【正文】 特種加工技術 概述 特種加工技術是指區(qū)別于傳統切削加工方法，利用化學、物理（電、聲、光、熱、磁）或電化學方法對工件材料進行加工的一系列加工方法的總稱 。這些加工方法包括：化學加工（ CHM）、電化學加工（ ECM）、電化學機械加工（ ECMM）、電火花加工（ EDM）、電接觸加工（ RHM）、超聲波加工（ USM）、激光加工（ LBM）、離子束加工（ IBM）、電子束加工（ EBM）、等離子體加工（ PAM）、電液加工（ EHM）、磨料流加工（ AFM）、磨料噴射加工（ AJM）、液體噴射加工（ HDM）及各類復合加工等。 特種加工技術 概述 特種加工的特點： 1）不用機械能，與加工對象的機械性能無關，有些加工方法，如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學加工等，是利用熱能、化學能、電化學能等，這些加工方法與工件的硬度強度等機械性能無關，故可加工各種硬、軟、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點、高強度、特殊性能的金屬和非金屬材料。 特種加工技術 概述 特種加工的特點： 2）非接觸加工，不一定需要工具，有的雖使用工具，但與工件不接觸，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使剛性極低元件及彈性元件得以加工。 3）微細加工，工件表面質量高，有些特種加工，如超聲、電化學、水噴射、磨料流等，加工余量都是微細進行，故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫，還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面 。 特種加工技術 概述 特種加工的特點： 4）不存在加工中的機械應變或大面積的熱應變，可獲得較低的表面粗糙度，其熱應力、殘余應力、冷作硬化等均比較小，尺寸穩(wěn)定性好。 5）兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的復合加工，其綜合加工效果明顯，且便于推廣使用。 6）特種加工對簡化加工工藝、變革新產品的設計及零件結構工藝性等產生積極的影響。 特種加工技術 概述 目前常用特種加工方法的性能與適用范圍見下表。 加工方法 可加工材料 尺寸精度 /mm （平均 /最高） 表面粗糙度 Ra/μm （平均 /最高） 主要適用范圍 電火花加工 任何導電的金屬材料，如硬質合金、不銹鋼、淬火鋼、鈦合金 從數微米的孔、槽到數米的超大型模具、工件等，如圓孔、方孔、異形孔、微孔、彎孔、深孔及各種模具；還可以刻字、表面強化、涂覆加工 電火花線 切割加工 切割各種模具及零件，各種樣板等；也常用于鉬、鎢、半導體材料或貴重金屬的切割 電解加工 ，如儀表微型軸、蝸輪葉片、炮管膛線等 電解磨削 、珩磨 超聲波加工 任何脆性材料 、切割脆硬材料，如玻璃、石英、寶石、金剛石、半導體等 激光加工 任何材料 、窄縫及成形加工、蝕刻；還可焊接、熱處理 電子束加工 、切縫、蝕刻、焊接等，常用于中、大規(guī)模集成電路微電子器件 離子束加工 / / 對零件表面進行超精密加工、超微量加工、拋光、蝕刻、鍍覆等 特種加工技術 激光加工 激光加工的主要特點 激光也是一種光，其除了具有光的一般物性（如反射、折射、繞射及干涉等）外，還具有四大特點：高亮度、高方向性、高單色性和高相干性，這四大優(yōu)異特性是普通光源望塵莫及的。因此，就給激光加工帶來了如下一些其它方法所不具備的可貴特點： 特種加工技術 激光加工 激光加工的主要特點 （ 1）加工方法多、適應性強。在同一臺設備上可完成切割、焊接、表面處理、打孔等多種加工；即可分步加工，又可在幾個工位同時進行加工?？杉庸じ鞣N材料，包括高硬度、高熔點、高強度及脆性、柔性材料。即可在大氣中，也可在真空中進行加工。 （ 2）加工精度，高質量好。由于高能量密度和非接觸式加工，以及作用時間短，即能量注入速率高。工件熱變形小，且無機械變形，對精密小零件的加工非常有利。 3）加工效率高，經濟效益好。在某些情況下，用激光切割可提高效率 8~10倍；用激光進行深溶焊接的生產效率比傳統方式提高 30倍。用激光微調薄膜電阻，提高工效 1000倍，提高精度 1~2個量級。用激光強化電鍍，其金屬沉積率可提高 1000倍。金剛石拉絲模用機械方法打孔需要 24h，用 YAG激器打孔，只需 2s,提高工效 43200倍。與其它打孔方法相比，激光打孔的費用節(jié)省 25%~75%，間接加工費用節(jié)省50%~75%。與其它切割方法相比，激光切割鋼材降低費用 70%~90%。 （ 4）節(jié)約能源與材料，無公害與污染。激光束的能量利用率為常規(guī)熱加工工藝的 10~1000倍。激光切割可節(jié)省 15%~30%。激光束不產生像電子束那樣的射線，無加工污染。 特種加工技術 激光加工 激光加工的主要特點 （ 5）加工用的是激光束，無“刀具”磨損及切削力影響的問題。激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料（包括金屬與非金屬）進行及微加工等的加工技術。激光加工技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術，它的研究范圍一般可分為：激光加工系統。包括激光器、導光系統、加工機床、控制系統及檢測系統；激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微調等各種加工工藝。 特種加工技術 激光加工 現狀及國內外發(fā)展趨勢 （ 1）目前激光加工技術研究開發(fā)的重點 可歸納為：①新一代工業(yè)激光器研究，目前處在技術上的更新時期，其標志是二極管泵浦全固態(tài)激光器的發(fā)展及應用；②精細激光加工，在激光加工應用統計中微細加工 1996年只占 6％， 1997年翻了一倍達12％， 1998年已增加到 19％；③加工系統智能化，系統集成不僅是加工本身，而是帶有實時檢測、反饋處理，隨著專家系統的建立，加工系統智能化已成為必然的發(fā)展趨勢。 特種加工技術 激光加工 現狀及國內外發(fā)展趨勢 激光技術在我國經過 30多年的發(fā)展，取得了上千項科技成果，許多已用于生產實踐，激光加工設備產量平均每年以 20％的速度增長，為傳統產業(yè)的技術改造、提高產品質量解決了許多問題，如激光毛化纖技術正在寶鋼、本鋼等大型鋼廠推廣，將改變我國汽車覆蓋件的鋼板完全依賴進口的狀態(tài)，激光標記機與激光焊接機的質量、功能、價格符合國內目前市場的需求，市場占有率達 90％以上。 特種加工技術 激光加工 現狀及國內外發(fā)展趨勢 （ 2）存在的主要問題 科研成果轉化為商品的能力差，許多有市場前景的成果停留在實驗室的樣機階段；激光加工系統的核心部件激光器的品種少、技術落后、可靠性差；對加工技術的研究少，尤其對精細加工技術的研究更為薄弱，對紫外波激光進行加工的研究進行的極少。激光加工設