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特種加工和機械制造技術

特種加工和機械制造工藝1

科學技術的發展推動了制造技術的進步,其中特種加工技術是最突出的壹種。

特種加工的技術基礎是傳統的切削加工,但隨著新技術的集成和創新,其自動化程度和高精度越來越高,不僅成為壹種獨立的新型加工技術,而且對機械制造技術產生了深遠的影響。

本文將從特種加工的技術特點和關鍵點入手,分析其與機械制造技術的關系,希望能在理論上促進兩者的進壹步融合和進步。

信息時代的到來標誌著計算機技術的成熟和普及,而這壹時代特征在制造業的體現就是制造技術的自動化、集成化和智能化。

充分表現出上述特征的特種加工技術,不僅大大拓展和提高了加工技術的固有水平,而且促進了機械制造技術的整體發展,包括定義的拓展、加工方法的進步、分類方法的細化、生活應用的普及等諸多方面。

1.特種加工技術的工藝特點

1.1從清晰度看特殊處理技術

特種加工是具有相同特征的多種加工技術的總稱。在這些加工技術中,有電能加工、電化學能加工、化學能加工、光能加工、材料動能加工等。處理技術可以是物理方法或化學方法,並且對不同種類的能量的使用沒有限制,並且它們可以組合或直接使用。

特種加工中各種加工方法的共同特點包括以下幾點:壹是加工時基本沒有機械力,或者機械力不明顯;二是可以完成復雜曲面的加工;第三,材料的硬度不會限制這些加工方法;第四,不同的加工方法可以任意組合或搭配。

總之,具有上述特征的物理或化學加工方法是壹種特殊的加工技術,這些固有的特征賦予了其在性能上的巨大優勢,因此很受人們的歡迎,並取得了迅速的進步和發展。

1.2從分類看特殊加工技術

根據定義,特殊處理涉及的具體工藝方法非常復雜,不可能壹壹贅述,但可以根據壹些因素進行分類。

本文將特種加工技術按照工藝生成方法進行分類,具體將特種加工技術分為激光加工技術、超聲波加工技術、電化學加工技術等類型,並分別介紹其中幾種的工藝特點。

(1)激光加工技術

激光加工中使用的能量是光能。激光加工的原理是利用透鏡聚焦通過的光能,從而產生高密度的能流,能產生沖擊波和高溫,使工件在短時間內熔化甚至蒸發,從而加工零件。

根據這個原理,激光加工從廣義上來說是高能光束加工的壹部分。

這種加工技術加工範圍廣,幾乎可以包括所有的金屬和非金屬材料,而且基本上不產生明顯的機械力,具有優良的加工速度和精度,因此對精密加工有很好的適應性,通常用於表面處理、納米材料制造、信息存儲、焊接、切割、鉆孔等實際工作中。

(2)超聲波加工技術

超聲波加工所用的能量是由振動產生的,所以常常需要使用磨料懸浮液和刀具截面。

這種加工技術非常適用於硬脆材料,並且由於被加工材料在精度和表面粗糙度方面具有較高的優勢,通常用於制造或加工形狀復雜的產品,具體包括對脆硬材料的開孔、加工腔體、開槽、切割甚至雕刻。

另壹方面,由於超聲波加工所使用的加工設備結構非常簡單,使用方便,所以在普通工件的加工中也得到了壹定程度的應用,比如工件拋光。

(3)電化學加工工藝

電化學加工使用的能量是化學能或電化學能,其產生原理是各種電化學反應。因為電化學反應本身有很多種,所以電化學加工所包含的類型也具有復雜的特點。

但壹般來說,電解加工主要用於加工各種金屬材料,沒有材料硬度和韌性的限制,所以加工範圍更廣,生產效率高。

這些特點使得電化學加工廣泛應用於工業領域,特別是加工復雜工件,如鍛模、內齒輪、連桿、閥門、不同車輛的葉片等。電解加工可以充分發揮自身的特點和優勢,保證加工的效率和質量。

2.特種加工技術與機械制造技術的關系。

(1)特種加工技術在機械制造技術中的應用

機械制造技術涵蓋了廣泛的工業領域,其中以機車、電子、模具、航空、航天、國防等為典型。

[1]而特種加工在這些領域都起到了很好的作用。壹方面提高了機械制造的舊水平,另壹方面拓寬了機械制造的應用範圍,在深度和廣度上都提高了機械制造技術的適用性。

此外,計算機技術在特種加工中的引入和應用也為未來加工技術的智能化發展提供了壹個發展方向。

(2)特殊加工技術在機械制造過程中的影響。

特種加工的應用引發了傳統工藝的技術變革,體現在機械制造上。

比如在零件的加工上,特殊加工改變了原有的淬火熱處理程序,更新了工藝路線;在新產品試制中,特殊加工提供的EDM數控切割和光電技術具有高效、通用、直接等諸多優勢,大大縮短了試制周期;在傳統技術的衡量中,特殊加工可以作為壹個適當的參考指標,對傳統技術有很好的促進和篩選作用,有利於機械制造業的整體發展速度。[2]

