特种加工应用设想

特种加工应用设想（精选8篇）

篇1：特种加工应用设想

《材料分析方法》课程论文

特种加工的特点及应用

摘要：特种加工不同于传统加工工艺的加工方法,它与直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法不同。特种加工直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时结合机械对工件进行一定的加工。特种加工中电火花加工和电解加工应用较广，特种加工的发展方向主要是：提高加工精度和表面质量，提高生产率和自动化程度，发展复合加工，发展超精密加工等。随着时代的发展传统加工工艺已经无法满足时代对甲供材料的要求，于是特种加工应运而生。特种加工的发展是适应时代要求而发展起来的，特种加工是应用一些新能源结合新技术从而达到提高加工精度和表面质量的目的。关键词：特种加工；电火花；电解；超声波；激光；数控。

The characteristics and applications of the

special processing Abstract: the special processing methods of different from the traditional machining process, it and directly using the traditional processing method of mechanical energy to remove excess material is different.Special processing and direct use of electricity, heat energy, sound energy, light energy, chemical and electrochemical can, sometimes in combination with mechanical processing to certain artifacts.Special processing of the widely used dam and elm, and the development direction of special processing mainly is: improve the machining accuracy and surface quality, increase productivity and degree of automation, the development of composite processing, development of ultra-precision machining and so on.With the development of the era of traditional processing technology has been unable to meet the demands of the era of amour for material, and special processing arises at the historic moment.Special processing is to adapt to the development of The Times and development, special processing is a new technology combined application of some new energy so as to achieve the aim of improve the machining accuracy and surface quality.Keywords: special processing;Electric spark;Electrolysis;Ultrasound;Laser;CNC

0 引言

时至今日，人类进入了一个高速发展的时期，而人类对机械制造技术的要求也随之增高，因此先进的制造技术也在不断发。而特种加工作为先进制造技术中最重要部分之一，理所当然的得到了发展。时至今日，无论是传统产品还是新产品都朝着高速度，高精度，耐腐蚀的方向发展。对此，采用传统加工方法十分困难，甚至无法加工。于是，人们一方面通过研究高效加工的刀具和刀具材料、自动优化切削参数、提高刀具可靠性和在线刀具监控系统、开发新型切削液、研制新型自动机床等途径，进一步改善切削状态，提高切削加工水平，并解决了一些问题；另一方面，则冲破传统加工方法的束缚，不断地探索、寻求新的加工方法，于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生，并不断获得发展。后来，由于新颖制造技术的进一步发展，人们就从广义上来定义特种加工，即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等

错误！未找到引用源。的非传统加工方法统称为特种加工。1 特种加工的种类

《材料分析方法》课程论文

特种加工按用途不同可以分为两大类，分别是：尺寸加工和表面加工。而按能量形式和工作原理可以分为几种加工方法：电火花，电解，激光，超声波，化学等。1.1电火花加工

电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。电火花加工是利用工具和工件之间的脉冲性的电火花放电，依靠电火花在局部产生的高温达到对金属的加工，电火花加工主要由三部分组成：电火花加工的准备工作，电火花加工，电火花加工检验工作。电火花加工可以加工通孔也成为电火花穿孔加工，也可以加工盲孔，又称为电火花成型加工。

电火花加工所必需的条件：（1）在脉冲放电点必须有足够的电火花放电强度，其强度必须可以使金属局部熔化和气化；（2）电火花加工的放电形式必须具有脉冲性，瞬时性，间歇性；（3）电火花加工必须把加工过程中产生的加工屑，有害气体及余热等电蚀产物从微小的错误！未找到引用源。电极间隙中排除出去。

1.2 电解加工

电解加工基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极，将工件按一定形状和尺寸加工成型的一种工艺方法，称为电解加工。电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法。加工时，工件接直流电源的正极，工具接负极，两极之间保持较小的间隙。电解液从极间间隙中流过，使两极之间形成导电通路，并在电源电压下产生电流，从而形成电化学阳极溶解。随着工具相对工件不断进给，工件金属不断被电解，电解产物不断被电解液冲走，最终两极间各处的间隙趋于一致，工件表面形成与工具工作面基本相似的形状。电解加工对于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工具有显著优势。电解加工已获得广泛应用，如炮管膛线，叶片，整体叶轮，模具，异型孔及异型零件，倒角和去毛刺等加工。并且在许多零件的加工中，电解加工工艺已占有重要甚至不可替代的地位。

电解加工生产力较高，但是加工精度不高，因此，电解加工适合大批量生产但对精度要求不高的机械零件。1.3 激光加工

激光加工是一种最常用的激光系统。材料的激光束相互作用机理，大致可以分为激光加工的激光热处理和两种化学反应处理。激光热处理，材料表面热效应的发生的激光束投影完成，包括激光焊接，激光雕刻和切割，表面改质，激光打标，激光钻孔和微加工；加工的化学反应，一束激光照射的材料加工的程度和激光的能量光子诱导高密度或控制的化学反应。光化学沉积，包括光刻，激光雕刻和蚀刻。

激光加工目前主要应在精密加工小孔，窄缝，刻蚀，成型切割，还可以进行热处理和焊接等。它的主要参数是激光的波长和输出的脉宽，激光的功率密度，激光在工件上的照射时间等。激光加工的特点也有很多。激光加工属于高能束加工，几乎能加工所有的金属和非金属材料；激光加工是非接触加工，所以没有机械加工变形和工具损耗激光加工速度快，生产效率较高，激光加工中产生的热影响范围小，在加工过程中易于控制；激光加工可以达到恒搞得加工精度和较小的表面粗糙度。1.4 超声波加工

超声波加工不仅能加工高熔点的硬脆金属材料，还能加工不导电的非金属脆性材料，同

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时还可以用于清洗，探伤和焊接等。超声波加工原理，加工时，高频电源联接超声波换能器，所以将电振荡转换为同一频率、垂直于工件表面的超声波机械振动，其根幅仅0．005~0．01mm，再经变幅杆放大至0．05~0．01mm，声振动。在这，磨料悬浮液的超声振动和一定压力下，高速冲击悬浮液中的磨粒，并作用于加工区，使该处材料变形，直至击碎成微粒和粉末。同时，因为磨料悬浮液的不断搅动，使的磨料高速抛磨工件表面，又因为超声振动产生的空化现象，在工件表面形成液体空腔，促使混合液渗入工件材料的缝隙里，而空腔的瞬时闭合产生强烈的液压冲击，强化了机械抛磨工件材料的作用，并有利于加工区磨料悬浮液的均匀搅拌和加工产物的排除。随着磨料悬浮液不断地循环。磨粒的不断更新。加工产物的不断排除，实现了超声波加工的目的。超声波加工是磨料悬浮液中的磨粒，在超声振动下的冲击、抛磨和空化现象综合切蚀作用的结果。其中，以磨粒不断冲击为主。所以

错误！未找到引用源。可见，脆硬的材料，受冲击作用愈容易被破坏，故尤其适于超声波加工。超声波加工特点很明显，它适合加工硬脆性材料，尤其是不导电的非金属材料；不受材料是否导电的限制；工具对工件的宏观作用力小、热影响小，因而可加工薄壁、窄缝和薄片工件；被加工材料的脆性越大越容易加工；材料越硬或强度、韧性越大则越难加工。特种加工在现代加工的应用

