，許多特種加工方法同時又是精密加工方法、微細加工方法，如電子束加工、離子束加工、激光束加工等就是精密特種加工；精密電火花加工的加工精密度可達微米級0.51μm，表面粗糙度可達鏡面 Ra0.02μm。2.1.4 容易獲得良好的表面質(zhì)量。由于在加工過程中不產(chǎn)生宏觀切屑，工件表面不會產(chǎn)生強烈的彈、塑性變形，故可以獲得良好的表面粗糙度。殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷均比機械切割表面小，尺寸穩(wěn)定性好，不存在加工中的機械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變。

2.2 特種加工引起的機械制造工藝技術(shù)變革

2.2.1特種加工擴大了可加工材料的范圍。特種加工方法使機制工藝可加工的材料范圍從普通材料發(fā)展到超硬材料和特殊材料，使任何材料的加工均成為可能。材料的可加工性不再與硬度、強度、韌性、脆性等成直接正比或反比關(guān)系。傳統(tǒng)上認(rèn)為很難加工的金剛石、硬質(zhì)合金、淬火鋼、石英、玻璃、陶瓷等材料，可以用電火花、超聲波、電解、激光等特種加工方法來加工。對電火花線切割而言，淬火鋼比未淬火鋼更易加工。2.2.2特種加工改變了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝性好與壞的“概念”。傳統(tǒng)的加工方法 認(rèn)為方孔、窄縫、小孔、深孔、彎孔等結(jié)構(gòu)工藝性差，有些情況下被認(rèn)為工藝性 很“壞 ”，甚至被列為結(jié)構(gòu)設(shè)計禁區(qū)，特種加工使這一“壞”變成了可以，甚者可認(rèn)為好，因為對于電火花穿孔、電火花線切割工藝來說，加工方孔和加工圓孔的難易程度是一樣的。如：山形硅鋼片沖模，過去由于不易制造往往采用拼鑲結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在采用電火花線切割加工，既使是硬質(zhì)合金模具也可做成整體結(jié)構(gòu)；小深斜孔、排孔、群孔、小方孔篩網(wǎng)，薄壁、彈性、低剛度零件等，過去認(rèn)為的加 工難題，采用特種加工方法后變得容易了。

2.2.3特種加工改變了傳統(tǒng)的淬火工藝路線及零件不合格品的可修復(fù)性。特 種加工的出現(xiàn)，打破了淬火熱處理工序必須安排在除磨削以外的其它切削成型加工之后傳統(tǒng)工藝準(zhǔn)則。由于特種加工不受工件硬度的限制，所以有時為了避免成型加工后淬火熱處理引起的應(yīng)力變形，可以先淬火而后加工。過去認(rèn)為很多 不可修復(fù)的廢品，現(xiàn)在都可用特種加工方法來修復(fù)。例如 ：過去淬火前忘了鉆定位銷孔、銑槽等工藝，淬火后只能報廢，現(xiàn)在可以用電火花打孔、切槽進行補救；加工尺寸超差及工作中磨損了的軸和孔，均可用電刷鍍修復(fù)。

2.2.4特種加工將改變新產(chǎn)品試制的傳統(tǒng)模式。傳統(tǒng)新產(chǎn)品的試制，往往是 刀具、模具、量具以及工裝夾具設(shè)計制造先行。例如：加工花鍵孔需要設(shè)計制造 花鍵孔拉刀；加工各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)直齒輪需要準(zhǔn)備滾刀或設(shè)計加工成形銑刀；大量 鈑金件 的異型孔 加工需 要沖模 ；復(fù)雜零件的試制所需要的刀具工裝更多?，F(xiàn)在采用數(shù)控電火花線切割，可直接加工花鍵孔、非標(biāo)直齒輪、鈑金異型孔，甚至可加工復(fù)雜的二次曲面零件；采用快速成型技術(shù)—— 增材加工法，可快速完成各種復(fù)雜零件的試制?？梢?，特種加工方法的采用不僅可加快產(chǎn)品試制速度，而且可以節(jié)約大量的新產(chǎn)品試制費用，必將改變新產(chǎn)品設(shè)計試制的模式。

2.2.5特種加工技術(shù)已成為微細加工、納米加工的主要手段。目前，制造技術(shù)前沿逐漸轉(zhuǎn)向細小精微，微米、亞微米以及納米級制造成為制造業(yè)融入高 技術(shù)的切入點。而電子束、離子束、激光、電火花、電化學(xué)等電物理、電化學(xué)特種加工技術(shù)，正是近年來快速發(fā)展的微細和納米加工的主要手段。例如：離子注入、濺射、化學(xué)沉積（ＣＶＤ）、光刻、表面貼裝；磁頭、磁盤、晶片的納米級精密加工 ；納米材料的制造等。也就是說特種加工已成為未來先進制造技術(shù)的主要特征之一。

2.2.6特種加工引起了產(chǎn)品設(shè)計思路的變革。特種加工使任何材料的加工 成為可能，解決了各種特殊復(fù)雜表面的加工，以及各種超精、光整或具有特殊要求的零件加工問題，其中的快速成型技術(shù)又使產(chǎn)品的快速試制成為可能。所以特種工加工使產(chǎn)品設(shè)計中考慮的零件材料、制造工藝方法等有了更廣闊的選擇余地，甚至可以快速地將設(shè)計思想變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑?，從而使產(chǎn)品的設(shè)計思路趨“創(chuàng)意和制造的統(tǒng)一，即想到的就能做成”。隨著現(xiàn)代機械制造工藝的發(fā)展，不懂特種加工技術(shù)將不是一個合格的產(chǎn)品設(shè)計者與制造者。

