特种加工研究现状及发展趋势浅谈

第 20卷 第 6期机械研究与应用
Vol 20 No 6 2007212 3
Abstract: author specifies the characteristics of special technololgy introduces the status 2trend frequency, pulse, 1 前 言 2 特种加工研究现状
窄复 热声光电 不简 电电电 等
2非光磨磨 液
电 导电及
增降结高 经
轻 0. 耐高复
工金红硬高高 高
型群
电电
弹
切制喷表 刻
2007年 12月 M ECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICATION
特种加工研究现状及发展趋势浅谈
王红妍 ,韩宽文 ,李秋萍
(山东省济宁职业技术学院机电系 ,山东 济宁 272037)
摘 要 :论述了特种加工技术的特点 ,从高频、脉冲、合电解加工等方面分析了其应用的参数及特点。

关键词 :特种加工 ;加工材料 ;复合电解加工 ;精密化研究
中图分类号 : TG48 文献标识码 : A 文章编号 : 1007 - 4414 ( 2007) 06 - 0009 - 01
Pr imary ana lysis on presen t sta tus and developm en t of spec ia l processing research
W ang Hong - yan, Han Kuan - wen, L i Q iu - p ing
( Eng ineering and electricity depa rtm en t of J in ing professiona l techn ique college, J inn ing S handong 272037, Ch ina)
ning. he analyzes app lication of the parameter and its characteristics.
Key words: special p rocessing; p rocessing material; combined electrochem ical machining; p recision research
[ 2 ]
特种加工技术是借助于电能、能、能、能、化学能特种加工如电解加工具有加工速度快 ,表面质量好 ,阴极
及特殊机械能等多种能量或它们的组合来实现材料切除的加工具无损耗等特点 , 20世纪 60～70年代发展很快 ,之后随着 工方法 [ 1 ]。

特种加工具有不用机械能、非接触加工、精细加产品的更新换代加快 ,生产批量减少 ,应用减少 ,其发展也随 工、存在加工中的机械应变、化加工工艺等优点。

其主要之缓慢。

但是由于电解加工的独特优越性和科研人员的努 类型有电加工 (电解加工、解磨削、火花加工、火花线切力 ,电解加工在某些加工领域重新得到了发展。

目前最好的 割加工、离子弧加工、电子束加工、激光加工、离子束加工、加工精度达 0. 03～0. 05mm ,加工间隙为 0. 03～0. 05mm ,表面 超声加工 )、电加工 (化学加工、化学加工、料流加工、粗糙度为 R a 0. 4～0.μm ,当前电解加工研究及应用主要有以 料喷射加工、体喷射加工 )、复合加工 (电化学电弧加工、电下几方面 : 解电火花机械磨削、解放电加工、超声电火花加工、复合电 ( 1 )高频、窄脉冲 该加工采用微秒级脉宽 ,频率达 解加工 )。

10kHz,电流可达 1000A ,其加工精度、表面质量、加工效率和
特种加工技术在国际上被称为 21世纪的技术 ,尤其对新加工稳定性等 ,比低频脉冲电流电解加工明显提高 ,目前已有 型武器装备的研制和生产起到举足轻重的作用。

随着新型武少数单位进行了应用研究。

由于大功率 IGBT 元件在高频电 器装备的发展 ,国内外对特种加工技术的要求日益增加 ,不论解脉冲电源中的应用获得了成功 ,因此 ,进一步促进了电解加 飞机、弹 ,还是其它作战平台都要求降低结构重量、提高飞工、解磨削、电解抛光等应用的发展。

行速度、大航程、低燃油消耗 ,达到战机性能高、构寿命 (2)高速、压小间隙电解加工 该加工采用 0. 05～0. 长、济可承受性好等要求。

为此 ,上述武器系统和作战平台 1mm 小加工间隙 ,电解液压力 2. 5～ 3 M Pa,电解液流速在 都要采用整体结构、量化结构、先进冷却结构等新型结构 , 30m / s 以上 ,每平方米的电流密度达数百安培。