特种加工对现代加工技术的影响是深远的，特种加工技术在国际上被称为21世纪的技术，对新型武器装备的研制和生产，起到举足轻重的作用。随着新型武器装备的发展，国内外对特种加工技术的需求日益迫切。不论飞机、导弹，还是其它作战平台都要求降低结构重量，提高飞行速度，增大航程，降低燃油消耗，达到战技性能高、结构寿命长、经济可承受性好。为此，上述武器系统和作战平台都要求采用整体结构、轻量化结构、先进冷却结构等

错误！未找到引用源。新型结构。它改变了零件的传统工艺路线，缩短了新产品的试制周期。3特种加工的存在的问题及发展趋势

虽然特种加工已解决了传统切削方法难以加工的许多问题, 在提高产品质量、生产效率和经济效益上显示出很大的优越性, 但目前它还存在不少有待解决的问题: 不少特种加工的机理(如超声、激光等加工)还不十分清楚, 其工艺参数选择、加工过程的稳定性均需进一步提高； 有些特种加工(如电化学加工)过程中的废液排放不当会造成环境污染, 影响工人健康；有些特种加工的加工精度及生产率有待提高； 有些特种加工(如激光加工)所

错误！未找到引用源。需设备投资大、使用维修费高, 亦有待进一步解决。特种加工的发展趋势： 按照系统工程的观点, 加大对特种加工的基本原理、加工机理、工艺规律、加工稳定性等深入研究的力度。同时, 充分融合以现代电子技术、计算机技术、信息技术和精密制造技术为基础的高新技术, 使加工设备向自动化、柔性化方向发展； 从实际出发, 大力开发特种加工领域中的新方法, 包括微细加工和复合加工, 尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工, 并与适宜的制造模式相匹配, 充分发挥其特点； 污染问题是影响和限制某些特种加工应用、发展的严重障碍, 必须花大力气利用废气、废液、废渣, 向“绿色”加工的方向发展。可以预见, 随着科学技术和现代工业的发展, 特种加工必将不断完善和迅速发展, 反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展, 并发挥愈来愈重要的作用。

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4结论

随着科学技术和现代工业的发展，特种加工必将占据着重要的地位，从而得到飞速的发展和不断的完善，在现代工业中取得越来越重要的作用。

[参考文献]

[1] 孔庆华，特种加工[M ]，上海，同济大学出版社, 1997 [2] 王经光，浅谈特种加工在现代制造业中的应用，山西 晋中，2004 [3] 张旭阳，马文彪，浅谈特种加工，同煤科技，1999 [4] 韩淑敏,特种加工的几种方法介绍, 辽宁地质工程职业学院,2009 [5] 赵万生 王振龙 郭东明 赵福令 朱 荻 黄因慧，国外特种加工技术的最新进展，中国机械工程学会电加工分会，1999 4

篇2：特种加工应用设想

一、概述

传统的机械加工技术对推动人类的进步和社会的发展起到了重大的作用。随着科学技术的迅速发展,新型工程材料不断涌现和被采用,工件的复杂程度以及加工精度的要求越来越高,对机械制造工艺技术提出了更高的要求。

二、特种加工技术的特点

(一)加工范围上不受材料强度、硬度等限制。特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属和非金属材料,完成工件的加工。故可以加工各种超强硬材料、高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属材料。

(二)以柔克刚。特种加工不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件不接触,加工过程中工具和工件间不存在明显的强大机械切削力,所以加工时不受工件的强度和硬度的制约,在加工超硬脆材料和精密微细零件、薄壁元件、弹性元件时,工具硬度可以低于被加工材料的硬度。

(三)加工方法日新月异,向精密加工方向发展。当前已出现了精密特种加工,许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法,如电子束加工、离子束加工、激光束加工等就是精密特种加工:精密电火花加工的加工精密度可达微米级0.5～1u m,表面粗糙度可达镜面Ra0.021.1m。

(四)容易获得良好的表面质量。由于在加工过程中不产生宏观切屑,工件表面不会产生强烈的弹、塑性变形,故可以获得良好的表面粗糙度。残余应力、热应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切割表面小,尺寸稳定性好,不存在加工中的机械应变或大面积的热应变。特种加工的主要应用范围有

1.加工各种难切削材料。如硬质合金、钛、合金、耐热钢、不锈钢、淬硬钢、金刚石、红宝石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高熔点的金属及非金属材料。

2.加工各种特殊复杂零件的三维型腔、型孔、群孔和窄缝等。如发动机机匣、整体锅轮、锻压模和注射模的立体成型表面,各种冲模、冷拔模上特殊断面的型孔,炮管内膛线,喷油嘴、栅网、喷丝头上的小孔、窄缝等。

3.加工各种超精、光整或具有特殊要求的零件。如对表面质量和精度要求很高的航天航空陀螺仪、阀,以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工,有些方法还可用于纳米级加工。

4.以高能量密度束流实现焊接、切割、制孔、喷涂、表面改性、刻蚀和精细。

三、特种加工技术的种类

特种加工技术所包含的范围非常广,随着科学技术的发展,特种加工技术的内容也不断丰富。

(一)电火花加工

电火花加工又称作电蚀加工或放电加工,是将工具电极和工件置于绝缘的工作液中,工件和工具分别接直流脉冲电源正极和负极,加上电压,利用工具电极和工件电极间脉冲放电时产生的电蚀现象对材料毛坯进行加工。

(二)电化学加工

电化学加工是通过电化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料等的特种加工。该方法主要包括电解、电镀、电铸、电化学抛光等工艺方法。

(三)高能束流加工

高能束流加工也称为三束流加工,是利用能量密度很高的激光束、电子束或离子束等去除工件材料的特种加工方法的总称。其中电子束加工技术改变了原有的设计思想,可将原有的`高精度复杂难加工型面或无法加工的大型整体零件分成若干个易加工的单元,精加工和热处理以后,用电子束将其焊接成整体零件。

(四)物料切蚀加工

物料切蚀加工包括超声波加工与水喷射加工、磨料喷射加工、磨料流动加工。是指利用流体、磨料,流体与磨料的混合液等动能,去冲击、抛磨、浸蚀工件被加工部位而实现去除工件材料的方法。

(五)复合加工

复合加工是指用多种能源组合进行材料去除的工艺方法,大多是在机械加工的同时应用流体力学、化学、光学、电磁学和声波等能源进行综合加工,这些加工方法能够提高加工效率或获得很高的尺寸精度、形状精度和完整的表面。

四、特种加工技术的发展趋势

(一)采用自动化技术充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化,建立综合参数自适应系统、数据库等,进而建立特种加工的cAD/cAM和FMS系统,这是当前特种加工技术的主要发展趋势。

(二)向工程化和产业化方向发展不断改进、提高高能束源品质,对大功率、高可靠性、多功能、智能化加工设备的研发是今后的重点发展方向。

(三)着力开展精密化研究高新技术的发展促使高新技术产品向超精密化与小型化方向发展,正向亚微米级和纳米级迈进,对产品零件的精度与表面粗糙度提出更严格的要求。

(四)污染问题是影Ⅱ自和限制某些特种加工应用、发展的严重障碍,加工过程中产生的废渣、废气如果排放不当,会造成环境污染,影响工人健康。必须花大力气处理并利用废气、废渣、废液,向“绿色”加工的方向发展。

五、结束语

现代特种加工技术主要是伴着高硬度、高强度、高韧性、高脆性等难切削材料的额出现,以及制造精密细小、形状复杂和结构特殊的零件的需要而产生的,具有其他常规加工技术无法比拟的优点,已成为航空航天、汽车、仪器仪表、微型机械、轻工、模具等行业的支撑技术和关键技术。

随着科学技术和现代工业的发展,特种加工技术必将不断完善和迅速发展,反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展,并发挥越来越重要的作用。

参考文献:

[1]刘振辉,杨嘉楷.特种加工[M].重庆:重庆大学出版社,2000.

