分析數(shù)控特種加工技術(shù)的改進(jìn)

商丹丹

【摘 要】數(shù)控特種加工技術(shù)的出現(xiàn)極大程度上促進(jìn)了世界工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，它相對(duì)于傳統(tǒng)加工技術(shù)利用機(jī)械能進(jìn)行加工的方式不同，是采用電能、光能等新型能量對(duì)零件進(jìn)行精細(xì)加工，是目前加工高精度零件的主要方法。本文對(duì)目前常用的幾種特種加工技術(shù)工作原理進(jìn)行分析，之后探討數(shù)控特種加工技術(shù)中電火花加工技術(shù)的改進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控；特種加工；新型能量；技術(shù)改進(jìn)

機(jī)械在越來(lái)越精密越來(lái)越復(fù)雜的同時(shí)，對(duì)其零件加工要求也越來(lái)越高，因此，特種加工技術(shù)的出現(xiàn)也是應(yīng)運(yùn)而生。汽車，飛機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)此類對(duì)質(zhì)量與結(jié)構(gòu)要求極高的部件，使用傳統(tǒng)技術(shù)已不能滿足經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性要求。特種加工技術(shù)是利用非機(jī)械能的能量對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改變，其精度與質(zhì)量是傳統(tǒng)加工技術(shù)不能比擬的。目前，現(xiàn)代制造業(yè)的生產(chǎn)已然離不開特種加工技術(shù)的應(yīng)用。隨著科技的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械零件加工的要求不斷提高，促使特種加工技術(shù)不斷發(fā)展，本文針對(duì)目前發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行闡述。

1.數(shù)控特種加工技術(shù)的特點(diǎn)

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的不斷發(fā)展，特種加工技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。相對(duì)于傳統(tǒng)加工技術(shù)，其特點(diǎn)不盡相同。

（1）相對(duì)于傳統(tǒng)加工，特種加工可以不受加工材料的局限，不論材料的質(zhì)地與種類，都能夠進(jìn)行較好的打磨構(gòu)造。

（2）能夠細(xì)微控制被加工面的微觀不平度，對(duì)其表面質(zhì)量與整體質(zhì)量都有較好的把握。

（3）加工方法易于結(jié)合，能夠?qū)⒉煌募庸ぜ夹g(shù)結(jié)合加工。

2.數(shù)控特種加工技術(shù)種類

數(shù)控特種加工技術(shù)經(jīng)過70余年的發(fā)展，其技術(shù)成熟，技術(shù)形式多樣，至今人類所掌握的加工方法已有幾十種，并且還在高速發(fā)展中。目前廣為人知的加工技術(shù)大概有電火花加工、化學(xué)加工、高能束流加工、復(fù)合加工等，以下介紹機(jī)械行業(yè)中較為常見的幾種技術(shù)特種加工技術(shù)工作原理。

2.1電火花加工技術(shù)

人類發(fā)明的第一種數(shù)控特種加工技術(shù)就是電火花技術(shù)（EDM），其原理是利用電壓或電流在工具電極與工件電極之間產(chǎn)生出電能脈沖，這種電能脈沖產(chǎn)生出的能量具有溫度極高，持續(xù)時(shí)間極短的特性，其高溫能夠融化甚至氣化熔點(diǎn)很高的物體，因此能夠?qū)庸ち慵M(jìn)行精密切割。

2.2激光加工

激光加工是高能束流加工中的一種形式，從激光被人們稱為“最快的刀、最準(zhǔn)的尺”中便能看出激光的特性。激光加以數(shù)控技術(shù)，其精確度是目前最高的。但由于其制造工藝?yán)щy，在我國(guó)技術(shù)還不夠成熟，沒有普及應(yīng)用。

2.3化學(xué)加工

化學(xué)加工（chemical）是利用腐蝕液體如酸、堿等對(duì)加工零件進(jìn)行加工。在需要改變零件結(jié)構(gòu)時(shí)，將不需改變的部位用保護(hù)材料進(jìn)行覆蓋便能進(jìn)行。由于化學(xué)加工完全不同于物理性質(zhì)的加工，不對(duì)加工表面施加任何物理力量，能夠有效避免在加工過程中對(duì)物件結(jié)構(gòu)的破壞。

由于文章篇幅有限，只對(duì)這幾種常用的加工技術(shù)原理進(jìn)行初步了解。

3.淺議數(shù)控特種加工技術(shù)的改進(jìn)

因?yàn)槟壳疤胤N加工行業(yè)最為普及與實(shí)用的加工技術(shù)是EDM電火花加工技術(shù)，因此，本文主要討論對(duì)此加工方法的技術(shù)改進(jìn)。

3.1電火花技術(shù)的改進(jìn)

電火花技術(shù)的改進(jìn)應(yīng)該繼續(xù)對(duì)其精度、智能化與生產(chǎn)效率這三個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

3.1.1精度方面的改進(jìn)

