【正文】 比如細(xì)微的電火花加工、微細(xì)電化學(xué)加工、微細(xì)的激光加工、微細(xì)離子束加工 等技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)很小尺度內(nèi)的加工, 這些技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都發(fā)展得很快而且得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。特種加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分, 隨著難加工材料、特殊結(jié)構(gòu)零件需求的日益增加, 特種加工技術(shù)近十幾年來(lái)得到了快速發(fā)展,在世界范圍內(nèi)越來(lái)越受到人們的重視, 發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。更沒(méi)有任何粉塵的危害,也不會(huì)有刀刃磨損的缺點(diǎn)。對(duì)切割金屬或較硬的材質(zhì)時(shí),如各種石材、玻璃、陶瓷、磚等材質(zhì)時(shí),可以將80 目左右, 較細(xì)顆粒的石英砂料與水箭混流在一起, 以增強(qiáng)其切割能力,此種高速加砂的水刀幾乎可以切割任何材質(zhì),為此在家具制造過(guò)程中,可以用來(lái)對(duì)原木的分割和實(shí)木成型材料的分切, 使得在用料方面取得更為精確?；瘜W(xué)機(jī)械拋光的工作原理是由溶液的腐蝕作用形成化學(xué)反應(yīng)薄層,然后由磨粒的機(jī)械摩擦作用去除。⑦激光加工可控性好,易于實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化,但加工設(shè)備昂貴。③激光加工為非接觸加工,工件無(wú)受力變形,受熱區(qū)域小,工件熱變形小,加工精度高。采用超聲復(fù)合加工(如超聲車(chē)削、超聲磨削、超聲電解加工、超聲線(xiàn)切割等),可顯著提高加工效率。是利用超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩, 通過(guò)換能器將超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C(jī)械振動(dòng)。 電子束加工電子束加工的工作原理是在真空條件下,利用電流加熱陰極發(fā)射電子束,經(jīng)控制柵極初步聚焦后, 由加速陽(yáng)極加速, 通過(guò)透鏡聚焦系統(tǒng)進(jìn)一步聚焦, 使能量密度集中在直5～10um 的斑點(diǎn)內(nèi)。加工表面質(zhì)量好,無(wú)毛刺、無(wú)殘余應(yīng)力和變形層?？熳呓z速度一般為l0m/s, 電極絲可往復(fù)移動(dòng),并可以循環(huán)反復(fù)使用(使用一段時(shí)問(wèn)后需進(jìn)行更換).慢走絲速度為2～8m/min,單向運(yùn)動(dòng),電極絲一次性使用。主要指孔加工和型腔加工。合理的放電間隙是保證火花放電的必要條件。熱膨脹。⑶加工沒(méi)有明顯的切削力作用,一般不會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象, 又由于工件加工部位變形小,發(fā)熱少,或發(fā)熱僅局限于工件表層加工部位,工件熱變形小,由加工產(chǎn)生的應(yīng)力也小,易于獲得好的加工質(zhì)量,且可在一次安裝中完成工件的粗、精加工。electrochemical machining。describes the electrical discharge machining, electrochemical machining, electron beam machining, ultrasonic machining, laser processing, chemical mechanical processing, water jet machining processing method。（4）有些特種加工（如激光加工）所需設(shè)備投資大、使用維修費(fèi)高，亦有待進(jìn)一步解決。激光快速成形技術(shù)主要有激光層疊法、粉末燒結(jié)法、光固化法等。在我國(guó),激光表面硬化已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)缸套、活塞環(huán)、曲軸、凸輪軸及錠桿等易損件的處理加工中,特別是對(duì)小汽車(chē)缸套的熱處理已取得明顯經(jīng)濟(jì)效益, 經(jīng)激光表面硬化的汽車(chē)缸套可提高使用壽命2～3 倍。屬于非接觸焊接,無(wú)機(jī)械應(yīng)力和機(jī)械變形。激光 的空間控制性和時(shí)間控制性很好，對(duì)加工對(duì)象的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很 大，特別適用于自動(dòng)化加工。熱加工具有較高能量密度的激光束（它是集中的能量流），照射在被加工材料表面上，材料表面吸收激光能量，在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過(guò)程，從而使材料表面（或涂層）溫度上升，產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象光化學(xué)加工指當(dāng)激光束加于物體時(shí)，（紫外）光子，能夠打斷材料（特別是有機(jī)材料）或周?chē)橘|(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵，至使材料發(fā)生非熱過(guò)程破壞。