特種加工對(duì)機(jī)械加工工藝的改革范文

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摘要：特種加工不僅能夠提高縮短施工時(shí)間，其生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品也更加符合市場(chǎng)需求。文中在對(duì)特種加工進(jìn)行探索的基礎(chǔ)上，分析其對(duì)機(jī)械加工工藝的突破與變革，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：特種加工；機(jī)械加工工藝；突破及變革

0引言

市場(chǎng)上，各種新材料、新結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜的精密機(jī)械零件的出現(xiàn)，對(duì)機(jī)械制造業(yè)提出了很多的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的加工方式已經(jīng)無(wú)法滿足目前的市場(chǎng)需要。在各種因素的影響下，特種加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1特種加工概述

特種加工從廣義的角度而言，就是利用電、磁、聲、光、化學(xué)等能量或?qū)⑵浣M合施加在工件的被加工部位上，從而實(shí)現(xiàn)材料的去除、變形、改變性能或被鍍覆等的非傳統(tǒng)加工方法。這種加工方式不需要考慮加工對(duì)象的力學(xué)性能，能夠?qū)Ω鞣N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進(jìn)行加工。還可以實(shí)現(xiàn)不接觸加工，不通過(guò)工具或者是使用工具，也不與工件接觸的方式完成加工。特種加工中的超聲、電化學(xué)、水噴射等實(shí)現(xiàn)的微細(xì)加工，可獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。還可以將兩種或兩種以上不同類型的能量進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)新的復(fù)合加工方式，加工效果更加明顯。特種加工技術(shù)在新型武器裝備上的應(yīng)用是最為明顯的，很多武器系統(tǒng)以及作戰(zhàn)平臺(tái)必須要使用各種新型結(jié)構(gòu)，就需要使用到各種新材料，而想要獲得上述這些都需要利用到特種加工。特種加工技術(shù)目前主要應(yīng)用于難加工材料、難加工零件、低剛度零件等領(lǐng)域。

2特種加工方法

特種加工方法包含電火花、激光、電子束等。1）電火花。電火花加工又被稱為放電加工、電蝕加工。主要加工各種高硬度材料和形狀復(fù)雜的模具。以電火花加工中的切割加工為例，是一種直接利用電能和熱能進(jìn)行加工的方法，通過(guò)利用一根移動(dòng)的電極絲作為工具電極對(duì)工件進(jìn)行切割。2）激光。目前激光加工設(shè)備功率大、自動(dòng)化程度高，基本上已經(jīng)普遍采用CNC控制，同時(shí)還配有激光功率監(jiān)控、自動(dòng)聚焦等輔助系統(tǒng)。利用激光制孔得到的最小孔徑為0.002mm，可以達(dá)到無(wú)再鑄層、無(wú)微裂紋的效果。在飛機(jī)三維蒙皮、框架、直升機(jī)旋翼等的應(yīng)用十分廣泛。我國(guó)的激光加工技術(shù)起步不算晚，但是發(fā)展速度比較緩慢。3）電子束。通過(guò)采用電子束焊接的方式已經(jīng)在特種材料、異種材料、空間復(fù)雜曲線等方面的應(yīng)用十分廣泛。電子束加工實(shí)際上就是在真空環(huán)境下利用高速電子沖擊的動(dòng)能實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工，在電子束與材料發(fā)生碰撞之后，大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成為熱能，產(chǎn)生高溫環(huán)境之后進(jìn)行各種加工操作。

3特種加工對(duì)機(jī)械加工工藝的突破及變革

3.1加工材料范圍的突破與變革

傳統(tǒng)的加工方式只能對(duì)普通材料實(shí)現(xiàn)加工，隨著特種加工技術(shù)的發(fā)展，加工材料的范圍也逐漸擴(kuò)大，不再局限于普通材料，而是以各種新型材料為主，例如復(fù)合材料、鈦合金、粉末材料、金屬間化合物等等。在加工過(guò)程中不需要考慮材料的各種性質(zhì)，特種加工就能夠輕松實(shí)現(xiàn)，另外還可以克服傳統(tǒng)加工工藝加工不了的金剛石、石英等等。很大程度上拓寬了加工材料的局限性。

3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路的突破與變革

特種加工在擴(kuò)大加工材料范圍的基礎(chǔ)上，利用特種加工工藝技術(shù)的改進(jìn)與優(yōu)化，促使了產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)零件材料、制造工藝的局限性弱化，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過(guò)程中不會(huì)受到過(guò)多的阻礙，實(shí)現(xiàn)大膽的設(shè)計(jì)。

3.3結(jié)構(gòu)工藝概念的突破與變革

以傳統(tǒng)的切削加工技術(shù)而言，由于受到技術(shù)的限制導(dǎo)致很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，只能存在于設(shè)計(jì)理念中[5]。很多無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)加工實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)利用特種加工能夠?qū)崿F(xiàn)，顛覆了傳統(tǒng)工藝的概念。這從很大程度上激發(fā)了設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新意識(shí)。

