精密与特种加工技术的发展
特种加工技术的应用及发展趋势.
特种加工摘要随着我国机械制造业的快速发展,电火花加工技术在民用和国防工业中的应用越来越多,特别是数控电火花成形加工机床和数控电火花线切割加工机床不仅在模具制造业中广泛应用,而且在一般机械加工企业中逐渐普及.电火花加工技术是实践性与理论性都很强的一门技术，用户既要掌握电火花工艺方面的知识,又要充分熟悉电火花机床的功能与编程知识。
目前，我国的电火花机床操作者中,大多只经过短期培训，缺乏系统的理论知识，只能进行简单加工的程序编制,严重影响了加工设备的高效使用。
为适应现代化加工技术的要求，电火花机床操作者，要全面掌握所需的专业知识;从事电火花加工的技术人员也需要提高自身的技术水平;企业也急需一批电火花加工方面懂工艺、会编程,能够熟练操作和维护机床的应用型技术人才。
针对上述现状,作者对高职高专目前常见的电火花加工技术方面的教材进行了认真研究,并对国内数十家企业进行了调研，根据电火花加工技术人才知识结构的市场需求，从培养学生必备的基础知识和操作技能出发，汇集多年的教学和在企业的实践经验，编写了本书。
本书由电火花加工技术基础，电火花成形加工机床、加工工艺及编程,电火花线切割加工机床、加工工艺及编程三部分组成。
学生在学习本课程前,已学过“机械制造技术”和“数控原理及其应用”课程，并已进行过金工实习或生产实习，对机械加工工艺和数控机床已有初步了解。
关键字：电火花加工技术 1.激光加工技术原理１.1激光加工技术简介激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工等的一门技术。
激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门,对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。
1.２激光技术分类激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为： 1）激光加工系统。
特种加工技术的特点及应用
特种加工技术的特点及应用特种加工技术是一种相对于传统加工技术而言的高级加工技术，它主要应用于一些对零件精度、形状和表面质量要求较高且传统加工方法无法满足的领域，如航空航天、船舶制造、核能、光电子等领域。
特种加工技术的特点主要有以下几个方面。
首先，特种加工技术具有高精度的特点。
在特种加工技术中，常常采用精密设备和高精度的刀具，通过控制加工参数和优化加工过程，可以实现毫米、亚毫米甚至更高的精度要求。
例如，在卫星制造中，需要对卫星零件进行精密加工，以保证其在太空中的工作性能。
特种加工技术在此方面具有明显的优势。
其次，特种加工技术具有复杂形状加工能力。
在一些领域，零件的形状常常是复杂的，传统加工方法很难满足这些复杂形状的要求。
而特种加工技术通过采用先进的数控技术和特殊的工艺装备，能够实现曲面、曲线、螺旋等复杂形状的加工。
例如，在船舶制造中，船体结构往往是复杂的曲面结构，特种加工技术可以通过数控加工中心加工出具有曲率的船体零件。
此外，特种加工技术还具有高表面质量的特点。
在传统加工方法中，往往难以实现高质量的表面加工，常常需要后续研磨、抛光等工艺来改善表面质量。
而特种加工技术可以通过先进的刀具和工艺流程，直接实现高质量的表面加工。
例如，在光学镜片加工中，特种加工技术可以实现纳米级的表面光洁度，以满足高精度光学设备的要求。
特种加工技术在各个领域有着广泛的应用。
在航空航天领域，特种加工技术可以用于加工各类航空零部件，如发动机叶片、涡轮盘、外壳等，以提高其精度和性能。
在船舶制造领域，特种加工技术可以用于加工船体结构零件，以满足船舶的航行性能和安全要求。
在核能领域，特种加工技术可以用于加工核电站的核电设备和核材料，以确保核安全和生产效率。
在光电子领域，特种加工技术可以用于加工光学镜头、激光器件等光学设备，以提高其精度和性能。
总之，特种加工技术作为一种高级加工技术，具有高精度、复杂形状和高表面质量的特点，在航空航天、船舶制造、核能、光电子等领域有着广泛的应用。
特种加工技术的发展与展望
特种加工技术的发展与展望摘要: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。
关键词：特种加工；优势;发展0.前言随着现代工业发展(和科学实验)的需要，许多领域要求尖端科学技术产品向高精度、高性能、小型化等方向发展，使用的材料越来越难加工，硬度高、脆性好的难切削材料应用日益广泛,一些制造精密形状复杂和结构特殊的零件需求也在日益增加,对加工制造技术提出了更高的要求,传统加工由于自身的加工特点，致使其已经不能完全满足加工需要这时,一种新的加工方法特种加工技术的出现填补了这一空缺。