[2]刘晋春,赵家齐,赵万生.特种加工[M].北京:机械工业出版社,.

[3]孔庆华.特种加工[M].上海:同济大学出版社,.

[4]白基成,郭永丰,刘晋春.特种加工技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,.

篇3：特种加工应用设想

1 课程特点及教学中存在的主要问题

特种加工是指利用力、热、声、光、电、磁、原子、化学等能源来进行加工的非传统加工方法, 课程内容主要介绍电火花加工、电火花线切割加工、电化学加工、激光加工、电子束和离子束加工、超声加工、精密与超精密磨料加工等特种加工方法的基本原理、主要特点、工艺规律以及应用范围, 涵盖内容特别广、前沿知识更新特别快, 并与物理、化学、材料、自动控制等多学科领域密切相关, 需要学生具备一定的基础理论知识。同时, 特种加工课程作为一门与工程实践密切结合的课程, 只有让学生通过工程实践强化对课堂知识的理解和掌握, 实地了解各种工艺方法的加工条件和适用对象, 才能够培养出学生主动思考以及运用理论知识分析和解决问题的能力。

作为一门专业选修课, 特种加工课程涉及到的专业知识和理论较为繁杂、高深, 但目前采用的教学方法多按照教材内容体系传授, 教学方式多停留在教师课堂理论讲解, 对于大多数学生来说, 在短时间内理解、记忆、认知这些抽象的专业知识存在较大难度, 学生上课热情难以调动, 学习积极性不高。 此外, 受到设备条件限制, 特种加工课程普遍缺少实践教学环节, 学生不能利用特种加工设备进行实际操作, 缺乏直观的感性认识, 无法充分激发其创造力和学习兴趣, 教学效果不甚理想, 教学质量难以进一步提高。

2 多元化教学方法应用

为了解决特种加工课程教学中存在诸多的问题, 不断地提高课程教学质量, 培养出具有创新精神和创新能力的学生, 提出了“ 多元化”的特种加工课程教学方法。

2.1 现代多媒体教学手段的运用

在传统教学方式中“, 教材+黑板”是进行课程讲授的主要模式, 对于特种加工课程, 涉及的加工方法多、内容知识面广、工程背景强, 很多理论知识晦涩枯燥, 依靠老师的语言讲授和简单、抽象的板书讲解, 往往不能准确表达授课意图, 容易影响学生的理解和掌握。 目前大多数高校的教学计划一般安排在24~32 个学时, 受到学时限制, 教师在课堂上无法展开深入讲解, 对于每一种加工方法的讲授只能浅尝辄止, 不能做到讲清、讲透, 即使在黑板上绘制简单的图形, 也难以将抽象的概念解释清楚, 而且又会占用较多的课堂时间。

现代多媒体教学是综合运用计算机、多媒体等技术手段将文本、声音、图像、动画、视频与教学内容结合成一体, 通过交互式操作, 向学生呈现图文并茂、鲜活生动的信息内容, 多层次、多角度、多渠道的刺激学生的感官, 强化学生对知识的接收和记忆。 多媒体教学凭借丰富的表现力, 可显著提高教学的深度和广度, 增加学生学习的兴趣和主动性。 特种加工的每一种加工技术都有其独特的原理及特点, 语言讲解晦涩难懂, 但通过多媒体教学, 可实现对真实加工案例的情景再现和模拟, 直观地展示各加工技术的加工机理及微观物理过程, 使抽象概念变得清晰易懂, 加工过程变得简单明了, 有助于加强学生的感性认识, 加深其对知识点的理解与掌握。此外, 可以有效弥补学时不足的弊端, 提高信息传输效率, 扩大课堂教学信息量, 最终实现提高教学质量, 优化教学效果的目的。

2.2 课堂互动的案例式教学

以往的教学模式中, 教师作为传授理论知识的主体, 而学生作为被动的一方接收知识, 这种单向传输的教学模式忽视了培养学生主动分析问题、思考问题的能力, 限制了学生智能的开拓与发展。 另一方面, 特种加工是一门工程性很强的课程, 要解决生产中所遇到的实际问题, 仅靠课堂教学是远远不够的, 大量的知识需要在课外获取, 仅通过课本让学生了解各种加工技术, 难以达到理想的教学效果。

为解决这一问题, 提出了互动式的案例教学方法, 在学习了基本加工理论和工艺方法后, 针对典型产品零部件案例, 设定研究课题, 要求学生课后查阅文献资料, 结合所学知识提出该零部件的加工方案, 形成案例研究报告, 并在课堂上进行汇报和研讨, 教师对此进行点评。例如航空发动机叶片上的冷却孔, 可以采用电火花穿孔、电解打孔、激光打孔等技术方法进行加工, 因此可以设立若干研究课题, 要求学生查阅文献、收集资料, 分析该类零部件的结构和材料特点, 并根据每一种特种加工技术的原理、特点, 辩证的分析其各自具有哪些优缺点, 最后确定实现该零件高效、精密以及低成本制造的加工方案。 通过这样的教学模式, 可以把具体的产品案例和特种加工技术有机结合起来, 将教材中的理论知识点扩展至实际工程应用的层面, 有利于学生对于教材知识点的理解与消化, 另一方面完成了学生从被动学习到主动参与教学过程的角色转换, 充分调动了学生的积极性和自主学习意识, 提高了其分析、思考、解决问题的能力。

2.3 积极开展工程实践

实践性强是特种加工课程的重要特征之一, 实践教学环节作为特种加工教学中的重要组成部分, 可以有效补充和延伸课堂教学内容, 因此有必要在课堂教学的基础上, 结合学校现有的实验条件, 安排一定课时的观摩和实验环节, 通过带领学生现场参观各种机床设备, 并指导学生在机床上加工一些简单形状零部件来培养其动手实践能力, 使其了解课堂中所学的内容究竟可以做什么、如何做, 从而巩固对所学知识的理解和掌握。 除此之外, 实验室的观摩与实践活动并不等于真正的工业化生产, 为了让学生亲身感受特种加工工艺在生产中的应用, 还应该结合生产实习、毕业实习深入工业企业, 拓宽学生视野, 使其直观的了解电火花线切割、电火花成型加工、电化学加工、激光加工等各种特种加工设备在生产中的普及情况, 现场感受特种加工在生产中的应用, 从而对特种加工技术的生产组织、产品类型、生产环境以及机床操作等有更深入的了解和认识, 为其今后进入企业工作奠定良好的工程实践基础。

总之, 对于特种加工这样一门多学科交叉、内容丰富、工程实践性强的课程, 在开展教学工作时要采用多元化的教学模式, 采用的创新的教学手段、合理的安排教学环节, 从而激发学生学习的积极性和主动性, 使其在理解教材理论知识的同时, 掌握独立分析和解决问题的能力, 最终达到培养具有创新思维和创新能力的高素质人才目标。

摘要：特种加工技术是现代先进制造技术的重要组成部分。针对目前特种加工课程在本科教学中存在的问题, 提出了多元化教学模式, 通过采用现代多媒体教学、互动式的案例教学、积极开展工程实践等创新教学手段, 激发学生学习的积极性和主动性, 使学生熟悉并掌握特种加工的主要加工方法, 最终达到培养出学生独立分析和解决问题的能力的目标。

关键词：特种加工,多元化教学,探讨

参考文献

[1]刘晋春, 白基成, 郭永丰.特种加工[M].机械工业出版社, 2008, 5.

