1特種加工特點及分類

　　1.1特種加工及特點

　　特種加工是指利用電能、熱能、光能、化學能、聲能等進行加工的方法。與傳統切削加工工藝相比特種加工具有以下特點：直接利用電能、光能、聲能或幾種能量的復合形式去除金屬材料；一般不受工件材料機械物理性能的限制；不產生金屬宏觀切削,不產生強烈的彈性和塑性變形,可獲得很低的表面粗糙度；加工過程中無明顯的機械力；可在加工過程中實現能量轉換或組合,便于實現控制和操作自動化,適合于二維或三維復雜面、微細表面、微小孔、窄縫和低剛度零件的加工。

　　1.2特種加工的分類

　　特種加工按照所利用的能量形式來分類,具體如下：電、熱能、電火花加工、電子束加工、等離子加工；電、機械能、離子束加工；電、化學能、電解加工、電解拋光；電、化學能、機械能、電解磨削、陽極機械磨削；光、熱能、激光加工；化學能、化學加工、化學拋光；聲、機械能、超聲加工；機械能、磨料噴射加工、磨料流加工、液體噴射加工。目前,常用的特種加工方法有電火花加工、電解加工、激光加工、電子束加工、超聲波加工等。

　　2特種加工方法

　　2.1電火花加工

　　電火花加工又稱放電加工(EDM),在特種加工中是比較成熟的加工工藝,它是模具制造的主要手段,主要解決難切削加工以及復雜形狀工件的加工問題。適合各種難切削材料的加工,如淬火鋼和硬質合金等?？梢约庸ぬ厥夂蛷碗s形狀的表面和零件,如形狀復雜的型腔和型孔等。加工過程中無明顯的機械力,因此可以加工低剛度的工件及各種細微結構?？筛鶕枰{節脈沖參數,在同一臺機床上進行粗加工、半精加工和精加工。

　　2.2電解加工

　　電解加工時,工件始終接直流電源(10～20V)的正(陽)極,工具始終接負(陰)極,兩極間保持較小的(0.1～1mm)間隙,間隙內通以高速(5～50m/s)流動的電解液。電解加工加工范圍廣,凡是導電材料都可進行加工,與被加工材料的硬度、強度、韌性等無關?？侩娏魍ㄟ^電解液時的電化學陽極溶解作用來蝕除金屬,生產過程中不存在機械力,工件不承受力和熱的作用,不會引起變形和殘余應力,適用于加工易變形零件或薄壁件。生產效率高,能以簡單的直線進給運動,一次加工出復雜的型腔、型面和型孔,加工速度比電火花加工高5～10倍,直線進給加工速度可達0.3～15mm/min,用于大批量生產。

　　2.3激光加工

　　激光加工是利用能量密度很高的激光束照射工件的被加工部位,使工件材料瞬間融化或蒸發,并在沖擊波作用下,將熔融的物質噴射出去,從而對工件進行去除加工或采用能量密度較小的激光束,使加工部位材料熔融黏合,對工件進行焊接的方法。激光加工屬高能束加工,其功率密度高,幾乎能加工所有的金屬和非金屬材料。例如高熔點材料、高溫合金、鈦合金等各種金屬材料以及陶瓷、石英、金剛石、橡膠等非金屬材料。激光加工屬非接觸加工,不需要刀具,幾乎沒有機械力,無機械加工變形和工具損耗問題。激光加工速度極高,生產效率高。打一個孔只需0.001s,切割20mm厚的不銹鋼板切割速度可達1.27m/min。熱影響區域小,熱變形小，可以通過玻璃等透明材料對工件進行加工，可以達到很高的加工精度和較小的表面粗糙度。激光加工的應用主要為激光淬火、激光焊接、激光打孔和激光切割等。

　　3特種加工在生產中的應用

　　特種加工技術在生產應用中有很多種類,根據其工作機理大致可以分為以下四種類別:

　?。?）電氣特種加工電氣特種加工是利用金屬在直流電場和電解液中產生陽極溶解的電化學原理對工件進行成型加工的一種方法。通常稱為電化學加工電解加工。它有電解液沖刷加工、成型管電解加工、電化學拋光、電解磨削、電化學削平加工等方法。它適用于磨削、成型、去毛刺、車削、拋光、復雜型腔、型面及型孔等加工范疇。

　?。?）機械特種加工不同于傳統切削加工方法,而是用機械能或間接用聲能、熱能、電化學能進行加工?？煞帜チ狭鲃蛹庸?、磨料噴射加工、高速流體加工、陽極機械切割、低應力磨削、熱輔助加工、超聲波加工、全成型加工等方法。它適用于切割、穿孔、研磨、去毛刺、蝕刻、磨削、拉削、鏗削和套料等加工范疇。

　?。?）化學特種加工化學特種加工是利用化學溶液酸、堿、鹽等對金屬產生化學反應,使金屬腐蝕溶解而改變工件尺寸和形狀的一種加工方法。分為化學加工、光化學加工和熱化學加工等。主要有化學銑切加工、照相制版加工、光刻加工、刻蝕加工和爆炸加工等方法。

　?。?）熱特種加工熱特種加工是用電子束、激光束、等離子束、電火花放電產生熱量來熔蝕金屬而達到加工目的。它有電子束加工、電火花磨削、電火花成型加工、電火花切割、電火花線切割、激光加工、離子束加工、等離子弧加工等

　　方法。它適用于打孔、成型、磨削、車削、切割、開割、劃線等加工范疇。

　　4特種加工引起的機械制造工藝的變革

　?。?）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展到超硬材料和特殊材料，可以加工任何硬、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點、高硬度、高強度、特殊性能的金屬。

　?。?）特種加工改變了傳統的結構工藝性好與壞的概念。傳統的加工方法認為方孔、窄縫、小孔、深孔、彎孔等結構工藝性差，有些情況下被認為工藝性很“壞”，甚至被列為結構設計禁區，特種加工使這一“壞”變成了可以，甚者可認為好。

　?。?）特種加工改變了傳統的淬火工藝路線及零件不合格品的可修復性，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的傳統工藝準則。

　?。?）特種加工將改變新產品試制的傳統模式，現在采用數控電火花線切割，可直接加工花鍵孔、非標直齒輪、鈑金異型孔，甚至可加工復雜的二次曲面零件。

　?。?）特種加工引起了產品設計思路的變革。特種工加工使產品設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。

　　4結語

　　由于特種加工技術具有傳統加工技術無法比擬的優點,因此,在現代加工技術中占有越來越重要的地位。目前,特種加工仍處于研究、開發推廣和應用之中,具有良好的發展潛力和應用前景。