所谓特种加工，是指一种利用化学电声光能对金属或非金属材料进行加工的方法，特别适用于加工复杂微细表面和低刚度零件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具之间没有明显的切削力,工具材料的硬度也可以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,它们有着各自的特点使特殊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一些难题,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。
[2－５]1.特种加工的发展特种加工是20世纪40年代发展起来的,由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需,不仅新产品更新换代日益加快,而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。
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,对机械制造业提出结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工;薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。
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。
9精密加工与特种加工简介
9.1.2 精密加工和超精密加工的特点
1. 加工方法 目前精密和超精密加工方法根据加工机理可分为四大类： 切削加工：精密切削、微量切削和超精密切削等； 磨削加工：精密磨削、微量磨削和超精密磨削等； 特种加工：电火花加工、电解加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等； 复合加工：将几种加工方法复合在一起，如机械化学研磨、超声磨削、电解抛光 等。 在精密和超精密加工中特种加工和复合加工方法应用得越来越多。 2. 加工原则 一般加工时，机床的精度总是高于这被加工零件的精度，这一规律被称为“蜕化” 原则。而对于精密加工和超精密加工时，有时可利用低于工件精度的设备、工具， 通过工艺手段和特殊的工艺装备，加工出精度高于“母机”的工作母机或工件。 这种方法称为进化加工。 3. 加工设备 加工设备的几何精度向亚微米级靠近。关键元件，如主轴、导轨、丝杆等广泛采 用液体静压或空气静压元件。 定位机构中采用电致伸缩、磁致伸缩等微位移结构。 设备广泛采用计算机控制、适应控制、在线检测与误差补偿等技术。
2. 电火花加工的工艺特点 (1) 电火花可加工任何硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料，在一定条件下，还 可加工半导体材料和非导电材料。 (2) 加工时无切削力，有利于小孔、薄壁、空槽以及各种复杂截面的型孔、曲线 孔和型腔等零件的加工，也适于精密细微加工。 (3) 当脉冲宽度不大时，对整个工件而言，几乎不受热影响，可提高加工质量， 适于加工热敏感性强的材料。 (4) 脉冲参数可任意调节，能在同一台机床上连续进行粗、半精、精加工。精加 工时精度为0.005mm,表面粗糙度Ra值为1.6~0.8μm，尺寸精度；精微加工时精度可 达0.002mm~0.001mm，表面粗糙度Ra值为0.05~0.01μm。 (5) 直接使用电能加工，易于实现自动化。
精密与特种加工
精密与超精密加工技术
表7-3 几种典型精密零件的加工精度
零件
激光光学零件 多面镜
加 工 精 度
形状误差 0.1μm 平面度误差 0.04μm
表面粗糙度
Ra 0.01～0.05μm Ra ＜0.02μm
磁头
磁盘 雷达导波管
平面度误差 0.04μm
波度 0.01 ～0.02μm 平面度垂直度误差 ＜ 0.1μm
精密与超精密加工技术
金刚石晶体的面网距和解理现象 ◎金刚石晶体的（111）晶面面网密度最大，耐磨性最好。
◎（100）与（110）面网的面间距分布均匀；（111）面网 的面间距一宽一窄（图） ◎ 在 距 离 大 的 （ 111 ） 面之间，只需击破一个 共价键就可以劈开，而 在 距 离 小 的 （ 111 ） 面 之间，则需击破三个共 价键才能劈开。
精密与特种加工
绪
论
一、精密与特种加工在制造业中 的地位与作用
