现代特种加工技术
现代制造技术特种加工
4）加工过程中工具阴极理论上无损耗， 可长期使用并保持其精度。
5）电解加工不需要复杂的成形运动就可 加工复杂的空间曲面，而且不会像传统机 械加工（如铣削）那样留下条纹痕迹。
6）电解加工不能加工非导电材料，较难 加工窄缝、小孔及尖角。
7）对复杂加工表面的工具电极的设计和 制造比较费事，不利于单件、小批生产。
2.4.3 主要用途
①加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具 和零件；
②加工各种硬、脆材料如硬质合金和淬火 钢等；
③加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切 割薄片等；
④加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等 工具和量具。
2.4.4 方式分类 ① 利用成型工具电极，相对工件作简单 进给运动的电火花成形加工； ② 利用轴向移动的金属丝作工具电极， 工件按所需形状和尺寸作轨迹运动，以 切割导电材料的电火花线切割加工； ③ 利用金属丝或成形导电磨轮作工具电 极，进行小孔磨削或成形磨削的电火花 磨削；
G01 C140 LN002 STEP140 Z180-H000 M04; G01 C220 LN002 STEP200 Z120-H000
M04; /以C220条件加工至距离底面0.040
mm
M02; 精加工程序读者可以参照上面的程序自
己编写，精加工的加工条件为C120、C210、 C320、C310。
2.加工方法
（1）间接法
间接法是指在模具电火花加工中，凸 模与加工凹模用的电极分开制造，首先根 据凹模尺寸设计电极，然后制造电极，进 行凹模加工，再根据间隙要求来配制凸模。
主轴头
凸模 (冲 头 ) 工具电极 (紫 铜 )
工件 (凹 模 )
凸模刃口 主轴头
工件 (凹 模 )
主轴头
特种加工论文
特种加工技术的现代应用及其发展研究摘要：特种加工技术是直接借助电能、热能、声能、光化学能或者复合能实现材料切削的加工方法，是难切削材料、复杂型面、低刚度零件及模具加工中的重要工艺方法。
本文介绍了概念、特点、分类以及近些年应用于特种加工的一些新方法、新工艺。
关键词：特种加工电火花加工电化学加工高能束流加工超声波加工复合加工1、特种加工技术的特点现代特种加工（SP，SpciaI Machining）技术是直接借助电能、热能、声能、光能、电化学能、化学能及特殊机械能等多种能量或其复合以实现材料切除的加工方法。
与常规机械加工方法相比它具有许多独到之处。
1.1以柔克刚。
因为工具与工件不直接接触，加工时无明显的强大机械作用力，故加工脆性材料和精密微细零件、薄壁零件、弹性元件时，工具硬度可低于被加工材料的硬度。
1.2用简单运动加工复杂型面。
特种加工技术只需简单的进给运动即可加工出三维复杂型面。
特种加工技术已成为复杂型面的主要加工手段。
1.3不受材料硬度限制。
因为特种加工技术主要不依靠机械力和机械能切除材料，而是直接用电、热、声、光、化学和电化学能去除金属和非金属材料。
它们瞬时能量密度高，可以直接有效地利用各种能量，造成瞬时或局部熔化，以强力、高速爆炸、冲击去除材料。
其加工性能与工件材料的强度或硬度力学性能无关，故可以加工各种超硬超强材料、高脆性和热敏材料以及特殊的金属和非金属材料，因此，特别适用于航空产品结构材料的加工。
1.4可以获得优异的表面质量。
由于在特种加工过程中，工件表面不产生强烈的弹、塑性变形，故有些特种加工方法可获得良好的表面粗糙度。
热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切削表面小。
各种加工方法可以任意复合，扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。
由于特种加工技术具有其它常规加工技术无法比拟的优点，在现代加工技术中，占有越来越重要的地位。
许多现代技术装备，特别是航空航天高技术产品的一些结构件，如工程陶瓷、涡轮叶片、燃烧室的三维型腔、型孔的加工和航空陀螺、传感器等精细表面尺寸精度达0. 001Pm 或纳米（nm）级精度，表面粗糙度#$ <0. 01Pm 的超精密表面的加工，非采用特种加工技术不可。
先进制造技术之现代特种加工技术
. . .. . .目录摘要及关键词 (1)1 引言 (1)2 什么是特种加工技术 (2)3 特种加工技术的出现 (3)4 特种加工的特点 [2] (3)5 特种加工技术的分类及应用（以航天制造技术为例） (4)5.1 电火花加工 (5)5.2 电化学加工 (5)5.3 高能束加工 (6)5.4 超声加工 (7)5.5 化学加工 (7)5.6 复合加工 (8)6 特种加工存在的问题 (8)7 特种加工技术的发展趋势 (9)7.1 采用自动化技术。
