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特种加工技术

特种加工技术
特种加工技术

特种加工技术的发展及其应用

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、磨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、改变性能或被镀覆等。

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。

特种加工技术的特点

加工范围上不受材料强度、硬度等限制。特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属和非金属材料,完成工件的加工。故可以加工各种超强硬材料、高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属材料。

以柔克刚。特种加工不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件并不接触,加工过程中工具和工件间不存在明显的强大机械切削力,所以加工时不受工件的强度和硬度的制约,在加工超硬脆材料和精密微细零件、薄壁元件、弹性元

件时,工具硬度可以低于被加工材料的硬度。

加工方法日新月异,向精密加工方向发展。当前已出现了精密特种加工,许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法,如电子束加工、离子束加工、激光束加工等就是精密特种加工;精密电火花加工的加工精密度可达微米级0.51μm,表面粗糙度可达镜面 Ra0.02μm。

容易获得良好的表面质量。由于在加工过程中不产生宏观切屑,工件表面不会产生强烈的弹、塑性变形,故可以获得良好的表面粗糙度。残余应力、热应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切割表面小,尺寸稳定性好,不存在加工中的机械应变或大面积的热应变。

特种加工的主要运用领域

特种加工技术在国际上被称为21世纪的技术,对新型武器装备的研制和生产,起到举足轻重的作用。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。

特种加工的加工工艺

特种加工工艺是直接利用各种能量,如电能、光能、化学能、电化学能、声能、热能及机械能等进行加工的方法。

1、“以柔克刚”,特种加工的工具与被加工零件基本不接触,加工时不受工件的强度和硬度的制约,故可加工超硬脆材料和精密微细零件,甚至工具材料的硬度可低于工件材料的硬度。

2、加工时主要用电、化学、电化学、声、光、热等能量去除多余材料,而不是主要靠机械能量切除多余材料。

3、加工机理不同于一般金属切削加工,不产生宏观切屑,不产生强烈的弹、塑性变形,故可获得很低的表面粗糙度,其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。

4、加工能量易于控制和转换,故加工范围广,适应性强。

特种加工发展方向及研究

根据上述现状,今后特种加工技术的发展方向应是:

(1)不断改进、提高高能束源品质,并向大功率、高可靠性方向发展。

(2)高能束流加工设备向多功能、精密化和智能化方向发展,力求达到标准化、系列化和模块化的目的。扩大应用范围,向复合加工方向发展。

(3)不断推进高能束流加工新技术、新工艺、新设备的工程化和产业化工作。

为实现以上发展目标,必须开展下列加工工艺的技术研究:

(4)污染问题是影响和限制某些特种加工应用、发展的严重障碍,加工过程中产生的废渣、废气如果排放不当,会造成环境污染,影响工人健康。必须花大力气处理并利用废气、废渣、废液,向"绿色"加工的方向发展。

激光加工技术

无再铸层、无微裂纹涡轮叶片气膜孔激光高效加工技术研究;

铝合金、超强钢、钛合金、异种材料构件以及大型空间曲面零件的激光焊接工艺研究;

三维激光切割工艺规范及表面质量控制技术和在线测量控制技术研究;

提高高温合金、铝合金等重要部件抗疲劳性能的激光冲击技术研究;

激光快速成型技术研究;

大功率激光熔覆陶瓷涂层的工艺以及涂层组织结构和性能的研究。

电子束加工技术

150kV、15kW高压电子枪及高压电源的技术研究;

电子束物理气相沉积技术的研究;

大厚度变截面钛合金的电子束焊接技术研究及质量评定;

典型复合材料飞机构件的电子束固化工艺研究及其工程化研究;

多功能电子束加工技术研究。

离子束和等离子体加工技术

复杂零件“保形”离子注入与混合沉积技术研究,获得高密度等离子体方法研究;

空间结构焊接工艺参数自适应控制及焊缝自动跟踪系统研究,以及等离子弧焊过程中变形控制技术研究;

等离子喷涂陶瓷热障涂层结构、工艺及工程化研究;

层流湍流自动转换技术及轴向送粉、三维喷涂技术研究;

层流等离子体喷涂系统的研制及其喷涂技术的研究。

电加工技术

高品质深小孔电液束加工技术研究;

高效、优质照相电解加工群孔技术研究;

多轴、多通道电火花加工群孔、异形孔技术研究;

大容量(5000A及以上)精密电解加工技术研究;