[2]张桂香, 李志永, 高军, 等.“特种加工技术”精品课程教学研究与实践[J].教育教学论坛, 2014 (18) :220-221.

[3]毛聪, 郭克希, 李旭宇, 等.特种加工课程教学改革研究与实践[J].理工高教研究, 2010 (29) :134-136.

篇4：模具特种加工技术及应用

模具的特种加工技术与普通机械加工技术有本质的不同,它不要求工具材料比工件材料更硬,也不需要在加工过程中施加明显的切削力,而是直接利用电能、化学能、光能和声能对工件进行加工,以达到一定的几何尺寸精度和表面粗糙度。目前,应用最广泛、最普遍的模具特种加工技术是电火花成形加工和电火花线切割加工。

一、电火花成形加工

加工原理:基于工具电极与工件电极(正极与负极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象,来对工件进行加工。

1.加工特点

(1)模具材料的选用范围宽。利用脉冲放电加工,可以加工任何硬、脆、韧及高溶点的导电材料。

(2)工具电极材料要求低。加工时工具电极与工件不接触,二者之间不存在明显的宏观作用力,工具材料(紫铜、石墨)不必比工件硬。

(3)工件加工精度和表面质量高。脉冲放电持续时间短促,约为10-7～10-3s,放电所产生的热量来不及传散到材料的内部,使得工件表面的热影响区很小。同时,由于脉冲参数能在一个较大范围内调节,可以在同一台机床上连续进行粗、中、精、精微加工,精加工尺寸精度可控制在±0.01mm,表面粗糙度为Ra0.63～1.25,精微加工时尺寸精度能达到0.002～0.004mm,表面粗糙度为Ra0.004～0.16。

(4)生产效率高。由于是利用电能进行加工,便于自动化生产和计算机智能生产。

2.常见应用

(1)冷冲模具是生产中应用较多的一类模具,其凹模大多数难以采用传统机械加工方法制作,且在热处理时常因淬火变形或开裂导致模具报废,采用电火花成型加工工艺,模板可先行淬火,令其变形后加工凹模,避免了热处理变形的弊端。而且模板可制成整体,无需镶拼,既简化了模具结构又能提高模具的强度和寿命。

(2)注塑模具和压胶模具,在机械铣削型腔后,用普通刀具难以加工,精铣时有些部位有普通加工方法也无法保证加工精度,这时我们可用电火花加工。

(3)大型模具常用电火花加工作为铣削加工后的补充加工手段。

(4)精微模具加工。如变速齿轮、专用锥齿轮,先采用机械切削加工模具外表及型腔,预留0.03～0.1mm加工余量, 然后采用电火花成型加工,加工表面粗糙度可以达到Ra1.25～2.5,无需钳工修型或抛光即可使用。

(5)现代塑料制品,特别是各种壳体装饰表面,如:照相机、计算器、手机等机壳表面,要求外壳表面呈均匀细小类似喷砂的效果,称为“亚光”处理,以达到视觉柔和不反光刺眼,手感舒适的效果。利用电火花加工,在保证型腔几何尺寸精度的前提下,在模具型腔表面得到均匀分布的电火花放电痕迹,其粗细可按产品的需要而决定,从而达到“亚光”的效果。

随着科学技术的发展,对于精微零部件的加工和有些刀具与工件发生干涉部位的加工,采用数控多轴联动电火花成型加工,具有更高的经济效益。

二、电火花线切割加工

1.加工原理

基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀原理,采用不断移动的电极丝作为工具,工件则按预定的轨迹进行运动,极间金属瞬间熔化和汽化,而切割出所需要的零件。

2.加工特点

(1)只能加工以直线为母线的曲面。用电极丝作为加工工具,加工表面母线必须为直线。

(2)加工速度快,工件材料损耗少。国外慢走絲电火花线切割机床可达300mm/min,国产快走丝线切割加工效率可达150mm/min;切削丝直径很小,一般为0.2mm,工件材料被腐蚀的量很少,这也有助于提高加工速度,而且加工下来的材料还可以利用。

(3)加工精度高,表面质量好。加工时细长的电极丝移动,使单位长度电极丝的直径损耗较小,有助于电火花线切割加工精度控制在±0.01mm以内。对于慢走丝电火花线切割来说,电极丝只使用一次,电极损耗对加工精度的影响更小,能够方便地加工各种复杂的精密零件,包含各种微槽和窄缝,并且采用精标准一次加工成型,在加工过程中不需要转换加工标准。

(4)生产效率。电火花线切割技术在生产应用中,不断完善,具有智能化、网络化、无人化控制的特点,采用集中编程,专人管理,企业内部数据共享,方便CAD/CAM运行。车间控制微机可选择一控一或一控四的多控方式,采用无盘微机也不会感染电脑病毒。

3.应用

电火花线切割可以应用在于模具加工、刀具、量具加工、化工与化纤设备零件加工等多种场合。具体在机床上加工可采用专用附件组合,如精密坐标磨削与精密电火花磨削复合,高速电火花线切割作为粗加工工序,精密坐标磨削加工工作为精加工工序,可以达到速度快,精度高的目的。对于一些特殊要求的部位,如0.04～0.06mm窄缝,R=0.02～0.03mm的内圆加工,可采用细电极丝的电火花线切割加工,另外根据不同的制作需要,如切削功能、穿孔功能、雕铣功能,均能借助相应选配附件进行加工,从而扩大机床加工范围。为适应模具制造业的需要,我国快走丝线切割机床,自身的制造精度及加工精度也日趋完善,锥度切割范围已超过60°,最大实用生产率也达到100～150mm/min,最佳表面粗糙度也达到了Ra1.25。慢走丝线切割机床多为进口设备,目前最佳加工精度达到±0.002 mm,在特定条件下,甚至可加工出±0.001mm精度的模具。

随着现代工业的发展,模具新品种,新工艺,新材料的不断更新,对于不同的模具类型,不同的产品结构,不同的生产要求,只有结合实际生产情况,合理的制订工艺路线,借助现代先进的CAD、CAM技术,与模具制造的常规机加工、塑性加工、铸造甚至焊接相融洽,模具特种加工才能扬长避短,更高效率的发挥其特点,同时,在生产应用中,只有不断的更新完善其功能,提高制造精度与效率,与时俱进,才能在模具制造业中创造更多的成果。

(作者单位:聂俊红,湖南化工职业技术学院;