如北京首都 以及钛合金、复合材料、粉末材料、金属间化合物等新材料。

航天机械公司工艺研究所 ,采用此工艺进行整体叶轮等截面 而这些材料的加工是武器装备制造中用常规加工方法是无法叶片型面套料式电解加工 ,达到了先进的工艺指标 ,叶型加工
实现的 ,因此 ,需要采用特种加工技术。

特种加工技术的主要精度达± 05mm ,加工速度为 5～9 mm /m in,表面粗糙度 R a
应用领域有以下几方面 :≦ 1. 25μm 。

用此方法加工难切削材料和铝合金叶轮等零件
( 1 )难加工材料 ,如钛合金、热不锈钢、强钢、合材比数控铣削加工更有竞争力 ,今后定会得到更广泛的应用和 料、程陶瓷、刚石、宝石、化玻璃等高硬度、韧性、发展。

强度、熔点材料。

(3)复合电解加工 采用电解能量和其它加工能量相复 ( 2 )难加工材料 ,如复杂零件三维型腔、孔、孔和窄合 ,共同对被加工件进行材料去除的方法称为复合电解加工 , 逢等的加工。

如电解超声机械复合磨削与抛光、解磁力复合研磨、解电
( 3 )低刚度零件 ,如薄壁零件、性元件等零件的加工。

火花复合加工等。

复合加工充分利用了多种能量的复合作 ( 4 )以高能量密度束流实现焊接、割、孔、涂、面用。

据实验 ,加工速度比单一的电解能量显著提高 ,因而复合 改性、蚀和精细。

(下转第 12页 )
作者简介 :王红妍 ( 1966 - ) ,女 ,山东莱州人 ,工程师 ,主要从事机电一体化技术的开发与教学工作。

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研究与应用第 20卷 2007212
提高生产率一直都是企业追求的目标 ,但以往的方法只 型不仅提高了生产效率 ,且改善了工作环境 ,缓解工作疲劳 , 参考文献 :
作业现场首先从 6S 开始 ,即 :整理、整顿、清扫、清洁、素 质和安全 [ 4 ]。

在此基础上 ,加强目视管理和定置管理 [ 4 ]等。

2. 4 效果评价
针对上述问题的解决方案 ,运用 Flexsim 物流仿真软件对 ( 3 )趋向精密化研究 高技术的发展促使高技术的产品
3 发展趋势
已实现 CNC 控制和多参数自适应控制。

电火花加工气膜孔 参考文献 :
用高档电火花成型及线切割已能提供微米级加工精度 ,可加 工 3μm 的微细孔和 5μm 孔 ,精密脉冲电解技术已达 10μm 。

电解与电火花复合加工 ,电解磨削、电火花磨削已用于生产。

根据上述现状 ,为进一步提高特种加工技术水平并扩大应用 . 工 操动 工
受与 电
数碳
3 1 复 效经 盘
纳
M ECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICATION 2007年 12月
2 3 提出解决方案置和操作台等的改进应用 IGR IP 软件中所包含的人因学仿真
针对不同的关键因素 ,解决方案不同。

生产线平衡率低、模块 Ergo 进行整个操作环境和操作过程的优化和验证。

机器布置不合理、人操作方法不科学等问题 ,应用方法研究 本研究只做到模拟仿真及效果评价这一步 ,由于时间及 中的程序分析、作分析、作分析和作业测定中的秒表时间条件的限制 ,没有对实施后的效果进行评价。

