八大特种加工技术
特种加工技术知识要点
特种加工技术知识要点1.数控加工技术：数控加工技术是一种利用计算机控制机床进行零件加工的技术。
它采用数控机床，通过预先编程控制加工过程，可以实现高精度、高效率的加工。
数控加工技术广泛应用于航空航天、军工、汽车等行业，在生产中起到重要作用。
2.激光加工技术：激光加工技术是一种利用激光束对材料进行切割、焊接、打孔等加工的技术。
激光加工具有高精度、高速度、无接触、非热应力影响等特点，适用于材料种类广泛的加工领域。
3.电火花加工技术：电火花加工技术是一种利用电火花放电原理进行加工的技术。
电火花加工技术可以加工硬度高、脆性材料，适用于模具、滑动配件等零部件的制造。
该技术可以实现精密加工，但加工速度较慢。
4.超声波加工技术：超声波加工技术是一种利用超声波振动作用于材料进行加工的技术。
超声波加工技术适用于薄壁、复杂形状的零部件加工，可以实现高精度、高效率的加工。
超声波加工技术广泛应用于电子、精密机械等领域。
5.热处理技术：热处理技术是一种通过加热、保温、冷却等方式改变材料的物理、化学性能的技术。
热处理技术包括淬火、回火、正火、退火等工艺，可以改善材料的硬度、强度、韧性等性能，提高零部件的使用寿命。
6.表面处理技术：表面处理技术是一种通过改变材料表面结构和性能来改善零部件的耐磨、耐蚀、抗疲劳等性能的技术。
常见的表面处理技术包括镀金属、热处理、喷涂、化学处理等。
7.焊接技术：焊接技术是一种将两个或多个工件加热至熔化状态，通过力或压力使其连接成一体的技术。
常见的焊接技术包括电弧焊、氩弧焊、激光焊等。
焊接技术适用于金属材料的连接，广泛应用于航空、航天、建筑等领域。
8.加工装备与工具：特种加工技术的实施需要特定的加工装备和工具。
各类加工装备和工具具有切削、磨削、钳工、冲压等不同的功能，用于实现不同的加工过程。
加工装备和工具的性能直接影响加工质量和效率。
以上是特种加工技术知识的几个要点，涵盖了常见的特种加工技术和相关的装备工具。
特种加工的种类
特种加工的种类特种加工是指不断发展的新型制造工艺，其中包括利用化学能、电能、流体动能或其他物理形式能量来去除或改变材料的性质，从而满足特定的制造需求。
特种加工的主要种类包括：1.电火花加工（Electrical Discharge Machining, EDM）：这种加工方法主要用于加工硬金属和耐热合金等难加工材料。
原理是利用工具电极和工件之间的间隙，在高压电场下产生火花放电，使局部材料被电离并瞬间熔化。
2.激光加工（Laser Beam Machining, LBM）：激光加工利用高功率激光束聚焦在材料表面，产生高温高压，使材料瞬间蒸发或熔化。
激光加工可以用于打孔、切割、焊接、热处理等。
3.电子束加工（Electron Beam Machining, EBM）：电子束加工利用高能量电子束冲击材料表面，产生热能和化学能来去除或改变材料。
它主要用于加工高精度和高质量的零件。
4.水射流加工（Water Jet Machining, WJM）：水射流加工使用高压水流冲击材料表面，以达到切割、打孔、磨削等目的。
这种加工方法具有无热影响区、无残余应力和环境污染小的特点。
5.超声波加工（Ultrasonic Machining, UM）：超声波加工利用高频振动产生的能量对材料进行打孔、切割和抛光等。
这种加工方法主要用于脆性材料，如玻璃、陶瓷等。
6.等离子束加工（Plasma Beam Machining, PBM）：等离子束加工利用高温高压的等离子流对材料进行切割、打孔、喷涂等操作。
这种加工方法具有高速度、高精度和高效率的特点。
7.化学加工（Chemical Machining, CM）：化学加工通过化学反应去除材料，以达到切割、打孔、磨削等目的。
例如，化学腐蚀、电化学腐蚀等。
8.磁力研磨加工（Magnetic Abrasive Finishing, MAF）：磁力研磨加工是一种表面精整技术，利用磁场将研磨介质吸附在磁性工作表面，通过不断振动和更换研磨介质来实现对工件表面的研磨。
特种加工技术
特种加工技术1. 引言特种加工技术是指在工业生产过程中，利用先进的加工设备和工艺，对特殊材料或特殊形状的零件进行加工加工的技术方法。
特种加工技术在许多领域中都有广泛的应用，如航空航天、汽车制造、船舶建造等。
本文将介绍几种常见的特种加工技术，包括电火花加工、激光加工以及电化学加工。
2. 电火花加工电火花加工是一种利用电火花放电来进行加工的技术。
该技术主要用于加工高硬度和脆性材料，如硬质合金、陶瓷等。