篇5：精密加工与特种加工简介教案

【课题编号】

43-19.1 【课题名称】

精密加工与特种加工简介 【教材版本】

郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教学目标与要求】

一、知识目标

了解精密加工与特种加工。

二、能力目标

若有机会略加训练，进行操作练习，能初步进行常用的研磨、抛光和电火花加工操作。

三、素质目标

了解精密加工和特种加工、略经训练，能初步操作研磨、抛光和电火花加工。

四、教学要求

初步了解精密加工和特种加工。【教学重点】

研磨、抛光、电火花加工。【难点分析】

电解加工。【分析学生】

1．具有学习的知识基础。2．具有学习的能力基础。

3．精密加工和特种加工是解决传统加工不便或难以加工而发展起来的，不乏新技术含量，对于学生开阔眼界，了解加工新技术发展很有好处，教学中应充分运用网络课程相关的视频资料。【教学设计思路】

教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。【教学资源】

1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，2005 2．郁兆昌主编．金属工艺学教学参考书（附助学光盘）．北京：高等教育出版社，2005 【教学安排】

2学时（90分钟）

43-1 教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。【教学过程】

一、复习旧课（15 分钟）1．简述

铣床加工特点及应用范围，数控机床的特点及应用。2．讲评作业批改情况； 3．提问： 题18-

16、18-19

二、导入新课

随着生产和科学技术的发展，对产品的性能要求越来越高，导致产品零件所使用的材料不断涌现出新的品种，零件形状和结构也越来越复杂，加工的难度越来越大，表面粗糙度值越来越小，常用的传统加工方法远远不能满足需要，这样便推动了加工技术的快速进步，研制出许多精密加工和特种加工方法。

三、新课教学（70分钟）1.精密加工（25分钟）

教师讲授研磨、珩磨、抛光、超精密加工。演示网络课程chapter19内容说明，研磨内孔、珩磨孔、磨床主轴局部圆柱面、超精密磨削等视频资料。

学生课堂练习:题19-1。教师巡回指导、设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。2.特种加工（45分钟）

教师讲授电火花加工、电解加工、电解磨削、超声波加工、激光加工。演示网络课程中电火花加工三角形孔、电火花线切割、电解加工气轮机叶片等照片资料。

学生课堂练习：题19-

5、19-

6、19-7。教师巡回指导、设问、提问；学生回答、讨论；教师讲评。

四、小结（5 分钟）

简述精密加工、特种加工的概念和种类。

五、作业布置 1．习题： 题19-

2、19-3。2．思考题：

题19-4。【板书设计】

参考相应的PPT文集。【教学后记】

篇6：特种加工答案

电火花加工

1．两金属在（1）在真空中火花放电；（2）在空气中；（3）在纯水（蒸馏水或去离子水）中；（4）在线切割乳化液中；（5）在煤油中火花放电时，在宏观和微观过程以及电蚀产物方面有何相同和相异之处？

答：（1）两金属在真空中火花放电时，当电压（电位差）超过一定时即产生“击穿”，电子由“－”极逸出飞向“+”极，由于真空中没有物质阻挡电子的运动，所以没有正离子形成，没有发热的放电“通道”的概念，示波器、显像管中电子流的运动与此类似。基本上没有“电蚀产物”成生。

（2）两金属在空气中放电的例子是电火花表面强化、涂覆。电焊、等离子切割、等离子焊等，也是在空气中放电，利用电子流在空气中撞击气体原子形成放电通道，在通道中和工件表面产生大量的热能用于强化、涂覆、切割和焊接。

（3）在纯水、蒸馏水或去离子水中，两金属间电火花放电与在煤油中类似，只是水分子、原子受电子、正离子撞击发热气化，最后分解为氧原子和氢原子（分子），而不像煤油中会分解出碳原子（碳黑微粒）和氢气等。

（4）、（5）在乳化液中和煤油中放电过程，详见教材中有关章节，不再另行论述。

2．有没有可能或在什么情况下可以用工频交流电源作为电火花加工的脉冲 直流电源？在什么情况下可用直流电源作为电火花加工用的脉冲直流电源？（提示：轧辊电火花对磨、齿轮电火花跑合时，不考虑电极相对磨损的情况下，可用工频交流电源；在电火花磨削、切割下料等工具、工件间有高速相对运动时，可用直流电源代替脉冲电源，但为什么？）答：如提示所述，在不需要“极性效应”、不需考虑电极损耗率等的情况下，可以直接用 220V 的 50Hz 交流电作为脉冲电源进行轧辊电火花对磨和齿轮电火花跑合等。不过回路中应串接限流电阻，限制放电电流不要过大。如需精规准对磨或跑合，则可在交流工频电源上并联 RC 电路（R500~1000, C0.1~0.01µF），再接到两个工件上。在用高速转动的金属轮或圆片作电火花磨削、电火花切断、下料时，如果可以不计电极损耗率，则就可以用全波整流或整流后并联电解电容滤波的直流电源进行电火花磨削。由于工具电极高速转动，所以一般不会产生稳定电弧烧伤工件。最好是经调压变压器降压到5~100V 再整流供磨削之用，一则可以调节电压或电流，二则和 220V 交流电源隔离，以保障人身避免触电的危险。

3．电火花加工时的自动进给系统和车、钻、磨削时的自动进给系统，在原理上、本质上有何不同？为什么会引起这种不同？

答：电火花加工时工具电极和工件间并不接触，火花放电时需通过自动调节系统保持一定的放电间隙，而车、钻、磨削时是接触加工，靠切削力把多余的金属除去，因此进给系统是刚性的、等速的，一般不需要自动调节。

4．电火花共轭同步回转加工和电火花磨削在原理上有何不同？工具电极和工件上的瞬间放电点之间有无相对移动？加工内螺纹时为什么不会“乱扣”？用铜螺杆做工具电极，在内孔中用平动法加工内螺纹，在原理上和共轭同步回转法有何异同？ 答：不同之处在于电火花共轭同步回转加工时：

（1）工具电极和工件的转动方向相同；

（2）转速严格相等（或成倍角、比例关系）；

（3）工具和工件上瞬时放电点之间有很慢的相对移动。而电火花磨削时工具和工件可以同向或反向转动；工具和工件的转速并不相同，磨削点之间有很大的相对移动。加工内螺纹时，其所以不会“乱扣”，是因为加工中工具电极和工件的转向和转速相等，工具和工件圆周表面上有着“各点对应”的关系，所以能把工具表面的螺纹形状复制到工件表面上去而不会“乱扣”。在内孔中用平动法加工内螺纹，本质上和共轭同步回转法相同，不同之处在于平动法加工时工件不转动而代之以工具电极在平动头中作“公转”行星式运动，其内外圆上“各点对应”的规则仍然存在。

5．电火花加工时，什么叫做间隙蚀除特性曲线？粗、中、精加工时，间隙蚀除特性曲线有何不同？脉冲电源的空载电压不一样时（例如 80V、100V、300V三种不同的空载电压），间隙曲线有何不同？试定性、半定量地作图分析之。

答：间隙蚀除特性曲线是电火花放电间隙蚀除速度和放电间隙大小（间隙平均电压的大小）之间的关系，此关系可以定量地用作图法画成间隙蚀除特性曲线。粗、中、精加工时，由于脉宽、峰值电流等电规准不同，同样大小间隙的蚀除速度也就不一样，总的来说，粗加工时蚀除速度较大，上凸的间隙蚀除特性曲线就高于中、精加工的曲线。

