特种加工学习感想(共12页)

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 （）特种加工论文（论新形势下我国机械制造行业）特种加工的发展姓名:*专业:机械设计制造及其自动化班级:机电*学号: 学 院专心-专注-专业 摘要 随着科学技术的不断进步，对精度、效率、质量的要求愈来愈高,高精度与高效率成为超精密加工永恒的主题。精密和超精密加工，是现代机械制造业最主要的发展方向之一,在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。在不久的将来，超精密加工势必将向着高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。为适应这一要求，面对愈来愈强韧的材料性能、愈

2、来愈高的精度要求以及愈来愈严格的表面完整性，很多特种加工技术随之应运而生。而电火花加工就是其中一种。本文将以特种加工最普遍应用的电火花加工为例，介绍现代生产制造行业精密加工与超精密加工的发展概况。关键字：现代精密和超精密特种加工电火花发展概况abstractWith the continuous progress of science and technology of precision, efficiency, quality of the increasingly high demand, high precision and high efficiency has become the

3、 eternal theme of the ultra precision machining. The precision and ultra precision machining, is one of the most important development of modern machinery manufacturing industry, to improve the performance of mechanical and electrical products, quality and development plays a vital role high and new

4、 technology, and has become a key technology to obtain success in international competition. In the near future, there will be ultra precision machining with high precision, high efficiency, large-scale, miniaturized, intelligent, technology integration, online processing and testing integration, gr

5、een and other directions. In order to meet this demand, face The material performance of more and more strong, the accuracy of the increasingly high demand, more and more strict surface integrity, a lot of special processing technology came into being. And the electrical discharge machining is one o

6、f them. This paper will take EDM machining is the most widely applied as an example, introduce the modern manufacturing industry and the development of precision machining overview of ultra precision machining.Key words: modern precision and ultra precision machining non-traditional machining EDM de

7、velopment引言随着科学技术的不断进步，对精度、效率、质量的要求愈来愈高,高精度与高效率成为超精密加工永恒的主题。精密和超精密加工，是现代机械制造业最主要的发展方向之一,在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。1.1机械制造加工通常来说，按制造加工精度划分，机械制造加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为Ra10.1，表面粗糙度为Ra0.10.01的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步而不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公

8、差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。 目前超精密加工日趋成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特种加工等。尽管超精密加工迄今尚无确切的定义，但是它仍然在向更高的层次发展。超精密加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。在不久的将来，精密加工也必将实现精密化、智能化、自动化、高效信息化、柔性化、集成化。创新思想及先进制造模式的提出也必将为精

9、密与超精密技术发展提供策略。环保化也是机械制造业发展的必然趋势。随着IT相关产业的发展，近年来，光学和电子工业所用装置的零部件产品的需求急速增长，这种增长刺激了微细形状及高精度加工技术的迅速发展。其中，微细孔加工技术的开发应用尤其引人注目。微细孔加工早已在印刷电路板等加工中加以应用，包括钢材在内的多种被加工材料，均可用钻头进行小直径加工。目前，小直径孔加工中，利用钻头切削的直径最小可至50m左右。小于50m的孔则多采用电加工来完成。为了抑制毛刺的产生，许多研究者提出可采用超声波振动切削的方式。目前，正在探索一种应用范围广而且工艺合理的超声波振动切削模式，其中包括研究机床的适应特性等内容。随着这

10、些问题的顺利解决，今后可望更好地实现直径更小的微小深孔加工，加工精度会更高。1.2 特种加工随着航空航天工业、核能工业、电子工业以及汽车工业的迅速发展，很多产品均要求在高温、高压、高速或腐蚀环境下长期而可靠地工作。为适应这一要求，各种新结构、新材料与复杂的精密零件大量出现，其结构形状愈来愈复杂，材料性能愈来愈强韧，精度要求愈来愈高，表面完整性愈来愈严格，很多特种加工技术随之应运而生。特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。特种加工是近几十年发展起来的新工艺,是对传统加工工艺方法的重要补充与发展,目前仍在继续研究开发和改

11、进。直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时也结合机械能对工件进行的加工。特种加工中以采用电能为主的电火花加工和电解加工应用较广，泛称电加工。特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。1.2.1特种加工的优势与传统机械加工方法相比，特种加工方法具有许多独到之处: (1) 加工范围不受材料物理、机械性能的限制，能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。(2) 易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。(3) 易获得良好的表面

12、质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小。(4) 各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。1.2.2特种加工的特点1、机械能，与加工对象的机械性能无关，有些加工方法，如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等，是利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关，故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。2、非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使刚性较差的元件及弹性元件得以加工。3、微细加工，工件表面质量高，有些特种加工，如超声

13、、电化学、水喷射、磨料流等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝，还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。4、不存在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好。5、两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工，其综合加工效果明显，且便于推广使用。6、特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。1.2.3特种加工的方法特种加工工艺是直接利用各种能量，如电能、光能、化学能、电化学能、声能、热能及机械能等进行加工的方法。1、“以柔克刚”，特种加工的工具与被加工零件基本不接触，加

14、工时不受工件的强度和硬度的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件，甚至工具材料的硬度可低于工件材料的硬度。2、加工时主要用电、化学、电化学、声、光、热等能量去除多余材料，而不是主要靠机械能量切除多余材料。3、加工机理不同于一般金属切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹、塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。4、加工能量易于控制和转换，故加工范围广，适应性强。现代的发展以及新型结构材料和高精密复杂结构的大批采用，进一步加剧了加工工艺性的恶化，传统加工方法难以达到高精度、高质量、高效率和低成本综合技巧与经济指标请求，因而需要进一步开发和利用

