【正文】 26（2）:285287.【7】張勤河，張建華，杜如虛，［J］.中國(guó)機(jī)械工程，2005，16（17）:15861587.【8】郭永豐，趙萬生，［J］.航空制造技術(shù)，2003（1）:4455.【9】[M].上海: 同濟(jì)大學(xué)出版社, 1997.【10】曹鳳國(guó)，張勤儉，翟力軍，［J］.機(jī)械工人（冷加工），2005（2）:3336.第二篇：特種加工技術(shù)學(xué)習(xí)心得激光加工特種加工技術(shù)中有很多的加工方法，我比較感興趣的就是激光加工。激光加工是利用光的能量，經(jīng)過透鏡聚焦，在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度，靠光熱效應(yīng)來加工各種材料的。激光的光發(fā)射是以受激輻射為主，因而發(fā)光物質(zhì)中基本上是有組織地、相互關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生光發(fā)射的，發(fā)出的光波具有相同的頻率、方向、偏振態(tài)和嚴(yán)格的位相關(guān)系，正因如此，激光具有強(qiáng)度高，單色性好，相干性好和方向性好的優(yōu)點(diǎn)。激光器是激光加工的重要設(shè)備，它把電能轉(zhuǎn)化為光能，產(chǎn)生激光束。固體激光器一般采用采用光激勵(lì)，能量轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)多，光的激勵(lì)能量大部分轉(zhuǎn)換為熱能，所以其效率低。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。激光打孔的成形過程是材料在激光熱源照射下產(chǎn)生的一系列熱物理現(xiàn)象綜合的結(jié)果。激光幾乎可以在任何材料上打微型小孔，目前激光打孔已應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)的燃料噴嘴加工、化學(xué)纖維噴絲板打孔、鐘表及儀表中的寶石軸承打孔、金剛石拉絲模加工等方面。激光切割大都采用重復(fù)頻率較高的脈沖激光器或連續(xù)輸出的激光器，但連續(xù)輸出的激光束會(huì)因熱傳導(dǎo)而使切割效率降低，同時(shí)熱影響層也較深。激光可用于切割各種各樣的材料。激光刻蝕打標(biāo)記的加工工藝也很受人們的青睞。例如，可在竹片上刻寫縮微的孫子兵法、毛主席詩(shī)歌等。本文簡(jiǎn)介了電火花加工，電化學(xué)加工，超聲波加工等各種不同的特種加工技術(shù)，并介紹了特種加工技術(shù)的特點(diǎn)及未來發(fā)展方向趨勢(shì)。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。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。特種加工與一般機(jī)械切削加工相比，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在某種場(chǎng)合上，它是一般機(jī)械切削加工的補(bǔ)充，擴(kuò)大了機(jī)械加工的領(lǐng)域。（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。（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。（6）特種加工對(duì)簡(jiǎn)化加工工藝、變革新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及零件結(jié)構(gòu)工藝性等產(chǎn)生積極的影響。依據(jù)加工能量的來源及作用形式列舉各種常用的特種加工方法。（2）電、機(jī)械能 離子束加工。（4）電、化學(xué)能、機(jī)械能 電解磨削、陽極機(jī)械磨削。（6）化學(xué)能 化學(xué)加工、化學(xué)拋光。（8）機(jī)械能 磨料噴射加工、磨料流加工、液體噴射加工。電火花加工的原理是基于工具和工件之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬，以達(dá)到對(duì)零件的尺寸形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。 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。電極與工件的放電間隙頻繁發(fā)生變化，電極與工件間不斷發(fā)生火花放電，從而實(shí)現(xiàn)放電沉積。這種單純由于正、負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。從提高加工生產(chǎn)率和減小工具損耗的角度來看，極性效應(yīng)愈顯著愈好，故在電火花加工中必須充分利用。 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。造成電極損耗的原因有：小面積精加工，加工件結(jié)構(gòu)尺寸偏小，加工時(shí)間過長(zhǎng)，電極裝夾不當(dāng)?shù)纫蛩?。電火花加工電極損耗和變形是一個(gè)復(fù)雜的過程。 電火花加工的發(fā)展趨勢(shì)電火花線切割加工技術(shù)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里間都是采用精規(guī)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行一次切割成型,其切割速度與加工表面質(zhì)量之間存在著一定的矛盾?，F(xiàn)目前中速走絲電火花線切割機(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。與機(jī)械加工相比，電化學(xué)加工不受材料硬度、韌性的限制，已廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中。近期,電化學(xué)加工工藝技術(shù)研究涉及的方向主要集中在超純水電解加工、微細(xì)加工、加工間隙的檢測(cè)與控制、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等重點(diǎn)領(lǐng)域。但是任何一種加工方式都有它的弊端，在電化學(xué)加工過程中也有缺點(diǎn)和其局限性：（1）不易達(dá)到較高的加工精度和加工穩(wěn)定性（2）電極工具的設(shè)計(jì)和修正比較麻煩（3）電極加工的附屬設(shè)備較多。 未來展望近階段,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。