探討特種加工與機械制造工藝技術變革

王志超

北華大學信息技術與傳媒學院

探討特種加工與機械制造工藝技術變革

王志超

北華大學信息技術與傳媒學院

特種加工技術給我國機械制造業帶來了巨大的影響，引發了我國機械制造工藝技術的變革。如今，特種加工技術利用物理、化學、生物甚至數學領域的科技，不斷提出新的加工工藝，未來，特種工藝需要不斷改進，提高高能束源品質，并向大功率、高可靠性方向發展，不斷推出新的加工工藝、加工技術。

特種加工；機械制造；工藝技術；變革

機械制造業是國家重要的產業支柱，機械制造工藝與加工技術的提高，有利于我國經濟的發展、社會的進步。本文以我國機械制造為研究背景，主要介紹了特種加工的概念、特點、分類，通過特種加工引發機械制造工藝技術變革，從可加工材料的范圍、零件制造工藝路線、加工手段、修復手段等方面闡述變革思路，希望能為相關行業提供參考。

一、特種加工介紹

（1）特種加工的產生。隨著生產不斷地發展，科技不斷地進步，各種新型材料被研制出來，各種新型材料制作的高精度、高復雜程度的工件被應用在機械生產當中，新材料、新結構的工件需要的機械制作工藝不斷提高，傳統的切削加工的方法，對于高強度、高韌性、高硬度、高脆性、耐高溫和磁性等新材料以及精密復雜、微細構件已經無濟于事，人們迫切需要新的機械加工技術。將傳統切削加工技術進行改革，產生了新的機械加工技術——特種加工。（2）特種加工特點介紹。特種加工是由傳統切削加工演變而來的，直接或復合利用電能、電化學能、化學能、光能、聲能、熱能、磁能、等對工件進行加工的工藝方法的總稱。這種加工技術與傳統技術相比，有著很大的改變，從加工過程來看，機械不再是唯一的加工工具；從使用的工具來看，工具硬度可以小于被加工工件的硬度，擴大了制造工具的材料范圍；從環境角度來看，不會產生機械切削噪音與摩擦有害煙霧；從加工方法來說，形式多樣、靈活多變。（3）特種加工的范圍。革新后的機械加工技術——特種加工，在機械加工范圍上也有了很大的改變。從加工硬度上來說，特種加工可以加工各種硬度較大的材料，如硬質合金、耐熱鋼、不銹鋼、淬硬鋼、金剛石、寶石、石英以及鍺、硅等各種高硬度、高強度、高韌性、高脆性的金屬及非金屬材料；從加工工件的復雜程度上來說，特種加工可以完成各類復雜的工件，不論是精密的噴氣蝸輪機葉片，還是復雜的發動機機匣，它都能辦到；從加工精度來說，特種加工可以完成各種納米級材料的加工，許多航空航天儀器工件都由特種加工來完成。（4）特種加工的分類。由于特種加工起步較晚，目前還沒有一個統一的分類方法，一般按照主要作用能量和主要作用機理兩項進行分類，如主要作用能量——化學能，主要作用機理——腐蝕。

二、特種加工與機械制造工藝技術變革

（1）加工材料范圍的變革

特種加工方法使機制工藝可加工的材料范圍從普通材料發展到超硬材料和特殊材料，使任何材料的加工均成為可能。傳統切削加工，需要不斷考慮材料的硬度、強度、韌性、脆性等，稍有不慎就會使工件損壞。但是，有了特種加工，傳統工藝切削不動的金剛石、硬質合金、淬火鋼、石英、玻璃、陶瓷等材料，特種加工可以辦到，大大減小了加工材料的局限性。

（2）結構工藝好與壞概念的變革

在傳統切削加工技術層面上來講，由于技術限制，許多結構設計很難做到，因此被認為是“壞”工藝，有些結構設計十分簡單，加工技術可以做到，就被認為是“好”，如方孔、窄縫、小孔、深孔、彎孔等結構工藝性差，其它一些簡單結構工藝好，但特種加工改變了結構工藝好與壞的概念，原來認為“壞”的結構工藝現在可以變為好。

（3）傳統的淬火工藝路線及零件不合格品的可修復性變革

淬火熱處理是機械加工中一道十分重要的程序，在傳統機械加工工藝中，這一道程序一般甚至是必須放到除磨削以外的其它切削成型加工之后，由于特種加工的出現，這一傳統淬火工藝路線已被打破。傳統工藝先加工后淬火，可能會引起工件應力變形，特種加工不受工件硬度的限制，可以先淬火而后加工，完善了傳統工藝的不足。在過去，由于技術限制，產品合格率比較低，而且許多不合格產品都不能回收，一般以廢品處理，造成很大的浪費，現在，有了特種加工，很多不合格工件都能夠修復。例如：過去淬火前忘了鉆定位銷孔、銑槽等工藝，淬火后只能報廢，現在可以用電火花打孔、切槽進行補救。

（4）新產品試制的傳統模式變革

傳統新產品的試制，第一步都要設計各種刀具、模具、量具以及工裝夾具。例如：加工花鍵孔需要設計制造花鍵孔拉刀；加工各種標準和非標準直齒輪需要準備滾刀或設計加工成形銑刀；整個過程顯得十分繁瑣。現在，有了特種加工，可以直接利用數控電火花線切割，加工各種花鍵孔、非標直齒輪，無需設計各種刀具、模具、量具等，從而大大優化了加工程序，節約了試制成本。

（5）微細加工、納米加工變革

過去，傳統的加工技術只能夠技工一些較大的工件，對于微小的工件，技術難以實現。如今，有了特種加工，過去許多無法實現的精密儀器加工，都變成了現實。不僅如此，如今的特種加工正在進一步朝著微細加工、納米加工轉變，電子束、離子束、激光、電火花、電化學等電物理、電化學特種加工技術，是未來機械加工的必然趨勢。

（6）產品設計思路的變革

特種加工擴大了加工材料的范圍，提高了加工儀器的精度。隨著特種加工的不斷發展，特種加工工藝技術越來越多，使產品設計中考慮的零件材料、制造工藝方法等有了更廣闊的選擇余地，產品的設計思路變得不那么單一，設計的產品更難滿足市場需求，更具科技含量與創新意識。

結語

伴隨著社會生產力的進步，社會的發展、經濟的騰飛進一步提高了對機械制造業的要求，越來越多結構復雜、精度要求較高的工件被應用到實際生產當中，各式各樣的新型工程材料也不斷涌出，陳舊的機械加工技術已經不能滿足生產的需求，迫切需要新興技術的加入，機械制造業面臨著深刻的改革。

[1]李進;特種加工與機械制造工藝技術變革探討[J];裝備制造; 2010年04期

[2]寥璽太;淺談特種加工與機械制造工藝技術變革[J];才智; 2010年27期