15、新型特种加工技巧和及其复合工艺。如电火花加工、电解加工、超声波加工、复合加工等已成为国内外国防工业和机械工业着力发展的特种加工技巧，受到先进工业国家的工业部门的广泛关注。而电火花加工也逐渐在我国国内机械制造加工行业得到了越来越普遍的应用。1.3 电火花加工1.3.1 电火花加工的定义 电火花是一种自激放电，其特点如下： 火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间（通常为10-7-10-3s）后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性（即通道能量转换

16、的热能来不及传至电极纵深），使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。 利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。 电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。1.3.2 电火花加工的特点 电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。 随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性，高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工方法。电火花加工法能够适应生产发展的需要

17、，并在应用中显示出很多优异性能，因此，得到了迅速发展和日益广泛的应用。1.脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。2.脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。 3.加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。4.可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。1.3.3电火花加工分类按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同,大致可分为电火花成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨

18、、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字六大类。前五类属电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；后者则属表面加工方法，用于改善或改变零件表面性质。以上方法中以电火花成形加工和电火花线切割应用最为广泛。1）电火花成形加工该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动，将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工两种。a、电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。b、电火花穿孔加工主要用于型孔（圆孔、方孔、多边形孔、异形孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔和微孔的加工。近年来，为了解

19、决小孔加工中电极截面小、易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题，在电火花穿孔加工中发展了高速小孔加工，取得良好的社会经济效益。典型机床有D7125,D7140等电火花穿孔成形机床。2）电火花线切割加工该方法是利用移动的细金属丝作工具电极，按预定的轨迹进行脉冲放电切割。按金属丝电极移动的速度大小分为高速走丝和低速走丝线切割。我国普通采用高速走丝线切割，近年来正在发展低速走丝线切割，高速走丝时，金属丝电极是直径为0.020.3mm的高强度钼丝，往复运动速度为810m/s。低速走丝时，多采用铜丝，线电极以小于0.2m/s的速度作单方向低速运动。线切割时，电极丝不断移动，其损耗很小，因而加工精度较高。其

20、平均加工精度可达0.0lmm，大大高于电火花成形加工。表面粗糙度Ra值可达1.6或更小。目前电火花线切割广泛用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样板以及各种形状复杂型孔、型面和窄缝、凸轮、成形刀具、精密细小零件和特殊材料，试制电机、电器等产品等。典型机床有DK7725,DK7740数控电火花线切割机床。3）其他电火花加工方式剩下的电火花加工方式应用较少，不是主流。包括：（1）电火花内孔、外圆和成形磨削：用于加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等和加工外圆、小模数滚刀等。典型机床有D6310电火花小孔内圆磨床等。（2）电火花同步共轭回转加工：用于加工各种复杂型面

21、的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规，高精度、高对称度、表面粗糙度值小的内、外回转体表面等。典型机床有JN-2,JN-8内外螺纹加工机床。（3）电火花高速小孔加工：用于加工线切割穿丝预孔，深径比很大的小孔，如喷嘴等。典型机床有D703G电火花高速小孔加工机床。（4）电火花表面强化、刻字：用于电火花刻字、打印记。典型设备有D9105电火花强化机等。1.3.4电火花加工用途目前电火花加工已广泛应用于模具制造、航天航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表、汽车、轻工业等行业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题，加工范围已达到小到几微米的小孔、轴、缝，大到几米的超大型模具和零件。 电火花加工

22、的主要用途可以概括为以下几项：（1） 用于模具生产中的型孔、型腔加工，已成为模具制造业的主导加工方 法，推动了模具行业的技术进步。（2） 可以用于制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。（3） 加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。（4） 在金属板材上切割出零件。（5） 加工窄缝。（6） 磨削平面和圆面。（7） 其它（如强化金属表面，取出折断的工具，在淬火件上穿孔，直接加 工型面复杂的零件等）。总结 毋庸置疑，我国的制造业发展现已进入了高速发展阶段，中国民营企业也已具备足够的经济实力来使企业迈向现代化，诸如各种特种加工技术的先进设备的引进和大量专业人才的涌入使许多沿海地区的制造业水平迅速提高。

23、特种加工技术在制造业领域占有重要的地位,是实现难加工材料,复杂零件精密加工的有效手段。随着国家决策的科学化、民主化进程不断深入，各类技术与设备的不断精进，相信我国的制造业会更快速、更健康地发展。参考文献：1简金辉,焦锋.超精密加工技术研究现状及发展趋势J.机械研究与应 用.2009(01)2白基成，刘晋春，郭永丰，杨晓冬. 特种加工 M. 北京: 机械工业出版社, 第六版，2015.3张纹,蒋维波. 特种加工技术的应用与发展趋势 J. 农业装备技 术,2006,32(3):24225.4赵如福.金属机械加工工艺人员手册.上海科学技术出版社，19905卢秉恒机械制造技术基础北京机械工业出版社，2007 6王贵成，张银喜精密与特种加工武汉武汉理工大学出版社，2009 7刘志东，高长水电火花加工工艺及应用北京国防工业出版社，20118汤传建喷气电火花加工试验及机理研究上海上海交通大学机械与动力 工程学院，20089黄春峰,赖传兴,陈树全.现代特种加工技术的发展J.航空精密制造技 术,2001,37(6):14220.10舒利平，肖传恩，周健；特种加工技术发展现状与展望企业技 术开发（学术版），2007（9）