加工過程自動(dòng)檢測(cè)與適應(yīng)控制研發(fā)的深化。(2)脈沖電源的深化研發(fā)微秒級(jí)脈沖電源的工程化完善以及在工業(yè)領(lǐng)域的大力推廣應(yīng)用。(3)理論成果向?qū)嶋H應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。聚焦離子束技術(shù)是一種集形貌觀測(cè)、定位制樣、成分分析、薄膜淀積和無掩膜刻蝕各過程于一身的新型微納加工技術(shù)。納米測(cè)量學(xué)在納米科技中起著信息采集和分析的不可替代的重要作用,納米加工是納米尺度制造業(yè)的核心,發(fā)展納米測(cè)量學(xué)和納米加工的一個(gè)重要方法就是電子束與離子束技術(shù)。超聲加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和拋光。超聲加工的主要特點(diǎn)：不受材料是否導(dǎo)電的限制；工具對(duì)工件的宏觀作用力小、熱影響小，因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件；被加工材料的脆性越大越容易加工，材料越硬或強(qiáng)度、韌性越大則越難加工；由于工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度應(yīng)比被加工材料的硬度高，而工具的硬度可以低于工件材料；可以與其他多種加工方法結(jié)合應(yīng)用，如超聲振動(dòng)切削、超聲電火花加工和超聲電解加工等。它是將一臺(tái)高效超聲波表面光整設(shè)備裝于車床刀架上，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?？焖俪尚渭夹g(shù)的基本原理是基于“離散—堆積”的成形方法, 借助三維CAD 軟件, 或用實(shí)體反求方法采集得到有關(guān)原型或零件的幾何形狀、結(jié)構(gòu)和材料的組合信息, 從而獲得目標(biāo)原型的概念并以此建立數(shù)字化描述CAD 模型, 之后經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換或修改, 將三維虛擬實(shí)體表面轉(zhuǎn)換為用一系列三角面片逼近的表面, 生成面片文件, 再按虛擬三維實(shí)體某一方向?qū)AD 模型離散化, 分解成具有一定厚度的層片文件, 由三維輪廓轉(zhuǎn)換為近似的二維輪廓, 然后根據(jù)不同的快速成形工藝對(duì)文件進(jìn)行處理, 對(duì)層片文件進(jìn)行檢驗(yàn)或修正并生成正確的數(shù)控加工代碼, 通過專用的CAM 系統(tǒng)控制材料有規(guī)律地、精確地疊加起來(堆積)而成一個(gè)三維實(shí)體制件,快速成形技術(shù)的成形方法多達(dá)十余種,目前應(yīng)用較多的有立體光固化法，選擇性激光燒結(jié)、分層實(shí)體制造、熔積成形等。 快速成形技術(shù)特點(diǎn):(1)制造快速(2)技術(shù)高度密集(3)自由成形制造(4)制造過程高柔度性(5)可選材料的廣泛性(6)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域(7)突出的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 快速成形制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)最近隨著新材料技術(shù)、新工藝及信息網(wǎng)絡(luò)化等方面的進(jìn)步，許多新快速成型制造技術(shù)不斷涌現(xiàn)并應(yīng)用在各領(lǐng)域，主要出現(xiàn)在快速模具，納米制造、仿生制造和集成制造等領(lǐng)域。水射流都已成為新型的切割加工方法之一。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。當(dāng)高壓脈沖放電在液體中發(fā)生時(shí)，液體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的爆炸，其沖擊壓力可達(dá)102～104M Pa，這就是所謂的液電效應(yīng)，也叫電水錘效應(yīng)。該法適合形狀復(fù)雜及高強(qiáng)高硬金屬工件的沖壓成形。為進(jìn)一步提高特種加工技術(shù)水平及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍, 當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn):1)采用自動(dòng)化技術(shù)。2)趨向精密化研究。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì), 特種加工的精密化研究已引起人們的高度重視, 3)開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。特種加工技術(shù)涵蓋了機(jī)械、材料等技術(shù),是一門綜合的科學(xué)加工技術(shù)其發(fā)展異常迅速。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展, 特種加工必將不斷完善和迅速發(fā)展, 特種加工必將成為推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代制造工業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量。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。關(guān)鍵詞：特種加工；電火花加工；電火花線切割加工；激光加工前言近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、國(guó)防軍工和航空航天技術(shù)發(fā)展迅速，與此同時(shí)，高度、高韌性、高強(qiáng)度和高脆性等難切削材料的應(yīng)用日益廣泛，制造精密細(xì)小、形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊工件的求也在日益增加。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(duì)金屬或非金屬材料進(jìn)行加工的方法。