电解—电火花复合加工技术研究。

研究上述技术的关键在于:提高高能束流的品质;开展特种加工过程的自动控制及计算机建模、仿真技术的研究;新材料加工特性研究;特种加工设备的研究等。

总结

特种加工技术集成了机械、电子、信息、材料技术和计算机等技术,发展异常迅速。现代特种加工技术主要是伴着高硬度、高强度、高韧性、高脆性等难切削材料的出现,以及制造精密细小、形状复杂和结构特殊的零件的需要而产生的,具有其他常规加工技术无法比拟的优点,已成为航空航天、汽车、仪器仪表、微型机械、轻工、模具等行业的支撑技术和关键技术。因此,特种加工技术还需更进一步的发展:①不断改进、提高高能束源品质,并向大功率、高可靠性方向发展。②高能束流加工设备向多功能、精密化和智能化方向发展,力求达到标准化、系列化和模块化的目的。扩大应用范围,向复合加工方向发展。③不断推进高能束流加工新技术、新工艺、新设备的工程化和产业化工作。随着我国机械制造业向高技术化迈进,特种加工的应用越来越广泛,我国特种加工机床的总拥有量已居世界前列。特种加工及其引起的机械制造工艺技术的变革,应该引起我们思考与关注。随着科学技术和现代工业的发展,特种加工技术必将不断完善和迅速发展,反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展,并发挥越来越重要的作用。

参考文献

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[2] 黄春峰,赖传兴,陈树全.现代特种加工技术的发展 [ J ]. 航空精密制造技术 , 2001.

[3] 管琪明 , 郭锐 , 赵万生. 特种加工技术的最新进展和研究热点[ J ]. 电加工与模具 , 2005.

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[6] 中国机械工程学会.机械制造技术的发展及其高技术化[J].中国机电工业2004.

兰亭序

永和九年,岁在癸丑,暮春之初,会于会稽山阴之兰亭,修禊事也。群贤毕至,少长咸集。此地有崇山峻岭,茂林修竹;又有清流激湍,映带左右,引以为流觞曲水,列坐其次。虽无丝竹管弦之盛,一觞一咏,亦足以畅叙幽情。是日也,天朗气清,惠风和畅,仰观宇宙之大,俯察品类之盛,所以游目骋怀,足以极视听之娱,信可乐也。

夫人之相与,俯仰一世,或取诸怀抱,晤言一室之内;或因寄所托,放浪形骸之外。虽取舍万殊,静躁不同,当其欣于所遇,暂得于己,快然自足,不知老之将至。及其所之既倦,情随事迁,感慨系之矣。向之所欣,俯仰之间,已为陈迹,犹不能不以之兴怀。况修短随化,终期于尽。古人云:“死生亦大矣。”岂不痛哉!

每览昔人兴感之由,若合一契,未尝不临文嗟悼,不能喻之于怀。固知一死生为虚诞,齐彭殇为妄作。后之视今,亦犹今之视昔。悲夫!故列叙时人,录其所述,虽世殊事异,所以兴怀,其致一也。后之览者,亦将有感于斯文。

浅谈特种加工技术及其发展和应用

浅谈特种加工技术及其发展和应用 学生姓名:汪恒 学生学号: 090105045 院(系):工学院机械系 年级专业: 09机电一班

浅谈特种加工技术及其发展和应用 院系:工学院机械系 专业名称:机械设计制造及其自动化 班级:09机电一班 学生学号:090105045 学生姓名:汪恒 摘要:现阶段,先进制造技术不断发展,作为先进制造技术中的重要的一部分,特种加工对制造业的作用日益突显。对于工业上的要求在不断的改变中,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。特种加工应用范围广,能够为一些加工提供很大的帮助。对什么是特种加工、特种加工的特点、种类以及发展趋势等作了描述。阐述了特种加工在现代社会发展过程中的重要地位,大力发展特种加工的必要性。 关键词:特种加工技术、特点、变革、发展趋势激光加工数控电火花线切割 前言 传统的机械加工技术对推动人类的进步和社会的发展起到了重大的作用。随着科学技术的迅速发展,新型工程材料不断涌现和被采用,

工件的复杂程度以及加工精度的要求越来越高,对机械制造工艺技术提出了更高的要求。由于受刀具材料性能、结构、设备加工能力的限制,使用传统的切削加工方法很难完成对高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温和磁性等新材料,以及精密复杂、微细构件或难以处理的形状的加工。为了解决这些加工的难题,人们不断开发研究并成功采用“传统的切削加工以外的新的加工方法——特种加工方法”解决了很多工艺问题,在生产上发挥了很大的作用,引起了机械制造工艺技术领域的许多变革。特种加工是相对于传统的切削加工而言的,实质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、声能、热能、磁能、物质动能、甚至爆炸能等对工件进行加工的工艺方法的总称。 正文 一、数控加工和特种加工机床的种类 数控加工机床分类有两种方法: 1.按控制系统分类有点位控制、直线控制、连续控制三种, 2.按伺服系统分类有开环、半闭环、闭环控制系统。 传统的切削加工方法主要依靠机械能来切除金属材料或非金属材料。随着工业生产和科学技术的发展,产生了多种利用其他能量形式进行加工的特种加工方法,主要是指直接利用电能、化学能、声能和光能等来进行加工的方法。在此,机械能以外的能量形式的应用是特种加工区别于传统加工的一个显著标志。 新的能量形式直接作用于材料,使得加工产生了诸多特点,例如,加