其工作原理是利用高压脉冲电流在工件表面产生电火花放电，从而烧蚀掉工件表面的材料。
通过控制放电的时间和能量，可以实现对工件的精细加工。
电火花加工具有以下几个优点： - 能够加工高硬度和脆性材料； - 加工过程中不会产生机械应力； - 可以实现复杂形状的加工。
然而，电火花加工也存在一些限制：- 加工效率相对较低；- 加工精度受到局限。
3. 激光加工激光加工是利用高能量密度的激光束对工件进行加工的技术。
激光加工可以通过烧蚀、熔化、汽化等方式来剥离工件表面的材料。
激光加工具有以下几个特点： - 高加工精度和加工质量； - 高加工速度； - 可以实现对不同材料的加工。
激光加工在航空航天、汽车制造等领域有广泛的应用。
例如，在飞机制造中，激光加工可以用于切割、焊接、打孔等工艺操作。
激光加工的应用还面临一些挑战： - 高能量激光设备的成本较高； - 对工件材料的适应性有限。
4. 电化学加工电化学加工是利用电化学反应对工件进行加工的技术。
它通过在电解液中施加电压，使得工件表面发生氧化、溶解等反应，从而实现加工目的。
电化学加工具有以下优点： - 加工精度高； - 加工过程中不会产生机械应力； - 可以加工高硬度和脆性材料；电化学加工主要用于微小零件加工、细微结构加工、薄板加工等领域。
例如，在电子芯片制造中，电化学加工可以用于进行微细线路的蚀刻。
然而，电化学加工也存在一些限制： - 加工速度较慢； - 加工尺寸受到限制。
5. 总结特种加工技术在现代工业中起着重要作用。
特种加工技术的名词解释
特种加工技术的名词解释近年来，特种加工技术在各个领域的应用越来越广泛，为产品提供了更高质量、更高效率的加工处理方法。
本文将对几种常见的特种加工技术进行解释，帮助读者更好地理解这些名词的含义和应用。
一、电火花加工电火花加工是一种利用脉冲电压在工件表面产生火花放电来实现微小加工的技术。
这种方法主要用于金属材料的切割、开槽、打孔和雕刻等加工过程。
通过控制脉冲的能量和持续时间，可以在工件表面形成微小的火花，使其溶化、汽化或气化。
电火花加工具有非接触、高精度、无切削力的优点，适用于硬度较高的金属材料的加工。
二、激光切割激光切割是利用高能激光束对工件进行切割的技术。
激光束经过光学组件的聚焦后，可以使工件表面产生高温，从而使材料蒸发或熔化，并通过高速气流将蒸汽或熔融材料从切割口中吹出。
激光切割具有高速、高精度、无机械接触等优点，广泛应用于金属、非金属材料的切割加工。
三、电解加工电解加工是利用电解液中的电解作用，通过阳极和阴极之间的电解质，对工件表面进行加工的技术。
当电流通过阴极和阳极之间的工件时，工件表面的金属离子被氧化或还原，形成气泡，并通过电解质传递离子，完成材料的加工、去除或修整等操作。
电解加工具有高精度、可靠性高、操作灵活等特点，适用于金属材料的精密加工。
四、电解抛光电解抛光是利用电解液对工件表面进行表面处理和研磨的技术。
在电解加工的基础上，通过调节电解液的组分和操作条件，使工件表面的金属离子在电流作用下发生氧化、析出或降解反应，从而实现对工件表面的平整化和光洁度的改善。
电解抛光广泛应用于不锈钢等材料的表面处理，可提高材料的光洁度和抗腐蚀性能。
五、真空蒸镀真空蒸镀是利用高真空环境下的热蒸发或电子束蒸发技术，使金属材料蒸发并沉积在工件表面的一种技术。
在真空腔体中，通过加热金属源或电子束轰击金属源，使金属原子蒸发，并在工件表面沉积，形成一层均匀、致密的金属膜。
真空蒸镀广泛应用于镜面、陶瓷、塑料等材料的表面覆盖和装饰，提供了高光洁度、高硬度和防腐蚀等性能。
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。
特种加工其他特种加工方法
化学铣切（化学蚀刻） 光化学腐蚀
用于表面加工的方法主要是：
化学抛光 化学镀膜
化学蚀刻加工原理
化学蚀刻工艺过程
光化学腐蚀
是光学照相制版和光刻（化学腐蚀）相 结合的一种精密微细加工方法。
与化学蚀刻的主要区别： 用照相感光来确定工件表面要蚀除的图
形、线条，而不是靠样板人工刻形、划 线。
二、等离子体加工
又称等离子弧加 工，利用电弧放 电使气体电离成 过热的等离子气 体流束，靠局部 熔化及气化来取 出材料的。
三、挤压珩磨
又称磨料流动加工
（Abrasive Flow Machining,AFM）
四、水射流切割
利用500~900m/s的高速水或带有添加剂 的水冲击工件进行加工，简称“水切 割” ，俗称“水刀”
其他特种加工方法
化学加工 等离子体加工 挤压珩磨 水射流切割 磁性磨料研磨加工和磁性磨料电解研磨加工 快速成型技术 铝合金微弧氧化表面陶瓷化处理技术