電火花加工技術(shù)作為特種加工技術(shù)中最為普遍最為常見的一種，在對(duì)其效率進(jìn)行要求的同時(shí)，還需要對(duì)其精度的提升重點(diǎn)關(guān)注。國(guó)外有關(guān)部門對(duì)其精度的提升做了專門的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)影響電火花加工的因素主要有：脈沖間隙不穩(wěn)定；工具電極損耗；溫度控制導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形與工件定位誤差這四個(gè)方面。其中脈沖的間隙與工具電極損耗這兩點(diǎn)對(duì)精度影響最為嚴(yán)重，而這兩個(gè)缺陷的改進(jìn)不能夠以提升硬件質(zhì)量來(lái)彌補(bǔ)，要想對(duì)脈沖的間隙進(jìn)行最優(yōu)控制，需要對(duì)數(shù)控軟件進(jìn)行提升，以優(yōu)化脈沖間隙。如果數(shù)控軟件能夠極為精準(zhǔn)地控制脈沖間隙，那么便能有效地提高精度。因此，在電火花加工技術(shù)方面，改進(jìn)軟件來(lái)獲得精度的提高不失為一個(gè)好辦法。

3.1.2智能化方面的改進(jìn)

目前的電火花加工技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，需要依靠專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行操作。在實(shí)現(xiàn)其智能化、無(wú)人化的道路上，普通編程算法難以勝任，而基于模糊數(shù)學(xué)理論上的模糊控制技術(shù)對(duì)提高其智能的作用較好，因此，提升電火花技術(shù)智能化的主要方法是研究模糊控制技術(shù)。

3.1.3加工效率的改進(jìn)

電火花加工效率的快慢，與其工作液的質(zhì)量有著密不可分的關(guān)系。目前電火花加工主要應(yīng)用的工作液是水基工作液，改進(jìn)水基工作液能夠極大提升加工效率，縮短加工時(shí)間。目前，世界上多個(gè)特種加工設(shè)備制造行業(yè)中相繼研發(fā)新型的工作液如霧化工作液、低溫工作液等，如果能夠普及這些新型工作液，目前的電火花加工技術(shù)至少能夠提升200%-300%的工作效率。因此，想要提升其加工效率，改進(jìn)工作液是一個(gè)良好的途徑。

3.1.4組合加工

現(xiàn)有的組合加工方式是用傳統(tǒng)加工方式中的切削加工與EDM加工方式組合搭配進(jìn)行，使用組合加工能夠有效提升零件質(zhì)量與加工效率。目前已有多所數(shù)控特種加工機(jī)床生產(chǎn)廠家推出組合加工機(jī)床。

組合加工反饋效果良好，其趨勢(shì)已在向超聲波加工、電火花加工、化學(xué)加工等多種方法互相配合，由兩種組合方法逐漸在向多種組合方法組合，一旦能有進(jìn)行有效結(jié)合，能夠使EDM加工方法有極強(qiáng)的適應(yīng)性與多動(dòng)能性，甚至能夠?qū)⒘慵庸ぴ诮M合機(jī)床上生成一條流水線，直接產(chǎn)出成品零件。

3.2電火花線切割加工技術(shù)的改進(jìn)

電火花線切割加工技術(shù)（WEDM）是電火花加工技術(shù)的一種延展，它是改變脈沖間隙，使脈沖間隙極小以至于成為電極絲，利用電極絲來(lái)切割打磨金屬。

3.2.1加工面平整度的改進(jìn)

在WEDM機(jī)床上應(yīng)用頻率高的AC電源，使電勢(shì)能均勻分布，采用隔離變壓器，防止脈沖散失。

3.2.2電極絲的改進(jìn)

電極絲與WEDM機(jī)床的工作效率與水平有著極大關(guān)系。目前，大多WEDM機(jī)床上應(yīng)用黃銅絲，而歐美國(guó)家在多年前便拋棄了黃銅絲使用鍍鋅電極絲。鍍鋅電極絲較黃銅絲能夠提升WEDM一半左右的效率，雖然鍍鋅電極絲價(jià)格方面稍貴，但其收益遠(yuǎn)高于成本，因此，在普及鍍鋅電極絲的同時(shí)，業(yè)內(nèi)人士應(yīng)著力與電極絲的研發(fā)，制造出質(zhì)地堅(jiān)韌、導(dǎo)電效果好而又成本不高的電極絲。

4.結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控特種加工技術(shù)是人類智慧的結(jié)晶，它涵蓋了電子、信息、能量運(yùn)用、計(jì)算機(jī)等多種高端技術(shù)，正處于高速發(fā)展階段。特種加工更加精確化、智能化與其適應(yīng)性是目前數(shù)控特種加工需要不斷改進(jìn)的方向。隨著科技的發(fā)展，數(shù)控特種加工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步是必然的，而特種加工技術(shù)的發(fā)展又會(huì)帶動(dòng)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，在社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。 [科]

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