特种加工技术

第7章特种加工技术 7.1 数控电火花线切割加工 电火花线切割加工是电火花加工的一个分支,是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法,它用一根移动着的导线(电极丝)作为工具电极对工件进行切割,故称线切割加工。线切割加工中,工件和电极丝的相对运动是由数字控制实现的,故又称为数控电火花线切割加工,简称线切割加工。 7.1.1 数控电火花线切割加工机床的分类与组成 1、数控电火花线切割加工机床的分类 (1)按走丝速度分:可分为慢速走丝方式和高速走丝方式线切割机床。 (2)按加工特点分:可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型线切割机床。 (3)按脉冲电源形式分:可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源线切割机床。 数控电火花线切割加工机床的型号示例 2、数控电火花线切割加工机床的基本组成 数控电火花线切割加工机床可分为机床主机和控制台两大部分。 图8-1 快走丝线切割机床主机 1)控制台 控制台中装有控制系统和自动编程系统,能在控制台中进行自动编程和对机床坐标工作台的运动进行数字控制。 2)机床主机 机床主机主要包括坐标工作台、运丝机构、丝架、冷却系统和床身五个部分。图8-1为快走丝线切割机床主机示意图。 (1)坐标工作台它用来装夹被加工的工件,其运动分别由两个步进电机控制。

(2)运丝机构它用来控制电极丝与工件之间产生相对运动。 (3)丝架它与运丝机构一起构成电极丝的运动系统。它的功能主要是对电极丝起支撑作用,并使电极丝工作部分与工作台平面保持一定的几何角度,以满足各种工件(如带锥工件)加工的需要。 (4)冷却系统它用来提供有一定绝缘性能的工作介质——工作液,同时可对工件和电极丝进行冷却。 7.1.2 数控电火花线切割的加工工艺与工装 1、数控电火花线切割的加工工艺 线切割的加工工艺主要是电加工参数和机械参数的合理选择。电加工参数包括脉冲宽度和频率、放电间隙、峰值电流等。机械参数包括进给速度和走丝速度等。应综合考虑各参数对加工的影响,合理地选择工艺参数,在保证工件加工质量的前提下,提高生产率,降低生产成本。 1)电加工参数的选择 正确选择脉冲电源加工参数,可以提高加工工艺指标和加工的稳定性。粗加工时,应选用较大的加工电流和大的脉冲能量,可获得较高的材料去除率(即加工生产率)。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。 加工电流就是指通过加工区的电流平均值,单个脉冲能量大小,主要由脉冲宽度、峰值电流、加工幅值电压决定。脉冲宽度是指脉冲放电时脉冲电流持续的时间,峰值电流指放电加工时脉冲电流峰值,加工幅值电压指放电加工时脉冲电压的峰值。 下列电规准实例可供使用时参考: (1)精加工:脉冲宽度选择最小档,电压幅值选择低档,幅值电压为75V左右,接通一到二个功率管,调节变频电位器,加工电流控制在0.8~1.2A,加工表面粗糙度Ra≤2.5um。 (2)最大材料去除率加工:脉冲宽度选择四~五档,电压幅值选取“高”值,幅值电压为100V左右,功率管全部接通,调节变频电位器,加工电流控制在4~4.5A,可获得 1002 mm/min左右的去除率(加工生产率)。(材料厚度在40~60mm左右)。 (3)大厚度工件加工(>300mm):幅值电压打至“高”档,脉冲宽度选五~六档,功率 管开4~5个,加工电流控制在2.5~3A,材料去除率>30 2 mm/min。 (4)较大厚度工件加工(60~100mm):幅值电压打至高档,脉冲宽度选取五档,功率管 开4个左右,加工电流调至2.5~3A,材料去除率50~60 2 mm/min。 (5)薄工件加工:幅值电压选低档,脉冲宽度选第一或第二档,功率管开2~3个,加工电流调至1A左右。 注意,改变加工的电规准,必须关断脉冲电源输出,(调整间隔电位器RP1除外),在加工过程中一般不应改变加工电规准,否则会造成加工表面粗糙度不一样。 2、机械参数的选择 对于普通的快走丝线切割机床,其走丝速度一般都是固定不变的。进给速度的调整主要是电极丝与工件之间的间隙调整。切割加工时进给速度和电蚀速度要协调好,不要欠跟踪或跟踪过紧。进给速度的调整主要靠调节变频进给量,在某一具体加工条件下,只存在一个相应的最佳进给量,此时钼丝的进给速度恰好等于工件实际可能的最大蚀除速度。欠跟踪时使加工经常处于开路状态,无形中降低了生产率,且电流不稳定,容易造成断丝,过紧跟踪时容易造成短路,也会降价材料去除率。一般调节变频进给,使加工电流为短路电流的0.85倍左右(电流表指针略有晃动即可)。就可保证为最佳工作状态,即此时变频进给速度最合理、加工