一、化学加工
化学加工(ChemicalMachining,CHM)是利用 酸、碱、盐等化学溶液对金属产生化学反应， 使金属溶解，改变工件的尺寸和形状，以及表 面性能。
化学抛光
改善工件表面粗糙度 原理：用硝酸或磷酸等氧化剂溶液，使
工件表面氧化，产生的氧化层又能慢速 溶入溶液，这样微凸处氧化较快，而微 凹处演化较慢，逐步使表面平整。
化学镀膜
原理：在含金属的盐溶液中加入一种还Байду номын сангаас原剂，将镀液中的金属离子还原成原子 沉积在被镀的工件表面。
镀膜主要起装饰、防腐蚀或导电作用。
五、磁性磨料研磨加工和磁性 磨料电解研磨加工
结束
特种加工技术在国之重器中的应用实例
特种加工技术在国之重器中的应用实例
1、高速铣床研磨：用于航空领域的真空压缩机曲轴的高精度和高表面质量的研磨加工；
2、超高频激光切割：在大型水库大坝构筑、大型桥梁、地铁轨道等大型土建工程中，用于刻写门轨的激光切割及石材的雕刻内凹；
3、特种热处理：在航空航天行业中，常用于飞机高温可靠性组件的特殊热处理工艺；
4、等离子体抛光：在军工领域，用于战机机身表面的磨光处理，以获得抗空气动力外表面的绝佳效果；
5、电火花脉冲加工：在船舶制造业中，常用于钢筋绳扎环结合部位的脉冲锻造加工，使结构更加牢固。
特种加工技术总结
特种加工技术总结引言特种加工技术是指利用特殊的加工方法和工艺，对特定材料进行处理、加工和改性的技术手段。
随着科技的发展和工业的进步，特种加工技术得到了广泛的应用和发展。
本文将对几种常见的特种加工技术进行总结和介绍。
1. 表面处理技术表面处理技术是一种通过改变材料表面的特性和性能，来满足特定要求的加工方法。
常见的表面处理技术包括：1.1. 电镀技术电镀是利用电解反应将一层金属沉积在材料表面的一种加工方法。
通过电镀可以提高材料的耐腐蚀性、硬度和光泽度。
常见的电镀技术有镀铬、镀镍、镀金等。
1.2. 涂层技术涂层技术是将一层涂料或薄膜覆盖在材料表面的一种加工方法。
通过涂层可以增加材料的耐磨性、耐腐蚀性和防护性能。
常见的涂层技术有喷涂、浸涂、喷淋等。
1.3. 氮化处理氮化处理是将材料暴露在氮气或含氮气体环境中，利用化学反应使材料表面形成一层氮化物的加工方法。
氮化处理可以提高材料的硬度、耐磨性和耐蚀性。
常见的氮化处理方法有氮气渗透、离子氮化等。
2. 热处理技术热处理技术是通过控制材料的加热和冷却过程，改变材料的组织结构和性能的加工方法。
常见的热处理技术包括：2.1. 淬火淬火是将材料加热到适当的温度，然后迅速冷却，使材料形成马氏体或贝氏体的加工方法。
通过淬火可以提高材料的硬度和强度，但也会使材料变脆。
常见的淬火方法有油淬、水淬等。
2.2. 回火回火是将经过淬火处理的材料加热到适当的温度，然后缓慢冷却的加工方法。
通过回火可以减轻材料的脆性和内应力，提高材料的韧性和强度。
常见的回火方法有低温回火、中温回火等。
2.3. 焊后热处理焊后热处理是将焊接接头进行热处理的加工方法，旨在消除焊接产生的应力和改善接头性能。
常见的焊后热处理方法有焊接后回火、焊后退火等。
3. 精密加工技术精密加工技术是一种通过高精度的设备和控制手段，对材料进行精细和精确的加工的技术。
常见的精密加工技术包括：3.1. 放电加工放电加工是利用电脉冲进行烧蚀和加工的一种高精度加工方法。
特种加工的分类
特种加工的分类一、特种加工的概念特种加工是指对特殊材料或特殊工件进行加工处理的一种工艺。
它涵盖了多个领域，如航空航天、军事装备、电子信息等，具有高精度、高可靠性、高技术含量等特点。
二、特种加工的分类2.1 材料特种加工2.1.1 金属加工金属加工是特种加工的重要领域之一，包括以下几种加工方式： - 切割加工：如切割、锯割、剪切等 - 成形加工：如锻造、压块、冲压等 - 焊接加工：如电弧焊、气体焊、激光焊等 - 表面处理：如电镀、镀层、涂装等2.1.2 非金属加工非金属加工是指对非金属材料进行加工处理，主要包括以下几种加工方式： - 切割加工：如激光切割、水刀切割、火焰切割等 - 成形加工：如挤压、注塑、复合等 - 烧结加工：如陶瓷烧结、粉末冶金等 - 表面处理：如抛光、喷涂、电镀等2.2 工艺特种加工2.2.1 激光加工激光加工是一种高精度的特种加工技术，它利用激光束对工件进行切割、焊接、打孔等操作。
激光加工具有无接触、热影响区小、加工精度高等特点。
2.2.2 等离子加工等离子加工是利用等离子体对工件进行切割、清洗、表面处理等操作的一种特种加工技术。
它具有高速、高效、高质量的特点，广泛应用于电子、光通信、航空等领域。