2.3特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.3.1 采用自動化技術(shù)充分利用計算機技術(shù)對特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進行優(yōu)化，建立綜合參數(shù)自動適應(yīng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，進而建立特種加工的CAD/CAM和FMS系統(tǒng)，這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。

2.3.2 向工程化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展不斷改進、提高高能束源品質(zhì)，對大功率、高可靠性、多功能、智能化加工設(shè)備的研發(fā)是今后的重點發(fā)展方向。

2.3.3 著力開展精密化研究高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展，正向亞微米級和納米級邁進，對產(chǎn)品零件的精度與表面 粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢的需要，大力開發(fā)用于超精加工的特種加工技術(shù)（如等離子弧加工等）已成為重要的發(fā)展方向。

2.3.4污染問題是影響和限制某些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙，加工過程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣如果排放不當(dāng)，會造成環(huán)境污染，影響工人健康。必須花大力氣處理并利用廢氣、廢渣、廢液，向“綠色”加工的方向發(fā)展。2.4總結(jié)

特種加工技術(shù)集成了機械、電子、信息、材料技術(shù)和計算機等技術(shù)，發(fā)展異常迅速?，F(xiàn)代特種加工技術(shù)主要是伴著高硬度、高強度、高韌性、高脆性等難切削材料的出現(xiàn)，以及制造精密細小、形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊的零件的需要而產(chǎn)生的，具有其他常規(guī)加工技術(shù)無法比擬的優(yōu)點，已成為航空航天、汽車、儀器儀表、微型機械、輕工、模具等行業(yè)的支撐技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)。因此，特種加工技術(shù)還需更進一步的發(fā)展：① 不斷改進、提高高能束源品質(zhì)，并向大功率、高可靠性方向發(fā)展。②高能束流加工設(shè)備向多功能、精密化和智能化方向發(fā)展，力求達到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化的目的。擴大應(yīng)用范圍，向復(fù)合加工方向發(fā)展。③ 不斷推進高能束流加工新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的工程化和產(chǎn)業(yè)化工作。隨著我國機械制造業(yè)向高技術(shù)化邁進，特種加工的應(yīng)用越來越廣泛，我國特種加工機床的總擁有量已居世界前列。特種加工及其引起的機械制造工藝技術(shù)的變革，應(yīng)該引起我們思考與關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，特種加工技術(shù)必將不斷完善和迅速發(fā)展，反過來又必將推動科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，并發(fā)揮越來越重要的作用。

3、結(jié)束語

特種加工技術(shù)涵蓋了機械、材料等技術(shù),是一門綜合的科學(xué)加工技術(shù)其發(fā)展異常迅速。加工尺度的微細化,加工方法的復(fù)合化和加工過程的自動化,已成為特種加工技術(shù)研究發(fā)展的熱點。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展, 特種加工必將不斷完善和迅速發(fā)展, 特種加工必將成為推動科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代制造工業(yè)發(fā)展的中堅力量。

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第三篇：特種加工論文

加工間隙內(nèi)電解產(chǎn)物對微細電解加工

院（系）名稱：

班 級：姓 名： 學(xué) 號：

機電工程學(xué)院

的影響分析 加工間隙內(nèi)電解產(chǎn)物對微細電解加工的影響分析

摘要：微細電解加工時，由于間隙微小，生成的電解產(chǎn)物因難以從加工區(qū)域中移除而降低了加工速度甚至中斷加工。為保證加工的持續(xù)進行，利用工具電極作間歇快速回退是移除間隙內(nèi)的電解產(chǎn)物、更新電解液的有效途徑之一。論文研究分析了間歇回退加工情況下電解產(chǎn)物移除速率對加工速度的影響，結(jié)果表明：加工速度并不隨加工間隙的減小而單調(diào)增大，實際加工速度存在極限值(極大值)。為兼顧加工效率和加工精度，應(yīng)以與之對應(yīng)的間隙值作為實際加工間隙。

Abstract: the subtle electrochemical machining, as the tiny gaps, generated by electrolysis product from processing area to remove and reduce the processing speed and even interrupt processing.To ensure that the ongoing process, using the tool electrode for intermittent fast back is removed in the clearance product, electrolysis update electrolyte one of the effective ways.Paper analyzes the intermittent back under processing product electrolysis rate on the processing speed remove influence, and the results show that: the processing speed is not with the decrease of the machining gap increases and drab, actual processing speed limit(maximum value)there.For both the processing efficiency and machining precision, should be with as the matching gap value as an actual machining gap.關(guān)鍵詞：微細電解加工；電解產(chǎn)物；加工速度；間歇回退

電解是基于金屬陽極在電解液中發(fā)生電化學(xué)溶解的原理，對工件進行減材加工。在電解加工時，工件材料是以離子的形式被蝕除，理論上工件可達到微米甚至納米精度，因此在精密、微細制造領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。但電解加工時陰、陽極間的電位差在加工間隙中形成的電場使工件上不希望被加工的部位和已加工部位都會被繼續(xù)蝕除，造成雜散腐蝕，這在很大程度上影響了電解加工的精度。因此，約束電場、改善流場是增強電解加工的集中蝕除能力、改善加工精度的基本途徑。為實現(xiàn)較高精度的微細電解加工，某個研究室提出了一種采用工具電極側(cè)面絕緣、微小加工間隙伺服控制、高頻窄脈沖電源、非線性低濃度電解液等方法集成的工藝路線，探索微細電解加工達到工業(yè)應(yīng)用要求的可行性。在微細電解加工過程中，加工問隙微小是其最基本的特征，端面和側(cè)面的間隙一般在幾十微米以下叫，這樣小的間隙空間使得加工中生成的大量(相對于被蝕除掉的金屬體積)電解產(chǎn)物蓄積在加工區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致加工區(qū)局部電解液成分、濃度發(fā)生很大程度的改變，從而降低加工反應(yīng)速度甚至中斷加工。由于加工尺寸和間隙微小，常規(guī)電解加工時采用的強制沖液更新間隙中電解液的方法在微細電解加工無法應(yīng)用。為使微細電解加工能持續(xù)進行，通過加工間隙伺服控制，利用工具電極間歇回退產(chǎn)生的抽吸作用排出電解產(chǎn)物、更新加工區(qū)內(nèi)部電解液將是一有效可行的技術(shù)途徑。l.電解加工的電化學(xué)過程分析

