特种加工对于机械加工领域发展的意义

特种加工对于机械加工领域发展的意义

特种加工对机械加工工艺的变革

摘要:结合特种加工技术的出现背景和技术特点，本文主要从特种加工技术区别于传统加工的特点引入思考，阐述了特种加工技术对机械加工工艺变革的体现以及展望分析了特种加工技术对于机械加工领域的意义和未来的发展前景。

0 引言

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，它们所使用的材料愈来愈难加工，零件形状愈来愈复杂，表面精度、粗糙度和某些特殊要求也愈来愈高，传统加工技术越来越难以满足要求，因而迫使产生新型特种加工方法。20世纪40年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花加工【1】。后来由于各种先进技术的不断应用，产生了多种不同于传统机械加工的新加工方法。这种新型加工方法被定义为特种加工技术，该技术就是借助电能、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被加工的工件上，从而实现材料被去除、累加、变形或改变性能等。

1 特种加工的特点

特种加工技术可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属、非金属材料或复合材料，而且该方法对于加工复杂的、微细的表面和低刚度的零件非常适用，同时有些方法还可以用于进行超精密加工、镜面加工、光整加工以及纳米级加工等。特种加工技术特点还在于不仅可以采取单独的一种加工方法，还可以采用复合加工的方法，以多种加工形式和能量对同一工件进行加工，达到加工目的。与传统机械加工相比，特种加工不是主要依靠机械能，而是主要用其他的能量（如电能、化学能、光能、声能、热能等）去除金属材料，在加工过程中工具和工件之间不存在显著地机械切削力，这一点就使加工的难易与工件的硬度并无关系。

特种加工的特点如下：

1)对材料加工作用能方式改变。传统的切削加工是以机械能为动力，加工工具以很大的切削力克服工件材料的变形抗力，需要达到加工目的，这势必要求加工刀具材料硬度、强度要远远超过工件材料。而特种加工采用电能、光能、声能、化学能等形式的能量，以能量的高密度所产生的瞬时高温使材料局部熔化、气化或以电化学腐蚀的方式来达到蚀除材料的加工目的。

2)加工质量高。由于加工中对工件没有明显的切削力作用，一般不会产生加工硬化现象，又由于在工件加工部位变形小，发热少或者发热仅局限于工件表层加工部位，工件热变形小，在加工过程中产生的应力也小，容易获得好的加工质量，而且可以在一次安装过程中完成工件的粗、精加工。

3)加工能量易于控制和转换。基于其加工的原理和方法，加工过程中的能力易于扩散。而且两种或者两种以上不同类型的能量可以相互结合，形成扬长避短的新型加工方法。

2 特种加工对机械加工工艺变革的体现

基于上述特种加工明显优于传统加工的特点，在很多要求严格、要求精密的场合得到了飞速的发展。

1)特种加工实现了控制技术的创新，改变了传统手工控制的局面。传统机械加工的控制技术主要是通过手动控制掌握加工精度，这样加工质量很大程度上取决于操作人员的经验和操作技巧。然而特种加工技术的出现，便以崭新的自动控制技术取代了传统手动控制，这标志这全面革新了传统机械加工工艺。

2)特种加工提高了可加工材料的范围，材料的可加工性不在与材料的硬度、强度、韧性、脆性等成直接的正比或者反比的关系，特种加工方法使机械加工工艺可加工的材料范围从普通材料发展到硬材料和特殊材料，使对于任何材料的加工都成为可能。

3)特种加工技术已经成为了细微加工、纳米加工的主要手段。目前，制造技术前沿逐渐转向细小精微，纳米亚纳米以及纳米级制造成为制造业融入高技术的切入点。而电子束、离子束、激光、电火花、电化学等电物理、电化学特种加工技术。

4)特种加工还对设计者的设计思路产生的影响。特种加工使能够加工的材料范围有所扩展，解决了各种复杂表面、复杂结构的加工问题，使设计者的思维得到了更加活跃的发展空间，进一步使在产品设计中考虑的零件材料、零件结构、制造工艺等方法有了更加广阔的选择空间。

3 特种加工对于机械加工领域发展的意义

随着现代高新技术的发展，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。美国、日本、德国等国家的经济发展在世界上处于领先水平的重要原因之一就是他们把先进制造技术看作是现代国家在经济上获得成功的关键因素，而先进制造技术主要就依托与先进的加工技术、先进的制造工艺等，因此特种加工技术已经成为一个国家在国际竞争中取得成功的关键技术，发展尖端技术、发展国防工业、发展微电子工业等，都需要特种加工技术制造相关的仪器、设备和产品【3】。特种加工技术不仅只是改变了加工某一产品的方法，而是改变了产品设计、制造的理念，使人们对机械加工工艺有了新的认识和理解，对以后制造业的发展产生了深远的影响，对生产出高质量、高可靠性的产品提供了条件，对以后实现加工功能多样化、智能化、标准化、模块化提供了可能，对以后发展新技术、新工艺、新设备提供了现实可靠地平台。特种加工技术的出现对我们机械制造工艺技术的变革，值得引人思考和关注。

4 结束语

在制造业飞速发展的今天，特种加工发展日新月异。在提高材料加工能力、产品质量、生产效率和经济效益上，对于传统机械加工技术来说，显示出了巨大的优越性。