• 精密加工 • 特种加工
二、课程性质和任务
第一章 精密切削加工
§1-1 概述
一、精密加工及其关键技术简介
• 精密加工及其重要性 • 精密加工关键技术 精密加工机床、金刚石刀具、 精密切削机理、稳定的加工环境、 误差补偿、精密测量技术
二、精密切削加工分类 三、精密加工与经济性
Ra ＜0.02μm
Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm
卫星仪表轴承
天体望远镜
圆柱度误差 ＜0.01μm
形状误差 ＜ 0.03μm
Ra ＜0.002μm
Ra ＜0.01μm
精密与超精密加工技术
102 加工误差（μm） 101 加工设备 车床,铣床 测量仪器 卡尺 百分尺 比较仪
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。
04精密加工和特种加工
抛光特点：
①方法简便、经济，不用特殊设备；
②容易对曲面进行加工；
③只能提高粗糙度，不能改变零件的尺寸精度、形状精度或位置精度；
④劳动条件差。
抛光应用： 抛光主要用于零件表面的装饰加工，或者利用抛光方法去除前道工序的加工
痕迹，提高零件的疲劳强度。
抛光零件表面的形状可以是平面、外圆、孔、以及各种成形表面等。 五、各种精密加工方法的比较：
用装有细磨粒、低硬度的油石磨头，在一定压力下 对工件表面进行光整加工的方法称为超级光磨 。
• 加工时工件旋转，油石以恒力轻压于工件表面， 在作轴向进给的同时作轴向微小振动，从而达到 对工件微观不平的表面进行光磨的效果。
超级光磨的特点 ： ①加工余量极少，一般为3 ~ 10μm； ②生产率较高，一般加工时间只需30~60秒； ③表面质量好，Ra<0.012μm； ④设备简单，操作方便。 但是，超级光磨只能提高表面质量，不能提高尺寸精度和形位精度。
第二节 特种加工
特种加工是相对于传统的切削加工而言，传统的切削加工是用刀具靠机械 能去除工件表面的多余材料。当工件材料的强度、硬度、脆性、韧性过高， 或零件的结构过于复杂，或尺寸太小，或零件的刚度较差时，传统的切削加 工方法就难于实现。特种加工就是为解决这些难题而发展起来的一种新的加 工方法.
特种加工是直接利用电能、光能、声能、热能、化学能或多种能量复合形 式进行加工的方法。常用的特种加工有电火花加工、电解加工、超声波加工、 激光加工、电子束加工和离子束加工等。
精度为3～O．3 μm，粗糙度为O．3～O·03μm的叫精密加工；
精度为0．3～0．03 μm，粗糙度为0．03～0．005 μm的叫超精密加工，或亚微米 加工；
精度为0．03 μm（30纳米），粗糙度优于0．005 μm以上的则称为纳米（nm）加工。
精密加工与特种加工
目录1 精密与特种加工的产生背景 (2)2 精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响 (3)3 精密与特种加工的方法及分类 (5)3.1 加工成形的原理 (5)3.2 加工方法机理 (7)3.3 精密与特种加工技术的地位和作用 (10)4 精密加工与特种加工的一些具体方面 (12)4.1 金刚石刀具精密切削加工 (12)4.2 电火花加工 (13)4.3 电化学加工 (14)4.4 激光加工 (15)4.5 超声波加工 (15)4.6 电子束和离于束加工 (15)4.6.1 电子束加工 (15)4.6.2 离子束加工 (16)4.7 超高压水射流切割 (16)4.8 其他精密与特种加工技术 (17)精密与特种加工技术1精密与特种加工的产生背景制造技术的发展已经有几千年的历史，从石器时代、铜器时代、铁器时代到现代的高分子塑料时代；从手工制作、机器制作到现代的智能控制自动化制作：同时，从一般精度加工、精密加工到现代的超精密加工及纳米加工，代表了当前先进制造技术发展的重要方向。
由于现代科学技术的迅猛发展，机械工业、电子工业、航空航天工业、化学工业等，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展，以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠地工作。
为了适应这些要求，各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现。
其结构和形状越来越复杂，材料的性能越来越强韧，对精度要求越来越高，对加工表面粗糙度和完整性要求越来越严格，使机械制造面临着一系列严峻的任务：1)解决各种难切削材料的加工问题。