電解加工時，在工件金屬(陽極)和工具電極(陰極)表面分別進行著氧化和還原反應(yīng)。反應(yīng)是由發(fā)生在電極(這里的電極指的是在電化學(xué)反應(yīng)中作為電子導(dǎo)電相的金屬，而非工具電極)／溶液這兩種導(dǎo)體界面上的一系列性質(zhì)不同的過程組成，在電化學(xué)理論中統(tǒng)稱為“電極過程”。根據(jù)電極動力學(xué)理論，一般情況下，電極過程大致由下列各單元步驟串聯(lián)而成：(1)液相傳質(zhì)步驟——反應(yīng)物粒子向電極表面附近液層遷移。

(2)表面前置轉(zhuǎn)化步驟——反應(yīng)粒子在電極表面或表面附近液層進行反應(yīng)前的轉(zhuǎn)化，如反應(yīng)粒子的吸附、金屬絡(luò)離子的解離或其他化學(xué)變化。

(3)電化學(xué)反應(yīng)步驟(亦稱電子轉(zhuǎn)移步驟)反應(yīng)粒子在電極／溶液界面上得電子或失電子，生成 還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)產(chǎn)物。

(4)表面隨后轉(zhuǎn)化步驟——反應(yīng)粒子在電極表面或表面附近液層進行反應(yīng)后的轉(zhuǎn)化，如反應(yīng)產(chǎn)物從電極表面脫附、復(fù)合、分解、歧化或其他化學(xué)變化。(5a)新相生成步驟--反應(yīng)產(chǎn)物生成新相(氣體或固相沉積層)。

(5b)反應(yīng)后液相傳質(zhì)步驟——可溶性反應(yīng)產(chǎn)物從電極表面向溶液內(nèi)部遷移。

(5b)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟——可溶性反應(yīng)產(chǎn)物向溶液內(nèi)部遷移和產(chǎn)生的新相被從加工間隙中移除。如這些電解產(chǎn)物不能及時有效地被移除掉而蓄積在加工間隙中，其中的金屬沉淀產(chǎn)物還會逐漸在陽極表面沉積，形成一層薄膜，阻礙反應(yīng)的發(fā)生；陰極上生成的氫氣逐漸積聚，這樣不只是減慢了反應(yīng)速度，甚至可能在陰、陽極問搭成連續(xù)的氣泡橋或形成空穴，而使加工中斷。因此，在微小間隙加工時反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟將取代換液良好時的電化學(xué)反應(yīng)步驟而成為加工控制步驟，反應(yīng)產(chǎn)物的移除(或電解液的更新)速度制約著陽極金屬的實際蝕除速度，成為在微細電解加工中影響實際加工速度的決定性因素。2電解產(chǎn)物移除策略

為了有效地移除電解產(chǎn)物，保證加工的持續(xù)進行，常規(guī)電解加工主要利用高壓、高速的電解液流動來帶走反應(yīng)產(chǎn)物(包括反應(yīng)熱)。但在微細電解加工時，由于電極本身尺寸微小，高沖液壓力可能導(dǎo)致電極發(fā)生振動甚至變形；且由于加工間隙微小，電解液沿程壓力損失大，外部沖液對加工區(qū)域內(nèi)部較深處電解液的擾動和更新能力很弱，這在深小孑L加工時尤其明顯。此時僅對加工區(qū)進行外部沖液只能移除掉加工區(qū)域外部和淺表處的反應(yīng)產(chǎn)物，加工間隙 內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物仍會蓄積。在微細電解加工時，排出電解產(chǎn)物、更新加工間隙內(nèi)部電解液的能途徑，一是工具電極高速旋轉(zhuǎn)’，或是工具電極間歇回退引。電極高速旋轉(zhuǎn)時，由于電解液具有一定粘性，旋轉(zhuǎn)電極的邊界將拽引著周圍的流體隨它一起作圓周運動，加強了間隙內(nèi)電解液的對流，改善了流場。電極旋轉(zhuǎn)排屑方式適用于單電極圓孑L加工和掃描加工。但由于在電極端部中心處離心力接近零，電解產(chǎn)物無法順利排出，故仍需依賴間歇回退來強化電解液更新“。

電極間歇回退是在加工過程中讓電極按一定時間間隔快速回退，使加工區(qū)域內(nèi)部的壓力驟然降低，形成強烈的抽吸作用，一方面可充分將加工區(qū)內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物(包括氣泡)帶出工件表面外，另一方面可迫使周圍新鮮電解液被吸入到加工區(qū)內(nèi)，并可通過熱對流抑制加工區(qū)內(nèi)的溫升。間歇回退方式對單電極和陣列電極加工都適用，在微細電解加工研究中得到了較多的應(yīng)用。