(9)7.2 开发新工艺方法及复合工艺。
(9)7.3 趋向精密化研究。
(9)7.4 解决污染问题 (10)7.5 进一步开拓特种加工技术。
(10)8 结束语 (10)参考文献 (9)谢辞10......先进制造技术之现代特种加工技术李丹（德州学院机电系，山东德州253023 ）摘要：现阶段，先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益突显。
对什么是特种加工、特种加工的方法、种类以及发展趋势等作了描述。
阐述了特种加工在现代社会发展过程中的重要地位，大力发展特种加工的必要性。
关键词：特种加工；先进制造技术；发展趋势1引言近年来，计算机技术、微电子技术、自动控制技术、国防军工和航空航天技术发展迅速，与此同时，高度、高韧性、高强度和高脆性等难切削材料的应用日益广泛，制造精密细小、形状复杂和结构特殊工件的求也在日益增加。
社会需求与技术进步的结合促使特种加工技术不断进步和快速发展。
所谓特种加工，是一种利用化学能、电能、声能、机械能以及光和热能对金属或非金属材料进行加工的方法［1］。
其工作原理不同于传统的机械切削方法，即加工过程中工件与所用工具之间没有明显的切削力，工具材料的硬度也可低于工件材料的硬度。
特种加工技术在国内外各行各业的应用中取得了巨大成效，作为先进制造技术中重要的一部分, 特种加工对制造业的作用日益重要，它们有着各自的特点，特殊.专业 .专注.材料或特殊结构工件的加工工艺性发生了根本变化，解决了传统加工方法所遇到的各种问题，已经成为现代工业领域中不可缺少的重要加工手段和关键制造技术。
特种加工
先进制造技术
超声波加工产品
超声波抛光机
先进制造技术
特种加工实例
电火花加工
加工各种高硬度、 加工各种高硬度、高 强度、高韧性、 强度、高韧性、高脆性 的导电材料， 的导电材料，并且常用 于模具的制造过程中。 于模具的制造过程中。
先进制造技术
电火花加工产品
电火花加工样品
先进制造技术
特种加工实例
水力切割机
先进制造技术
液体喷射加工技术
水力切割过程
先进制造技术
The End Thanks!
先进制造技术
激光加工产品
激光焊接样品
先进制造技术
激光加工产品
激光蚀刻样品
先进制造技术
激光加工产品
激光加工样品
先进制造技术
激光加工产品
激光加工样品
先进制造技术
特种加工实例
旋转超声加工机床
先进制造技术
超声波加工产品
超声波加工样品 旋转超声加工是一种复合加工方法， 旋转超声加工是一种复合加工方法，它将金刚石工 具的优良切削性能与工具的超声频振动结合起来， 具的优良切削性能与工具的超声频振动结合起来，是加 工硬脆材料的一种较好方法，具有良好的应用前景。 工硬脆材料的一种较好方法，具有良好的应用前景。
先进制造技术
（四）超声加工
声波是人耳能感受的一种纵波，它的频率在16～ 16000Hz范围内。当频率超过16000Hz就称为超声波。超声 波具有波长短、能量大，传播过程中反射、折射、共振、 损耗等现象显著的特点。 1.超声加工 利用工具端面作16 ～ 25kHz 的超声频振动，使工作液中的悬 浮磨粒对工件表面撞击抛磨来实 现加工，称为超声加工。
先进制造技术
3.8现代特种加工技术
加工中能量易于转换和控制，有利于保证加工精度和提 高加工效率。
非传统加工方法的材料去除速度，一般低于常规加工方 法，这也是目前常规加工方法仍占主导地位的主要原因。
非传统加工方法分类（按加工机理和采用的能源划分） 机械过程 利用机械力，使材料产生剪切、断裂，以去除材料。如 超声波加工、水喷射加工、磨料流加工等。 热学过程 通过电、光、化学能等产生瞬时高温，熔化并去除材料， 如电火花加工、高能束加工、热力去毛刺等。 电化学过程 利用电能转换为化学能对材料进行加工，如电解加工、 电铸加工（金属离子沉积）等。 化学过程 利用化学溶剂对材料的腐蚀、溶解，去除材料，如化学 蚀刻、化学铣削等。
超声 波发 生器
Real
换能器
变幅杆 振动方向
工作液 喷嘴
工具 工件
超声波加工原理图
超声波加工样件
超声波加工机床
超声波加工特点及应用
适用于加工各种脆性金属材料和非金属材料，如玻璃、 陶瓷、半导体、宝石、金刚石等 。 可加工各种复杂形状的型孔、型腔、形面。 工具与工件不需作复杂的相对运动，机床结构简单。 被加工表面无残余应力，无破坏层，加工精度较高，尺 寸精度可达0.01～0.05mm 。 加工过程受力小，热影响小，可加工薄壁、薄片等易变 形零件。 生产效率较低。采用超声复合加工（如超声车削，超声 磨削，超声电解加工，超声线切割等）可提高加工效率。Fra bibliotek导轮Ral