激光加工用于再制造業(yè)是由相變硬化發(fā)展到激光表面合金化和激光熔覆，由激光合金涂層發(fā)展到復(fù)合涂層及陶瓷涂層，從而使得激光表面加工技術(shù)成為再制造的一項(xiàng)重要手段。實(shí)踐證明[11] ,這種辨識(shí)工件厚度的方法是可行的、精確的,辨識(shí)誤差小于1 mm ,并能很快完成。電火花加工過(guò)程涉及許多因素,從放電能量的觀(guān)點(diǎn)看,每一個(gè)放電都是一個(gè)能量輸出,能量分布在工件、電極絲以及在材料去除中的有效能量消耗上。主要表現(xiàn)在突破了許多傳統(tǒng)觀(guān)念的束縛,產(chǎn)生了一些新的加工方法,以及一些新的控制和檢測(cè)方式,這些進(jìn)展既提高了加工質(zhì)量,也提高了加工效率,不僅可在去離子水中加工,也可在其他混粉電介質(zhì)溶液中加工,大大擴(kuò)展了這一技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。④在電極絲不循環(huán)使用的低速走絲電火花線(xiàn)切割加工中，由于電極絲不斷更新，有利于提高加工精度和減少表面粗糙度。脈沖電源加在工件與電極絲之間，一般工件接正極，電極絲接負(fù)極。比如蘇州電加工機(jī)床研究所葉軍所長(zhǎng)等人發(fā)明設(shè)計(jì)的一種高效放電銑削加工的高效冷卻及排出蝕除物方法，其特征在于加工中將浸泡冷卻、內(nèi)沖液冷卻及排出蝕除物、外包液冷卻及排出蝕除物三種冷卻方式有機(jī)組合，有效地解決了高效放電銑削加工中冷卻和排除蝕除物的難題，對(duì)高效放電銑削加工工藝的發(fā)展和應(yīng)用具有實(shí)際意義[8]。目前，直線(xiàn)電機(jī)在沙迪克公司生產(chǎn)的EDM和WEDM機(jī)床上已廣泛使用。 等采用水作工作液，并向工作液中通入氧氣，可以觀(guān)察到更大的放電凹坑和更加頻繁的放電，加工速度也相應(yīng)提Kunieda 等又以氧氣作工作介質(zhì)，研究了氣中放電三維銑削加工，是同樣加工條件下普通電加工銑削效率的6倍[4]。研究表明，對(duì)于同一種金屬材料，在電火花加工時(shí)，存在一個(gè)最佳脈沖參數(shù)組合。電火花加工的主要用途是：①加工具有復(fù)雜形狀的型孔和型腔的模具和零件；②加工各種硬、脆材料如硬質(zhì)合金和淬火鋼等；③加工深細(xì)孔、異形孔、深槽、窄縫和切割薄片等；④加工各種成形刀具、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等工具和量具。這樣，雖然每個(gè)脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬(wàn)次脈沖放電作用，就能蝕除較多的金屬，具有一定的生產(chǎn)率。（8）機(jī)械能 磨料噴射加工、磨料流加工、液體噴射加工。依據(jù)加工能量的來(lái)源及作用形式列舉各種常用的特種加工方法。它具有以下較為突出的特點(diǎn)。本文介紹了特種加工技術(shù)的特點(diǎn)、類(lèi)別，并分別較深入地介紹了激光加工、電火花加工、電火花線(xiàn)切割加工技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)，原理和最新進(jìn)展。2)趨向精密化研究。純水射流切割是以純水作為能量載體, 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,噴嘴磨損慢, 但切割能力差。它是將一臺(tái)高效超聲波表面光整設(shè)備裝于車(chē)床刀架上，利用工件的回轉(zhuǎn)，磨頭對(duì)零件表面作高頻率短促的往復(fù)振動(dòng)沖擊運(yùn)動(dòng)，以一定的沖擊力敲擊被加工表面的加工方法。聚焦離子束技術(shù)是一種集形貌觀(guān)測(cè)、定位制樣、成分分析、薄膜淀積和無(wú)掩膜刻蝕各過(guò)程于一身的新型微納加工技術(shù)。 未來(lái)展望近階段,電解加工的研究重點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域主要會(huì)集中在以下幾個(gè)方向:(1)電化學(xué)微精加工的深入研究電化學(xué)加工技術(shù)具有加工機(jī)理的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)以及在微精甚至在納米加工領(lǐng)域進(jìn)一步研究探索的空間,但還必須在自身工藝規(guī)律認(rèn)識(shí)和完善的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新?，F(xiàn)目前中速走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)是一種價(jià)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(jī)床,具有很好的發(fā)展前景。 電火花加工中電極損耗分析與解決措施電火花在整個(gè)加工過(guò)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。 電火花放電沉積的基本原理與特點(diǎn)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(yáng)極)，在空氣或特殊的氣體中使之與被強(qiáng)化的金屬工件(陰極)之間產(chǎn)生火花放電。（4）電、化學(xué)能、機(jī)械能 電解磨削、陽(yáng)極機(jī)械磨削。