間歇回退加工過程如圖1所示，首先在回退前切斷加工電源，防止電極在運動過程中對孔側(cè)壁二次加工；然后電極逆進給方向快速回退到距離加工表面外一定距離處，使外部電解液將其端部附著的反應(yīng)物盡量沖走；再根據(jù)進給速度計算當(dāng)前加工位置，電極快速前進到該位置，形成加工間隙，接通電源，繼續(xù)加工。在圖1中，T為每次回退(含快退、快進過程)所需時間，由伺服控制裝置的響應(yīng)速度決定；T，為兩次回退之問的進給加工時間。加工最初時，間隙內(nèi)是新鮮電解液，電化學(xué)反應(yīng)步驟是加工過程控制步驟；加工一段時間后，隨著電解產(chǎn)物蓄積，間隙內(nèi)電解液實際電導(dǎo)率降低，電化學(xué)反應(yīng)速度隨之減小，這時反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟成為控制步驟，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物在間隙內(nèi)積累到一定數(shù)量(并不一定需占據(jù)全部間隙空間)，加工中斷，此時需回退換液，如此往復(fù)。因此間歇回退加工過程實際由電化學(xué)反應(yīng)步驟和反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟交替控制，加工速度的計算和優(yōu)化必須綜合考慮由法拉第電解定律得出的陽極金屬蝕除速度和反應(yīng)產(chǎn)物的移除速度的影響。

3間歇回退方式加工速度分析 當(dāng)加工間隙△很大，在曲線極值點的右側(cè)時，隨著△減小，加工速度會逐漸增大，這是由于 陽極金屬蝕除速度。較小，電解產(chǎn)物生成速度較慢，對間隙內(nèi)加工條件的影響較小，此時電化學(xué)反應(yīng)步驟是加工過程的控制步驟，加工速度主要受影響。當(dāng)加工間隙減小到極值點附近時，此時加工程實際由電化學(xué)反應(yīng)步驟和反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟混合控制，兩個步驟的潛在反應(yīng)速度基本相同。當(dāng)加工間隙△繼續(xù)減小，趨近于零時，加工速度隨..△近似呈現(xiàn)線性減小，這是由于在加工間隙很小時，間隙空間內(nèi)容污(反應(yīng)產(chǎn)物)能力弱，陽極金屬蝕除速度迅速降低，有效加工時間很短，此時反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟成為加工過程的控制步驟，加工速度主要受電解產(chǎn)物移除速度的影響。在微細加工感興趣的微小加工間隙(△<30 m)內(nèi)，如圖5所示，當(dāng)A值很小(=0．0005)時，B值對加工速度的影響很小。這是因為在微小加工間時，產(chǎn)物生成速度快，有效加工時間丁，相對于回退時間丁n而言較小，對加工速度的影響也較小。這意味著，為了達到較好的加工精度，采用小間隙加工時，產(chǎn)物排出困難，A值很小，即便是提高電解液濃度和加工電壓(B值會隨之增大)，對加工速度的改善也非常有限；且較高的電解液濃度和加工電壓會導(dǎo)致集中蝕除能力變?nèi)?，加工區(qū)域的側(cè)面間隙擴大。因此在微小加工間隙時應(yīng)采用低濃度電解液和低電壓加工，加工速度不會明顯下降，同時能更好地保證加工精度.4結(jié)論

在微細電解加工過程中，隨著加工間隙減小，加工區(qū)域內(nèi)電解產(chǎn)物的移除和電解液更新困難，電解產(chǎn)物的移除步驟制約著陽極金屬的實際蝕除速度，逐漸成為加工過程的控制步驟，最終決定了實際加工速度。在微小加工間隙時不能簡單地根據(jù)陽極金屬理想蝕除速度公式來確定加工間隙和加工速度等參數(shù)，否則會得出與實際情況矛盾的結(jié)果。加工速度的計算和優(yōu)化必須綜合考慮由法拉第電解定律得出的陽極金屬蝕除速度和反應(yīng)產(chǎn)物的移除速度的影響。為了有效移除電解產(chǎn)物，保證加工的持續(xù)進行，可采用工具電極間歇回退加工方式來強化加工間隙內(nèi)部電解液的更新。間歇回退加工時，實際加工速度并不隨加工間隙..△的減小而單調(diào)增大，實際加工速度存在極限值(極大值)，將對應(yīng)的間隙值作為實際加工間隙，可兼顧加工效率和加工精度。當(dāng)加工間隙△減小并趨近于零時，由于電解產(chǎn)物的影響，陽極金屬蝕除速度并不會趨于無窮大，實際加工速度將隨△減小反而降低。參考文獻：

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第四篇：特種加工填空題

一、填空題

1、特種加工主要采用 機械能 以外的其他能量去除工件上多余的材料，以達到圖樣上全部技術(shù)要求。（1分）

2、電火花加工原理是基于 工具和工件（正、負電極）之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象，來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量等預(yù)定的加工要求。（2分）

3、電火花加工系統(tǒng)主要由 工件和工具、脈沖電源、自動進給和調(diào)節(jié)裝置

幾部分組成。（3分）

4、在電火花加工中，提高電蝕量和加工效率的電參數(shù)途徑有：提高脈沖頻率、增加單個脈沖能量、減少脈沖間隔。（3分）

5、電火花加工的表面質(zhì)量主要是指被加工零件的 表面粗糙度、表面變質(zhì)層、表面力學(xué)性能。（3分）

6、電火花加工的自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：測量環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、放大驅(qū)動環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)、調(diào)節(jié)對象。（3分）

7、電火花成型加工的自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包含 伺服進給控制系統(tǒng) 和 參數(shù)控制系統(tǒng)。（2分）