Real
Y 电极丝
X
工件
电火花线切割原理图
eal
加工过程显示
电火花线切割机床
电火花线切割加工
数控电火花成型机床
电火花加工特点 不受加工材料硬度限制，可加工任何硬、脆、韧、软的 导电材料。 加工时无显著切削力，发热小，适于加工小孔、薄壁、 窄槽、形面、型腔及曲线孔等，且加工质量较好。 脉冲参数调整方便，可一次装夹完成粗、精加工。 易于实现数控加工。 电火花加工应用 电火花成形加工：电火花打孔常用于加工冷冲模、拉丝 模、喷嘴、喷丝孔等。型腔加工包括锻模、压铸模、挤压 模、塑料模等型腔加工，以及叶轮、叶片等曲面加工。 电火花线切割：广泛用于加工各种硬质合金和淬硬钢的 冲模、样板、各种形状复杂的板类零件、窄缝、栅网等。
现代特种加工技术的发展及超声波加工的应用
现代特种加工技术的发展及超声波加工的应用摘要：简述了现代特种加工技术的特点及发展趋势，并在本文中论述超声波加工的应用。
关键词：特种加工技术超声波加工超声复合加工0 引言自20世纪50年代以来，随着生产和科学技术迅速发展，很多工业部门，尤其是国防工业部门要求尖端科技产品向高精度、高速度、耐高温、耐高压、大功率、小型化等方向发展、对机械制造部门提出了需要解决各种难切削材料、各种特殊复杂表面和各种超精、光整或具有特殊要求零件的加工问题。
欲解决上述一系列工艺问题，仅仅依靠传统的切削方法很难实现，甚至根本无法实现。
工艺师们独辟蹊径，借助各种能量形式，探寻新的工艺途径，于是各种异于传统切割加工方法的新型特种加工应运而生。
目前，特种加工技术已成为先进制造技术中不可缺少的分支，在难切割、复杂型面、精细表面、优质表面、低刚度零件及模具加工等领域中已成为重要的工艺方法。
1 现代特种加工技术的特点现代特种加工(special machining，SM)技术是借助电能、热能、光能、声能、电化学能、化学能及特殊机械能等多种能量或其复合以实现切除材料的加工方法。
与常规机械加工方法相比，它具有如下的特点。
●不受材料强硬度等限制。
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。
它们瞬时能量密度高，可以直接有效地利用各种能量，造成瞬时、局部熔化，以强力、高速爆炸、冲击去除材料。
其加工性能与工件材料以强硬度力学性能无关，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。
●以柔克刚。
由于工具与工件不直接接触，加工时无明显的强大机械切削力，所以加工脆性材料和精密微细零件、薄壁零件、弹性元件时，工具硬度可低于被加工材料的硬度。
●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可达微米级0.5一1μm，表面粗糙度可达镜面Ra0.02μm。
9大特种加工工艺，全会的都是高手！
9大特种加工工艺，全会的都是高手！1电火花加工（1）基本原理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，英文为Electrical Discharge Machining，简称EDM。
电火花加工适用于精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角等复杂部件的加工。
当刀具难于够到复杂表面时，在需要深度切削的地方，在长径比特别高的地方，电火花加工工艺优于铣削加工。
对于高技术零件的加工，铣削电极再放电可提高成功率，相比高昂贵的刀具费用相比，放电加工更合适。
另外，在规定了要作电火花精加工的地方，用电火花加工来提供火花纹表面。
在高速铣加工迅速发展的今天，电火花加工发展空间受到了一定的挤压。
在此同时，高速铣也给电火花加工带来了更大的技术进步。
如：采用高速铣来制造电极，由于狭小区域加工的实现和高质量的表面结果，让电极的设计数量大大降低。
另外用高速铣来制造电极也可以使生产效率提高到一个新的层次，并能保证电极的高精度，这样使电火花加工的精度也提高了。
如果型腔的大部分加工由高速铣来完成，则电火花加工只作为辅助手段去清角修边，这样留量更均匀、更少（2）基本设备：电火花加工机床（3）主要特点能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材料硬；直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除；工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。