2.2.3 电火花加工电火花加工是利用电弧放电的高温高压环境，通过对工件进行微小的放电脉冲，以去除工件表面的材料或进行细微刻痕的特种加工技术。
2.3 产品特种加工2.3.1 钛合金加工钛合金是一种重要的特种材料，在航空航天、生物医药等领域具有广泛应用。
钛合金加工需要特殊的工艺和设备，如精密数控机床、激光切割等。
2.3.2 复合材料加工复合材料是由两个或多个不同种类的材料组成的材料，可用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
复合材料加工需要特殊的成型、固化、表面处理等工艺。
2.3.3 微纳加工微纳加工是对微小尺度工件进行加工处理的一种特种加工技术，应用于集成电路、光电器件等领域。
微纳加工需要高精密度的工艺和设备，如光刻、刻蚀等。
特种加工技术资料
4.如何合理选择数控电火花成型加工的电加工工艺参数？ A:粗加工时，应选用较大的加工电流和大的脉冲能量，可获得较高的材 料加工生产率。而精加工时，应选用较小的加工电流和小的单个脉冲能 量，可获得加工工件较低的表面粗糙度。
5.电火花线切割加工和电火花成型加工有哪些共性和不同点？ A:本质是一样的，都属电加工一类。 放电介质不同：电火花成型用铜或者石墓电极，电极形状各异；线切割 用钼丝加工。
特种加工技术资料
更新时间：2014-9-9
特种加工技术包括电火花加工、电化学加工、高能束加工、等离子 弧加工、超声加工、化学加工等，与传统机械加工方法相比，其最大的 优点是加工材料范围广，可以加工任何强度、硬度、韧性、脆性的金属 或非金属材料。此外，利用特种加工技术还可解决各种特殊复杂表面及
超精、光精表面的加工问题。目前，特种加工技术已成为机械制造技术
中不可缺少的一个组成部分。
资讯： 1.国防科技大学成功研制磁流变、离子束两种超精抛光装备 2.电子束焊接成功运用于歼十制造
3.电火花成型电极设计
必答： 1.什么是特种加工技术? A: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
用途不同：电火花成型主要用于模具的型腔形状加工，线切割主要用于
轮廓切割加工。
6.激光加工装置有哪些部分组成？激光加工常用的激光器有哪些？ A:激光加工的基本设备主要由激光器、电源、光学系统及机械系统等四 大部分组成。激光器是激光加工设备的重要组成部分，目前常用的激光 器按激活介质的种类可以分为固体激光器、气体激光器、半导体激光器
和液体激光器四类。而按激光器的工作方式又可大致分为连续激光器和
脉冲激光器两种。
特种加工技术的工作原理和应用
特种加工技术的工作原理和应用1. 引言特种加工技术是一种在常规加工技术的基础上发展起来的一类加工方法，它在加工过程中利用特殊的工艺和设备，对材料进行精确加工和改性处理。
本文将介绍特种加工技术的工作原理和应用，并探讨其在工业生产中的重要性。
2. 工作原理特种加工技术的工作原理通常是通过利用物理、化学、电子等原理以及先进的加工设备，对材料进行精确加工和改性处理。
下面列举几种常见的特种加工技术及其工作原理：•激光加工：激光加工利用高能量激光束对材料表面进行加热和蒸发，从而实现精确切割、打孔和焊接等加工过程。
•电火花加工：电火花加工通过在工件表面产生高频率电火花放电，从而使工件表面产生微细的刻痕和凹坑，实现高精度的加工和修复。
•超声波加工：超声波加工利用超声波振动产生的高频力量，对材料进行微细震动，实现切割、打孔和清洗等加工过程。
•离子束辅助加工：离子束辅助加工是利用启动器在真空环境下加速离子束，使其撞击材料表面，实现表面改性和纳米制造等精细加工过程。
3. 应用领域特种加工技术在许多领域都得到了广泛的应用，下面列举几个典型的应用领域：•航空航天：特种加工技术在航空航天领域中扮演着重要的角色，例如利用激光加工制造航空发动机中的精密零部件，以及利用电火花加工修复和维护航空器的外壳。
•医疗领域：特种加工技术在医疗领域中的应用也非常广泛，例如利用激光加工实现激光手术刀的精确切割和焊接；利用超声波加工制造各种医疗器械和医用材料。
•电子工业：特种加工技术在电子工业中的应用日益增多，例如利用离子束辅助加工制造高精度的半导体器件，利用激光加工实现PCB板的精确刻蚀和焊接。
•汽车工业：特种加工技术在汽车工业中也有重要的应用，例如利用电火花加工制造汽车发动机的高精度缸体和缸盖，利用激光加工实现汽车零部件的精确切割和焊接。
4. 未来发展趋势特种加工技术在工业生产中发挥着重要的作用，随着科技的不断进步和工艺的不断创新，特种加工技术也在不断发展和完善。