8、電火花加工是利用電火花放電腐蝕金屬的原理，用工具電極對工件進行復(fù)制加工的工藝方法，其應(yīng)用范圍分為兩大類：穿孔加工、型腔加工。（2分）

9、線切割加工是利用 移動的、作為負極的、線狀電極絲 和工件之間的脈沖放電所產(chǎn)生的電腐蝕作用，對工件加工的一種工藝方法。（2分）

10、快走絲線切割機床的工作液廣泛采用的是 乳化液，其注入方式為 噴入式。（2分）

11、線切割機床走絲機構(gòu)的作用：是使電極絲以一定的速度運動，并保持一定的張力。（2分）

12、線切割控制系統(tǒng)作用主要是：1）自動控制電極絲相對于工件的運動軌跡；2）自動控制伺服的進給速度。（2分）

13、快速成形技術(shù)（RP）最早產(chǎn)生于二十世紀(jì)70年代末到80年代初，目前RP技術(shù)的主流是： SLA立體光造型、LOM薄材疊層制造、SLS激光燒結(jié)、FDM熔融成型 四種技術(shù)。（4分）

14、快速成型的數(shù)據(jù)接口主要有：快速成型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式即STL格式 和 快速成型設(shè)備的通用數(shù)據(jù)接口即CLI 格式。（2分）

一、填空題

1、電火花加工是將電極形狀復(fù)制到工件上的一種工藝方法。

2、數(shù)控電火花機床數(shù)控搖動的伺服方式有自由搖動、步進搖動、鎖定搖動。

3、放電間隙是放電時工具電極和工件之間的距離。

4、電火花加工中常用的電極結(jié)構(gòu)形式是整體電極、組合電極、鑲拼式電極。

5、在用火花法校正電極絲垂直度時，電極絲要運轉(zhuǎn)以免電極絲斷裂。

6、電化學(xué)加工包括從工件上去除金屬的電解加工和向工件上沉積金屬的電鍍、涂覆加工兩大類。

7、線切割加工的主要工藝指標(biāo)是切割速度、表面粗糙度、電極絲損耗量、加工精度、。

8、特種加工是直接利用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機械能等能量達到去除或增加材料的加工方法。

9、電火花線切割加工的根本原理是用移動的細金屬導(dǎo)線作電極，對工件進行脈沖火花放電，切割成形。

10、數(shù)控電火花線切割機床能加工各種高硬度、高強度、高韌度和高熔點的導(dǎo)電材料。

11、第一臺實用的電火花加工裝置的是1960年，蘇聯(lián)的拉扎林科夫婦發(fā)明的。

12、電火花線切割加工中被切割的工件作為 工件電極，電極絲作為 工具電極。電極絲接脈沖電源的負極，工件接脈沖電源的正極。

13、根據(jù)走絲速度，電火花線切割機通常分為兩大類：一類是高速走絲電火花線切割機或往復(fù)走絲電火花線切割機，這類機床的電極作高速往復(fù)運動，一般走絲速度為 8——10m/s，用于加工中、低精度的模具和零件。快走絲數(shù)控線切割機床目前能到達的加工精度為 正負0.01mm，表面粗糙度Ra＝ 2.5——0.6um。另一類是低速走絲電火花線切割機或單向走絲電火花線切割機，一般走絲速度低于 0.2m/s，用于加工高精度的模具和零件。慢走絲數(shù)控線切割機床的加工精度可達 正負0.001um，表面粗糙度Ra＜ 0.32。

14、高速走絲線切割機主要由機床、脈沖電源、控制系統(tǒng)三大部分組成。

15、高速走絲電火花線切割機的導(dǎo)電器有兩重：一重是圓柱形的，電極絲與導(dǎo)電器的圓柱面接觸導(dǎo)電，可以軸向移動和圓周轉(zhuǎn)動以滿足多次使用的要求；另一重是方形或圓形的薄片，電極絲與導(dǎo)電器的大面積接觸導(dǎo)電，方形薄片的移動和圓形薄片的轉(zhuǎn)動可滿足多次使用的要求。

16、線切割加工中罕用的電極絲有鉬絲、鎢絲、銅絲和鎢鉬合金絲。其中鎢絲和鉬絲 應(yīng)用快速走絲線切割中，而銅絲應(yīng)用慢速走絲線切割。

17、線切割加工時，工件的裝夾方式有懸臂式撐持裝夾，垂直刃口撐持裝夾，橋式撐持裝夾，和板式撐持裝夾。工件的裝夾方式一般采用橋式撐持。

18、電火花線切割加工罕用的夾具主要有磁性夾具和專用夾具。

19、導(dǎo)電器的材料都采用硬質(zhì)合金，即耐磨又奔電。

20、脈沖電源波形及三個重要參數(shù)峰值電流、脈沖寬度、脈沖間隔。

21、電加工的工作液循環(huán)系統(tǒng)由循環(huán)導(dǎo)管、工作液箱和工作液泵等組成。工作液起排屑、冷卻、絕緣等作用。

22、章力調(diào)節(jié)器的作用眷漲 把伸長的絲收入章力調(diào)節(jié)器使運行的電極絲保持億一個恒定的章力上也稱恒章力機構(gòu)。

23、數(shù)控電火花線切割機床的編程，主要采用ISO編程、3 B編程、自動編程三重格式編寫。

24、數(shù)控線切割機床U、V移動工作臺，是具有錐度加工功能的電火花線切割機床的一個組成部分。

25、電火花線切割3B編程格式中，B表示分隔符，X表示X軸坐標(biāo)的絕對直，Y表示Y軸坐標(biāo)的絕對直，J表示加工線段計數(shù)長度，G表示加工線段計數(shù)方向，Z表示加工指令。