电火花加工具有如下特点：可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料；加工时无明显机械力，适用于低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工；电火花加工后的表面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生产效率低于切削加工；放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。
现代特种加工技术的发展现状与展望
现代特种加工技术的发展现状与展望引言随着信息时代的不断发展，各行各业的技术都在不断地更新换代，特种加工技术也不例外。
作为现代制造业中必不可少的关键技术之一，特种加工技术的发展一直备受关注。
现代特种加工技术的发展现状现代特种加工技术是指通过精密的工艺、设备和材料，对具有特殊形状、性质或要求的工件进行加工和改造的一种高级制造工艺。
根据工艺原理和特点，特种加工技术可以分为多种类型，以下是目前主要的特种加工技术：激光加工技术激光加工技术通过激光束的聚焦和集中作用，对目标物进行加工和改造。
这种技术具有精度高、速度快、污染小等优点，已被广泛应用于电子、汽车、机械等领域。
等离子体加工技术等离子体加工技术是通过高温等离子体电弧对材料进行切割和加工。
这种技术具有速度快、精度高、材料损伤小等优点，已被广泛应用于金属材料和化学工业领域。
超声波加工技术超声波加工技术是通过超声波振动，对物质进行加工和改造的一种技术。
这种技术具有清洁、无侵入、无污染等优点，已被广泛应用于电子、制药、生物等领域。
光纤激光焊接技术光纤激光焊接技术是通过光纤激光束对金属进行焊接的一种技术。
这种技术具有高速、高效、低污染等优点，已被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。
现代特种加工技术的发展展望在特种加工技术的发展过程中，随着科技的进步和需求的不断变化，特种加工技术也在不断地发展和完善。
以下是未来特种加工技术的发展趋势：精密加工技术随着制造业的不断发展，对工件精度的要求也越来越高，精密加工技术将成为未来特种加工技术的主要发展方向之一。
环保加工技术环保加工技术已成为全球热议的话题，环保加工技术的发展将成为未来特种加工技术的重要方向之一。
如超声波加工技术，其使用无污染，对环境无任何负面影响，而且在对材料进行加工的同时，不会对材料的物理性能造成损害。
多功能加工技术特种加工技术的应用范围不断扩大，单一的加工技术已经无法满足市场需求。
未来，同时具备多种加工功能的特种加工技术将更受市场欢迎。
当前特种加工技术的论述与解析
当前特种加工技术的论述与解析摘要：本文探讨了当前特种加工技术的论述与解析。
特种加工技术是指在传统加工技术基础上发展起来的一类高级、多功能的加工方法和工艺。
本文从技术的发展背景、应用领域和技术特点等方面进行了论述和解析。
首先，本文介绍了特种加工技术的发展背景。
随着先进制造技术和工业自动化的发展，传统的加工技术已经无法满足复杂零部件和高精度加工的要求，特种加工技术应运而生。
接着，本文分析了特种加工技术的应用领域。
特种加工技术广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电气、精密仪器、医疗器械等领域，其主要用途是实现材料的精密加工、微细加工、表面处理和特殊形状加工等。
然后，本文详细解析了特种加工技术的技术特点。
特种加工技术采用了先进的加工设备和工艺，具有高精度、高效率、高稳定性和高自动化程度等特点。
此外，特种加工技术还涉及到多学科交叉和综合应用，需要工程师和技术人员具备广泛的知识和技能。
最后，本文总结了当前特种加工技术的发展趋势和挑战。
随着科技的进步和产业的发展，特种加工技术将继续推动制造业的转型升级，并面临着新材料、新工艺、智能化和可持续发展等方面的挑战。
本文对当前特种加工技术的论述与解析进行了全面的介绍。
特种加工技术在现代制造领域具有重要的应用价值和发展前景，对于提高产品质量、降低成本和提升竞争力具有重要意义。
正文：1 .引言随着社会的进步和科技的发展，特种加工技术逐渐成为制造业领域的重要组成部分。
特种加工技术是在传统加工技术基础上发展起来的一类高级、多功能的加工方法和工艺，具有广泛的应用前景和巨大的经济效益。
通过引入先进的设备、工艺和材料，特种加工技术可以实现对复杂零部件的精密加工、高精度加工和特殊形状加工等要求。
本文旨在对当前特种加工技术进行论述与解析，探讨其技术特点、应用领域以及发展趋势和挑战。
首先，我们将介绍特种加工技术的背景与发展动因，阐述传统加工技术无法满足现代制造需求的问题。
其次，我们将论述特种加工技术的应用领域，包括航空航天、汽车制造、电子电气等领域，并探讨不同领域对特种加工技术的需求和挑战。