作业五(特种加工)
1.特种加工有哪几种？分别用于何种场合？1．电火花：电火花加工主要用于加工各种高硬度的材料（如硬质合金和淬火钢等）和复杂形状的模具、零件，以及切割、开槽和去除折断在工件孔内的工具（如钻头和丝锥）等。
2．激光加工技术：激光切割适用于由耐热合金、钛合金、复合材料制成的零件。
3．电子束加工技术：电子束焊已用于运载火箭、航天飞机等主承力构件大型结构的组合焊接，以及飞机梁、框、起落架部件、发动机整体转子、机匣、功率轴等重要结构件和核动力装置压力容器的制造。
4．等离子束及等离子体加工技术：广泛应用在航空、航天、船舶等领域的产品关键零部件耐磨涂层、封严涂层、热障涂层和高温防护层等方面。
5．超声波加工技术：超声波加工精度高, 速度快, 加工材料适应范围广, 可加工出复杂型腔及型面, 加工时工具和工件接触轻, 切削力小, 不会发生烧伤、变形、残余应力等缺陷, 而且超声加工机床的结构简单, 易于维护。
2.请简述超声波加工的原理超声波加工基本原理：在工件和工具间加入磨料悬浮液, 由超声波发生器产生超声振荡波, 经换能器转换成超声机械振动, 使悬浮液中的磨粒不断地撞击加工表面, 把硬而脆的被加工材料局部破坏而撞击下来。
在工件表面瞬间正负交替的正压冲击波和负压空化作用下强化了加工过程。
因此,超声波加工实质上是磨料的机械冲击与超声波冲击及空化作用的综合结果。
3.电火花加工时电极所用的材料有石墨和紫铜，请说明两者的区别。
材料特性：紫铜：以无杂质锻打的电解铜最好。
石墨：细粒致密，各向同性的高纯石墨。
精加工：紫铜：1、电极损耗小； 2、适于镜面加工；3、如果表面有纹，铜蚀出来的纹比较均匀。
石墨： 1、精加工电极损耗大。
粗加工：紫铜：1、用过后经改制还可以再次利用，利用率高。
石墨：1、开粗速度快，透气性好；2、电极损耗小，适于加大型腔的加工。
机械加工性能：紫铜：1、机加性能差，在精车精磨加工难，改进方法：将紫铜焊在钢基上； 2、易变形，磨削困难，不宜用作加工微细部位；石墨：1、机加性能好，易于成形及修正；2、做薄而深的骨位电极时不会变形，它很脆，宁可断也不会变形 3、可以承受高温而不会变形4、高速机才能加工，脆而硬，刀具易磨损，需用特殊的石墨刀 5、易崩口，粉尘较大，易脱落，易积碳，掉渣，要注意机床导轨等的防护。
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。
特种加工 8种
1电火花加工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。
特种加工常用加工方法
特种加工常用加工方法
1.数控加工
数控加工是指利用数控技术集成机械、数学、电子、计算机科学等多种领域的技术，实现高速、高精度、高效率的零部件加工方法。
常见的数控加工设备包括数控铣床、数控车床、数控钻床等。
2.激光加工
激光加工是一种非接触式的热加工方法，通过高能量密度的激光束对材料表面进行切割、打孔或表面雕刻等。
常见的激光加工设备包括激光切割机、激光打标机等。
3.电火花加工
电火花加工是一种利用电释放现象切削和加工金属的方法，它采用电极和工件之间的间隙放电来移除材料表面。
常见的电火花加工设备包括数控电火花加工机、手动电火花加工机等。
4.线切割加工
线切割加工是一种切割和加工导电材料的方法，它采用细直线电极在工件表面进
行剪切，通过电热效应将材料加热到熔点以上进行切割和加工。
常见的线切割加工设备包括数控线切割机、手动线切割机等。
5.喷砂加工
喷砂加工是一种利用高速喷射磨料将工件表面进行研磨和打磨的方法。
常见的喷砂加工设备包括压力式喷砂机、吸风式喷砂机等。
6.化学加工
化学加工是一种利用化学反应在材料表面进行刻蚀、腐蚀、清洗等加工方法。
常见的化学加工方法包括酸洗、碱洗、电解抛光等。
特种加工技术
特种加工技术特种加工技术是一种高端、高精度的制造工艺，具有复杂形状、高质量和高可靠性的特点。
特种加工技术主要包括高速切削加工、电火花加工、激光加工等。
这些技术的应用方向涉及到航空航天、汽车制造、电子通信、生物医药等多个领域。
一、高速切削加工高速切削加工是一种以高速运转的工具在工件表面上进行加工的技术。
它主要应用于金属材料的加工中，如铝合金、钛合金、高温合金和不锈钢等。
高速切削加工的优点主要在于加工速度快、表面质量高、加工工件尺寸精度高等方面，这些特点使得高速切削加工成为了许多行业的首选技术手段。
高速切削加工技术在飞机零件、模具制造、汽车零部件制造、机械制造、船舶制造等领域都有广泛的应用。