（4）不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變，可獲得較低的表面粗糙度，其熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化等均比較小，尺寸穩(wěn)定性好。社會(huì)需求與技術(shù)進(jìn)步的結(jié)合促使特種加工技術(shù)不斷進(jìn)步和快速發(fā)展。激光可用于切割各種各樣的材料。常用于材料加工的氣體激光器有二氧化碳激光器、氬離子激光器等。激光加工是利用光的能量，經(jīng)過(guò)透鏡聚焦，在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度，靠光熱效應(yīng)來(lái)加工各種材料的。電火花加工氣膜孔采用多通道、納秒級(jí)超高頻脈沖電源和多電極同時(shí)加工的專(zhuān)用設(shè)備，加工效率2～3秒/孔，通用高檔電火花成型及線(xiàn)切割已能提供微米級(jí)加工精度，可加工3μm的微細(xì)軸和5μm的孔。配有機(jī)器人和焊縫跟蹤系統(tǒng)的等離子體焊在空間復(fù)雜焊縫的焊接也已實(shí)用化。其特點(diǎn)是采用變頻電源，設(shè)備的體積、噪聲、高壓性能等方面都有很大提高；在控制系統(tǒng)方面，運(yùn)用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用了先進(jìn)的CNC及PLC技術(shù)，使設(shè)備的控制更可靠，操作更簡(jiǎn)便、直觀(guān)。國(guó)外定型生產(chǎn)的40kV～300kV的電子槍(以60kV、150kV為主)，已普遍采用CNC控制，多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)化程度高。自20 世紀(jì)90 年代初美國(guó)3D Systems 公司開(kāi)發(fā)出世界首臺(tái)商品化的快速成形系統(tǒng)裝置以來(lái),快速成形技術(shù)得到蓬勃發(fā)展。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)。目前,激光已經(jīng)廣泛用于各類(lèi)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。國(guó)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(kāi)始，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了許多從事研制、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)激光器和激光加工設(shè)備的公司。激光表面強(qiáng)化、表面重熔、合金化、非晶化處理技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣，激光微細(xì)加工在電子、生物、醫(yī)療工程方面的應(yīng)用已成為無(wú)可替代的特種加工技術(shù)。如今，特種加工技術(shù)的應(yīng)用已遍及到各個(gè)加工領(lǐng)域。特種加工技術(shù)已成為復(fù)雜型面的主要加工手段。難于達(dá)到羥濟(jì)性要求，現(xiàn)在，工藝師們獨(dú)辟蹊徑，借助各種能量形式，探尋新的工藝途徑，各種異 于傳統(tǒng)切削加工方法的新型特種加工方法應(yīng)運(yùn)而生，如高能柬流加工、電火花加工、電解加工、化學(xué)加工、物料切蝕加工以及復(fù)臺(tái)加工。并預(yù)測(cè)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。加工時(shí)無(wú)明顯的強(qiáng)大機(jī)械作用力，故加工脆性材料和精密微細(xì)零件、薄壁零件、彈性元件時(shí)，工具硬度可低于被加工材料的硬度。由于在特種加工過(guò)程中，工件表面不產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈性和塑性變形，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、冷怍硬化、熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷 均少于機(jī)械切削表面。目前薄材切割速度可達(dá)15m/min，切縫窄，～1mm之間，熱影響區(qū)只有切縫寬的10%～20%，最大切割厚度可達(dá)45mm，已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)三維蒙皮、框架、艦船船身板架、直升機(jī)旋翼、發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室等。完成了激光燒結(jié)快速成型原理樣機(jī)研制，并采用環(huán)氧聚脂和樹(shù)脂砂燒結(jié)粉末材料，快速成型出典型零件，如葉輪、齒輪。目前已成熟的激 光加工技術(shù)包括：激光切割技術(shù)、激光焊接技術(shù)、激光打標(biāo)技術(shù)、激光快速成形技術(shù)、激光 打孔技術(shù)、激光去重平衡技術(shù)、激光蝕刻技術(shù)、激光微調(diào)技術(shù)、激光存儲(chǔ)技術(shù)、激光劃線(xiàn)技 術(shù)、激光清洗技術(shù)、激光熱處理和表面處理技術(shù)?？稍诖髿庵泻附?無(wú)污染等。