特種加工與機械制造工藝技術(shù)變革探討

夏龍鋒

摘 要：隨著我國電子技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，給機械制造帶來了重大的變革。不管在超精密加工技術(shù)還是在切削速度等方面，都取得了很大的進展。對于一些加工難度比較大的材料，都采取了電、超聲波以及激光的方法進行加工。本文就特種加工與機械制造工藝技術(shù)變革進行深入探討。

關(guān)鍵詞：特種加工;機械制造;工藝技術(shù);變革

1.引言

我國機械制造業(yè)品種齊全，已經(jīng)形成了很大規(guī)模的工業(yè)體系。在先進的機械制造技術(shù)中，特種加工是其中一個很重要的組成部分，在制造業(yè)中起到了不可估量的作用。特種加工技術(shù)方法就是把光能、電能或者磁、化學(xué)等一些能量或者把它的組合施加在加工位置上，將材料進行變形、鍍覆，以及對它的性能進行改變的一種加工方法。這種加工方法和原始的機械加工方法有所不同，特種加工方法有很多種，給機械制造和工藝構(gòu)造帶來很大的影響。本文就特種加工與機械制造工藝技術(shù)變革進行深入探討。

2.特種加工的優(yōu)勢

隨著工件的愈加復(fù)雜化和對加工精度的高要求，在機械制造工藝技術(shù)方面，要求也越來越高。因為受到刀具材料的結(jié)構(gòu)、性能以及加工設(shè)備能力等方面的限制，采用原始的切削加工方法已經(jīng)不能滿足高韌性、高強度、高脆性以及高硬度、高磁性等新材料的要求，也不能順利完成形狀怪異、精密復(fù)雜的加工。特種加工和原始的切削加工對比，具有以下優(yōu)勢：特種加工所用的工具材料硬度可以比被加工材料硬度低;加工的過程不是僅僅依賴機械能，可以采用其他能量來完成工件加工，甚至有時候不需要使用工具就可以進行工件加工;加工過程中工具和工件沒有明顯的機械切削力;加工的方法不斷更新等。特種加工方法在生產(chǎn)過程中起到了不可估量的作用，順利解決了許多的工藝問題，推動了機械制造工藝技術(shù)領(lǐng)域的重大變革。

3.特種加工方法

3.1超聲波加工方法

這種加工方法是借助加工工具的超聲頻振動，它采用磨料懸浮液對硬脆材料進行加工的一種方法，超聲波加工的尺度精度范圍在0.05～0.01mm之間，它可以適用于各種的硬脆材料，可以加工每種的孔型與型腔，還能進行套料、開槽、切割、雕刻等。因為超聲波加工的生產(chǎn)效率比較低，但它的加工精度與表面粗糙度比較良好，經(jīng)常用來拋磨和光整加工工件。

3.2電火花穿孔加工方法

它是運用火花放電腐蝕金屬的原理，采用工具電極復(fù)制和加工工件的一種工藝方法，它可以用在加工型腔模和型腔零件等，可以對沖模、擠壓模、粉末冶金模、型孔零件、小深孔零件等進行加工。

3.3電火花線切割加工方法

這種加工方法是采用細(xì)金屬絲作為電極，對工件進行脈沖火花放電腐蝕，達(dá)到切割成型的一種加工方法。這種加工方法也可以加工一切的導(dǎo)電材料和形狀各異的沖模、電極以及切割零件等。

3.4電化學(xué)加工方法

這種加工方法可以加工汽車的每種型腔鍛模，以及航天發(fā)動機、航空等的一些彎曲的葉片等一些比較復(fù)雜的模具與零件。電鍍和電鑄可以對比較精細(xì)復(fù)雜的一些表面進行復(fù)制。刷鍍還可以對已經(jīng)磨損的零件進行修復(fù)，對表面的物理性能進行改變，具有很大的價值。

3.5激光加工方法

這種方法是通過透鏡聚焦的能量密度很高的激光焦點，讓工件材料被熔化或者蒸發(fā)的一種加工方法。對激光參數(shù)進行合理使用，可以進行激光切割、焊接、打孔以及激光表面處理等，而且還能用來封裝電子元器件等。激光加工的尺寸精度可以控制在0.01mm～0.001mm的范圍之內(nèi)，它不用采用工具，加工速度很快，可以用在各種材料，尤其適用在深徑比大的小孔與微孔。激光表面處理是把功率比較高的激光技術(shù)和粉末冶金技術(shù)互相結(jié)合起來，處理和加工工件的表面，這樣可以對工件的組織構(gòu)造、特征以及成分進行改變，從而讓它的物理性能大大提高，讓它恢復(fù)或者超出原來的技術(shù)性能與所應(yīng)用的價值，這種加工方法實用價值比較大，也是制造納米材料的主要方法。

4.特種加工與機械制造工藝技術(shù)變革

4.1提高材料可加工性

以往認(rèn)為金剛石、硬質(zhì)合金、淬火鋼、石英、玻璃、陶瓷等是很難加工的，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛采用金剛石制造的刀具、工具、拉絲模具，通過電火花、電解、激光等多種方法來加工它們。材料的可加工性不再與硬度、強度、韌性、脆性等成直接、正比關(guān)系。對電火花、線切割加工而言，淬火鋼比未淬火鋼更易加工。特種加工方法使材料的可加工范圍從普通材料發(fā)展到硬質(zhì)合金、超硬材料和特殊材料。

4.2改變零件工藝路線

以往除磨削外，其他切削加工、成形加工等都必須安排在淬火熱處理工序之前，這是一切工藝人員不可違反的工藝準(zhǔn)則。特種加工的出現(xiàn)，改變了這種一成不變的程序格式。由于它基本上不受工件硬度的影響，而且為了免除加工后再引起淬火熱處理變形，一般都是先淬火，后加工，如電火花線切割加工、電解加工等。

4.3重新衡量傳統(tǒng)工藝

過去方孔、小孔、深孔、彎孔、窄縫等被認(rèn)為是工藝性很“差”的典型，對工藝、設(shè)計人員是非常忌諱的，有的甚至是禁區(qū)。特種加工的使用改變了這種現(xiàn)象。對于電火花穿孔、電火花線切割工藝來說，加工方孔和加工圓孔的難易程度是一樣的。噴油嘴小孔、噴絲頭小異形孔、渦輪葉片大量的小冷卻深孔和窄縫等，在采用電加工后變難為易了。過去淬火前忘了鉆定位銷孔、銑槽等工藝，淬火后這種工件只能報廢，現(xiàn)在則大可不必，可用電火花打孔、切槽進行補救。相反，有時為了避免淬火開裂、變形等影響，故意把鉆孔、開槽等工藝安排在淬火之后。過去很多不可修廢品，現(xiàn)在都可用特種加工方法修復(fù)。例如：嚙合不好的齒輪，可用電火花跑合;尺寸磨小了的軸，磨大了的孔，以及工作中磨損了的軸和孔，可用電刷鍍修復(fù)。

5.結(jié)束語

綜上所述，盡管特種加工優(yōu)點突出，應(yīng)用日益廣泛，但是各種特種加工的能量來源、作用形式、工藝特點卻不盡相同，其加工特點與應(yīng)用范圍自然也不一樣，而且各自還都具有一定的局限性。為了更好地應(yīng)用和發(fā)揮各種特種加工的最佳功能及效果，必須依據(jù)工件材料、尺寸形狀、加工精度、生產(chǎn)率、經(jīng)濟性等情況作具體分析，合理選擇特種加工方法。

參考文獻：

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