如硬质合金、钛台金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、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。
2)解决各种特殊复杂型面的加上问题。
如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模等的立体成型表面，各种冲模、冷拔模等特殊断面的型孔，饱管内膛线、喷油嘴，喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。
精密与特种加工技术
第一章概论第一节精密与特种加工的产生背景机械制造面临着一系列严峻的任务：⑴解决各种难切削材料的加工问题。
⑵解决各种特殊复杂型面的加工问题。
⑶解决各种超精密、光整零件的加工问题。
⑷特殊零件的加工问题。
第二节精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响精密与特种加工是一门多学科的综合高级技术；精密加工包括微细加工、光整加工和精整加工等，与特种加工关系密切。
特种加工是指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工的非传统加工方法（NTM，Non-Traditional Machining），它们与传统切削加工的不同特点主要有：①主要不是依靠机械能；②刀具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度；③在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用。
精密与特种加工技术引起了机械制造领域内的许多变革：⑴提高了材料的可加工性。
⑵改变了零件的典型工艺路线。
⑶大大缩短新产品试制周期。
⑷对产品零件的结构设计产生很大的影响。
⑸对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响。
第三节精密与特种加工的方法及分类1．加工成形的原理分为去除加工、结合加工、变形加工三大类。
去除加工又称为分离加工，是从工件上去除多余的材料。
结合加工是利用理化方法将不同材料结合在一起。
又可分为附着、注入、连接三种。
变形加工又称为流动加工，是利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形，改变其尺寸、形状和性能。
2．加工方法机理按机理精密与特种加工分为传统加工、非传统加工、复合加工。
第四节精密与特种加工技术的地位和作用先进制造技术已经是一个国家经济发展的重要手段之一。
发展先进制造技术是当前世界各国发展国民经济的主攻方向和战略决策，同时又是一个国家独立自主、繁荣富强、经济持续稳定发展、科技保持先进领先的长远大计。
从先进制造技术的技术实质而论，主要有精密、超精密加工技术和制造自动化两大领域。
精密与特种加工技术水平是一个国家制造工业水平的重要标志之一。
《精密与特种加工技术》课后答案
《精密与特种加工技术》课后答案第一章1.精密与特种加工技术在机械制造领域的作用与地位如何？答：目前，精密和特种加工技术已经成为机械制造领域不可缺少的重要手段，在难切削材料、复杂型面、精细零件、低刚度零件、模具加工、快速原形制造以及大规模集成电路等领域发挥着越来越重要的作用，尤其在国防工业、尖端技术、微电子工业方面作用尤为明显。
由于精密与特种加工技术的特点以及逐渐被广泛应用，已引起了机械制造领域内的许多变革，已经成为先进制造技术的重要组成部分，是在国际竞争中取得成功的关键技术。
精密与特种加工技术水平是一个国家制造工业水平的重要标志之一。
2.精密与特种加工技术的逐渐广泛应用引起的机械制造领域的那些变革？答：⑴提高了材料的可加工性。
⑵改变了零件的典型工艺路线。
⑶大大缩短新产品试制周期。
⑷对产品零件的结构设计产生很大的影响。
⑸对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响。
3.特种加工工艺与常规加工工艺之间有何关系？应该改如何正确处理特种加工与常规加工之间的关系？答：常规工艺是在切削、磨削、研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺，而且今后也始终是主流工艺。
但是随着难加工的新材料、复杂表面和有特殊要求的零件越来越多，常规传统工艺必然难以适应。