当脉冲电源的空载电压不一样时，例如电压较高为 300V 时，其击穿间隙、平均放电间隙都大于 100V 或 80V 的放电间隙，因此横坐标上的 A 点（电火花击穿间隙）将大于 100V 或 80V 时的间隙。间隙特征曲线原点不动，整个曲线稍向右移。同理 80V 空载电压的间隙特征曲线的 A 点将偏向左边。

6．在电火花加工机床上用10mm的纯铜杆加工10mm的铁杆，加工时两杆的中心线偏距 5mm，选用

1t = 200µs，i=5.4A，各用正极性和负极性加工 10min，试画出加工后两杆的形状、尺寸，电极侧面间隙大小和表面粗糙度值（提示：利用电火花加工工艺参数曲线图表来测算）。

答：加工示意图见图 2-1a。设先用正极性加工，加工后的图形见图 b，负极损耗较大；负极性加工后的图形见图 c，正极工具损耗较小。具体数据请自行在图中标明，并与书中工 艺曲线图表进行对照比较。

7．电火花加工一个纪念章浅型腔花纹模具，设花纹模电极的面积为10mm×20mm=200mm，花纹的深度为 0.8mm，要求加工出模具的深度为 1mm，表面粗糙度为R a=0.63µm，分粗、中、精三次加工，试选择每次的加工极性、电规准脉宽

1t、峰值电流

ei、加工余量及加工时间，并列成一表（提示：用电火花加工工艺参数曲线图表来计算）。

篇7：特种加工论文

院（系）名称：

班 级：姓 名： 学 号：

机电工程学院

的影响分析 加工间隙内电解产物对微细电解加工的影响分析

摘要：微细电解加工时，由于间隙微小，生成的电解产物因难以从加工区域中移除而降低了加工速度甚至中断加工。为保证加工的持续进行，利用工具电极作间歇快速回退是移除间隙内的电解产物、更新电解液的有效途径之一。论文研究分析了间歇回退加工情况下电解产物移除速率对加工速度的影响，结果表明：加工速度并不随加工间隙的减小而单调增大，实际加工速度存在极限值(极大值)。为兼顾加工效率和加工精度，应以与之对应的间隙值作为实际加工间隙。

Abstract: the subtle electrochemical machining, as the tiny gaps, generated by electrolysis product from processing area to remove and reduce the processing speed and even interrupt processing.To ensure that the ongoing process, using the tool electrode for intermittent fast back is removed in the clearance product, electrolysis update electrolyte one of the effective ways.Paper analyzes the intermittent back under processing product electrolysis rate on the processing speed remove influence, and the results show that: the processing speed is not with the decrease of the machining gap increases and drab, actual processing speed limit(maximum value)there.For both the processing efficiency and machining precision, should be with as the matching gap value as an actual machining gap.关键词：微细电解加工；电解产物；加工速度；间歇回退

电解是基于金属阳极在电解液中发生电化学溶解的原理，对工件进行减材加工。在电解加工时，工件材料是以离子的形式被蚀除，理论上工件可达到微米甚至纳米精度，因此在精密、微细制造领域有着潜在的应用前景。但电解加工时阴、阳极间的电位差在加工间隙中形成的电场使工件上不希望被加工的部位和已加工部位都会被继续蚀除，造成杂散腐蚀，这在很大程度上影响了电解加工的精度。因此，约束电场、改善流场是增强电解加工的集中蚀除能力、改善加工精度的基本途径。为实现较高精度的微细电解加工，某个研究室提出了一种采用工具电极侧面绝缘、微小加工间隙伺服控制、高频窄脉冲电源、非线性低浓度电解液等方法集成的工艺路线，探索微细电解加工达到工业应用要求的可行性。在微细电解加工过程中，加工问隙微小是其最基本的特征，端面和侧面的间隙一般在几十微米以下叫，这样小的间隙空间使得加工中生成的大量(相对于被蚀除掉的金属体积)电解产物蓄积在加工区内，导致加工区局部电解液成分、浓度发生很大程度的改变，从而降低加工反应速度甚至中断加工。由于加工尺寸和间隙微小，常规电解加工时采用的强制冲液更新间隙中电解液的方法在微细电解加工无法应用。为使微细电解加工能持续进行，通过加工间隙伺服控制，利用工具电极间歇回退产生的抽吸作用排出电解产物、更新加工区内部电解液将是一有效可行的技术途径。l.电解加工的电化学过程分析

电解加工时，在工件金属(阳极)和工具电极(阴极)表面分别进行着氧化和还原反应。反应是由发生在电极(这里的电极指的是在电化学反应中作为电子导电相的金属，而非工具电极)／溶液这两种导体界面上的一系列性质不同的过程组成，在电化学理论中统称为“电极过程”。根据电极动力学理论，一般情况下，电极过程大致由下列各单元步骤串联而成：(1)液相传质步骤——反应物粒子向电极表面附近液层迁移。

(2)表面前置转化步骤——反应粒子在电极表面或表面附近液层进行反应前的转化，如反应粒子的吸附、金属络离子的解离或其他化学变化。

(3)电化学反应步骤(亦称电子转移步骤)反应粒子在电极／溶液界面上得电子或失电子，生成 还原反应和氧化反应产物。

(4)表面随后转化步骤——反应粒子在电极表面或表面附近液层进行反应后的转化，如反应产物从电极表面脱附、复合、分解、歧化或其他化学变化。(5a)新相生成步骤--反应产物生成新相(气体或固相沉积层)。

(5b)反应后液相传质步骤——可溶性反应产物从电极表面向溶液内部迁移。

(5b)反应产物移除步骤——可溶性反应产物向溶液内部迁移和产生的新相被从加工间隙中移除。如这些电解产物不能及时有效地被移除掉而蓄积在加工间隙中，其中的金属沉淀产物还会逐渐在阳极表面沉积，形成一层薄膜，阻碍反应的发生；阴极上生成的氢气逐渐积聚，这样不只是减慢了反应速度，甚至可能在阴、阳极问搭成连续的气泡桥或形成空穴，而使加工中断。因此，在微小间隙加工时反应产物移除步骤将取代换液良好时的电化学反应步骤而成为加工控制步骤，反应产物的移除(或电解液的更新)速度制约着阳极金属的实际蚀除速度，成为在微细电解加工中影响实际加工速度的决定性因素。2电解产物移除策略

为了有效地移除电解产物，保证加工的持续进行，常规电解加工主要利用高压、高速的电解液流动来带走反应产物(包括反应热)。但在微细电解加工时，由于电极本身尺寸微小，高冲液压力可能导致电极发生振动甚至变形；且由于加工间隙微小，电解液沿程压力损失大，外部冲液对加工区域内部较深处电解液的扰动和更新能力很弱，这在深小孑L加工时尤其明显。此时仅对加工区进行外部冲液只能移除掉加工区域外部和浅表处的反应产物，加工间隙 内的反应产物仍会蓄积。在微细电解加工时，排出电解产物、更新加工间隙内部电解液的能途径，一是工具电极高速旋转’，或是工具电极间歇回退引。电极高速旋转时，由于电解液具有一定粘性，旋转电极的边界将拽引着周围的流体随它一起作圆周运动，加强了间隙内电解液的对流，改善了流场。电极旋转排屑方式适用于单电极圆孑L加工和扫描加工。但由于在电极端部中心处离心力接近零，电解产物无法顺利排出，故仍需依赖间歇回退来强化电解液更新“。