利用激光的高密度能量,可對(duì)硬脆性難加工材料進(jìn)行激光銑削加工(如利用脈沖激光銑削加工硬質(zhì)合金和氧化鋁陶瓷)。激光清洗可使物體表面污垢通過(guò)吸收光能而蒸發(fā)去除,或在表面產(chǎn)生力學(xué)共振而使污垢凝結(jié)脫落。國(guó)內(nèi)多種型號(hào)的飛機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)和多種型號(hào)的導(dǎo)彈殼體、油箱、尾噴管等結(jié)構(gòu)件均已采用了電子束焊接。美國(guó)及歐洲國(guó)家目前多數(shù)用微波ECR等離子體源來(lái)制備各種功能涂層。 發(fā)展趨勢(shì)離子束及等離子體加工技術(shù)今后應(yīng)結(jié)合已取得的成果，針對(duì)需求，重點(diǎn)開(kāi)展熱障涂層及離子注入表面改性的新技術(shù)研究，同時(shí)，在已取得初步成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)展等離子體焊接技術(shù)研究。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,特種加工技術(shù)必將進(jìn)一步更新和擴(kuò)展,在制造業(yè)中發(fā)揮更大、更重要的作用。激光器按激活介質(zhì)的種類(lèi)可以分為固體激光器和氣體激光器，按工作方式可分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。激光切割的原理和激光打孔原理基本相同，不同的是，激光切割中工件于激光束要相對(duì)移動(dòng)，在生產(chǎn)實(shí)踐中一般都是移動(dòng)工件。第三篇：特種加工技術(shù)論文特種加工技術(shù)概論摘要：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能等各種能量進(jìn)行材料加工的重要工藝方法。它具有以下較為突出的特點(diǎn)（1）不用機(jī)械能，與加工對(duì)象的機(jī)械性能無(wú)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(wú)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。特種加工按照所利用的能量形式來(lái)分類(lèi)，具體如下:（1）電、熱能 電火花加工、電子束加工、等離子加工。目前，生產(chǎn)實(shí)用中應(yīng)用最廣的是電火花加工、電化學(xué)加工、離子束加工、超聲加工、磨料水射流切割技術(shù)和液中放電成形加工。因此，當(dāng)采用窄脈沖、精加工時(shí)應(yīng)選用正極性加工；當(dāng)采用長(zhǎng)脈沖、粗加工時(shí)，應(yīng)采用負(fù)極性加工，此時(shí)可得到較高的蝕除速度和較低的電極損耗。為了降低電極損耗程度, 減少變形, 除了充分利用放電過(guò)程的極性效應(yīng)和吸附效應(yīng)外, 同時(shí)也要選用適宜的電極材料, 并且在實(shí)際的加工過(guò)程中要根據(jù)具體的加工對(duì)象實(shí)施一定的加工技巧和選擇合適的加工參數(shù)。 電解加工的優(yōu)缺點(diǎn)（1）加工范圍廣不受金屬材料本身力學(xué)性能的限制（2）電解加工的生產(chǎn)效率高（3）可以達(dá)到較好的表面粗糙度（4）加工過(guò)程中陰極工具在理論上不會(huì)損耗（5）加工過(guò)程中沒(méi)有切削力可以不會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形。納秒級(jí)脈沖電源、群脈沖電源、逆變式脈沖電源的性能完善。其加工原理是超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩，換能器將超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C(jī)械振動(dòng)，通過(guò)振幅擴(kuò)大棒（變幅桿）使固定在變幅桿端部的工具振產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，迫使磨料懸浮液高速地不斷撞擊、拋磨被加工表面使工件成型。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)切割技術(shù)的需求越來(lái)越大,對(duì)切割質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。液電沖壓成形法在國(guó)外的機(jī)械加工行業(yè)中已有應(yīng)用，并已有這種成形設(shè)備的系列產(chǎn)品面世。加工尺度的微細(xì)化,加工方法的復(fù)合化和加工過(guò)程的自動(dòng)化,已成為特種加工技術(shù)研究發(fā)展的熱點(diǎn)。其工作原理不同于傳統(tǒng)的機(jī)械切削方法，即加工過(guò)程中工件與所用工具之間沒(méi)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。（5）兩種或兩種以上的不同類(lèi)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。（5）光、熱能 激光加工。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(wàn)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。工作液作為放電介質(zhì)，在加