所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展，特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺，但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺。
4.特种加工对材料的可加工性以及产品的结构工艺性有何影响？举例说明.答：工件材料的可加工性不再与其硬度，强度，韧性，脆性，等有直接的关系，对于电火花，线切割等加工技术而言，淬火钢比未淬火钢更容易加工。
对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响，以往普遍认为方孔，小孔，弯孔，窄缝等是工艺性差的典型，但对于电火花穿孔加工，电火花线切割加工来说，加工方孔和加工圆孔的难以程度是一样的，相反现在有时为了避免淬火产生开裂，变形等缺陷，故意把钻孔开槽，等工艺安排在淬火处理之后，使工艺路线安排更为灵活。
精密与特种加工技术
100μm
5μm 1μm
1μm
0.05μm 0.01μm
0.1μm
0.005μm 0.001μm
Anhui Polytechnic University
安徽工程大学
7
精密与特种加工技术
第一章 绪论
用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键 零件加工，如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密 导轨、精密滚动轴承等，在当前制造工业中占有极重 要的地位。 超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为0.1～ 0.01μm数量级，表面粗糙度Ra值为0.01μm数量级的加 工方法。
其它能量
电 电化学 光 声 化学能等
Anhui Polytechnic University
安徽工程大学
22
精密与特种加工技术
第一章 绪论
1943年，前苏联拉扎林柯夫妇在研究开关触点遭受
火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，逆向思维，用细
铜丝在淬火钢上加工出小孔，开创和发明了电火花加
工—特种加工中的先驱。
10-1 10-2 10-3
超高精密磨床 激光高精度 超精密研磨机 测长仪
离子束加工 扫描电镜 分子对位加工 电子线分析 仪 2000 年份
安徽工程大学
11
1900
1920
1940
1960
1980
精密加工与超精密加工的发展（Taniguchi，1983）
Anhui Polytechnic University
Ra ＜0.02μm
Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.002μm Ra ＜0.01μm
Anhui Polytechnic University
精密与特种加工课件
微纳制造
在微纳制造领域，精密与特种加工技术用于制造微型机械、微型传感器等，广泛应用于 医疗、环保等领域。
新材料领域应用实例
高温合金加工
在高温合金加工中，精密与特种加工技 术用于制造高性能涡轮叶片、燃烧室等 高温部件，提高了航空发动机的工作温 度和效率。
分类
根据加工原理和应用领域，精密与特 种加工可分为电火花加工、激光加工 、离子束加工、超声波加工等多种类 型。
特点与优势
特点
高精度、高效率、高表面质量、 低成本等。
优势
精密与特种加工能够解决传统机 械加工难以解决的问题，尤其在 难加工材料、复杂结构和高精度 零件的加工方面具有显著优势。
应用领域与发展趋势
02 03
激光加工
激光加工是指利用激光束的高能量密度，对材料进行切割、打孔、焊接 等加工。由于激光束的聚焦光斑小、能量密度高，可以获得高精度、高 效率的加工效果。
电子束加工
电子束加工是指利用电子束的高能量密度，对材料进行切割、打孔、焊 接等加工。由于电子束的能量密度比激光束更高，可以获得更高的加工 精度和更小的热影响区。
特种加工工艺
特种加工工艺概述
特种加工工艺是指不同于传统机 械加工方法的工艺方法，具有加
工范围广、适应性强的特点。
电化学加工
电化学加工是指利用电解反应对 材料进行溶解和成型加工的工艺 方法。该方法适用于各种金属材 料的加工，具有高精度、高效率
的特点。
超声波加工
超声波加工是指利用超声波振动 对材料进行研磨、打孔、切割等 加工的工艺方法。该方法适用于 各种硬脆材料的加工，具有高精
特种加工
特种加工技术应用及发展前景姓名：路子威班级：1018203学号：1101800315摘要:特种加工是传统加工工艺方法的重要补充和发展，已成为航空、航天、电子仪表、家用电器以及通讯、汽车、拖拉机、轻工等各个机械制造行业，特别是在模具制造业中不可缺少的一种加工方法。