它的发展还促进了数控技术的飞速发展，同时也推动了人类自动化制造的步伐。
二、电火花加工电火花加工是利用高频脉冲放电切割或加工导电材料的一种机电加工技术。
主要应用在模具制造、飞机航天、汽车制造、模具、精密机械制造、玉石雕刻等行业中。
电火花加工的特点在于它可以加工出复杂的形状，而且可以加工出超硬材料和热处理后的金属材料，制作出高精度模具，如精密芯模、模具、工艺刀具、开槽钻、刻线刀等；在航空航天业中，也可以用来加工散热器、燃烧室、涡轮叶片等复杂形状的零部件。
三、激光加工激光加工是利用激光束在工件表面切割、焊接、雕刻、打孔等加工过程中，具有非接触加工、非热接触、精度高、效率高、易自动化控制等优点。
激光加工的应用领域也非常广泛，如电子电器制造、机械制造、汽车制造、航空航天、医疗器械等。
激光加工可以对材料进行各种加工作业，从而满足生产的不同需求。
例如，激光切割技术可用于生产压缩机、汽车零件和航空零件。
激光焊接技术可用于电子零件、汽车制动系统和飞机的燃油泵等。
激光打孔技术可用于贵重石材、塑料制品和编织物等材料的加工中。
此外，激光打印技术也是目前3D打印技术中的一种先进的加工手段。
总之，特种加工技术的应用已经深入到我们生活的方方面面中，并且将持续发展，并为我们带来更多的便利和舒适。
机械制造技术：特种加工技术及应用
完全互换装配法
主要内容：
1 . 特种加工 2 . 精密、超精密加工
2
完全互换装配法
1. 特种加工
◆电火花加工 ◇电火花成型 ◇电火花线切割
◆电化学加工 ◇电解、电铸、电镀
◆超声加工 ◆激光加工 ◆水射流加工
3
完全互换装配法
11
完全互换装配法
电解穿孔
电极进给
绝缘层
电极
工件
电解液
工件
电极 电解液
电极进给
12
完全互换装配法
电解切断
13
完全互换装配法
电解加工型腔
14
完全互换装配法
电镀和电刷镀产品
15
完全互换装配法
工艺名称 加工原理
各种电化学方法的比较
电解加工
电解磨削
电铸加工
电化学 去除加工
电化学 去除加工
电化学 附着加工
1）电火花加工 利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生
的电蚀作用，去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
Electrical Discharge Machining
4
完全互换装配法
电火花穿孔
5
完全互换装配法
进给方向
进给方向
电火花型腔加工
工具电极 工件
工作液
工具电极 工件
阳极溶解
机械磨削作用5％ 电解作用95％
阴极沉积 剥取沉积层
电镀与 电刷度
电化学 附着加工
阴极沉积 附着在表面
16
完全互换装配法
3） 超声加工 超声加工（Ultra Sonic Machining） 超声波：高于16000Hz 超声波可传递很强的能量 超声波会产生反射、干涉和共振现象 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象
典型特种加工的原理和区别
典型特种加工的原理和区别
特种加工是相对通用加工而言的,指无法通过常规技术实现的特殊加工过程。
典型的特种加工方式及其核心原理可以概括如下:
1、激光加工
利用高功率激光束照射金属,使局部区发生瞬间高温将材料融化或汽化,实现焊接、切割等功能。
2、电子束加工
用高速电子束轰击材料表面,使之在极小范围快速熔化或汽化,进行焊接或穿孔。
3、等离子体加工
在part气体等离子体的作用下,通过物理化学反应实现材料的蚀刻、沉积、切割等。
4、超声波加工
利用超声机械振动的热效应、cavitation效应,使材料焊接、清洗或进行增材制造。
5、电火花加工
在两电极间制造强力脉冲放电,产生高温将材料融化或气化切除。
6、电化学加工
通过电解质溶液中的电化学反应,对工件进行精密的电蚀、电长等微加工。
以上加工方式都依靠00205, Do能量对材料的瞬间集中作用实现特殊效果。
其区别在于能量类型的不同,适用范围及加工质量各有特点。
正确选择特种加工方式需要综合考虑材料、加工要求等因素。
8特种加工
线切割加工不需要特定形状的电极，按 输入的程序自动切割加工，减少了电极 的制造费用，缩短了生产准备时间； 加工中工具电极损耗很小，可获得高的 加工精度高；可加工小孔、小槽、窄缝， 凸、凹模加可工可一次完成，多个工件 可叠起来加工，但不能加工盲孔和立体 成型表面。
三.电解加工 ECM
⑴基本原理
电解加工 是利用金属 在电解液中 产生电化学 阳极溶解的 原理将工件 加工成形的.