標簽

綜上所述,特種加工技術不僅在多方面的技術性能上具有優勢,而且發展非常快,可以想見,未來其實際應用範圍將進壹步擴大,為機械制造技術水平的提高提供必要的技術支持。

因此,相關技術人員和研究人員不能放松對相關技術的創新、研究和改進,以實現我國特種加工技術的長期穩定發展,以技術工藝的提高推動機械制造業的進步,進而為我國工業的現代化和高科技化做出自己的貢獻。

參考

周劍。特種加工與機械制造技術改造探討[J].中國科技財富。AVIC沈飛民用飛機有限公司(SACC),2010(24)。

[2]吳雲甫。特殊加工及其對機械制造結構可制造性的影響[J].衡水學院學報,2006(1)。

[3]周劍。淺談特種加工機械的機械制造工藝[J].中國信息化,2012(22)。

特種加工和機械制造的技術變革2

特種加工作為先進制造技術的重要組成部分,在制造業中發揮著越來越重要的作用。

特種加工方法是將電、磁、聲、光、化學等能量或它們的組合作用於工件的加工部位,實現材料的去除、變形、改變性能或電鍍的加工方法。

特種加工具有壹些不同於傳統加工方法的特點;特殊加工有多種加工方法;特種加工對機械制造和結構可制造性影響很大。

關鍵詞特殊處理;機械制造;結構可制造性

近年來,隨著現代科學技術的發展,特別是微電子技術和計算機技術的飛速發展,機械制造的各個方面都發生了深刻的變化。

機械技術,尤其是自動化制造技術,不僅采用計算機控制,而且具有柔性化、集成化和智能化的特點。在超精密加工技術中,其加工精度已達到納米級(0.001um),表面粗糙度已成功小於0.005um切削速度方面,國外車削鋼材通常為200m/min,最高可達915m/min;對於新興產業需要的難加工材料、復雜型面、型腔、微小深孔,采用電、超聲波、電子束等方法。

因此,在很大程度上,特別是改革開放近20年來,我國的機械制造早已達到相當規模,形成了品種繁多、門類齊全、布局基本合理的機械制造工業體系。

1.特殊處理的含義

特種加工與傳統切削相比,本質上是直接或組合使用電能、電化學能、化學能、光能和材料動能對工件進行加工的總稱。

目前常用的有電火花加工、超聲波加工和激光加工,此外還有電化學加工和電子束加工。

與傳統的切削加工相比,具有以下優點:加工過程不再主要依靠機械能,而是直接或復合利用其他能量來完成工件的加工;加工時使用的刀具材料的硬度可以比被加工材料的硬度低很多,有時不使用刀具也能加工出工件;加工過程中刀具與工件之間沒有明顯的機械切削力;處理方法日新月異。

2.特殊加工的分類、方法和應用

2.1電火花(沖孔)加工

這種方法可以處理任何導電材料。

它是利用火花放電原理腐蝕金屬,利用工具電極(純銅或石墨)復制加工工件的工藝方法,可用於加工型腔模具(鍛造模具、壓鑄模具、註射模具等。)和空腔部分。機械加工模具、粉末冶金模具、擠壓模具、模孔零件、小異形孔、小深孔等。

最典型的應用是在YG8(硬質合金)工件上加工壹個直徑為1mm,深度為80mm的孔,只需要12分鐘。電火花雙軸旋轉展成加工凹凸球面和球頭:電火花軛架同步旋轉,可加工精密螺紋、齒輪等復雜曲面;目前可以加工0.005mm的短微軸,0.008mm的淺微孔,直徑小於1mm的齒輪。

2.2 WEDM

它是利用移動的細金屬絲(銅線或鉬絲)作為電極,對工件進行脈沖火花放電腐蝕,實現切割成型的加工方法。

它還可以處理任何導電材料;加工各種形狀的模具、電火花加工用切割電極、切割零件等。

典型應用如下:特種微電機矽鋼片定子和轉子鐵芯的試制和切割;切割具有傾斜錐面和上下不規則表面的工件;工件傾斜數控旋轉切削加工雙曲面零件:用數控三軸聯動加點切削加工扭轉四棱臺。