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特种加工技术的应用及发展趋势 摘要:现阶段,先进制造技术不断发展,作为先进制造技术中的重要的一部分,特种加工对制造业的作用日益突显。对什么是特种加工、特种加工的方法、种类以及发展趋势等作了描述。阐述了特种加工在现代社会发展过程中的重要地位,大力发展特种加工的必要性。 一、概述 传统的机械加工技术对推动人类的进步和社会的发展起到了重大的作用随着科学技术的迅速发展,新型工程材料不断涌现和被采用,工件的复杂程度以及加工精度的要求越来越高,对机械制造工艺技术提出了更高的要求。 二、特种加工技术的特点 加工范围上不受材料强度"硬度等限制,特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料,而是主要用其他能量(如电"化学"光"声"热等)去除金属和非金属材料,完成工件的加工*故可以加工各种超强硬材料"高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属 材料 以柔克刚。特种加工不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件不接触,加工 过程中工具和工件间不存在明显的强大机械切削力,所以加工时不受工件的强度和硬度的制约,在加工超硬脆材料和精密微细零件"薄壁元件"弹性元件时,工具硬度可以低于被加工材料的硬度。 加工方法日新月异,向精密加工方向发展,当前已出现了精密特种加工,许多特种加工方法同时又是精密加工方法"微细加工方法,如电子束加工"离子束加工"激光束加工等就是精密特种加工;精密电火花加工加工精密度可达微米级,表面粗糙度可达镜面。 容易获得良好的表面质量,由于在加工过程中不产生宏观切屑,工件表面不会产生强烈的弹"塑性变形,故可以获得良好的表面粗糙度*残余应力"热应力"冷作硬化"热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切割表面小,尺寸稳定性好,不存在加工中的机械应变或大面积的热应变。 三、特种加工技术的主要应用领域 特种加工技术主要应用以下几个方面. ()l难加工材料的加工,如:金刚石、硬质合金等高硬度材料;陶瓷、玻璃、石英、玛瑙等高脆性材料的加工。 (2)各种模具的制造.冲模、挤压模、粉末冶金模等。 (3)可用于表面加工、装饰、尺寸加工,超精、光整加工、镜面加工等。 (4)以激光等高能量束流实现打孔、切割、焊接、热处理、刻蚀加工。 四、特种加工技术的种类 特种加工技术所包含的范围非常广,随着科学技术的发展,特种加工技术的内容也不断丰富 一般按能量来源"作用形式和加工原理可分为电火花加工"电化学加工"激光加工"电子束加工"等离子弧加工"超声加工"化学加工"快速成型等。 电火花加工 电火花加工又称作电蚀加工或放电加工,是将工具电极和工件置于绝缘的工作液中,工件和工具分别接直流脉冲电源正极和负极,加上电压,利用工具电极和工件电极间脉冲放电时产生的电蚀现象对材料毛坯进行加工,火花放电时,在放电区域能量高度集中,瞬时温度高达 1000度左右,足以使陶瓷材料局部融化而被蚀除,加工时工具与工件不接触,作用力极小因而可用于加工型腔模(锻模"压铸模"注塑模等)和型腔零件;加工冲模"粉末冶金模"挤压模"型孔零件"小异型孔"小深孔等。 电化学加工

