浅谈特种加工新技术

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。国际上称特种加工技术为21世纪技术，对新型武器装备研制和生产，起到举足轻重的作用。随着现代科技的不断发展以及社会的需求，对于工业上的要求在不断的改变，而特种加工技术的发展给工业上的要求提供了极大的帮助。特种加工应用广泛，能够给一些加工提供很大的帮助。本文就激光加工技术、电子加工技术、离子束和等离子加工技术、电工加工技术几个方面介绍了国外的发展现状同时提出了国内相应领域的技术发展方向。

关键词：特种加工激光加工等离子加工发展趋势

Abstract

Special processing technology is direct with electric energy, heat energy, sound energy and photochemical can or composite can realize the cutting material processing method, it is difficult to cutting materials, surface, low stiffness factors of parts and the important process mold processing method.Special processing technology, said the international community for the 21stcentury technology, development and production of new weapons and equipment, play a decisive role. With the continuous development of modern technology and the needs of society, the requirements for the industry constantly changes, and special processing technology to the industry's request for a great help. Special processing is widely used, can be processed to provide a number of great help. In this paper, laser processing technology, electronic processing technology, ion beam and plasma processing technology, electrical processing technology, the paper introduces the development of foreign status; also put forward the corresponding area of domestic technology development.

Key words：Special processing Laser processing Plasma Processing Trends

引言

特种加工（又称非传统加工）是二次世界大战后发展起来的一类有别于传统切削与磨削加工方法的总称。特种加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上，从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等[1- 4]；特种加工方法可以完成传统加工方法难以实现的加工，如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温材料和工程陶瓷、磁性材料等难加工材料的加工以及精密、微细、复杂形状零件的加工等。

特种加工技术有以下几个特点[5]：

（1）加工方法主要不是依靠机械能，而是用其他能量（如电能、光能、声能、热能、化学能等）去除材料。

（2）传统加工方法要求刀具的硬度必须大于工件的硬度，即“以硬切软”；而对于特种加工，由于工具不受显著切削力的作用，特种加工对工具和工件的强度、硬度和刚度均没有严格

要求。

（3）加工没有明显的切削力作用，一般不会产生加工硬化现象，又由于工件加工部位变形小，发热少，或发热仅局限于工件表层加工部位，工件热变形小，由加工产生的应力也小，易于获得好的加工质量，且可在一次安装中完成工件的粗、精加工。

（4）特种加工中能量易于转换和控制，有利于保证加工精度和提高效率。

（5）特种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在机械加工中仍占主导地位的主要原因。

1 特种加工

1.1 特种加工的概念

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。本论文所述的特种加工技术主要是指激光加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子加工技术和电加工技术等。

1.2 特种加工的应用领域

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。为此，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。