⑴对硬质合金…等难切材料的加工 ⑵对模具上的…等复杂型面的加工 ⑶对细长件\薄…等特殊结构件的加工
3.特种加工方法
电火花加工 电解加工 激光加工 离子束加工 超声波加工
二、电火花加工 EDM
利用电\热能进行 加工的工艺方法. ⑴基本原理:脉冲 电源的一极接工 具电极，另一极 接工件。放电使 金属熔化或汽化. 瞬时温度可达 10000℃以上。
(电化学加工)
水溶液H2O H+＋OH－ 阳极反应Fe-2e → Fe2+ Fe2+＋2OH→Fe(OH)2 阴极反应2H+＋2e →H2 阳极不断蚀除。
⑵电解加工特点
①能加工各种硬度与强度的金属材料 ②生产率高(约为电火花加工的5~10倍 以上) ③工具阴极不会损耗,寿命长. ④精度难以严格控制,精度为±0.1mm, 但表面好, Ra=1.25～0.2. ⑤电解液对设备有腐蚀作用,电解产物 需妥善处理。
（3）应用
①不导电硬脆材料、也可加工各种高硬度 与高强度的金属材料。 ②要求较高的模具的抛磨精加工。
（3）电火花加工特点
①可用软的工具加工硬韧的工件，甚至可 加工聚晶金刚石、立方氮化硼一类超硬 材料。 ②不产生切削力引起的残余应力和变形.(其 材料去除是靠放电时的电热作用实现的, 电极和工件间不存在切削力) ③调整容易,易于实现自动化. ④尺寸精度为:0.01～0.05mm,Ra=5～0.63.
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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。
特种加工具有下列特点：•工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度；•可直接利用电能、电化学能、声能或光能等能量对材料进行加工；•加工过程中机械力不明显，工件很少产生机械变形和热变形，有助于提高工件的加工精度和表面质量；•各种方法可以有选择地复合成新的工艺方法，使生产效率成倍地增长，加工精度也相应提高；•几乎每产生一种新的能源，就有可能产生一种新的特种加工方法。
正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而言，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度零件，同时，有些方法还可用以进行超精加工、镜面光整加工和纳米级（原子级）加工。
二、特种加工的分类特种加工的分类还没有明确的规定，一般按能量来源和作用形式以及加工原理可分为下表所示的形式。
三、常用的特种加工方法电火花加工（Electrical Discharge Machining）：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，英文简称EDM。
基本设备：电火花加工机床主要特点：•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使用范围：•加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；•加工各种硬、脆材料如硬质合金和淬火钢等；•加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；•加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。
电解加工（electrochemical machining）：基本原理：基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极，将工件按一定形状和尺寸加工成型的一种工艺方法，称为电解加工。
使用范围：电解加工对于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工具有显著优势。
电解加工已获得广泛应用，如炮管膛线，叶片，整体叶轮，模具，异型孔及异型零件，倒角和去毛刺等加工。
并且在许多零件的加工中，电解加工工艺已占有重要甚至不可替代的地位。
优点：•加工范围广。
电解加工几乎可以加工所有的导电材料，并且不受材料的强度、硬度、韧性等机械、物理性能的限制，加工后材料的金相组织基本上不发生变化。
它常用于加工硬质合金、高温合金、淬火钢、不锈钢等难加工材料。
•生产率高•加工质量好，尤其是表面质量。
•可用于加工薄壁和易变形零件。
电解加工过程中工具和工件不接触，不存在机械切削力，不产生残余应力和变形，没有飞边毛刺。
•工具阴极无损耗。
局限性：•加工精度和加工稳定性不高。
•加工成本较高，且批量越小，单件附加成本越高。
激光加工：基本原理：激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，在极小时间内使材料熔化或气化而被蚀除下来，实现加工。
主要特点：激光加工技术具有材料浪费少、在规模化生产中成本效应明显、对加工对象具有很强的适应性等优势特点。
在欧洲，对高档汽车车壳与底座、飞机机翼以及航天器机身等特种材料的焊接，基本采用的是激光技术。
使用范围：激光加工作为激光系统最常用的应用，主要技术包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔、微加工及光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。