26、線切割3B格式編程中計數(shù)長度是在計數(shù)方向的基礎(chǔ)上確定的，是被加工的直線或圓弧在計數(shù)方向的坐標(biāo)軸上投影的長度直之和，單位為μm。

27、線切割3B格式編程中加工直線時有四重加工指令：L1、L2、L3、L4。

28、線切割3B格式編程中加工順圓弧時由四重加工指令: SR1、SR2、SR3、SR4。

29、線切割3B格式編程中加工逆圓弧時也有四重加工指:NR1、NR2、NR3、NR4。30、線切割的加工工藝主要是電加工參數(shù)和機械參數(shù)的合理選擇。電加工參數(shù)包括峰直電流、脈沖寬度、脈沖間隔等。機械參數(shù)包括走絲速度和進給速度等。

31、穿絲孔是電極絲相對工件運動的起點，同時也是程序執(zhí)行的起點，一般選在工件上的基準(zhǔn)點處，穿絲孔罕用直徑一般為 3至10mm。

32、電極絲定位調(diào)整的罕用方法有自動找端面、自動找中心、目測法。

33、電極絲垂直度找正的常見方法有用找正塊進行火花法找正和用校正器進行校正兩重。

34、電火花線切割中自動找端面是靠檢測電極絲與工件之間的短路信號來進行的。

35、當(dāng)加工沖孔模具時，以沖孔的凸模為基準(zhǔn)，凸模的間隙補償量 凸 = r絲+δ電，凹模 的間隙補償量 凹 = r絲+δ電-δ配。

36、當(dāng)加工落料模時，以落料的凹模為基準(zhǔn)，凸模的間隙補償量 凸 = r絲+δ電-δ配，凹模的間隙補償量 凹 = r絲+δ電。

37、數(shù)控電火花成形加工機床主要由主機、工作液箱和數(shù)控電源柜等部分組成。

38、數(shù)控電火花成形加工機床主軸頭作用裝夾及調(diào)整電極裝置。

39、數(shù)控電火花成形加工工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)的工作方式有吸入式、噴入式兩種。40、數(shù)控電火花成形加工工作液循環(huán)過濾裝置的過濾對象主要是熔融金屬飛屑和粉末狀電蝕產(chǎn)物。

41、電火花成形加工的主要工藝指標(biāo)有加工速度，加工深度，表面粗糙度和電極損耗 等

42、電火花成型加工中罕用的電極材料有石墨、紫銅、銀鎢合金、銅鎢合金、鋼 等，一般精密、小電極用紫銅來居工，而大的電極用石墨。

43、電火花成型加工中罕用的電極結(jié)構(gòu)可分為整體電極、組合電極 和鑲拼式電極等三種。

三、填空題

01．超精密機床導(dǎo)軌部件要求有極高的直線運動精度，不能有爬行。除要求導(dǎo)軌有很高的制造精度外，還要求導(dǎo)軌的材料具有（很高的穩(wěn)定性）、（耐磨性）和（抗振性）。02．精密和超精密加工機床主軸軸承的常用形式有（液體靜壓軸承）和（空氣靜壓軸承）。03．金剛石晶體的激光定向原理是利用金剛石在不同結(jié)晶方向上（因晶體結(jié)構(gòu)不同而對激光反射形成不同的衍射圖像）進行的。

04．電火花加工蝕除金屬材料的微觀物理過程可分為（介質(zhì)電離擊穿）、（介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、氣化）、（蝕除物拋出）和（間隙介質(zhì)消電離）四個階段。

05．目前金剛石刀具主要用于（鋁、銅及其合金等軟金屬）材料的精密與超精密車削加工，而對于（黑色金屬、硬脆）材料的精密與超精密加工，則主要應(yīng)用精密和超精密磨料加工。

06.超聲波加工主要是利用（磨料在超聲振動作用下的機械撞擊和拋磨）作用來去除材料的，同時產(chǎn)生的液壓沖擊和空化現(xiàn)象也加速了蝕除效果，故適于加工（硬脆）材料。07．實現(xiàn)超精密加工的關(guān)鍵是（超微量去除技術(shù)），對刀具性能的要求是：（極高的硬度和耐磨性）、（刃口極其鋒利）、刀刃無缺陷、與工件材料的抗粘接性好，摩擦系數(shù)低。08．電火花加工型腔工具電極常用的材料有：（純銅）、（石墨）、（銅鎢合金）等。

09．影響電火花加工精度的主要因素有：（放電間隙的大?。┘捌湟恢滦?、（工具電極的損耗）及其穩(wěn)定性和（二次放電現(xiàn)象）。

10．電火花加工按工件和工具電極相對運動的關(guān)系可分為：電火花（穿孔成形加工）、電火花（線切割加工）、電火花（磨削加工）、電火花（展成加工）、電火花表面強化和刻字等類型。

11．電火花型腔加工的工藝方法有：（單電極平動法）、（多電極更換法）、（分解電極法）、簡單電極數(shù)控創(chuàng)成法等。

12．實現(xiàn)超精密加工的技術(shù)支撐條件主要包括：（超精密加工機理與工藝方法）、（超精密加工機床設(shè)備）、（超精密加工工具）、（精密測量和誤差補償）、高質(zhì)量的工件材料、超穩(wěn)定的加工環(huán)境條件等。

13．激光加工設(shè)備主要包括電源、（激光器）、（光學(xué)系統(tǒng)）、（機械系統(tǒng)）、（控制系統(tǒng)）、冷卻系統(tǒng)等部分。