八大特种加工技术
非常工艺:八大特种加工技术特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。
一、特种加工的发展和定义传统的机械加工已有很久的历史，它对人类的生产和物质文明起了极大的作用。
目前我们的大部分产品还是依靠传统的方法加工和装配得到的，如我们的家用电器：电冰箱、洗衣机、空调等；我们的交通工具：如汽车、火车、飞机等，以及各种武器装备：枪、炮、坦克、火箭等。
传统的机械加工方法是用机械能量和切削力切除多余的金属，使零件具有一定的几何形状、尺寸和表面粗糙度。
它要求刀具材料比工件材料硬。
随着科学技术的发展，特别是上个世纪50年代以来，随着生产发展和科学实验的需要，很多工业部门，尤其是国防工业部门的要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展，它们使用的材料越来越难加工，零件的形状越来越复杂，尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求也越来越高，因而对机械制造部门提出一些新的要求：•解决各种难切削材料的加工问题。
如硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、宝玉石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。
•解决各种特殊复杂表面的加工问题。
如喷汽涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、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，喷油咀、栅网、喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。
•解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题。
如对表面质量和精度要求很高的航天、航空陀螺仪、伺服阀，以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工。
要解决上述一系列工艺问题，仅仅依靠传统的切削加工方法就很难实现，甚至根本无法实现。
人们相继探索研究新的加工方法，特种加工就是在这种前提条件下产生和发展起来的。
特种加工，国外称作非传统加工（Non - Traditional Machining, NTM）或非常规加工（Non –ConventionalMachining,NCM），是一种采用不同于传统切削磨削加工工艺及装备的加工技术，是将电、磁、声、光、热等物理能量及化学能量或其组合乃至与机械能组合直接施加在被加工的部位上，从而使材料被去除、变形及改变性能等。
第一节-特种加工技术
2.电火花加工的局限性：
(1)电火花加工生产效率低。 (2)被加工的工件只能是导体. (3)存在电极损耗,这就影响了成型精度。 (4)加工表面有变质层。 (5)加工过程必须在工作液中进行。电火花加工时 放电部位必须在工作液中,否则将引起异常放电。 (6)线切割加工有厚度极限。
60年代初,上海科学院电工研究所成功研制了我国第一台靠模仿形电 火花线切割 机床。随后又出现了具有我国特色的冷冲模工艺,即直接采用凸模打凹 模的方法,使凸凹模配合的均匀性得到了保证,大大简化了工艺过程。
60年代末,上海电表厂张维良工程师在阳极切割的基础上发明了我国 独有的高速走丝线切割机床。上海复旦大学研制出电火花线切割数控 系统。
电火花加工
一、加工原理
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，英文简称EDM.
电火花加工的基本概念和特点
电火花加工的基本概念：
电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining 简称EMD）。它是在加工过程中,使工具和工件 之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时产生的局部、瞬时 的高温将金属蚀除下来。这种利用火花放电产生的腐蚀现象 对金属材料进行加工的方法叫电火花加工。
国外电火花加工的发展
目前计算机技术广泛应用于工业领域,电火花加工实 现了数控化和无人化。美国、日本的一些电火花加工设 备生产公司依靠其精密机械制造的雄厚实力,通过两轴、 三轴和多轴数控系统、自动工具交换系统及采用多方向 伺服的平动、摇动方案,解决了电火花加工技术中一系列 实质性的问题。随着具有高精度、高刚度、高自动化、 高加工表面粗糙度的机床不断出现,使加工的功能及范围 不断扩大。如今,在国际上,电火花加工可以加工大至数十 吨重的模具和零件,小至只有几微米的微孔。