激光焊接激光微雕激光打标，蚀刻电子束加工：基本原理：电子束加工是利用高能量的会聚电子束的热效应或电离效应对材料进行的加工。
主要特点：能量密度高，穿透能力强，一次熔深范围广，焊缝宽比大，焊接速度快，热影响区小，工作变形小。
使用范围：电子束加工的材料范围广，加工面积可以极小；加工精度可以达到纳米级，实现分子或原子加工；生产率高；加工所产生的污染小，但加工设备成本高。
可以加工微孔、窄缝等，还可用来进行焊接和细微的光刻。
真空电子束焊接桥壳技术是电子束加工在汽车制造业中的主要应用。
离子束加工（ion beam machining）：基本原理：离子束加工是在真空状态下，将离子源产生的离子流，经加速、聚焦达到工件表面上而实现加工的。
主要特点：由于离子流密度及离子能量可以精确控制，因而能精确控制加工效果，实现纳米级乃至分子、原子级的超精密加工。
离子束加工时所产生的污染小，加工应力变形极小，对被加工材料的适应性强，但加工成本高。
使用范围：离子束加工依其目的可以分为蚀刻及镀膜两种。
1.蚀刻加工：离子蚀刻用于加工陀螺仪空气轴承和动压马达上的沟槽，分辨率高，精度、重复一致性好。
离子束蚀刻应用的另一个方面是蚀刻高精度图形，如集成电路、光电器件和光集成器件等征电子学构件。
离子束蚀刻还应用于减薄材料，制作穿透式电子显微镜试片。
2.离子束镀膜加工：离子束镀膜加工有溅射沉积和离子镀两种形式。
离子镀可镀材料范围广泛，不论金属、非金属表面上均可镀制金属或非金属薄膜，各种合金、化合物、或某些合成材料、半导体材料、高熔点材料亦均可镀覆。
离子束镀膜技术可用于镀制润滑膜、耐热膜、耐磨膜、装饰膜和电气膜等。
等离子弧加工：基本原理：等离子弧加工是利用等离子弧的热能对金属或非金属进行切割、焊接和喷涂等的特种加工方法。
主要特点：•微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。
•具有小孔效应，能较好实现单面焊双面自由成形。
•等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强，10～12mm 厚度钢材可不开坡口，能一次焊透双面成形，焊接速度快，生产率高，应力变形小。
•设备比较复杂，气体耗量大，只宜于室内焊接。
使用范围：广泛用于工业生产，特别是航空航天等军工和尖端工业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等金属的焊接，如钛合金的导弹壳体，飞机上的一些薄壁容器等。
超声加工：基本原理：超声加工是利用超声频作小振幅振动的工具，并通过它与工件之间游离于液体中的磨料对被加工表面的捶击作用，使工件材料表面逐步破碎的特种加工，英文简称为 USM。
超声加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和抛光。
主要特点：可以加工任何材料，特别适用于各种硬、脆的非导电材料的加工，对工件的加工精度高，表面质量好，但生产率低。
使用范围：超声加工主要用于各种硬脆材料，如玻璃、石英、陶瓷、硅、锗、铁氧体、宝石和玉器等的打孔(包括圆孔、异形孔和弯曲孔等)、切割、开槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面抛光和砂轮修整等方面。
化学加工：基本原理：化学加工（chemical etching）化学加工是利用酸、碱或盐的溶液对工件材料的腐蚀溶解作用，以获得所需形状、尺寸或表面状态的工件的特种加工。
主要特点：•能加工任意能切削金属材料，不受硬度、强度等性能的限制。
•适合大面积加工，并可同时加工多件。
•不产生应力、裂纹、毛刺，表面粗糙度达Ra1.25~2.5μm。
•操作简便。
•不适宜加工对窄狭槽、孔。
•不宜消除表面不平、划痕等缺陷使用范围：•适于大面积厚度减薄加工；•适于在薄壁件上加工复杂型孔快速成型：RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是'分层制造，逐层叠加'，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台'立体打印机'。
基本原理：它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。
因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。
由传统的'去除法'到今天的'增长法'，由有模制造到无模制造，这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。
主要特点：RP技术将一个实体的复杂的三维加工离散成一系列层片的加工，大大降低了加工难度，具有如下特点：•成型全过程的快速性，适合现代激烈的产品市场；•可以制造任意复杂形状的三维实体；•用CAD模型直接驱动，实现设计与制造高度一体化，其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计环境；•成型过程无需专用夹具、模具、刀具，既节省了费用，又缩短了制作周期。
•技术的高度集成性，既是现代科学技术发展的必然产物，也是对它们的综合应用，带有鲜明的高新技术特征。