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特种加工技术特点与发展应用

特种加工技术特点与发展应用 摘要:进入二十世纪以来,制造技术,特别是先进制造技术不断发展,特种加工成为传统加工工艺方法的重要补充和发展,在模具制造业中不可缺少的一种加工方法。同时,作为先进制造技术中的重要的一部分,特种加工在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的、不可替代的作用。本文概要描述了特种加工技术的工艺特点以及该技术在各个领域上的发展应用和发展趋势。 关键词:先进制造技术;特种加工;特点;发展 引言:20 世纪以来,航空科学技术迅速发展。为保证在高温、高压、高速、重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性,在飞机、发动机和机载设备上大量采用了新结构、新材料和复杂形状的精密零件。鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完成, 难于达到经济性要求,各种异于传统切削加工方法的新型特种加工方法应运而生。目前,特种加工技术已成为航空产品制造技术群中不可缺少的分支, 在难切削材料、复杂型面、精细表面、低刚度零件及模具加工等领域中已成为重要的工艺方法。特种加工技术采用电磁声光等无形的能量,是科技进步的最大表现,在未来的科技发展过程中,我们要不断认识特种加工的优缺,更好的利用好特种加工技术,为未来的生产发展做出更大的贡献。 特种加工技术概况 特种加工技术的发展 特种加工是第二次世界大战后发展起来的一类有区别于传统切削和磨削的加工方法。特别是自20世纪50年代以来,由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需,不仅新产品更新换

代日益加快,而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比,并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。为此,各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现,对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。例如,各种难切削材料的加工;各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工;薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。对此,采用传统加工方法十分困难,甚至无法加工。对此,人们冲破传统加工方法的束缚,不断地探索、寻求新的加工方法,于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生,并不断获得发展。后来,由于新颖制造技术的进一步发展,人们就从广义上来定义特种加工,即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上,从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。特种加工可以实现传统加工方法难以实现的加工,如高强度、高硬度、高脆性、高韧性、工程陶瓷、磁性材料和耐高温材料等难以加工的材料以及高紧密,特殊复杂表面和外形等零件的加工等。对于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、航天器和微电子原件等制造中得到越来越广泛的应用。 特种加工的特点 1.不用机械能,与加工对象的机械性能无关,有些加工方法,如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等,是利用热能、化学能、电化学能等,这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关,故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。 2.非接触加工,不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件不接触,因此,

特种加工技术的应用及发展趋势.教学提纲

特种加工摘要随着我国机械制造业的快速发展,电火花加工技术在民用和国防工业中的应用越来越多,特别是数控电火花成形加工机床和数控电火花线切割加工机床不仅在模具制造业中广泛应用,而且在一般机械加工企业中逐渐普及.电火花加工技术是实践性与理论性都很强的一门技术,用户既要掌握电火花工艺方面的知识,又要充分熟悉电火花机床的功能与编程知识。目前,我国的电火花机床操作者中,大多只经过短期培训,缺乏系统的理论知识,只能进行简单加工的程序编制,严重影响了加工设备的高效使用。为适应现代化加工技术的要求,电火花机床操作者,要全面掌握所需的专业知识;从事电火花加工的技术人员也需要提高自身的技术水平;企业也急需一批电火花加工方面懂工艺、会编程,能够熟练操作和维护机床的应用型技术人才。针对上述现状,作者对高职高专目前常见的电火花加工技术方面的教材进行了认真研究,并对国内数十家企业进行了调研,根据电火花加工技术人才知识结构的市场需求,从培养学生必备的基础知识和操作技能出发,汇集多年的教学和在企业的实践经验,编写了本书。本书由电火花加工技术基础,电火花成形加工机床、加工工艺及编程,电火花线切割加工机床、加工工艺及编程三部分组成。学生在学习本课程前,已学过“机械制造技术”和“数控原理及其应用”课程,并已进行过金工实习或生产实习,对机械加工工艺和数控机床已有初步了解。关键字:电火花加工技术 1.激光加工技术原理 1.1激光加工技术简介激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工等的一门技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门,对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。 1.2激光技术分类激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为: 1)激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。 2)激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。 3)激光焊接:汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半导体泵浦激光器。4)激光切割:汽车行业、计算机、

现代机械制造工艺的发展现状及趋势

现代机械制造工艺的发展现状及趋势

现代机械制造工艺的发展现状及趋势 摘要:随着我国社会经济的不断发展,机械制造工艺的发展得到了突飞猛进的进步,而且也推动着其他行业的快速发展,特别是对现代化工业的发展,起到至关重要的作用。机械制造工艺作为现代工业发展的根本动力,仍需要进行不断的优化和创新。自动化控制技术、激光技术的出现,都是当下机械制造工艺当中不可或缺的组成部分,并为制造企业带来巨大的效益。当然,随着社会的进步,我们还需要对机械制造工艺的未来发展趋势进行预测和分析,从而实现我国机械制造行业可持续化发展战略。基于此,本文对我国现代机械制造工艺发展的现状及发展趋势进行探讨和分析。 关键词:机械制造工艺;发展现状;趋势 DOI:10.16640/https://www.wendangku.net/doc/e17289486.html,ki.37-1222/t.2018.08.053 0 导言 进入二十一世纪以来,随着我国现代工业的飞速发展,人们对机械制造的生产需求也越来越高。为了满足社会发展需求,需要人们对机械制造工艺进行不断改进和创新,同时这也是我国机械制造工艺发展的必然趋势。 1 我国现代机械制造工艺的发展现状 机械制造工艺的发展是展现一个国家综合生产力的重