随着科技的进步发展，特种加工的种类也越来越多，例如电火花加工、电解加工、高能束流加工、激光加工等等。
本文主要讲述特种加工的具体分类，及各种加工的定义及其特点，特种加工的发展史，以及未来特种加工的发展趋势。
关键词：特种加工、分类、特点、发展、应用前景一．引言特种加工不使用刀具、磨具等来切除金属，而是采用电、磁、声、光等物理能量及化学能量或组合施加在被加工的部位上，从而使材料被去除、变形、改变性能等。
特种加工技术采用电磁声光等无形的能量，是科技进步的最大表现，在未来的科技发展过程中，我们要不断认识特种加工的优缺点，更好的利用好特种加工技术，为未来的生产发展做出更大的贡献。
二．特种加工的相关知识2.1 特种加工定义特种加工就是指的那些不属于传统加工工艺范畴的加工工艺方法，即借助电能、热能光能、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。
2.2 特种加工的分类特种加工可以按用途分为尺寸加工和表面加工两大类，每类中又按能量形式、作用原理分为多钟不同的工艺方法。
具体分类如下：尺寸加工：电火花加工、电解加工、电解磨削、超声波加工、激光加工、电子束加工、等离子束加工、化学腐蚀加工、导电切削表面加工：电解抛光、化学抛光、电火花强化、液体磨料抛光2.3 特种加工过程特种加工过程中，工具和工件之间不存在显著地切削力，工具材料硬度可以低于工件材料的硬度，因而可以加工传统机械加工难以加工的材料，还可以完成精度、微细、复杂的加工。
三．特种加工的发展史从第一次产业革命以来，一直到第二次世界大战以前，在这段长达 150 多年都靠机械切削加工的漫长年代里，并没有产生特种加工的迫切要求，也没有发展特种加工的必然条件，人们的思想一直还局限在自古以来传统的用机械能量和切削力来除去多余的金属，已达到加工的要求。
特种加工的优势与发展
特种加工的优势与发展论文导读：随着现代工业发展（和科学实验）的需要。
传统加工由于自身的加工特点。
种新的加工方法——特种加工技术的出现填报了这一空缺。
关键词：特种加工，传统加工，优势，发展随着现代工业发展（和科学实验）的需要，许多领域要求尖端科学技术产品向高精度、高性能、小型化等方向发展，使用的材料越来越难加工，硬度高、脆性好的难切削材料应用日益广泛，一些制造精密、形状复杂和结构特殊的零件需求也在日益增加，对加工制造技术提出了更高的要求，传统加工由于自身的加工特点，致使其已经不能完全满足加工需要。
这时，一种新的加工方法——特种加工技术的出现填报了这一空缺。
所谓特种加工，是指一种利用化学、电、声、光能对金属或非金属材料进行加工的方法，特别适用于加工复杂、微细表面和低刚度零件。
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以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，它们有着各自的特点，使特殊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一些难题，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。
一、特种加工传统的切削加工的本质与特点：一是刀具材料比工件材料有更高的硬度：二是靠机械能切除工件上多余的材料。
论文发表，传统加工。
可随着科学技术的飞速发展，一些尖端科学和新兴工业领域的许多设备要求在各种工况下工作，各种具有特殊物理、机械性能的材料愈来愈多地被使用，有些材料的硬度已超过现有刀具材料的硬度，使用普通刀具已无法加工。
论文发表，传统加工。
此外，各种形状复杂、尺寸精密微小或特大、难以处理的薄壁或弹性元件等应用亦愈来愈多，在零件的结构工艺性上对制造加工技术提出了更加高的要求，这是传统的加工方法无法实现的。
特种加工技术
特种加工技术的发展及其应用特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。
特种加工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,目前仍在继续研究开发和改进。
直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时也结合机械能对工件进行的加工。
特种加工中以采用电能为主的电火花加工和电解加工应用较广，泛称电加工。
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。