电极间歇回退是在加工过程中让电极按一定时间间隔快速回退，使加工区域内部的压力骤然降低，形成强烈的抽吸作用，一方面可充分将加工区内的反应产物(包括气泡)带出工件表面外，另一方面可迫使周围新鲜电解液被吸入到加工区内，并可通过热对流抑制加工区内的温升。间歇回退方式对单电极和阵列电极加工都适用，在微细电解加工研究中得到了较多的应用。

间歇回退加工过程如图1所示，首先在回退前切断加工电源，防止电极在运动过程中对孔侧壁二次加工；然后电极逆进给方向快速回退到距离加工表面外一定距离处，使外部电解液将其端部附着的反应物尽量冲走；再根据进给速度计算当前加工位置，电极快速前进到该位置，形成加工间隙，接通电源，继续加工。在图1中，T为每次回退(含快退、快进过程)所需时间，由伺服控制装置的响应速度决定；T，为两次回退之问的进给加工时间。加工最初时，间隙内是新鲜电解液，电化学反应步骤是加工过程控制步骤；加工一段时间后，随着电解产物蓄积，间隙内电解液实际电导率降低，电化学反应速度随之减小，这时反应产物移除步骤成为控制步骤，当反应产物在间隙内积累到一定数量(并不一定需占据全部间隙空间)，加工中断，此时需回退换液，如此往复。因此间歇回退加工过程实际由电化学反应步骤和反应产物移除步骤交替控制，加工速度的计算和优化必须综合考虑由法拉第电解定律得出的阳极金属蚀除速度和反应产物的移除速度的影响。

3间歇回退方式加工速度分析 当加工间隙△很大，在曲线极值点的右侧时，随着△减小，加工速度会逐渐增大，这是由于 阳极金属蚀除速度。较小，电解产物生成速度较慢，对间隙内加工条件的影响较小，此时电化学反应步骤是加工过程的控制步骤，加工速度主要受影响。当加工间隙减小到极值点附近时，此时加工程实际由电化学反应步骤和反应产物移除步骤混合控制，两个步骤的潜在反应速度基本相同。当加工间隙△继续减小，趋近于零时，加工速度随..△近似呈现线性减小，这是由于在加工间隙很小时，间隙空间内容污(反应产物)能力弱，阳极金属蚀除速度迅速降低，有效加工时间很短，此时反应产物移除步骤成为加工过程的控制步骤，加工速度主要受电解产物移除速度的影响。在微细加工感兴趣的微小加工间隙(△<30 m)内，如图5所示，当A值很小(=0．0005)时，B值对加工速度的影响很小。这是因为在微小加工间时，产物生成速度快，有效加工时间丁，相对于回退时间丁n而言较小，对加工速度的影响也较小。这意味着，为了达到较好的加工精度，采用小间隙加工时，产物排出困难，A值很小，即便是提高电解液浓度和加工电压(B值会随之增大)，对加工速度的改善也非常有限；且较高的电解液浓度和加工电压会导致集中蚀除能力变弱，加工区域的侧面间隙扩大。因此在微小加工间隙时应采用低浓度电解液和低电压加工，加工速度不会明显下降，同时能更好地保证加工精度.4结论

在微细电解加工过程中，随着加工间隙减小，加工区域内电解产物的移除和电解液更新困难，电解产物的移除步骤制约着阳极金属的实际蚀除速度，逐渐成为加工过程的控制步骤，最终决定了实际加工速度。在微小加工间隙时不能简单地根据阳极金属理想蚀除速度公式来确定加工间隙和加工速度等参数，否则会得出与实际情况矛盾的结果。加工速度的计算和优化必须综合考虑由法拉第电解定律得出的阳极金属蚀除速度和反应产物的移除速度的影响。为了有效移除电解产物，保证加工的持续进行，可采用工具电极间歇回退加工方式来强化加工间隙内部电解液的更新。间歇回退加工时，实际加工速度并不随加工间隙..△的减小而单调增大，实际加工速度存在极限值(极大值)，将对应的间隙值作为实际加工间隙，可兼顾加工效率和加工精度。当加工间隙△减小并趋近于零时，由于电解产物的影响，阳极金属蚀除速度并不会趋于无穷大，实际加工速度将随△减小反而降低。参考文献：

[1]李勇，龚姗姗，陈旭鹏，等．阵列微细型孔的电化学加工工艺：中国，ZL200510073178．x[P]．2005—11—23．..[5]李获．电化学原理[M]．北京：北京航空航天大学出版社，1999． [6]贾梦秋，杨文胜．应用电化学[M]．北京：高等教育出版社，2004．

[7]王建业，徐家文．电解加工原理和应用[M]．北京：国防工业出版社，2001.[8]李小海，王振龙，赵万生．其于多功能平台的微细电解加工加工工艺[J]．上海交通大学学报，2006，40(6)：909—913.[9]王明环，朱获，徐惠字．微螺旋电极在改善微细电解加工性能中的应用[J]．机械科学与技术，2006，25(3)：348—351．..[l1]徐惠宇．微细电解加工系统及其相关工艺的研究[D]．南京：南京航空航天大学，2004．

篇8：特种加工应用设想

1 数控特种加工技术的特点

随着数字化技术以及数控机床技术的快速发展, 不同型号以及不同类型的数控机床被大量地引入到模具制造行业中, 解决了传统手工模具加工方法中对于空间曲面以及难加工材料的加工要求, 同时也扩大了加工材料的使用范围。近年来, 通过对数控特种加工技术的广泛应用, 可以发现它存在以下的特点:

(1) 数控特种加工技术可以完美的加工各种硬度大、质地软、高熔点的加工材料, 不被任何外力所控制。同时, 在加工的过程中不需要人工的干预, 并且可以运用相关软件对加工中的精确度进行校正和补偿。 (2) 在加工中遇到需要高准确度加工的零件时, 数控机床可以利用其较好的柔韧性有效地解决多样性的问题。因此, 数控特种加工技术对于加工材料的强度没有任何限制, 他甚至能够加工各种材料的零件。 (3) 对于零件中十分微小的孔或者一点点的狭缝, 数控特种加工技术也可以获得非常精准的数值, 对其进行精确度非常高的加工, 数控特种加工技术精准的加工特点, 可以有效提高生产效率, 而且对于一些加工时零件很复杂的零件, 生产效率提高的更加多, 能够达到十几倍, 甚至更加的高。 (4) 一些的数控机床可以一机多用, 因为他们有很多工序的替换装置, 能够进行随时的替换, 这样不仅能够节省机器的成本, 提高效率, 增加利润, 还能够节省场地的面积减少租金。热应力, 剩余下来的热应力能够冷却使得硬化等均, 每个零件的尺寸相差的几乎可以保持稳定。

