【正文】 ?；瘜W加工化學加工是眾所周知的特種加工工藝之一，它將工件浸入化學溶液通過腐蝕溶解作用將多余材料從工件上去除掉。該工藝是最古老的特種加工工藝，主要用于凹腔和輪廓加工，以及從具有高的比剛度的零件表面去除余料?；瘜W加工廣泛用于為多種工業(yè)應用（如微機電系統(tǒng)和半導體行業(yè)）制造微型零件。化學加工將工件浸入到化學試劑或蝕刻劑中，位于工件選區(qū)的材料通過發(fā)生在金屬溶蝕或化學溶解過程中的電化學微電池作用被去除掉。而被稱為保護層的特殊涂層所保護下的區(qū)域中的材料則不會被去除。不過，這種受控的化學溶解過程同時也會蝕除掉所以暴露在表面的材料，～ mm/min。該工藝采用如下幾種形式：凹坑加工、輪廓加工和整體金屬去除的化學銑，在薄板上進行蝕刻的化學造型，在微電子領(lǐng)域中利用光敏抗蝕劑完成蝕刻的光化學加工(PCM)，采用弱化學試劑進行拋光或去毛刺的電化學拋光，以及利用單一化學活性噴射的化學噴射加工等。，由于蝕刻劑沿垂直和水平方向開始蝕除材料，鉆蝕（又稱為淘蝕）量進一步加大。在化學造型中最典型的公差范圍可保持在材料厚度的177。10%左右。為了提高生產(chǎn)率，在化學加工前，毛坯件材料應采用其他工藝方法（如機械加工）進行預成形加工。濕度和溫度也會導致工件尺寸發(fā)生改變。通過改變蝕刻劑和控制工件加工環(huán)境，這種尺寸改變可以減小到最小。電化學加工電化學金屬去除方法是一種最有用的特種加工方法。盡管利用電解作用作為金屬加工手段是近代的事，但其基本原理是法拉第定律。利用陽極溶解，電化學加工可以去除具有導電性質(zhì)工件的材料，而無須機械能和熱能。這個加工過程一般用于在高強度材料上加工復雜形腔和形狀，特別是在航空工業(yè)中如渦輪機葉片、噴氣發(fā)動機零件和噴嘴，以及在汽車業(yè)（發(fā)動機鑄件和齒輪）和醫(yī)療衛(wèi)生業(yè)中。最近，還將電化學加工應用于電子工業(yè)的微加工中。，其基本原理與電鍍原理正好相反。在電化學加工過程中，從陽極（工件）上蝕除下的粒子移向陰極（加工工具）。金屬的去除由一個合適形狀的工具電極來完成，最終加工出來的零件具有給定的形狀、尺寸和表面光潔度。在電化學加工過程中，工具電極的形狀逐漸被轉(zhuǎn)移或復制到工件上。型腔的形狀正好是與工具相匹配的陰模的形狀。為了獲得電化學過程形狀復制的高精度和高的材料去除率，需要采用高的電流密度（范圍為10～100 A/cm2)和低電壓（范圍為8～30V）。通過將工具電極向去除工件表面材料的方向進給， mm范圍內(nèi)，～20 mm/min左右。泵壓后的電解液以高達5～50 m/s的速度通過間隙，將溶解后的材料、氣體和熱量帶走。因此，當被蝕除的材料還沒來得及附著到工具電極上時，就被電解液帶走了。作為一種非機械式金屬去除加工方法，ECM可以以高切削量加工任何導電材料，而無須考慮材料的機械性能。特別是在電化學加工中，材料去除率與被加工件的硬度、韌性及其他特性無關(guān)。對于利用機械方法難于加工的材料，電化學加工可以保證將該材料加工出復雜形狀的零件，這就不需要制造出硬度高于工件的刀具，而且也不會造成刀具磨損。由于工具和工件間沒有接觸，電化學加工是加工薄壁、易變形零件及表面容易破裂的脆性材料的首選。激光束加工LASER是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 各單詞頭一個字母所組成的縮寫詞。雖然激光在某些場合可用來作為放大器，但它的主要用途是光激射振蕩器，或者是作為將電能轉(zhuǎn)換為具有高度準直性光束的換能器。由激光發(fā)射出的光能具有不同于其他光源的特點：光譜純度好、方向性好及具有高的聚焦功率密度。激光加工就是利用激光和和靶材間的相互作用去除材料。簡而言之，這些加工工藝包括激光打孔、激光切割、激光焊接、激光刻槽和激光刻劃等。激光加工（）可以實現(xiàn)局部的非接觸加工，而且對加工件幾乎沒有作用力。這種加工工藝去除材料的量很小，可以說是“逐個原子”地去除材料。由于這個原因，激光切削所產(chǎn)生的切口非常窄。激光打孔深度可以控制到每個激光脈沖不超過一微米，且可以根據(jù)加工要求很靈活地留下非常淺的永久性標記。采用這種方法可以節(jié)省材料，這對于貴重材料或微加工中的精密結(jié)構(gòu)而言非常重要。可以精確控制材料去除率使得激光加工成為微制造和微電子技術(shù)中非常重要的加工方法。厚度小于20 mm的板材的激光切割加工速度快、柔性好、質(zhì)量高。另外，通過套孔加工還可有效實現(xiàn)大孔及復雜輪廓的加工。激光加工中的熱影響區(qū)相對較窄，其重鑄層只有幾微米?；诖?，激光加工的變形可以不予考慮。激光加工適用于任何可以很好地吸收激光輻射的材料，而傳統(tǒng)加工工藝必須針對不同硬度和耐磨性的材料選擇合適的刀具。采用傳統(tǒng)加工方法，非常難以加工硬脆材料如陶瓷等，而激光加工是解決此類問題的最好選擇。激光切割的邊緣光滑且潔凈，無須進一步處理。激光打孔可以加工用其他方法難以加工的高深徑比的孔。激光加工可以加工出高質(zhì)量的小盲孔、槽、表面微造型和表面印痕。激光技術(shù)正處于高速發(fā)展期，激光加工也如此。激光加工不會掛渣，沒有毛邊，可以精確控制幾何精度。隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展，激光加工的質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。超聲加工超聲加工為日益增長的對脆性材料如單晶體、玻璃、多晶陶瓷材料的加工需求及不斷提高的工件復雜形狀和輪廓加工提供了解決手段。這種加工過程不產(chǎn)生熱量、無化學反應，加工出的零件在微結(jié)構(gòu)、化學和物理特性方面都不發(fā)生變化，可以獲得無應力加工表面。因此，超聲加工被廣泛應用于傳統(tǒng)加工難以切削的硬脆材料。在超聲加工中，實際切削由液體中的懸浮磨?；蛘咝D(zhuǎn)的電鍍金剛石工具來完成。超聲加工的變型有靜止（傳統(tǒng)）超聲加工和旋轉(zhuǎn)超聲加工。傳統(tǒng)的超聲加工是利用作為小振幅振動的工具與工件之間不斷循環(huán)的含有磨粒的漿料的磨蝕作用去除材料的。成形工具本身并不磨蝕工件，是受激振動的工具通過激勵漿料液流中的磨料不斷緩和而均勻地磨損工件，從而在工件表面留下與工具相對應的精確形狀。音極工具振動的均勻性使超聲加工只能完成小型零件的加工，特別是直徑小于100 mm 的零件。超聲加工系統(tǒng)包括音極組件、超聲發(fā)生器、磨料供給系統(tǒng)及操作人員的控制。音極是暴露在超聲波振動中的一小塊金屬或工具，它將振動能傳給某個元件，從而激勵漿料中的磨粒。音極/工具組件由換能器、變幅桿和音極組成。換能器將電脈沖轉(zhuǎn)換成垂直沖程，垂直沖程再傳給變幅桿進行放大或壓抑。調(diào)節(jié)后的沖程再傳給音極/工具組件。此時，工具表面的振動幅值為20～50μm。工具的振幅通常與所使用的磨粒直徑大致相等。磨料供給系統(tǒng)將由水和磨粒組成的漿料送至切削區(qū)，磨粒通常為碳化硅或碳化硼。另外，除了提供磨粒進行切削外，漿料還可對音極進行冷卻，并將切削區(qū)的磨粒和切屑帶走。