2.3超聲波處理

它是利用加工工具的超聲頻率振動,通過磨料懸浮液加工硬脆材料的壹種成形方法。

超聲波加工的尺寸精度可達0.05 ~ 0.01 mm,表面粗糙度Ra值可達0.8 ~ 0.1?m,適用於加工任何脆硬材料,可以加工各種孔、腔,也可以進行套料、切割、開槽、雕刻。

由於超聲波加工的生產效率比電火花加工低,而且加工精度和表面粗糙度相對較好,所以常被用於工件的拋光和精加工。

2.4激光加工

它是利用透鏡聚焦的能量密度極高的激光焦點(高溫和沖擊波)熔化或蒸發工件材料的壹種加工方法。

合理選擇激光參數,可以實現激光切割、打孔、焊接、激光打標和激光表面處理,也可用於電子元器件封裝。

激光加工的尺寸精度可達0.01 ~ 0.001 mm,表面粗糙度Ra值可達0.4 ~ 0.1?m,不使用刀具,加工速度極高,適用於任何材料,尤其適用於大縱橫比(縱橫比50 ~ 100)的小孔和微孔(孔徑?準0.01 ~ 0.1)。

激光表面處理是將高功率激光技術和粉末冶金技術相結合,對工件表面進行處理,以改變工件的表面結構、成分和特性,改善其物理性能,恢復或超過原有的技術性能和應用價值的技術,具有很高的實用價值。

激光法(利用激光)也是制造納米材料的重要手段。

2.5電化學加工

這種方法包括從工件上去除金屬的陽極電解蝕刻和在工件上沈積金屬的陰極電鍍。

可以加工復雜的成型模具和零件,如汽車、拖拉機連桿的各種型腔鍛模,航空、航天發動機的扭曲葉片等。

電鍍和電鑄可以復制復雜和精細的表面。

電刷鍍可以修復磨損零件,改變原有表面的物理性能,具有很大的實用價值。

3.特殊加工對機械制造結構可制造性的影響

基於特種加工的特點和使用特種加工方法的實踐,特種加工對機械制造和結構工藝性有很大影響,主要包括以下幾點:

3.1改變了零件的典型工藝路線。

技術人員都知道,除了磨削,其他切割成型工序都要在淬火熱處理前完成。

然而,特殊處理的出現改變了這種刻板的程序格式。

因為特殊加工基本不受工件硬度的影響,而且為了避免加工後淬火熱處理變形,壹般都是先淬火再加工。

例如,WEDM、電火花加工和電解加工都是在淬火後進行的。

3.2縮短新產品的試制周期。

在新產品試制中,如果采用光電和數控WEDM,可以直接加工各種標準和非標準直齒輪(包括非圓齒輪和非漸開線齒輪)、微電機定子和轉子矽鋼片、各種變壓器鐵芯和各種特殊復雜的二次零件,從而不需要設計制造相應的刀具、夾具、量具、模具和二次工具,大大縮短了試制周期。

3.3影響產品零件的結構設計

例如,花鍵孔和軸的齒根應設計成小圓角,以減少應力集中。

但拉削時把刀齒做成圓角不利於切削和排屑,容易磨損,只能設計制作棱角分明的齒根。

但由於電化學加工存在尖角倒圓現象,必須使用倒圓的齒根。

3.4重新衡量傳統結構的可制造性。

由於特殊加工的應用,以往的方孔、小孔、曲孔、窄縫都需要重新測量,被認為是做工差的典型,在結構上盡量避免。

特殊處理的采用改變了這壹現象。

對於電火花打孔和WEDM的工藝,加工方孔的難度和加工圓孔是壹樣的。

小噴絲孔、噴絲板小異形孔、渦輪葉片大量小冷卻深孔和窄槽、靜壓軸承和靜壓導軌內部油包腔,加工後由難變易。

綜上所述,特種加工技術在機械制造中占有重要地位,已經成為現代制造技術不可分割的重要組成部分。

隨著科學技術和現代工業的發展,特種加工將不斷完善和迅速發展,反過來又會促進科學技術和現代工業的發展,發揮越來越重要的作用。

參考

[1]白,,。特種加工技術[M]。哈爾濱工業大學出版社,2006。

李誌軍,馮同健。特種加工技術及其發展趨勢[J].機械制造,1996,(4)。

吳偉民,高文生,劉饒,徐東偉。液體放電金屬沖壓成形的研究[J].電加工,1998,(5)。

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