特种加工研究现状及发展趋势浅谈

特种加工研究现状及发展趋势浅谈

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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、窄脉冲、复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 st a tus and develop m en t of spec i a l processi n g research

W ang Hong -yan,Han Kuan -wen,L i Q iu -p ing

(Engineering and electricity depart m ent of J ining professional technique college,J inning Shandong 272037,China )

Abstract:The author s pecifies the characteristics of s pecial p r ocessing technol olgy and intr oduces the p resent status and de 2vel opment trend home and abr oad .Pr ocessing fr om the high frequency,narr ow pulse,the combined electr oche m ical machi 2ning .he analyzes app licati on of the parameter and its characteristics .

Key words:s pecial p r ocessing;p r ocessing material;combined electr oche m ical machining;p recisi on research

1　前　言

特种加工技术是借助于电能、热能、声能、光能、电化学能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方法[1]。特种加工具有不用机械能、非接触加工、精细加工、不存在加工中的机械应变、简化加工工艺等优点。其主要类型有电加工(电解加工、电解磨削、电火花加工、电火花线切割加工、等离子弧加工、电子束加工、激光加工、离子束加工、超声加工)、非电加工(化学加工、光化学加工、磨料流加工、磨料喷射加工、液体喷射加工)、复合加工(电化学电弧加工、电解电火花机械磨削、电解放电加工、超声电火花加工、复合电解加工)。

特种加工技术在国际上被称为21世纪的技术,尤其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要求日益增加,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,达到战机性能高、结构寿命长、经济可承受性好等要求。为此,上述武器系统和作战平台都要采用整体结构、轻量化结构、先进冷却结构等新型结构,以及钛合金、复合材料、粉末材料、金属间化合物等新材料。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实现的,因此,需要采用特种加工技术。特种加工技术的主要应用领域有以下几方面:

(1)难加工材料,如钛合金、耐热不锈钢、高强钢、复合材

料、工程陶瓷、金刚石、红宝石、硬化玻璃等高硬度、高韧性、高强度、高熔点材料。

(2)难加工材料,如复杂零件三维型腔、型孔、群孔和窄

逢等的加工。

(3)低刚度零件,如薄壁零件、弹性元件等零件的加工。(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。

2　特种加工研究现状

[2]

特种加工如电解加工具有加工速度快,表面质量好,阴极工具无损耗等特点,20世纪60～70年代发展很快,之后随着产品的更新换代加快,生产批量减少,应用减少,其发展也随之缓慢。但是由于电解加工的独特优越性和科研人员的努力,电解加工在某些加工领域重新得到了发展。目前最好的加工精度达0.03～0.05mm,加工间隙为0.03～0.05mm,表面粗糙度为Ra 0.4～0.2μm,当前电解加工研究及应用主要有以下几方面:

(1)高频、窄脉冲　该加工采用微秒级脉宽,频率达10kHz,电流可达1000A,其加工精度、表面质量、加工效率和

加工稳定性等,比低频脉冲电流电解加工明显提高,目前已有少数单位进行了应用研究。由于大功率I G BT 元件在高频电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工、电解磨削、及电解抛光等应用的发展。

(2)高速、高压小间隙电解加工　该加工采用0.05～0.1mm 小加工间隙,电解液压力2.5～3MPa,电解液流速在30m /s 以上,每平方米的电流密度达数百安培。如北京首都

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,叶型加工精度达±0.05mm,加工速度为5～9mm /m in,表面粗糙度Ra ≦1.25

μm 。用此方法加工难切削材料和铝合金叶轮等零件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发展。

(3)复合电解加工　采用电解能量和其它加工能量相复

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,如电解超声机械复合磨削与抛光、电解磁力复合研磨、电解电火花复合加工等。复合加工充分利用了多种能量的复合作用。据实验,加工速度比单一的电解能量显著提高,因而复合

(下转第12页)

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9・3收稿日期:2007-10-08

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。