14．常用的超聲變幅桿有（圓錐形）、（指數(shù)形）及（階梯形）三種形式。

15．金剛石刀具在超精密切削時所產(chǎn)生的積屑瘤，將影響加工零件的（表面質(zhì)量）和（尺寸精度）。

16．精密和超精密磨料加工分為（固結(jié)磨料）加工和（游離磨料）加工兩大類。

17．精密與特種加工按加工方法可以分為（切削加工）、（磨料加工）、（特種加工）和（復(fù)合加工）四大類。18．電火花型腔加工的工藝方法有：（單電極加平動法）、（多電極更換法）、（分解電極法）、（簡單電極數(shù)控創(chuàng)成法）等。

第五篇：特種加工論文

特種加工技術(shù)的現(xiàn)代應(yīng)用及其發(fā)展研究

摘要：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光化學(xué)能或者復(fù)合能實現(xiàn)材料切削的加工方法，是難切削材料、復(fù)雜型面、低剛度零件及模具加工中的重要工藝方法。本文介紹了概念、特點、分類以及近些年應(yīng)用于特種加工的一些新方法、新工藝。

關(guān)鍵詞：特種加工 電火花加工 電化學(xué)加工 高能束流加工 超聲波加工 復(fù)合加工

1、特種加工技術(shù)的特點

現(xiàn)代特種加工（SP，SpciaI Machining）技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能及特殊機械能等多種能量或其復(fù)合以實現(xiàn)材料切除的加工方法。與常規(guī)機械加工方法相比它具有許多獨到之處。

1.1以柔克剛。因為工具與工件不直接接觸，加工時無明顯的強大機械作用力，故加工脆性材料和精密微細零件、薄壁零件、彈性元件時，工具硬度可低于被加工材料的硬度。

1.2用簡單運動加工復(fù)雜型面。特種加工技術(shù)只需簡單的進給運動即可加工出三維復(fù)雜型面。特種加工技術(shù)已成為復(fù)雜型面的主要加工手段。

1.3不受材料硬度限制。因為特種加工技術(shù)主要不依靠機械力和機械能切除材料，而是直接用電、熱、聲、光、化學(xué)和電化學(xué)能去除金屬和非金屬材料。它們瞬時能量密度高，可以直接有效地利用各種能量，造成瞬時或局部熔化，以強力、高速爆炸、沖擊去除材料。其加工性能與工件材料的強度或硬度力學(xué)性能無關(guān)，故可以加工各種超硬超強材料、高脆性和熱敏材料以及特殊的金屬和非金屬材料，因此，特別適用于航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料的加工。

1.4可以獲得優(yōu)異的表面質(zhì)量。由于在特種加工過程中，工件表面不產(chǎn)生強烈的彈、塑性變形，故有些特種加工方法可獲得良好的表面粗糙度。熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷均比機械切削表面小。各種加工方法可以任意復(fù)合，揚長避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴大應(yīng)用范圍。

由于特種加工技術(shù)具有其它常規(guī)加工技術(shù)無法比擬的優(yōu)點，在現(xiàn)代加工技術(shù)中，占有越來越重要的地位。許多現(xiàn)代技術(shù)裝備，特別是航空航天高技術(shù)產(chǎn)品的一些結(jié)構(gòu)件，如工程陶瓷、渦輪葉片、燃燒室的三維型腔、型孔的加工和航空陀 螺、傳感器等精細表面尺寸精度達0.001Pm 或納米（nm）級精度，表面粗糙度#$ <0.01Pm 的超精密表面的加工，非采用特種加工技術(shù)不可。如今，特種加工技術(shù)的應(yīng)用已遍及到各個加工領(lǐng)域。

2、特種加工的幾種方法及分類

2.1電火花加工（也叫放電加工，EDM，ElectrosparkDischarge Machining）是一種電加熱加工過程。它是將工具電極和工件置于絕緣的工作液中，工件和工具分別接直流脈沖電源正極和負極，加上電壓，因電極之間的放電效應(yīng)，產(chǎn)生火花放電對金屬產(chǎn)生腐蝕來進行加工。由于電極之間工件材料的微小體積上可集中很高的能量（106 ~ 107W / mm2）足以使材料熔化和蒸發(fā)?？偰芰康囊徊糠忠册尫诺焦ぞ唠姌O上造成工具磨損。因此，工具電極磨損和加工精度低是電火花加工的重要問題也是研究發(fā)展工作的主攻方向。

電火花加工方法，按其加工過程中工具與工件相對運動的方式和加工用途的不同，可分為電火花穿孔和成形加工、電火花線切割、電火花磨削、電火花同步回轉(zhuǎn)加工及電火花強化與刻字等幾大類。電火花加工這種工藝方法在航空工業(yè)中直接進入產(chǎn)品加工的比重是比較小，大多數(shù)用于工具和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造。它已廣泛用于加工各種模具、曲面零件、異形孔和盲孔，用電火花切割可切割沖模，二次曲面或空間曲面的零件，用電火花鏜、磨可加工高精度的小孔、外圓、內(nèi)外螺紋和齒輪等。如今，電火花加工和線切割電火花加工技術(shù)和設(shè)備都取得了長足的進步，無論從設(shè)備自動化完備程度、加工精度、效率和功能都有很大改觀。

2.2電解加工（ECM，Electrochemical Machining）屬于電化學(xué)加工范疇，它是利用金屬在電解液中發(fā)生“陽極溶解”的原理，將零件加工成形的。加工時，工件接直流電源的正極（陽極），按要求形狀制成的工具接負極（陰極），具有一定壓力的電解液從兩極間隙中迅速流過，于是工件表面的金屬按工具陰極的形狀迅速溶解，并隨即被高速的電解液沖走，這種加工方法沒有機械加工中切削力和切削熱的作用，也沒有電火花加工中的熱影響，在航空工業(yè)中，發(fā)動機新結(jié)構(gòu)、新材料構(gòu)件廣泛利用電解加工，如鈦合金零件、高溫渦輪深細冷卻孔、整體渦輪和葉輪以及大型環(huán)形殼體件的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面、中小型支承件、盤形件腹板、特形孔均可采用電解加工。如今，電解加工技術(shù)已成為研制先進的航空發(fā)動機的關(guān)鍵制造技術(shù)之一。