要标志,在近几年的发展过程中,机械制造工艺中所应用的先进技术正在进行优化和改革。 1.1 自动化控制技术 自动化控制是最为常见的现代机械制造工艺,也是机械制造领域中不可或缺的重要组成部分。其自动化控制功能主要表现在自动化加工制造、自动化加工流水线以及自动化制造工程三个方面。例如,在机械制造的生产过程中,实施自动化生产可以代替传统的人工生产力,有效减少了人力的使用量,同时也能够减少由于人为因素造成的生产误差,在每个加工环节中都能够按照初始设定完成机械的加工和制造,大大提高了加工制造的精准性,最终形成自动化性质的生产流水线。然而,在市场需求不断变化的作用下,我国现阶段所应用的自动化控制技术已经难以满足市场需求,对机械制造工艺发展产生了局限性,因此,为了实现我国现代机械制造工艺的可持续发展,对其工艺技术的改进和创新是其必然的发展趋势。 1.2 激光技术 激光技术是现代机械制造工艺中被人们应用最为广泛的工艺技术,其主要包含激光热处理、快速成型技术等。激光技术的应用目的是为了将机械部件的使用年限延长,实现零部件的最大化应用价值。在对部件表面进行热处理的过程中,有效提升了机械部件的耐磨性能,在现代机械制造工艺

特种加工技术的发展和展望讲课教案

特种加工技术的发展 和展望

《特种加工》课程论文 题目:特种加工技术的发展和展望 姓名:郭健朗 学号: 1 3 4 1 1 0 1 0 8 6 院系:机械与能源工程系 专业:机械设计制造及其自动化 指导老师:雷先明

特种加工技术的发展和展望 摘要: 全面介绍了特种加工技术的类型及发展现状, 指出了其优势和存在的问题; 阐述了电火花加工、电解加工、电子束加工、超声波加工、激光加工、化学机械复合加工、水喷射加工等加工方法; 探讨了各种加工方法的工作要素、加工特点及应用; 最后, 指出了特种加工的发展趋势。 Abstract: the author introduces the types and current situation of the development of special processing technology, points out its advantages and problems; describes the electrical discharge machining, electrochemical machining, electron beam machining, ultrasonic machining, laser processing, chemical mechanical processing, water jet machining processing method; discusses the processing characteristics and application of work elements, all kinds of processing methods; finally, points out the development trend of special machining 关键词: 特种加工;电火花加工;电解加工;电子束加工;超声波加工 Key words: special machining; EDM; electrochemical machining; electron beam machining; ultrasonic machining 1.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;特种