20世纪40年代发明的电火花加工开创了用软工具、不靠机械力来加工硬工件的方法。
50年代以后先后出现电子束加工、等离子弧加工和激光加工。
这些加工方法不用成型的工具，而是利用密度很高的能量束流进行加工。
对于高硬度材料和复杂形状、精密微细的特殊零件,特种加工有很大的适用性和发展潜力,在模具、量具、刀具、仪器仪表、飞机、航天器和微电子元器件等制造中得到越来越广泛的应用。
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，但与工件并不接触，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；精密电火花加工的加工精密度可达微米级0.51μm，表面粗糙度可达镜面 Ra0.02μm。
特种加工的分类、特点及趋势
工。电火花加工是使材料变形， 改变性能或被镀覆的特种加工。
通常，电火花成型加工适 用于圆孔．方孔．弯孔．深孔． 微孔．螺纹孑Ｌ．异形孔及各种 槽、模具．还可刻字．表面强化． 涂覆等；
电火花线切割加工适用于 各种冲模、锻模、塑料模、粉末 冶金模及工件，各种样板．磁钢 及硅钢片的；中片，钼．钨．半导 体或贵重金属的切割等。
（５ Ｊ两种或更多种不同类型 的能量可相互组合形成新的复合 加工。其复合加工效果明显．且 便于推广使用。
（６）加工能量易于控制和转 换。加工范围广．适应性强。
（７）特种加工对简化加工工 艺、新产品的设计及零件结构工 艺性等可产生积极的影响。
３特种加工的分类 随着科学技术的发展，与其 它先进制造技术一样．特种加工 正在不断地研究，开发推广和应 用之中，具有良好的发展潜力和 应用前景。特种加工技术的内容 也不断丰富。就目前而言，各种 特种加工方法已达数１０种。一般 按加工能量来源和作用形式以及 加工原理可分为表中各种常用的 特种加工方法。 电火花加工也叫放电加工． 是一种电加热加工过程。它是将 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， 因电极之间的放电效应产生火花 放电．对金属产生腐蚀来进行加
近年来，特种加工技术飞速 发展。一方面，计算机技术．信 息技术．自动化技术等在特种加 工中已获得广泛应用．逐步实现 了加工工艺及加工过程的系统 化集成：另一方面，特种加工能 充分体现学科的综合性，学科 （声．光．电．热、化学等）和专 业之间不断渗透、交叉．融合， 因此，特种加工技术本身同样趋 于系统化集成化的发展方向。这 两方面说明，特种加工技术已成 为先进制造技术的重要组成部 分。一些发达国家也非常重视特 种加工技术的发展，如日本把特 种加工技术和数控技术作为跨 世纪发展先进制造技术的两大 支柱。特种加工技术已成为衡量 一个国家先进制造技术水平和
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精密与特种加工技术的发展
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、经济可承受性好的要求。
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, 为此, 需要采用特种加工技术, 以解决武器装备制造中用常规加工方法无法实现的加工难题, 所以特种加工技术的主要应用领域是: 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; 难加工零件,如复杂零件三维型腔、型孔、群孔和窄缝等的加工;低刚度零件, 如薄壁零件、弹性元件等零件的加工。
以高能量密度束流实现焊接、切割、制孔、喷涂、表面改性、刻蚀和精细加工。
一、精密和特种加工的分类
特种加工的分类目前还没有明确的规定, 一般按能量来源, 作用形式和加工原理可分为电火花加工、电化学加工、激光加工、电子束加工、离子束加工、等离子弧加工、超声加工、化学加工、快速成型等
1.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。
火花放电时，在放电区域能量高度集中，瞬时温度高达10000℃左右，足以使陶瓷材料局部融化而被蚀除。
加工时工具与工件不接触，作用力极小，因而可用于加工型腔模（锻模、压铸模、注塑模等）和型腔零件；加工冲模、粉末冶金模、挤压模、型孔零件、小异型孔、小深孔等。
2．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。
其中电解加工使用于深孔、型孔、型腔、型面、倒角去毛刺、抛光等。
电铸加工适用于形状复杂、精度高的空心零件，如波导
