特种加工总结论文

特种加工技术概论

摘要：特种加工技术是直接借助电能、热能等各种能量进行材料加工的重要工艺方法。本

文简介了电火花加工，电化学加工，超声波加工等各种不同的特种加工技术，并介绍了特

种加工技术的特点及未来发展方向趋势。

关键词：特种加工电火花加工电化学加工离子束加工超声波加工快速成形

Abstract: Special processing technology is direct with electricity, heat, etc. Various kinds of energy to achieve material cutting processing method, is difficult to cutting materials, surface, fine surface, the factors of low stiffness parts and mould processing key process method. This paper introduces the electrical discharge machining, electrochemical machining, ultrasonic machining and

different kinds of special processing technology, and introduced the special processing technology characteristics and the future development direction.

Key Words: Special processing ; edm; Electrochemical machining

Ion beam processing ; Ultrasonic machining ; Rapid forming

0.引言：

由于材料科学、高新技术的发展和新产品更新换代日益加快，当今产品又要求具有很高的性价比。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械

零件大量涌现。于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生。特

种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响主要表现在以下几个方面：（1）提高了材料的可加工性（2）改变了零件的典型工艺路线（3）改变了试制新

产品的模式（4）对产品零件的结构设计带来了很大的影响（5）重新审视了

传统的结构工艺性（6）特种加工已经成为微细加工和纳米加工的主要手段。

1.电火花加工

电火花加工的原理是基于工具和工件之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象

来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸形状及表面质量预定的加工要求。按

工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，电火花加工工艺大致可分为电

火花成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花放电沉积与刻字六大类。

1.1电火花放电沉积的基本原理与特点

电火花放电沉积的原理是利用脉冲电路的充放电原理，采用导电材料(硬质合金、石墨、合金钢、铝和铜等)作为工具电极(阳极)，在空气或特殊的气体中使之与被强化的金属工件(阴极)之间产生火花放电。当工具电极与工件达到某

个距离电场强度足以使介质电离击穿时两者之间就产生火花放电，使电极端部

与工件表面微区发生熔化甚至气化，熔融金属在热作用，电磁力和机械力的作

用下沉积在工件表面。电极与工件的放电间隙频繁发生变化，电极与工件间不

断发生火花放电，从而实现放电沉积。

1.2极性效应

在电火花放电加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。

因此，当采用窄脉冲、精加工时应选用正极性加工；当采用长脉冲、粗加工时，应采用负极性加工，此时可得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。从提高加

工生产率和减小工具损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，故在电火花加工

中必须充分利用。当用交变的脉冲电流加工时，单个脉冲的极性效应便相互抵消，增加了工具的损耗，因此，电火花加工一般采用单向脉冲电源。

1.3 电火花加工中电极损耗分析与解决措施

电火花在整个加工过程中要受到各种干扰因素的影响, 这些干扰因素直接

或间接地影响着加工质量。在电火花加工过程中电极损耗分为绝对损耗和相对

损耗。造成电极损耗的原因有：小面积精加工，加工件结构尺寸偏小，加工

时间过长，电极装夹不当等因素。因此为了减少电极的损耗一般有以下方法：（1）有效排除电蚀物（2）电极材料和加工参数的合理选用（3）提高加工技能和安全操作意念等等。电火花加工电极损耗和变形是一个复杂的过程。为了降

低电极损耗程度, 减少变形, 除了充分利用放电过程的极性效应和吸附效应外, 同时也要选用适宜的电极材料, 并且在实际的加工过程中要根据具体的加工对

象实施一定的加工技巧和选择合适的加工参数。

1.4 电火花加工的发展趋势

电火花线切割加工技术在相当长的时间里间都是采用精规准参数进行一次

切割成型,其切割速度与加工表面质量之间存在着一定的矛盾。中国特有的高速走丝电火花线切割机长期存在的加工质量问题, 可以采用多次切割工艺来解决。现目前中速走丝电火花线切割机是一种价格较低, 加工精度、粗糙度、加工效

率介于高速走丝与慢走丝的一种机床,具有很好的发展前景。

2.电化学加工

电化学加工是利用电化学反应（或称电化学腐蚀）对金属材料进行加工的

方法。与机械加工相比，电化学加工不受材料硬度、韧性的限制，已广泛用于

工业生产中。常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电

刻蚀和电解冶炼等。近期,电化学加工工艺技术研究涉及的方向主要集中在超纯水电解加工、微细加工、加工间隙的检测与控制、数字化设计与制造技术等重