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几种常见的特种加工技术
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几种常见的特种加工技术
发布日期: 2019-07-02   点击量: 188  

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、厝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 改变性能或被锿覆等。                                                 

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。特种加工的发展方向主要是提高加工精度和表面质量提高生产率和自动化程度发展几种方法联合使用的复合加工发展纳米级的超精密加工等

电火花

利用电火花加工原理加工导电材料的特种加工又称电蚀加工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)》等电火花加工机床通常分为电火花成型机床电火花线切割机床和电火花磨削机床以及各种专门用途的电火花加工机床如加工小孔、螺纹环规和异形孔纺丝板等的电火花加工机床

激光加工技术

国外激光加工设备和工艺发展迅速现已拥有100k的大功率二氧化碳激光器、kV级高光束质量的NdYAG固体激光器有的可配上光导纤维进行多工位远距高工作激光加工设备功率大自动化程度高已普遍采用cNc控制多坐标联动并装有激光功率监控自动聚焦工业电视显示等铺助系统激光制孔的最小孔径已达0002mm已成功地应用自动化六坐标激光制孔专用设备加工航空发动机涡轮叶片、燃烧室气膜孔达到无再铸层、无微裂纹的效果。激光切割适用于由耐热合金、钛合金、复合材料制成的零件目前薄材切割速度可达15m/min切建官一般在01~1mm之间热影响区只有切缝宽的10%~20%最大切割厚度可达45nn已广泛应用于飞机三维蒙皮、框架、舰船船身板架直升机旋翼发动机燃烧室等。

电子束加工技术

电子束加工技术在国际上日趋成熟应用范围广国外定型生产的40kV~300kV的电子枪(60kV150kV为主)已普遍采用CNC控制多坐标联动自动化程度高。电子束焊接已成功地应用在特种材料异种材料、空间复杂曲线、变馘面焊接等方面。目前正在研究焊缱自动跟踪、堉丝焊接非真空焊接等最大焊接熔深可达300mn焊缱深宽比201电子束焊已用于运载火前、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。如F-22战斗机采用先进的电子束焊接减轻了飞机重量提高了整机的性能“苏-27”及其它系列飞机中的大量承力构件如起落架承力隔框等均采用了高压电子束焊接技术等离子東及等高子体加工技术

表面功能涂层具有高硬度、耐磨抗蚀功能可显著提高零件的寿命在工业上具有广泛用途美国及欧洲国家目前多数用微波 ECR等离子体源来制备合种功能涂层。等高子体热喷涂技术已经进入工程化应用已广泛应用在航空、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。

超声波加工技术

超声波加工基本原理在工件和工具间加入膪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昔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

在传统超声波加工的基础上发展了旋转超声波加工即工具在不断振动的同时还以一定的速良旋转这将迫使工具中的磨粒不断地冲击和划擦工件表面把工件材料粉碎成很小的微粒去除以提高加工效率。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。

特种加工的发展趋勢

特种加工技术近十几年来得到了快速发展在世界范围内越来越受到人们的重视发挥的作用也越来越大。特种加工采用不同的能量形式加工零件相对于传统的切削加工技术特种加工普遍具有以柔克刚、加工力影响较小等优势。为进一步提高特种加工技术水平及扩大其应用范围当前特种加工技术的发展趋势主要包括以下几点

(1)采用自动化技术;

(2)趙向精密化研究;

(3)开发新工艺方法及复合工艺;

(4)污染问题是影响和限制有些特种加工应用、发展的严重障碍;

(5)进一步开拓特种加工技术

细微化是特种加工技术发展的重要趙势由于当前的工业产品越来越追求小型化和微型化徽细结构和微细零件的加工需求不断增长同时带动了各种制造技术向小型化微细化发展。比如细微的电火花加工微细电化学加工微细的激光加工微细离子束加工等技术可以实现很小尺度内的加工这些技术在国内外都发展得很快而且得到越来越广泛的应用。


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