现代特种加工工艺
冷作硬化、热影响区等均比较小。 各种加工方法易复合形成新工艺方法, 便于推
广应用。
常规方法
电火花、线切割、电解加工、超声波加工、激 光加工、电子束、离子束加工、MEMS（Micro Electro-Mechanical Systems ）、快速成型制 造技术、复合加工。
概念
特种加工：特种加工技术是直接借助电能、 热能、声能、光能、电化学能、化学能以及 特殊机械能等多种能量或其复合施加在工件 的被加工部位上以实现材料切除的加工方法, 从而实现材料被去除、变形、改变性能或被 镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工。
独到之处（与传统加工方法比较）
加工范围不受材料物理、机械性能的限制,能加 工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属 以及非金属材料。
简介
碳化硅存在形式中，3碳，4氢和6氢形式使用更为 普遍。
在室温环境中，没有什么液体能够将微型机械装置 中的碳化硅腐蚀。碳化硅结构已经在类似电化学刻 蚀技术或高强度等离子体这样的精细技术中使用。
在以前的碳化硅激光微加工中主要使用的是6氢碳 化硅样本，本文使用的是经过抛光的大块单晶体3 碳-碳化硅。
紫外激光器 准分子激光器 氩离子激光器
激光加工的特点：
加工材料范围及其广：钢材，陶瓷，金刚石， 玻璃，硬质合金等。
加工效率高：高速切割和打孔 非接触加工：无机械切削力 加工作用时间短：热影响小 易于控制：能进行微细的精密加工。 无加工工具：激光本身就是“光刀” 加工时无振动和噪声
激光打孔
主要问题：
激光打孔的主要问题是如何获得高质量和高 精度的小孔，这与在被烧蚀产品你中所产生 的熔融状态物质的量有关。
特种加工技术的应用及发展趋势
特种加工技术的应用及发展趋势摘要：现阶段，先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益突显。
对什么是特种加工、特种加工的方法、种类以及发展趋势等作了描述。
阐述了特种加工在现代社会发展过程中的重要地位，大力发展特种加工的必要性。
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。
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；精密电火花加工加工精密度可达微米级，表面粗糙度可达镜面。
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。
三、特种加工技术的主要应用领域特种加工技术主要应用以下几个方面.()l难加工材料的加工,如:金刚石、硬质合金等高硬度材料;陶瓷、玻璃、石英、玛瑙等高脆性材料的加工。
现代制造技术特种加工
2.2.3电子束加工的应用 2.2.4等离子加工 2.2.5等离子加工的应用 2.2.6磨料喷射加工 2.2.7磨料喷射加工的特点 2.2.8磨料喷射加工的应用 2.2.9电铸成型 2.2.10电铸的特点 2.2.11液力加工 2.2.12液力加工的应用
2.1 特种加工方法
2.1.1电火花加工 ◇电火花成型 ◇电火花线切割
2.4.3 主要用途
①加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具 和零件；
②加工各种硬、脆材料如硬质合金和淬火 钢等；
③加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切 割薄片等；
④加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等 工具和量具。
2.4.4 方式分类 ① 利用成型工具电极，相对工件作简单 进给运动的电火花成形加工； ② 利用轴向移动的金属丝作工具电极， 工件按所需形状和尺寸作轨迹运动，以 切割导电材料的电火花线切割加工； ③ 利用金属丝或成形导电磨轮作工具电 极，进行小孔磨削或成形磨削的电火花 磨削；
目录
2.5.1电解加工 2.5.2电解加工特点 2.5.3电解加工应用 2.5.4电解磨削 2.5.5电解磨削的特点 2.5.6电解磨削的应用 2.6超声波加工 2.6.1超声波加工的概念 2.6.2超声波加工的特点 2.7激光加工 2.7.1激光加工的概念 2.7.2激光加工的特点 2.7.3激光加工的应用 2.8其他特种加工 2.8,1电子束加工 2.8.2电子束加工的特点
主轴头
工具电极 工件 (凹 模 )
主轴头
工具电极 工件 (凹 模 )