管、注塑用的模具、薄壁零件、复制精密的表面轮廓、表面粗糙度样板、反光镜、表盘等零件。
涂敷加工可针对表面磨损、划伤、锈蚀的零件进行涂敷以恢复尺寸；对尺寸超差产品进行涂敷补救。
对大型、复杂、小批工件表面的局部镀防腐层、耐腐层，以改善表面性能。
3. 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。
4．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。
5．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。
它包括传统加工和特种加工的复合、特种加工和特种加工的复合，主要有切削复合加工、磨削复合加工、电火花复合加工和电解复合加工等。
二、精密与特种加工的特点
1．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。
2. 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。
3．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0.5-1μm，表面粗糙度可
达镜面Ra0.02μm。
4. 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、精密与特种加工的发展方向
今后特种加工技术的发展方向应是：
1.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。
2.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。
3.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。
为适应这一发展趋势的需要，大力开发用于超精加工的特种加工技术（如等离子弧加工等）已成为重要的发展方向。
4.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，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。
为实现以上发展目标, 必须开展下列加工工艺的技术研究:
①激光加工技术无再铸层、无微裂纹涡轮叶片气膜孔激光高效加工技术研究; 铝合金、超强钢、钛合金、异种材料构件以及大型空间曲面零件的激光焊接工艺研究; 三维激光切割工艺规范及表面质量控制技术和在线测量控制技术研究; 提高高温合金、铝合金等重要部件抗疲劳性能的激光冲击技术研究; 激光快速成型技术研究; 大功率激光熔覆陶瓷涂层的工艺以及涂层组织结构和性能的研究。
②电子束加工技术150 kV、15 kW高压电子枪及高压电源的技术研究; 电子束物理气相沉积技术的研究; 大厚度变截面钛合金的电子束焊接技术研究及质量评定; 典型复合材料飞机构件的电子束固化工艺研究及其工程化研究; 多功能电子束加工技术研究。
③离子束和等离子体加工技术复杂零件“保形”离子注入与混合沉积技术研究, 获得高密度等离子体方法研究; 空间结构焊接工艺参数自适应控制及焊缝自动跟踪系统研究, 以及
等离子弧焊过程中变形控制技术研究; 等离子喷涂陶瓷热障涂层结构、工艺及工程化研究; 层流湍流自动转换技术及轴向送粉、三维喷涂技术研究; 层流等离子体喷涂系统的研制及其喷涂技术的研究。
④电加工技术高品质深小孔电液束加工技术研究; 高效、优质照相电解加工群孔技术研究; 多轴、多通道电火花加工群孔、异形孔技术研究; 大容量( 5 000 A 及以上) 精密电解加工技术研究; 电解—电火花复合加工技术研究。
四、我国精密与特种加工的现状及提高措施
从上面几种加工技术的国内外对比中可以看出, 我国的技术深度和推广度要逊色不少, 然而特种加工技术的地位越来越重要, 已成为现代制造技术不可分割的重要组成部分, 因此, 其发展和完善对整个快速制造体系的形成起着关键的作用, 但由于长期以来对这一领域的研究过于分散, 缺乏系统性, 使得现有的很多种特种加工方法远不能适应制造过程信息化的要求, 很难纳入到快速制造系统中,因此, 有必要深入研究那些新型的特种加工工艺方法, 探索高精度、高效率的复合及组合工艺技术, 并选择应用广泛和具有代表性的特种加工方法, 开展面向快速制造的特种加工技术的研究。
结束语
特种加工技术集成了机械、电子、信息、材料技术和计算机等技术，发展异常迅速。
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。