特种加工技术的现状发展及其应用教学文案

特种加工技术的现状发展及其应用 一、特种加工技术的现状发展 特种加工是各种利用物理的、化学的能量去除或添加材料以达到零件设计要求的加工方法的总称。由于这些加工方法的加工机理以溶解、熔化、气化、剥离为主,且多数为非接触加工,因此对于高硬度、高韧性材料和复杂形面、低刚度零件是无法替代的加工方法,也是对传统机械加工方法的有力补充和延伸,并已成为机械制造领域中不可缺少的技术内容。目前,这一技术正向着自动化、柔性化、精密化、集成化、智能化和最优化方向发展,在已有的工艺不断完善和定型的同时,新的特种加工技术不断涌现,如快速原形制造技术、等离子体熔射成形工艺技术、在线电解修整砂轮镜面磨削技术、实变场控制电化学机械加工技术、三维型腔简单电极数控电火花仿铣技术、电火花混粉大面积镜面加工技术、磁力研磨技术和电铸技术等。新的特种加工技术是在传统的特种加工技术的基础上,紧密结合材料、控制和微电子技术而发展起来的,并随着产品应快速响应市场需求,正在形成面向快速制造的特种加工技术新体系。 1、特种加工技术的构成 近二三十年来,特种加工技术发展迅速,其内涵已十分广泛而丰富。包括:.溶解加工、熔化加工、复合加工、综合加工、特种机械加工等多种加工形式。 2、人工智能技术为特种加工工艺规律建模奠定了基础 特种加工的微观物理过程非常复杂,往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域,其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来,虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究,并取得了卓越的理论成就,但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面质量与加工条件参数间都有其规律。 因此,目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方法来了解特种加工的工艺规律,以便实际应用,但还缺乏系统性。受其限制,目前特种加工的工艺参数只能凭经验选取,还难以实现最优化和自动化,例如,电火花成形电极的沉入式加工工艺,它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。 虽然已有学者对其cad、capp和cam原理开展了一些研究,并取得了一些成果,但由于工艺数据的缺乏,仍未有成熟的商品化的cad/cam系统问世。通常只能采用手工的方法或部分借助于cad造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展,人们开始尝试利用这一技术来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型,并得到了初步的成果。因此,通过实验建模,将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来,建立描述特种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟,应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。 3、智能控制将成为特种加工领域主要的控制策略 加工过程和加工设备的稳定、可靠、高效地运行是特种加工工艺技术适应快速制造体系的必不可少的条件。但由于多数特种加工方法采用“以柔克刚”的非接触式加工机制,加工是伴随着物理、化学过程进行的,其加工的微观过程非常复杂,迄今为止仍不能用一个确定的数学模型来描述。而且随着加工过程的进行,加工条件有时还会发生较大的变化,引起加工特性随时间而变化。因此在控制理论中属于典型的模型不确定非线性时变系统,很难用经典的控制理论和现代控制理论的方法获得理想的控制效果。多年来人们尝试过很多种自适应控制策略,取得了很大进展。但在加工条件大幅度变化的情况下仍难以达到满意的性能。

当前现代制造技术的发展趋势

先进制造技术的发展趋 专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:段冬冬 学号:B11023219 完成时间:2013年4月18日

当前现代制造技术的发展趋势 摘要:制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。专家认为,世界上各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 关键字:制造先进制造技术装备机械信息化数字化前沿科技应用前景 1信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用信息化是当今社会发展的趋势,信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展。信息技术也正在向制造技术注入和融合,促进着制造技术的的不断发展。可以说先进制造技术的形成与发展,无不与信息技术的应用与注入有关。它使制造技术的技术含量提高,使传统制造技术发生质的变化。信息技术对制造技术发展的作用目前已占第一位。在21世纪对先进制造技术的各方面发展将起着更重要的 作用。 信息技术促进着设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络化、全球化。各种先进生产模式的发展,如CIMS、并行工程、精益生产、灵捷制造、虚拟企业与虚拟制造,也无不以信息技术的发展为支撑。 2 设计技术不断现代化 产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是: (1)设计手段的计算机化 在实现了计算机计算、绘图的基础上,当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用,以及现代产品建模理论的发展上,并且向智能化设计方向发展。 (2)新的设计思想和方法不断出现 如并行设计、面向“X”的设计(Design For X--DFX)、健壮设计(Robust Design)、优化设计Optimal Design)、反求工程技术(Revese Engineering)等。 (3)向全寿命周期设计发展 传统的设计只限于产品设计,全寿命周期设计则由简单的、具体的、细节的设计转向复杂的总体的设计和决策,要通盘考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的产品的整个生命周期。 (4)设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素 设计不只是单纯追求某项性能指标的先进和高低、而是注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。

国外特种加工技术的最新进展.

国外特种加工技术的最新进展 中国机械工程学会电加工分会赵万生王振龙郭东明 赵福令朱荻黄因慧 摘要就当前国际特种加工技术研究的最新进展情况,从激光加工、电解加工、超 声加工尤其是电火花加工等方面进行了较为详尽的阐述。希望能从国外此方面的研究中,看出21世纪特种加工技术的走向,并为我国特种加工技术的研究提供借鉴。 Abstract This paper summaries and analyses the latest overseas ′advancem ents of nontra 2ditional machining methods such as electro 2discharge machining ,laser beam machining ,elec 2trolytic machining ,as well as ultrasonic machining.This review also gives a prospect on the de 2velopment of non 2traditional machining technology towards the 21st century and provides a refer 2ence to the domestic research. 关键词特种加工电火花加工激光加工超声加工电解加工 1引言

伴随着难加工材料及复杂曲面加工而逐步发展成熟起来的特种加工技术,在计算机技术、现代电力电子技术、网络技术及航天、航空、模具制造等高新技术的推动及市场牵引下,正朝着更深层次发展。目前国际上对特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面:(1微细化。随着工程技术领域对微型机械的迫切需求,微细加工已不再是微电子机械技术的代名词,目前国际上对微细电火花加工、微细超声加工、微细激光加工、微细电化学加工等的研究正方兴未艾,特种微细加工技术有望成为三维实体微细加工的主流技术;(2新型元器件在特种加工领域中得到了极为广泛的应用。如大功率激光器、新型压电材料等;(3人工智能技术、网络化制造、绿色制造等新概念正逐渐渗透到特种加工领域中。可以预言在即将到来的21世纪,与当代高新技术密切结合的特种加工技术将在制造领域发挥更大的作用;(4特种加工的应用领域正在拓宽。如非导电材料的电火花加工,电火花、激光、电子束表面改性等。 特种加工技术的工艺特点和技术进步已引起世界各国专家学者的高度重视。相