3.4工藝可修復(fù)性的突破與變革

在傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝中，淬火熱處理作為一項(xiàng)十分重要的程序，在受到技術(shù)條件限制時(shí)必須放到除磨削以外的其他切削成型加工之后。但是，利用特種加工技術(shù)，關(guān)于淬火熱處理的加工工藝線路被打破，特種加工不用受到工件硬度的限制，可以實(shí)現(xiàn)先淬火后加工的方式。另外，以往由于技術(shù)水平限制無(wú)法達(dá)到要求的產(chǎn)品只能以廢品處理的方式進(jìn)行處理，這樣很大程度上造成了浪費(fèi)。在現(xiàn)代技術(shù)的支持下，利用特種加工可以使很多原本只能以廢品處理的工件能夠?qū)崿F(xiàn)修復(fù)，大大節(jié)約成本。

3.5新產(chǎn)品傳統(tǒng)模式的突破與變革

關(guān)于新產(chǎn)品的試制，都需要設(shè)計(jì)各種模具、量具等等，整個(gè)過(guò)程十分繁瑣與復(fù)雜，很大程度上影響整體發(fā)展。以加工花鍵孔為例，還需要設(shè)計(jì)制造花鍵孔拉刀。如果是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)直齒輪還需要準(zhǔn)備滾刀或者設(shè)計(jì)加工成形銑刀。現(xiàn)在利用特種加工，能夠直接使用數(shù)控電火花線切割，不管是刀具、量具還是其他，在很大程度上都優(yōu)化了加工程序。

3.6加工方式的突破與變革

傳統(tǒng)的加工方式很難對(duì)一些龐大的工件或者是微小的工件實(shí)現(xiàn)加工。但是，有了特種加工之后，各種精密儀器加工可以輕松實(shí)現(xiàn)，例如納米加工、微細(xì)加工等等。

4結(jié)合實(shí)例深入分析

特種加工對(duì)機(jī)械加工工藝的突破及變革本文以電火花加工鈦合金為例分析特種加工對(duì)機(jī)械加工工藝的突破與變革。從目前電火花的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，其在我國(guó)的航空領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，但是由于其屬于難加工材料，因此采用傳統(tǒng)的加工方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好利用，而借助電火花加工方式，沒(méi)有工件材料硬度的限制，是這類難加工材料的首選方式。

4.1加工原理

電火花加工的原理，實(shí)際就是利用電蝕現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)對(duì)各種金屬材料的加工。鈦合金具有耐蝕、熱強(qiáng)、化學(xué)活性大、導(dǎo)熱性差、彈性模量小等特點(diǎn)。利用電火花加工能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)難切削材料的加工[7]，還能夠加工特殊以及復(fù)雜形狀的零件，整個(gè)過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還能夠改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改善結(jié)構(gòu)工藝性。工件與工具分別與脈沖電源的兩端輸出相連接，被加工的物體在被施加了脈沖電壓之后，之間產(chǎn)生的放電會(huì)擊穿物體，從而導(dǎo)致部分金屬被電火花蝕除。完成了第一次脈沖放電之后，第二次脈沖又會(huì)去除掉一小部分金屬，就是以這種不斷去除的過(guò)程實(shí)現(xiàn)加工零件的目的。在上述放電過(guò)程中，從更加細(xì)微的角度去理解可以認(rèn)為是發(fā)生了電離、放電熱蝕以及消電離拋出。在加工的過(guò)程中，影響鈦合金零件放電的主要因素包括極性效應(yīng)、覆蓋效應(yīng)、間隙效應(yīng)、面積效應(yīng)、脈沖放電特性、介質(zhì)效應(yīng)。

4.2電火花成型加工鈦合金

關(guān)于電火花成型加工，實(shí)際上就是利用電極加工出與電極形狀相反的工件。想要利用電火花實(shí)現(xiàn)成型加工，需要利用到脈沖電源、控制系統(tǒng)和機(jī)床。脈沖電源的作用是提供加工能量，而控制系統(tǒng)的作用是對(duì)脈沖電源的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行控制與調(diào)整。為了保證電火花成型加工的質(zhì)量，其中最關(guān)鍵的就是控制好脈沖電源的各項(xiàng)參數(shù)。在加工的過(guò)程中，為了保證加工零件的質(zhì)量，需要重點(diǎn)加強(qiáng)加工速度、電極損耗、表面粗糙度、表面變化層對(duì)零件表面質(zhì)量影響的控制。

5結(jié)語(yǔ)

在相關(guān)技術(shù)與條件的支持下，特種加工的發(fā)展展現(xiàn)出良好的潛力。本次研究以電火花加工鈦合金為例分析了特種加工對(duì)機(jī)械加工工藝技術(shù)的突破與變革。在今后的發(fā)展中，需要更加深入地挖掘特種加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將其與機(jī)械加工工藝結(jié)合，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)材料與設(shè)備的多功能化、精密化和規(guī)?；?/p>

［參考文獻(xiàn)］

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作者：李文博 單位：大慶油田路橋工程有限責(zé)任公司