主轴头
凸模 (另 制 ) 工件 (凹 模 )
(a) 加 工 前
(b) 加 工 后
混合法
(c) 配 制 凸 模
• 型腔加工
1. 工艺方法 型腔膜的电火花加工就不能只是用一个与
特种加工技术的定义
特种加工技术，也被称为“非传统加工”或“现代加工方法”，是一种不同于传统机械加工的新工艺。
它利用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量，实现对材料的去除、变形、性能改变或镀覆等加工过程。
这种加工方法并不直接利用机械能切除多余材料，而是通过特定的能量形式与材料相互作用，达到加工的目的。
特种加工技术是近几十年发展起来的新工艺，是对传统加工工艺方法的重要补充与发展，仍在继续研究开发和改进。
它广泛应用于各种领域，如航空航天、汽车、模具、电子等行业的复杂零件和结构的加工。
以上内容仅供参考，建议查阅专业加工书籍或文献以获取更多有关特种加工技术的定义。
现代特种加工技术
现代特种加工技术特种加工是用特别规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接施加于被加32212件部位，达到材料去除、变形以及转变性能等目的的加工技术。
一、激光加工激光加工是加世纪60年月进展起来的新技术，它是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应来加工各种材料。
近年来，激光加工被越来越多地用于打孔、切割、焊接、表面处理等加工工艺技术。
1．激光加工原理激光是一种经受激辐射产生的加强光。
其光强度高，方向性、相干性和单色性好，通过光学系统可将激光束聚焦成直径为几十微米到几微米的微小光斑，从而获得极高的能量密度。
当激光照耀到工件表面时，光能被工件快速汲取并转化为热能，致使光斑区域的金属蒸气快速膨胀，压力突然增大，熔融物以爆炸式高速喷射出来，在工件内部形成方向性很强的冲击波。
激光加工就是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合作用过程。
2.激光加工的特点1）激光加工功率密度高；2）激光光斑小；3）激光加工属于非接触加工，没有明显的机械力，没有工具损耗，可加工已变形的薄板和橡胶等弹性零件；4）加工速度快，热影响区小；5）加工影响因素许多。
3.激光加工的应用（1）激光打孔（2）激光切割（3）激光焊接（4）激光表面处理二、超声波加工1．超声波加工基本原理人耳能感受的声波频率是在16-16000Hz范围内，频率超过160001-Iz 的声波称之为超声波。
超声波加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。
加工时在工具1与工件2之间加入液体(工作液)与磨料混合的悬浮液3，并使工具以很小的力9轻轻压在工件上。
超声换能器6产生16000Hz以上的超声频纵向振动，并借助于变幅杆4、5把振幅放大到0.05-0.1mm左右，驱动工具端面作超声振动，迫使悬浮液中的磨料以很大的速度和加速度不断地撞击、抛磨被加工表面，把被加工表面的材料粉碎成很细的微粒，从工件上被打落下来。
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◆ 4个阶段：
进给
1）介质电离、击穿，
工具电极 系统 放电间隙
形成放电通道；
工件电极
2）火花放电产生熔 化、气化、热膨胀；
直流 脉冲 电源
3）抛出蚀除物；
工作液
4）间隙介质消电离 （恢复绝缘状态）。
电火花加工原理图
电火花加工机床
工作要素
➢ 电极材料——要求导电，损耗小，易加工；常用材料： 紫铜、石墨、铸铁、钢、黄铜等，其中石墨最常用。
内作两个方向移动，
可切割出二维图形。
工件
同时，丝架可作小
角度摆动，可切割
出斜面。
电火花线切割原理图
eal
加工过程显示
电火花线切割加工
电火花线切割机床
数控电火花成型机床
电火花加工特点 ➢ 不受加工材料硬度限制，可加工任何硬、脆、韧、软的 导电材料。
➢ 加工时无显著切削力，发热小，适于加工小孔、薄壁、 窄槽、形面、型腔及曲线孔等，且加工质量较好。
➢ 工作液——主要功能压缩放电通道区域，提高放电能量 密度，加速蚀物排出；常用工作液有煤油、机油、去离子 水、乳化液等。
➢ 放电间隙——合理的间隙是保证火花放电的必要条件。 为保持适当的放电间隙，在加工过程中，需采用自动调节 器控制机床进给系统，并带动工具电极缓慢向工件进给。
➢ 脉冲宽度与间隔——影响加工速度、表面粗糙度、电极 消耗和表面组织等。脉冲频率高、持续时间短，则每个脉 冲去除金属量少，表面粗糙度值小，但加工速度低。
第三章 先进制造工艺技术
第八节 现代特种加工技术