Nontraditional Machining Processes IntroductionTraditional or conventional machining, such as turning, milling, and grinding etc., uses mechanical energy to shear metal against another substance to create holes or remove machining processes are defined as a group of processes that remove excess material by various techniques involving mechanical, thermal, electrical or chemical energy or binations of these energies but do not use a sharp cutting tool as it is used in traditional manufacturing hard and brittle materials are difficult to be machined by traditional machining traditional methods to machine such materials means increased demand for time and energy and therefore increases in costs。in some cases traditional machining may not be machining also results in tool wear and loss of quality in the product owing to induced residual stresses during machining processes, also called unconventional machining process or advanced manufacturing processes, are employed where traditional machining processes are not feasible, satisfactory or economical due to special reasons as outlined below: hard fragile materials difficult to clamp for traditional machining。 the workpiece is too flexible or slender。 the shape of the part is too plex。 without producing burrs or inducing residual machining can be defined as a process using mechanical(motion) machining utilizes other forms of energy。the three main forms of energy used in nontraditional machining processes are as follows: energy。 energy。 types of nontraditional machining processes have been developed to meet extra required machining these processes are employed properly, they offer many advantages over traditional machining mon nontraditional machining processes are described in the following Discharge Machining(EDM)Electrical discharge machining(EDM)sometimes is colloquially referred to as spark machining, spark eroding, burning, die sinking or wire is one of the most widely used nontraditional machining main attraction of EDM over traditional machining processes such as metal cutting using different tools and grinding is that this technique utilizes thermoelectric process to erode undesired materials from the workpiece by a series of rapidly recurring discrete electrical sparks between workpiece and traditional machining processes rely on harder tool or abrasive material to remove softer material whereas nontraditional machining processes such as EDM uses electrical spark or thermal energy to erode unwanted material in order to create desired , the hardness of the material is no longer a dominating factor for EDM removes material by discharging an electrical current, normally stored in a capacitor bank, across a small gap between the tool(cathode)and the workpiece(anode)typically in the order of 50 volts/ shown in , at the beginning of EDM operation, a high voltage is applied across the narrow gap between the electrode and the high voltage induces an electric field in the insulating dielectric that is present in narrow gap between electrode and causes conducting particles suspended in the dielectric to concentrate at the points of strongest electrical the potential difference between the electrode and the wo