特種加工技術(shù)在國(guó)內(nèi)外各行各業(yè)的應(yīng)用中取得了巨大成效，它們有著各自的特點(diǎn)，特殊材料或特殊結(jié)構(gòu)工件的加工工藝性發(fā)生了根本變化，解決了傳統(tǒng)加工方法所遇到的各種問題，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的重要加工手段和關(guān)鍵制造技術(shù)。它具有以下較為突出的特點(diǎn)。（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。（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。（6）特種加工對(duì)簡(jiǎn)化加工工藝、變革新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及零件結(jié)構(gòu)工藝性等產(chǎn)生積極的影響。依據(jù)加工能量的來源及作用形式列舉各種常用的特種加工方法。（2）電、機(jī)械能 離子束加工。（4）電、化學(xué)能、機(jī)械能 電解磨削、陽極機(jī)械磨削。（6）化學(xué)能 化學(xué)加工、化學(xué)拋光。（8）機(jī)械能 磨料噴射加工、磨料流加工、液體噴射加工。電火花加工電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法，又稱放電加工或電蝕加工，英文簡(jiǎn)稱EDM。通過間隙自動(dòng)控制系統(tǒng)控制工具電極向工件進(jìn)給，當(dāng)兩電極間的間隙達(dá)到一定距離時(shí)，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產(chǎn)生火花放電。這時(shí)在工件表面上便留下一個(gè)微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復(fù)絕緣狀態(tài)。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。因此，只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，就能加工出各種復(fù)雜的型面。在加工過程中，工具電極也有損耗，但小于工件金屬的蝕除量，甚至接近于無損耗。常用的工作液是粘度較低、閃點(diǎn)較高、性能穩(wěn)定的介質(zhì)，如煤油、去離子水和乳化液等。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。電火花型腔加工主要用于加工各類熱鍛模、壓鑄模、擠壓模、塑料模和膠木膜的型腔。近年來，為了解決小孔加工中電極截面小、易變形、孔的深徑比大、排屑困難等問題，在電火花穿孔加工中發(fā)展了高速小孔加工，取得良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。在這種情況下，進(jìn)一步發(fā)展就應(yīng)該呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)。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。即隨著加工電流的改變，存在一個(gè)最佳的加工電流值，低于或者超過這個(gè)最佳值，都會(huì)降低加工速度；在其它電規(guī)準(zhǔn)不變的情況下，隨著脈沖寬度的改變，也存在一個(gè)最佳的脈寬值，低于或者超過這個(gè)最佳脈寬值，都會(huì)降低電火花加工的速度。當(dāng)設(shè)定的極間距離比常用的加工條件窄時(shí)，放電產(chǎn)生的加工液沸騰、氣化膨脹使得放電通道周圍介質(zhì)可獲得較大的流速，有效地利用這種原理，將加工屑、析碳等從極間排出去。上海交通大學(xué)系統(tǒng)地研究了使用該方法的放電加工特性，在峰值電流為60A，脈沖寬度為200μs，脈寬系數(shù)為80%，平均極間距為47μm時(shí)，即使不采用定時(shí)抬刀，仍然可以將放電生成物順利排極間，從而實(shí)現(xiàn)高效率放電加工[3]。 等采用水作工作液，并向工作液中通入氧氣，可以觀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]。日本的三菱電機(jī)公司、Sodick 公司相繼開發(fā)了利用水基工作液的電火花成形加工機(jī)，在水基工作液中加工鋼材，在相同的平均加工電流下，其加工速度比煤油工作液高出2～3 倍。其試驗(yàn)原理基于對(duì)放電等效回路的分析，可以在納秒數(shù)量級(jí)內(nèi)獲得優(yōu)先擊穿的幾率[5]。這樣不僅可以保證加工更加穩(wěn)定，而且可以大幅度提高加工效率。目前，直線電機(jī)在沙迪克公司生產(chǎn)的EDM和WEDM機(jī)床上已廣泛使用。最大驅(qū)動(dòng)力高達(dá)3000N，速度可100m/min，最大加速度達(dá)1g 以上。在驅(qū)動(dòng)方式上，過去常以滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)。在工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最大限度地發(fā)揮工作液在加工過程中的輔助功能，以獲得生產(chǎn)率最高的最佳加工效果。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]。電火花加工中，在保證加工精度的前提下，應(yīng)提高粗、精加工效率，同時(shí)應(yīng)減少輔助加工時(shí)間，包括編程時(shí)間、工件裝夾時(shí)間、維修時(shí)間等。其基本工作原理是利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲（稱為電極絲）作電極，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。工具電極（電極絲）～ ，由走絲系統(tǒng)帶動(dòng)電極絲沿其軸向移動(dòng)。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?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)預(yù)先輸入的工作程序輸出相應(yīng)的信息，使工作臺(tái)作相應(yīng)的移動(dòng)，工件與電極絲靠近。金屬被蝕除后工件與電極絲之間的距離加大，控制系統(tǒng)根據(jù)這一距離的大小和預(yù)先輸入的程序，不斷地發(fā)出進(jìn)給信號(hào)，使加工過程持續(xù)進(jìn)行。②。④在電極絲不循環(huán)使用的低速走絲電火花線切割加工中，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?！?77。；～,；切割厚度一般為40～60