【正文】 特點(diǎn)。所謂特種加工，是一種利用化學(xué)能、電能、聲能、機(jī)械能以及光能和熱能對金屬或非金屬材料進(jìn)行加工的方法。本文介紹了特種加工技術(shù)的特點(diǎn)、類別，并分別較深入地介紹了激光加工、電火花加工、電火花線切割加工技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)，原理和最新進(jìn)展。綜上，特種加工技術(shù)在機(jī)械制造中發(fā)揮著重要作用，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)不可分割的重要組成部分。④重新衡量傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工藝性的好壞。在新產(chǎn)品試制時(shí)，如采用光電、數(shù)控電火花線切割，便可直接加工出各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)直齒輪、各種復(fù)雜的二次曲面體零件等，從而大大地縮短了試制周期。由特種加工上述的特點(diǎn)，其對機(jī)械制造和結(jié)構(gòu)工藝性具有重大影響，主要表現(xiàn)在：①改變了零件的傳統(tǒng)工藝路線。因?yàn)樵谥暗恼n程學(xué)習(xí)及相關(guān)的實(shí)習(xí)中都會(huì)有一定的認(rèn)識(shí)，只是沒有那么全面、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)。期末總評成績＝（平時(shí)成績30%）+（期末成績70%）。8．主要教學(xué)方法和多媒體教學(xué)要求：（1）主要教學(xué)方法ppt課堂講授與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。，王先逵主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2001年3月第1版。教學(xué)總教學(xué)學(xué)時(shí)為36學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)30學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)6學(xué)時(shí)。3．適用專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)、其他與機(jī)械相近專業(yè)。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生具有能合理選擇加工方法的基礎(chǔ)知識(shí)，提高其解決工藝難題的能力，以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)制造業(yè)發(fā)展的需求。（2）使學(xué)生基本掌握電火花成型加工、線切割加工和電化學(xué)加工的基本原理，機(jī)床結(jié)構(gòu)，工藝規(guī)律、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。第一篇：《特種加工》課程教學(xué)大綱《特種加工》課程教學(xué)大綱課程中文名稱：特種加工課程英文名稱：NonTraditional Machining 課程類別：專業(yè)核心課程 課程編號(hào)：0400051221 課程歸屬單位：機(jī)械工程學(xué)院 制訂時(shí)間：2015年11月10日一、課程的性質(zhì)、任務(wù) 1．課程性質(zhì)和任務(wù)本課程是高等工業(yè)院校機(jī)械專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)課程。（3）使學(xué)生了解超聲加工、激光加工、電子束和離子束加工的基本原理、基本設(shè)備、工藝規(guī)律、特點(diǎn)和應(yīng)用。2．教學(xué)要求（1）要求課堂講解內(nèi)容簡練、清晰，概念正確，突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，取舍得當(dāng)，舉例合適。4．本門課程與其它課程的關(guān)系本課程是機(jī)械加工工藝課程的延續(xù)，在學(xué)完專業(yè)基礎(chǔ)課后講授。6．推薦教材《特種加工》（第5版），劉晉春、白基成、郭永豐主編，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008年3月。4.《精密與特種加工》，王貴成等編，武漢理工大學(xué)出版社，2001年。（2）多媒體教學(xué)要求把ppt理論教學(xué)與動(dòng)畫演示相結(jié)合，在教學(xué)中ppt要盡量避免文字化，要生動(dòng)、形象，使學(xué)生通過圖片、聲音等比較直觀的方式掌握知識(shí)。成績設(shè)定原因：該門課程的學(xué)習(xí)是一個(gè)有一定時(shí)間長度的過程，學(xué)生期末總評成績不能單單根據(jù)期末考試成績來定，而應(yīng)根據(jù)學(xué)生在該門課程的整個(gè)學(xué)習(xí)過程的表現(xiàn)來綜合評定。經(jīng)過這三十幾個(gè)課時(shí)對特種加工的學(xué)習(xí)，我有一定的收獲。如切削工序，應(yīng)安排在淬火熱處理工序之前進(jìn)行。③影響產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。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。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，因此我國的特種加工技術(shù)必須經(jīng)得起歲月的考驗(yàn)，不斷的提高生產(chǎn)精度，保證其質(zhì)量和可靠度，向國外的先進(jìn)技術(shù)看齊的同時(shí)，也要發(fā)揮自身的有利條件進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。