非传统加工方法分类（按加工机理和采用的能源划分）
➢ 机械过程 利用机械力，使材料产生剪切、断裂，以去除材料。如
超声波加工、水喷射加工、磨料流加工等。
➢ 热学过程 通过电、光、化学能等产生瞬时高温，熔化并去除材料，
如电火花加工、高能束加工、热力去毛刺等。
➢ 脉冲参数调整方便，可一次装夹完成粗、精加工。
➢ 易于实现数控加工。
电火花加工应用 ➢ 电火花成形加工：电火花打孔常用于加工冷冲模、拉丝 模、喷嘴、喷丝孔等。型腔加工包括锻模、压铸模、挤压 模、塑料模等型腔加工，以及叶轮、叶片等曲面加工。
➢ 电火花线切割：广泛用于加工各种硬质合金和淬硬钢的 冲模、样板、各种形状复杂的板类零件、窄缝、栅网等。
➢ 电解磨削效率 比机械磨削高， 且磨轮损耗远比 机械磨削小，特 别是磨削硬质合 金时，效果更明 显。
导电磨轮 电刷
电解液 导电基体 磨料 阳极膜
工件 工作台
绝缘板
电子束加工
工作原理 ➢真 空 条 件 下 ， 利 用 电 流 加 热阴极发射电子束，经控制 栅极初步聚焦后，由加速阳 极加速，通过透镜聚焦系统 进一步聚焦，使能量密度集 中在直径5～10μm斑点内。
通常放电持续时间在2μs至2ms范围内，各个脉冲的能量 2mJ到20J（电流为400A时）之间。
电火花加工类型
Ral
➢电火花成形加工：主要指孔加工，型腔加工等
➢电 火 花 线 切 割 加 工：用连续移动的
导轮
Real
钼丝（或铜丝）作
Y
工具阴极 ，工件为 储丝筒 阳极。机床工作台
X 电极丝
带动工件在水平面
➢ 加工表面质量好，无毛刺、残余应力和变形层。
➢ 设备投资大，有污染，需防护。
电解加工应用 ➢ 模具型腔、枪炮膛线、发电机叶片、花键孔、内齿轮、 小而深的孔加工，电解抛光、倒棱、去毛刺等。
电解磨削 ➢ 工件与磨轮保持一定接触压力，突出的磨料使磨轮导电 基体与工件之间形成一定间隙。电解液从中流过时，工件 产生阳极溶解，表面生成一层氧化膜，其硬度远比金属本 身低，易被刮除，露出新金属表面，继续进行电解。电解 作用与磨削作用交替进行，实现加工。
泵 电解液
电解加工原理图
电解加工特点 ➢ 不受材料硬度的限制，能加工任何高硬度、高韧性的导 电材料，并能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的形 面和型腔。
➢ 加工形面、型腔生产率高（与电火花加工比高5～10 倍）。采用振动进给和脉冲电流等新技术，可进一步提高 生产效率和加工精度。
➢ 阴极在加工中损耗小。
➢ 探索新的加工方法，研究和开发新的元器件。
➢ 优化工艺参数，完善现有的加工工艺。
➢ 向微型化、精密化发展。
➢ 采用数控、自适应
2084
控 制 、 CAD/CAM 、
专家系统等技术，提 1104
高加工过程自动化、
柔性化程度。
232
★ 右图反映了学术界
424 244 142
70年代 80年代 90年代
441 321 214
353 252 316
和工程界对几种非传 统加工方法的关注程 激光加工 电火花加工 超声加工 电化学加工
度。
EI 收录文章数比较
电火花加工
工作原理：利用工具电极与工件电极之间脉冲性火花放电， 产生瞬时高温，工件材料被熔化和气化。同时，该处绝缘液 体也被局部加热，急速气化，体积发生膨胀，随之产生很高 的压力。在这种高压作用下，已经熔化、气化的材料就从工 件的表面迅速被除去。
珩磨等。 ◎ 机 械 热 能 复 合 —— 如
振动运动
磁极
加热切削、低温切削等。
◎ 热 能 化 学 能 复 合 —— 如电解电火花加工等。
◎ 其 它 复 合 过 程 —— 如 超声切削、超声电解磨削、 磁力抛光等。
N
工件 （陶瓷滚柱）
S 磁性材料
磁力抛光示意图
发展趋势
➢ 拓宽现有非传统加工方法的应用领域。
➢ 电化学过程 利用电能转换为化学能对材料进行加工，如电解加工、
电铸加工（金属离子沉积）等。
➢ 化学过程 利用化学溶剂对材料的腐蚀、溶解，去除材料，如化学
蚀刻、化学铣削等。
➢ 复合过程
利用机械、热、化学、电化学的复合作用，去除材料。 常见的复合形式有：
◎机械化学复合——如机械化学抛光、电解磨削、电镀
电解加工
工作原理：工件接阳 极，工具（铜或不锈 钢）接阴极，两极间 直流 加直流电压6～24V， 电源 极间保持0.1～1mm间 隙。在间隙处通以 6～60m/S高速流动电 解液，形成极间导电 通路，工件表面材料 不断溶解，溶解物及 时被电解液冲走。工 具阴极不断进给，保 持极间间隙。
阴极进给
工具阴极 工件阳极
➢高 速 而 能 量 密 集 的 电 子 束 冲击到工件上，被冲击点处 形成瞬时高温（几分之一微 秒时间内升高至几千摄氏 度），工件表面局部熔化、 气化直至被蒸发去除。
旁热阴极 控制栅极 加速阳极 聚焦系统 电子束斑点 工件