特种加工技术A答案

2016—2017学年第一学期期末考试 特种加工技术试卷A 姓名 _______ 学号 ________________ 成绩 ___________________ 一、填空题(30分,每空2分) 1、特种加工主要采用机械能以外的其他能量去除工件上多余的材料, 以达到图样上全部技术要求。(2分) 3、电火花加工系统主要由工件和工具、脉冲电源、自动进给和调 节装置几部分组成。(8分) 4、在电火花加工中,提高电蚀量和加工效率的电参数途径有:提高___ 脉冲频率、增加单个脉冲能量、减少脉冲间隔。(6分) 5、电火花加工的表面质量主要是指被加工零件的表面粗糙度、表面 变质层、表面力学性能。(6分) 7、电火花成型加工的自动进给调节系统,主要包含伺服进给控制系 统和参数控制系统。 &电火花加工是利用电火花放电腐蚀金属的原理,用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法,其应用范围分为两大类:穿孔加工、型腔加工

二、判断题(20分,每题2分) 1、目前线切割加工时应用较普遍的工作液是煤油。(错) 2、在型号为DK7740的数控电火花线切割机床中,D表示电加工机床。(对) 3、线切割机床通常分为两大类,一类是快走丝,另一类是慢走丝。 (对) 4、3B代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。(错) 5、离子束加工必须在真空条件下进行。(对) 6、电火花加工中的吸附效应都发生在阴极上。(错) 7、线切割加工一般采用负极性加工。(错) 8电火花穿孔加工时,电极在长度方向上可以贯穿型孔,因此得到补偿,需要更换电极。(错) 9、电火花成型加工属于盲孔加工,工作液循环困难,电蚀产物排除条件差。(对) 10、电火花加工的粗规准一般选取的是窄脉冲、高峰值电流。(错)

浅谈特种加工技术及其应用

浅谈特种加工技术及其应用 摘要:本文首先概述了什么是特种加工技,重点介绍了各种特种加工方法及其应用,并简要分析了其发展趋势。 关键词:特种加工;应用;发展趋势 20世纪以来,随着科学技术的飞速发展一些尖端科学和新兴工业领域的许多设备要求在各种工况下工作,各种具有特殊物理、机械性能的材料愈来愈多地被使用,有些材料的硬度已超过现有刀具材料的硬度,使用普通刀具已无法加工。 此外,各种形状复杂、尺寸精密微小或特大、难以处理的薄壁或弹性元件等应用亦愈来愈多,在零件的结构工艺性上对制造加工技术提出了更加高的要求,这对传统的加工方法是难以甚至无法实现的。为此,研发人员一方面通过研究高效加工刀具和刀具材料、研制新型自动机床等途径,进一步改善切削状态,提高切削加工水平;另一方面,则突破传统加工方式的束缚,探索新的加工方法,于是本质上区别于传统切削加工的特种加工便应运而生。 1特种加工概述 特种加工是相对传统切削加工而言,直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、物质动能等对工件进行加工的工艺方法总称。传统切削加工的本质与特点:一是刀具材料比工件材料有更高的硬度:二是靠机械能切除工件上多余的材料。特种加工是对传统机械加工方法的有力补充和延伸,现已成为模具和工具行业不可缺少的重要加工方法,并正向着精密化、智能化方向发展。特种加工技术在国内外各行各业的应用中取得了巨大成效,它们有着各自的特点,使特殊材料或特殊结构工件的加工工艺性发生了根本变化,解决了传统加工方法所遇到的一些难题,已经成为现代工业领域中不可缺少的重要加工手段和关键制造技术。 2特种加工方法及其应用 特种加工技术所包含的范围非常广,随着科学技术的发展,特种加工技术的内容也不断丰富。就目前而言,各种特种加工方法已达数10种,一般按能量来源和作用形式以及加工原理可分为如下形式。 2.1电火花成形(穿孔)加工 该法可加工任何导电材料。它是利用火花放电腐蚀金属原理,用工具电极(纯铜或石墨)对工件进行复制加工的工艺方法,可用于加工型腔模(锻模、压铸模、

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