2 采用数控特种加工技术进行模具制造的优势

(1) 传统的加工方法由于步骤繁琐, 费时费力, 需要经过磨削、打磨和抛光等等一系列手工程序, 因此需要花费大量时间人力物力, 而数控特种加工技术采用数字化技术, 实现对模具的自动化加工, 不但可以提高生产效率, 同时还可以节省人力物力。数控自动化加工既是机械加工技术, 同时也是数字化控制技术, 因此, 与传统的加工方法相比操作人员的劳动强度相对会减轻, 这样则更有利于提高产品质量和效率, 从而有效提升企业生产效益, 促进企业高速发展。 (2) 数控特种加工技术能够解决处理传统的加工方法无法处理的问题, 比如薄型的材料的加工, 面对厚度只有几毫米的零件传统的加工方法就束手无策了。但是数控特种加工技术就能够轻而易举地解决这个问题, 对多种不同材料也能生产加工。 (3) 传统加工方法不能解决结构模具的问题, 但是数控特种加工技术就能将这个难题加以解决, 采用这种技术能够有效的将复杂多样的模具进行加工。传统的方法比较复杂, 而且程序也十分的多。传统的方法是先把模具进行分开加工, 模具的每个部分加工好以后再进行组合。但是这一技术把加工的程序简化了, 并且实现了圆周结构或者是深腔类复杂模具的加工技术的完成。

3 数控特种加工技术在模具制造中的有效应用

数控特种加工技术是由多学科相交融而形成的, 包括计算机技术、测量技术、现代机械制造技术、自动化控制技术以及微电子技术等等, 通过对这几门学科的融会贯通将原来的人工操作转变为电子控制, 从而真正实现机械化, 进而提供整个制造业的加工制造水平以及效率。想要实现数控特种加工技术在模具制造中的有效应用, 需要做到以下几点:

3.1 通过优化程序提高生产效率

首先, 在数控加工过程中, 由于工艺程序的调整不可能绝对地准确, 从而会产生调整误差。那么引起机床误差的原因主要是机床制造误差、安装误差与磨损, 其主要原因是:定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差;夹具装配后, 以上各种元件工作面间的相对尺寸误差;夹具在使用过程中工作表面的磨损所带来的误差。其次, 由于受力变形以及程序系统过热都有可能会产生变形导致误差的出现, 从而影响到模具的尺寸精度和生产效率。

在数控特种加工技术中, 数控编程技术是其中最重要的一项技术, 他的水平与编程技巧有着非常密切的关系。因此, 要求编程人员在对数控编程技术进行编程时, 要对加工时间、程序以及质量进行牢牢把关, 以减少加工过程中可能出现的各种误差问题, 同时在编程技术指令的设置中, 尽量减少非切削时间, 以提高模具制造的生产效率。比如可以将启动停转运快速移动、定位重合等等指令完成的时间适当的压缩, 以节省时间, 提高工作效率。

3.2 对加工技术进行合理改进

首先, 在市场竞争条件下, 数控特种加工技术的发展应该要顺应模具发展的要求, 因此, 数控特种加工技术需要不断的关注技术发展, 改进加工技术, 以此来提高模具加工的质量。

其次, 对数控车精度的影响因素主要有以下几点:第一, 数控机床的安装水平直接或者间接影响着加工工件的大小头;第二, 电动刀塔和中托板之间连接固定螺丝的松紧直接影响着加工精度的质量;第三, 主轴锁紧螺母的松紧直接或者间接影响着工件的椭圆度;第四, 电动刀塔重复定位的精密度可以说直接影响着加工工件尺寸精密度的质量, 应该对其进行定期的拆卸以及相关的清洁保养措施;第五, XZ轴丝杠和中托板之间相连接位置的螺母的松紧直接影响着加工精密度的大小;第六, XZ轴丝杠的锁紧螺母要是因为其松动而造成丝杠窜动, 这也会影响零件加工的密度。而总的来说为了进一步确保数控轴零件加工工程中的加工精度还得要对刀具材料进行有效的筛选, 保证切削用量和刀具几何参数的合格, 充分利用冷却润滑, 准备好刀磨以减少磨损, 对材料的性能加以改善和优化, 促进刀具刚度的提高, 再就是要合理装夹工件, 以免工件夹紧而出现变形。此外, 数控轴零件长度、直径以及加工精度的控制和把握还应该注意两大点:一方面控制和把握好数控轴零件的长度尺寸, 不管是粗车刀还是精车刀都得要齐端面, 尤其是精车刀, 要是进行大批量生产的话还应该找好适当的定位点;另一方面就是控制和把握好数控轴零件的直径尺寸, 同样粗车刀、精车刀都得齐端面, 为了力求零件尺寸的精准还得使用“二次精车”, 在精加工的时候要格外注意粗车刀和精车刀的分别, 测量的时候要坚持精准无误的原则, 此外在检验的时候时时刻刻要确保“首检”、“互检”以及“终检”“三检”准则的到位。

3.3 选择合适的数控机床

数控机床最核心的装置是由于印刷电路板、纸带阅读机、CRT显示器等等硬件设备和各种软件所组成, 硬件设备通过软件程序得控制可以实现数据变化、插补运算等等功能, 因此与传统机床相比, 具有非常高的精确度和稳定度。数控机床的类型很多, 在模具加工的过程中, 应该根据产品的不同性质选用合适的数控机床。只有合理的选择数控机床, 才能够在符合生产要求的情况下有效降低生产成本。比如, 像车孔、车平面、酒瓶、酒杯等等旋转类的模具通常采用数控车削加工, 而对于像压铸模和注塑模等等外形和轮廓比较复杂的模具, 可以选择电火花成型加工, 并且选用数控铣加工;同时在对模具内部进行钻孔或者内腔进行美化时, 可以采用数控电火花成型加工, 对于精度要求较高的曲面模具, 则可以选用数控磨削加工。

4 结语

因为各种不同的加工机理所以有不同的特种加工方法, 那么不同的特种加工方法, 它们的优势和应用范围也不一样。在如今这个制造快速化的时代, 数控机床给现代的机械制造业带来了不小的变化, 同时也让机械化走进了工业, 并逐渐影响着其他各行业的发展模式。伴随着数控技术的不断发展和应用领域的普及与扩大, 数控加工技术对我国的一些重要行业, 譬如信息技术、汽车、医疗以及轻工等等国计民生行业的发展发挥着越来越大的作用, 因为质量和效率至始至终都是先进制造技术的主体。高精、高速的加工技术不仅能够促进生产效率和产品档次与质量的极大提高, 而且还可以将生产周期大大缩短, 最终保持其优越的市场竞争力。随着人们现在追求的不断提高, 现在的数控机床也在不断的改善中, 伴随着现代化加工技术的不断发展和创新, 数控特种加工技术在模具制造中的应用将会迈向“高精度、网络化、自动化、高速”的发展道路上取得一个个更加可观的成就。

摘要：随着计算机技术的快速发展, 数字化信息应用技术被广泛地应用到生产中。数控特种加工技术就是近年来计算机数字信息化下的技术革新。他可以突破传统加工技术的局限, 非常有效的解决生产加工中的高技术难题。本文主要通过对数控特种加工技术特点以及数控特种加工技术在模具制造中的优势进行分析, 来研究数控特种加工技术在模具制造中的有效应用。

关键词：数控特种加工,加工技术,模具制造

参考文献

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