并預(yù)測今后特種加工的發(fā)展方向，最后給予特種加工技術(shù)展望。其工作原理不同于傳統(tǒng)的機(jī)械切削方法，即加工過程中工件與所用工具之間沒有明顯的切削力，工具材料的硬度也可低于工件材料的硬度。（1）不用機(jī)械能，與加工對象的機(jī)械性能無關(guān)，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(xué)加工等，是利用熱能、化學(xué)能、電化學(xué)能等，這些加工方法與工件的硬度強(qiáng)度等機(jī)械性能無關(guān)，故可加工各種硬、軟、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、特殊性能的金屬和非金屬材料。（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(fù)合加工，其綜合加工效果明顯，且便于推廣使用。特種加工按照所利用的能量形式來分類，具體如下:（1）電、熱能 電火花加工、電子束加工、等離子加工。（5）光、熱能 激光加工。目前，生產(chǎn)實(shí)用中應(yīng)用最廣的是電火花加工、電火花線切割加工、激光加工、超聲加工和電化學(xué)加工技術(shù)。電火花加工在放電的微細(xì)通道中瞬時(shí)集中大量的熱能，溫度可高達(dá)一萬攝氏度以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點(diǎn)工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化，并爆炸式地飛濺到工作液中，迅速冷凝，形成固體的金屬微粒，被工作液帶走。電火花加工在保持工具電極與工件之間恒定放電間隙的條件下，一邊蝕除工件金屬，一邊使工具電極不斷地向工件進(jìn)給，最后便加工出與工具電極形狀相對應(yīng)的形狀來。工作液作為放電介質(zhì)，在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。它包括電火花型腔加工和穿孔加工兩種。當(dāng)前，電火花加工機(jī)的各項(xiàng)工藝指標(biāo)均已達(dá)到很高的水平，機(jī)床具有了優(yōu)越的性能與強(qiáng)大的功能。所謂最佳脈沖參數(shù)，是指在一定的表面粗糙度和工具電極損耗的前提下能獲得的最高生產(chǎn)率。這樣做可減小脈沖間隔時(shí)間，增加放電頻率，促進(jìn)放電生成物的排出，提高加工效率。此外，利用非燃性工作液或在工作液中加入添加劑的電火花加工可成倍提高加工速度。這一研究進(jìn)展對于電火花加工 的過程控制可能帶來非常深刻的影響，很有可能將過去被動(dòng)的控制策略變成為主動(dòng)控制策略，從而不必依賴延長放電停歇時(shí)間來保證間隙消電離，避免放電集中導(dǎo)致的拉弧等有害放電。直線電機(jī)的使用，滿足了EDM加工高速響應(yīng)的特別要求。近年來，不斷探索采用新型的驅(qū)動(dòng)方式，如具有快速響應(yīng)的電磁式線性驅(qū)動(dòng)裝置、壓電元件和磁致伸縮振子驅(qū)動(dòng)裝置等的應(yīng)用已成為一種發(fā)展趨勢，這些都有利于電火花加工速度的提高[7]。綜上所述，加工過程的高效化就是提高電火花加工的效率，它不僅體現(xiàn)在單位放電脈沖蝕除材料量的大小上，而且體現(xiàn)在采用新型高效的加工工藝和改進(jìn)電火花加工控制系統(tǒng)、工作液循環(huán)系統(tǒng)、機(jī)床結(jié)構(gòu)等對電火花加工放電效果的影響上。工件安裝在工作臺(tái)上，工作臺(tái)通常由X軸和Y 軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。工件與電極絲之間用噴嘴噴入工作液(乳化液、去離子水等)。電火花線切割加工除具有電火花加工的基本特點(diǎn)外，還有一些其他特點(diǎn)： ①不需要制造形狀復(fù)雜的工具電極，就能加工出以直線為母線的任何二維曲面。⑤電火花線切割能達(dá)到的切割效率一般為20～60毫米2/分，最高可達(dá)300毫米2/分；加工精度一般為177。電火花線切割加工主要用于模具制造，在樣板、凸輪、成形刀具、精密細(xì)小零件和特殊材料的加工中也得到日益廣泛的應(yīng)用。對于電火花線切割加工,特別是加工階梯狀的工件,斷絲和加工不穩(wěn)定始終是降低加工效率的主要因素。然而這樣的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型只適用于加工厚度逐漸變化的工件,對于厚度突然增加或者減少的工件卻不適用。它受許多因素的影響,比如:工件和電極絲之間的間隙、噴流壓力、電介質(zhì)的導(dǎo)電性以及放電持續(xù)時(shí)間等。因此,可得出材料去除量與放電頻率之間關(guān)系的等式。在電火花線切割加工過程中,雖然電極絲被施加了特定的張力以盡量保持電極絲的直線性,但由于絲的柔韌性,不可避免地會(huì)在加工過程中產(chǎn)生一定的延遲,特別是在絲的中部。激光機(jī)工激光加工是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的。它主要是采用高功率激光器及其系統(tǒng)。激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料（包括金屬與非金 屬）的原理進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一種加工新技術(shù)，涉 及到光、機(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科。