特種加工技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用

時(shí)間：2022-10-05 17:12:52 大專畢業(yè)論文我要投稿

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　　特種加工技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用

　　關(guān)鍵詞:技術(shù)特點(diǎn);技術(shù)種類;發(fā)展趨勢(shì)

　　一、概述

　　傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)對(duì)推動(dòng)人類的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展起到了重大的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,新型工程材料不斷涌現(xiàn)和被采用,工件的復(fù)雜程度以及加工精度的要求越來越高,對(duì)機(jī)械制造工藝技術(shù)提出了更高的要求。

　　二、特種加工技術(shù)的特點(diǎn)

　　(一)加工范圍上不受材料強(qiáng)度、硬度等限制。特種加工技術(shù)主要不依靠機(jī)械力和機(jī)械能去除材料,而是主要用其他能量(如電、化學(xué)、光、聲、熱等)去除金屬和非金屬材料,完成工件的加工。故可以加工各種超強(qiáng)硬材料、高脆性及熱敏材料以及特殊的金屬和非金屬材料。

　　(二)以柔克剛。特種加工不一定需要工具,有的雖使用工具,但與工件不接觸,加工過程中工具和工件間不存在明顯的強(qiáng)大機(jī)械切削力,所以加工時(shí)不受工件的強(qiáng)度和硬度的制約,在加工超硬脆材料和精密微細(xì)零件、薄壁元件、彈性元件時(shí),工具硬度可以低于被加工材料的硬度。

　　(三)加工方法日新月異,向精密加工方向發(fā)展。當(dāng)前已出現(xiàn)了精密特種加工,許多特種加工方法同時(shí)又是精密加工方法、微細(xì)加工方法,如電子束加工、離子束加工、激光束加工等就是精密特種加工:精密電火花加工的加工精密度可達(dá)微米級(jí)0.5～1u m,表面粗糙度可達(dá)鏡面Ra0.021.1m。

　　(四)容易獲得良好的表面質(zhì)量。由于在加工過程中不產(chǎn)生宏觀切屑,工件表面不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈、塑性變形,故可以獲得良好的表面粗糙度。殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷均比機(jī)械切割表面小,尺寸穩(wěn)定性好,不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變。特種加工的主要應(yīng)用范圍有

　　1.加工各種難切削材料。如硬質(zhì)合金、鈦、合金、耐熱鋼、不銹鋼、淬硬鋼、金剛石、紅寶石、石英以及鍺、硅等各種高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、高熔點(diǎn)的金屬及非金屬材料。

　　2.加工各種特殊復(fù)雜零件的三維型腔、型孔、群孔和窄縫等。如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、整體鍋輪、鍛壓模和注射模的立體成型表面,各種沖模、冷拔模上特殊斷面的型孔,炮管內(nèi)膛線,噴油嘴、柵網(wǎng)、噴絲頭上的小孔、窄縫等。

　　3.加工各種超精、光整或具有特殊要求的零件。如對(duì)表面質(zhì)量和精度要求很高的航天航空陀螺儀、閥,以及細(xì)長(zhǎng)軸、薄壁零件、彈性元件等低剛度零件的加工,有些方法還可用于納米級(jí)加工。

　　4.以高能量密度束流實(shí)現(xiàn)焊接、切割、制孔、噴涂、表面改性、刻蝕和精細(xì)。

　　三、特種加工技術(shù)的種類

　　特種加工技術(shù)所包含的范圍非常廣,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特種加工技術(shù)的內(nèi)容也不斷豐富。

　　(一)電火花加工

　　電火花加工又稱作電蝕加工或放電加工,是將工具電極和工件置于絕緣的工作液中,工件和工具分別接直流脈沖電源正極和負(fù)極,加上電壓,利用工具電極和工件電極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象對(duì)材料毛坯進(jìn)行加工。

　　(二)電化學(xué)加工

　　電化學(xué)加工是通過電化學(xué)反應(yīng)去除工件材料或在其上鍍覆金屬材料等的特種加工。該方法主要包括電解、電鍍、電鑄、電化學(xué)拋光等工藝方法。

　　(三)高能束流加工

　　高能束流加工也稱為三束流加工,是利用能量密度很高的激光束、電子束或離子束等去除工件材料的特種加工方法的總稱。其中電子束加工技術(shù)改變了原有的設(shè)計(jì)思想,可將原有的高精度復(fù)雜難加工型面或無法加工的大型整體零件分成若干個(gè)易加工的單元,精加工和熱處理以后,用電子束將其焊接成整體零件。

　　(四)物料切蝕加工

　　物料切蝕加工包括超聲波加工與水噴射加工、磨料噴射加工、磨料流動(dòng)加工。是指利用流體、磨料,流體與磨料的混合液等動(dòng)能,去沖擊、拋磨、浸蝕工件被加工部位而實(shí)現(xiàn)去除工件材料的方法。

　　(五)復(fù)合加工

　　復(fù)合加工是指用多種能源組合進(jìn)行材料去除的工藝方法,大多是在機(jī)械加工的同時(shí)應(yīng)用流體力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和聲波等能源進(jìn)行綜合加工,這些加工方法能夠提高加工效率或獲得很高的尺寸精度、形狀精度和完整的表面。

　　四、特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

　　(一)采用自動(dòng)化技術(shù)充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,建立綜合參數(shù)自適應(yīng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等,進(jìn)而建立特種加工的cAD/cAM和FMS系統(tǒng),這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

　　(二)向工程化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展不斷改進(jìn)、提高高能束源品質(zhì),對(duì)大功率、高可靠性、多功能、智能化加工設(shè)備的研發(fā)是今后的重點(diǎn)發(fā)展方向。

　　(三)著力開展精密化研究高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展,正向亞微米級(jí)和納米級(jí)邁進(jìn),對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。

　　(四)污染問題是影Ⅱ自和限制某些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙,加工過程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣如果排放不當(dāng),會(huì)造成環(huán)境污染,影響工人健康。必須花大力氣處理并利用廢氣、廢渣、廢液,向“綠色”加工的方向發(fā)展。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　現(xiàn)代特種加工技術(shù)主要是伴著高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、高脆性等難切削材料的額出現(xiàn),以及制造精密細(xì)小、形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊的零件的需要而產(chǎn)生的,具有其他常規(guī)加工技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn),已成為航空航天、汽車、儀器儀表、微型機(jī)械、輕工、模具等行業(yè)的支撐技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)。

　　隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,特種加工技術(shù)必將不斷完善和迅速發(fā)展,反過來又必將推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,并發(fā)揮越來越重要的作用。

　　參考文獻(xiàn):

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