但从理论上分 研究、作抽样、预定时间标准和标准资料法等理论 [ 3 ]来解析 ,上述因素的改进对提高生产率会有显著的效果。

决。

如 ,按方法研究和作业测定制定一套科学的操作方法和 3 结 论 工时定额。

在管理方面 ,尽可能实行人性化管理。

充分考虑工人的是以提高生产率为目的 ,忽视人工作的舒适性和健康。

本模 情绪波动带来的隐患。

如工人在生病、到处分、别人闹矛 盾等情况时 ,管理人员要及时做出处理。

另外 ,要加强监督机同时还会增加员工对企业的满意度 ,增强企业凝聚力。

构 ,把各项规程落到实处 ,对员工加大培训和教育力度。

在作业环境方面 ,环境照度值的大小从自然采光和人工
照明 2方面入手解决 ;环境照明均匀度主要从改变灯的摆放 [ 1 ] 郭 伏 ,钱省三.人因工程学 [M ].北京 :机械工业出版社 , 2006. 位置来解决 ,避免眩光。

环境噪声从声源、噪声的传播途径、 [ 2 ] 丁玉兰 .人机工程学修订版 [M ].北京 :北京理工大学出版社 , 个人防护以及音乐调节 4个方面入手解决。

2002. [ 3 ] 白东哲 .生产系统现场工作研究 [M ].北京 :机械工业出版社 ,
2004.
[ 4 ] 易树平 ,郭 伏.基础工业工程 [M ].北京 :机械工业出版社 ,
2006.
改进后的生产线平衡率进行仿真评价 ;对已改进的工作地布
(上接第 9页 )的控制系统、源系统进行优化 ,建立综合参数自适应控制装
加工得到了应用和发展。

如大连理工大学在这方面进行了成置、据库等 ,进而建立特种加工的 CAD /CAM 与 FM S 系统。

功的研究和推广应用 ,其电解机械复合抛光不锈钢、钢零件这是当前特种加工技术的主要发展方向。

的平面和内外圆旋转面 ,从原始的 R a 为几个μm 抛光到准镜 (2)开发新工艺方法及复合工艺 为适应产品的高技术 面 R a 为 0. 2～0.μm ,或镜面 R a 为 0.μm 的表面粗糙度。

性能要求与新型材料的加工要求 ,需要不断开发新工艺方法 , 西安工业学院进行的磁场复合电解加工 ,利用叠加的平行电如工程陶瓷、合材料以及聚晶金刚石等 ,由于具有特殊的加 场方向的永磁场来改变电解加工间隙的电场和流场的分布 ,工性 ,有时还要求采用新的复合工艺方法。

从实际出发 ,大力 提高了电解加工复制精度。

西北工业大学进行的电解电火花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 复合加工和电解放电超声复合加工研究 ,在加工速度和加工其是质量高、率高、济型的复合加工 ,并与适宜的制造模 表面粗糙度方面都取得了明显提高。

式相匹配 ,可以充分发挥其特点。

[ 3 ]
国外电解加工应用较广 ,除叶片和整体叶轮外已扩大到向超精密化与小型化方向发展 ,对产品零件的精度与表面粗
机匣、环零件和深小孔加工 ,用电解加工可加工出高精度金糙度提出更严格的要求。

为适应这一发展趋势 ,特种加工的 属反射镜面。

目前电解加工机床最大容量达到 5万安培 ,并精密化研究已引起人们的高度重视 ,因此 ,大力开发用于超精 加工的特种加工技术已成为发展趋势。

采用多通道、秒级超高频脉冲电源和多电极同时加工的专 用设备 ,加工效率为 2～3 s/孔 ,表面粗糙度 R a 为 0. 4μm 。

通 [ 1 ] 赵万生.先进电火花加工技术 [M ].北京 :国防工业出版社 ,
2003.
[ 2 ] 航空制造工程手册总编委会.航空制造工程手册 [M ].北京 :航
空工业出版社 , 1993.
[ 3 ] 赵万生 ,王振龙 ,郭东明 ,等.国外特种加工技术的最新进展
范围 ,今后特种加工技术的发展趋势为以下 3个方面 :
[ J ].电加工 , 1999 ( 5) : 9 - 12.
(1)自动化技术 充分利用计算机技术对特种加工设备
・12・。