這種冷加工在激光標(biāo)記加工中具有特殊的意義，因?yàn)樗皇菬釤g，而是不產(chǎn)生“熱損傷”副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離，因而對被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用①由于激光加工熱影響區(qū)域小，光束方 向性好，其幾乎可以加工任何材料。國內(nèi)工業(yè)激光設(shè)備企業(yè)和研制生產(chǎn)概況自上世紀(jì)90年代開始，隨著市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國內(nèi)出現(xiàn)了許多從事研制、生產(chǎn)和經(jīng)營激光器和激光加工設(shè)備的公司。激光加工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動(dòng)化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實(shí)行適 時(shí)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。目前,激光已經(jīng)廣泛用于各類材料的孔加工和切割,如進(jìn)行木模板的激光切割和石油管道的激光切縫等。激光焊接裝置容易與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)。利用激光表面改性技術(shù)可以極大地提高零件表面的機(jī)械、物理和化學(xué)性質(zhì),現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。激光刻蝕在微電子行業(yè)可用于半導(dǎo)體器件和芯片的加工,也可用于精密光學(xué)器件的加工,如用激光刻蝕加工半導(dǎo)體芯片和三維光柵。自20 世紀(jì)90 年代初美國3D Systems 公司開發(fā)出世界首臺(tái)商品化的快速成形系統(tǒng)裝置以來,快速成形技術(shù)得到蓬勃發(fā)展。早在1977 年,美國麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系科學(xué)家Haggerty 博士就發(fā)明了陶瓷粉末的激光合成法[18],現(xiàn)已發(fā)展到廣泛利用激光來制造金屬和非金屬材料納米粉。（1）不少特種加工的機(jī)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(jìn)一步提高。特種加工的發(fā)展趨勢廣泛采用自動(dòng)化技術(shù)、利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)的自動(dòng)控制，建立特種加工的系統(tǒng)，這是當(dāng)前特種加工的主要發(fā)展趨勢，開發(fā)由不同特種加工技術(shù)復(fù)合而成的加工方法，如電解電火花加工、電解電弧加工等復(fù)合加工，以揚(yáng)長避短提高經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)率，另外還應(yīng)著重于新的工藝方法的研究，不斷提高加工工藝水平。第二章超精密切削與金剛石刀具（一）課程內(nèi)容本章主要介紹了超精密切削的切削速度選擇；超精密切削時(shí)刀具的磨損和耐用度；超精密切削時(shí)積屑瘤的生成規(guī)律；切削參數(shù)變化對加工表面質(zhì)量的影響；刀刃鋒銳度對切削變形和表面質(zhì)量的影響；超精密切削時(shí)最小切削厚度；金剛石刀具晶面選擇對切削變形和加工表面質(zhì)量的影響；超精密切削對刀具的要求及金剛石的性能和晶體結(jié)構(gòu)；金剛石晶體各晶面的耐磨性和好磨難磨方向；單晶金剛石刀具的破損機(jī)理；金剛石晶體的定向；金剛石刀具的設(shè)計(jì)與制造。第三章精密磨削和超精密磨削（一）課程內(nèi)容本章主要介紹了精密和超精密磨削；精密磨削；超硬磨料砂輪磨削；超精密磨削；精密和超精密砂帶磨削。（二）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求識(shí)記：超精密機(jī)床的總體布局，導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式及其特點(diǎn)，微量進(jìn)給裝置的要求，減少機(jī)床熱變形的措施。領(lǐng)會(huì)：圓度和回轉(zhuǎn)精度的測量方法及其工作原理。（二）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求識(shí)記：平面研磨拋光的工藝規(guī)律領(lǐng)會(huì)：研磨拋光機(jī)理和特點(diǎn)，第八章微細(xì)加工技術(shù)（一）課程內(nèi)容本章主要介紹了微細(xì)加工技術(shù)的概念及其特點(diǎn)；微細(xì)加工機(jī)理；微細(xì)加工方法。（二）考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求識(shí)記：特種加工特點(diǎn)領(lǐng)會(huì)：特種加工在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用 第二章電火花加工（一）課程內(nèi)容本章主要介紹了電火花加工的基本原理及其分類；電火花加工的機(jī)理；電火花加工中的一些基本規(guī)律；電火花加工用脈沖電源；電火花加工中的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)；電火花加工機(jī)床。領(lǐng)會(huì)：電解加工的電極反應(yīng)、精度成型規(guī)律及提高電解加工精度的措施；會(huì)計(jì)算電解加工金屬蝕除量及平衡間隙第五章激光加工（一）課程內(nèi)容本章主要介紹了激光加工的原理、特點(diǎn)；激光加工的基本設(shè)備；激光加工工藝及應(yīng)用。領(lǐng)會(huì)：各因素對超聲加工速度、精度、表面質(zhì)量的影響 第八章快速成形技術(shù)