電解加工的發(fā)展趨勢：進一步拓寬電解加工的應(yīng)用范圍，提高加工精度，降低加工成本，提高生產(chǎn)率，建立電解加工柔性制造系統(tǒng)（FMS），開展計算機數(shù) 2 控仿形電解加工技術(shù)研究，開展理論研究和建立過程模型。

2.3復(fù)合加工（CM，Combined Machinin）是指用多種能量組合進行材料去除的工藝方法，以便能提高加工效率或獲得很高的尺寸精度、形狀精度和表面完整性。對于陶瓷、玻璃和半導(dǎo)體等高脆性材料，復(fù)合加工是經(jīng)濟、可靠地實現(xiàn)高的成形精度和極低的表面粗糙度（可達10nm），并是使表面和亞表層的晶體結(jié)構(gòu)組織的損傷減少至最低程度的有效方法。復(fù)合加工的方法大多是在機械加工的同時，應(yīng)用流體力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、電力、磁力和聲波等能量進行綜合加工。也有不用常規(guī)的加工方法而僅僅依靠化學(xué)、光學(xué)或液動力等作用的復(fù)合加工。復(fù)合加工的技術(shù)發(fā)展趨勢：復(fù)合加工是對傳統(tǒng)中常用的單一的機械加工、電加工和激光加工等方法的重要發(fā)展和補充。隨著精密機械大量使用脆性材料（如陶瓷、光學(xué)玻璃和寶石晶體等）以及電子工業(yè)要求超精密的晶體材料（如超大規(guī)模集成電路的半導(dǎo)體晶片、電子槍的單晶體LaB4 和藍寶石等），將促使對其他能量形式的加工機理進行深入研究，并發(fā)展出多種多樣的適用

于各類特殊需求的最佳復(fù)合加工方法。發(fā)展虛擬制造技術(shù)。在實驗基礎(chǔ)上，應(yīng)用計算機仿真模擬有限元分析方法來精確優(yōu)化加工參數(shù)。如對脆性材料的物理化學(xué)特性多樣的研究，可以開發(fā)出對脆性材料進行無微細裂紋且經(jīng)濟性高的有效的工藝，并可預(yù)測出各種不同的復(fù)合加工工藝的物理參數(shù)和磨料特性下的表面精整質(zhì)量、形狀精度和材料去除率，以利于對加工過程進行優(yōu)化控制。

2.4高能束流加工 高能束流加工也稱為三束流加工，是利用能量密度很高的激光束 電子束或離子束等去除工件材料的特種加工方法的總稱，其中電子束加工技術(shù)改變了原有的設(shè)計思想，可將原有的高精度復(fù)雜難加工型面或無法加工的大型整體零件分成若干個易加工的單元，精加工和熱處理以后，用電子束將其焊接成整體零件。

2.5超聲波加工 它是利用加工工具的超聲頻振動，通過磨料懸浮液加工硬脆材料的一種成形方法、超聲波加工的尺寸精度可達0.05 0.01mm，表面粗糟度Ra值可達0.8 0.1 m，它適宜加工任何脆硬材料，可加工各種孔和型腔，也可進行套料切割、開槽和雕刻等，由于超聲波加工的生產(chǎn)效率比電火花加工低，而加工精度和表面粗糟度相對較好，所以常用于對工件的拋磨和光整加工。

3、特種加工的發(fā)展趨勢

為進一步提高特種加工技術(shù)水平及擴大其應(yīng)用范圍 , 當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢主要包括以下幾點: 3 3.1、采用自動化技術(shù)。充分利用計算機技術(shù)對特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進行優(yōu)化 , 加大對特種加工的基本原理、加工機理、工藝規(guī)律、加工穩(wěn)定性等深入研究的力度 , 建立綜合工藝參數(shù)自適應(yīng)控制裝置、數(shù)據(jù)庫等(如超聲、激光等加工), 進而建立特種加工的 CAD /CAM與 FMS(Flexible ManufacturingSystem,柔性制造系統(tǒng))系統(tǒng) , 使加工設(shè)備向自動化、柔性化方向發(fā)展 , 這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。

3.2、趨向精密化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展 , 對產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢 , 特種加工的精密化研究已引起人們的高度重視 , 因此 , 大力開發(fā)用于超精加工的特種加工技術(shù)(如等離子弧加工等)已成為重要的發(fā)展方向。

3.3、開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。為適應(yīng)產(chǎn)品的高技術(shù)性能要求與新型材料的加工要求 , 需要不斷開發(fā)新工藝方法 , 包括微細加工和復(fù)合加工 , 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟型的復(fù)合加工 , 如工程陶瓷、復(fù)合材料以及聚晶金剛石等。

3.4、污染問題是影響和限制有些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙。加工過程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣如果排放不當(dāng) , 會造成環(huán)境污染 , 影響工人健康。必須花大力氣處理并利用廢氣、廢液、廢渣 , 向“ 綠色 ” 加工的方向發(fā)展。

3.5進一步開拓特種加工技術(shù)。以多種能量同時作用 , 相互取長補短的復(fù)合加工技術(shù) , 如電解磨削、電火花磨削、電解放電加工、超聲電火花加工等 ,需要不斷。

參考文獻

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