特種加工與機械制造工藝技術變革探討

夏龍鋒

摘 要：隨著我國電子技術和微電子技術的飛速發展，給機械制造帶來了重大的變革。不管在超精密加工技術還是在切削速度等方面，都取得了很大的進展。對于一些加工難度比較大的材料，都采取了電、超聲波以及激光的方法進行加工。本文就特種加工與機械制造工藝技術變革進行深入探討。

關鍵詞：特種加工;機械制造;工藝技術;變革

1.引言

我國機械制造業品種齊全，已經形成了很大規模的工業體系。在先進的機械制造技術中，特種加工是其中一個很重要的組成部分，在制造業中起到了不可估量的作用。特種加工技術方法就是把光能、電能或者磁、化學等一些能量或者把它的組合施加在加工位置上，將材料進行變形、鍍覆，以及對它的性能進行改變的一種加工方法。這種加工方法和原始的機械加工方法有所不同，特種加工方法有很多種，給機械制造和工藝構造帶來很大的影響。本文就特種加工與機械制造工藝技術變革進行深入探討。

2.特種加工的優勢

隨著工件的愈加復雜化和對加工精度的高要求，在機械制造工藝技術方面，要求也越來越高。因為受到刀具材料的結構、性能以及加工設備能力等方面的限制，采用原始的切削加工方法已經不能滿足高韌性、高強度、高脆性以及高硬度、高磁性等新材料的要求，也不能順利完成形狀怪異、精密復雜的加工。特種加工和原始的切削加工對比，具有以下優勢：特種加工所用的工具材料硬度可以比被加工材料硬度低;加工的過程不是僅僅依賴機械能，可以采用其他能量來完成工件加工，甚至有時候不需要使用工具就可以進行工件加工;加工過程中工具和工件沒有明顯的機械切削力;加工的方法不斷更新等。特種加工方法在生產過程中起到了不可估量的作用，順利解決了許多的工藝問題，推動了機械制造工藝技術領域的重大變革。

3.特種加工方法

3.1超聲波加工方法

這種加工方法是借助加工工具的超聲頻振動，它采用磨料懸浮液對硬脆材料進行加工的一種方法，超聲波加工的尺度精度范圍在0.05～0.01mm之間，它可以適用于各種的硬脆材料，可以加工每種的孔型與型腔，還能進行套料、開槽、切割、雕刻等。因為超聲波加工的生產效率比較低，但它的加工精度與表面粗糙度比較良好，經常用來拋磨和光整加工工件。

3.2電火花穿孔加工方法

它是運用火花放電腐蝕金屬的原理，采用工具電極復制和加工工件的一種工藝方法，它可以用在加工型腔模和型腔零件等，可以對沖模、擠壓模、粉末冶金模、型孔零件、小深孔零件等進行加工。

3.3電火花線切割加工方法

這種加工方法是采用細金屬絲作為電極，對工件進行脈沖火花放電腐蝕，達到切割成型的一種加工方法。這種加工方法也可以加工一切的導電材料和形狀各異的沖模、電極以及切割零件等。

3.4電化學加工方法

這種加工方法可以加工汽車的每種型腔鍛模，以及航天發動機、航空等的一些彎曲的葉片等一些比較復雜的模具與零件。電鍍和電鑄可以對比較精細復雜的一些表面進行復制。刷鍍還可以對已經磨損的零件進行修復，對表面的物理性能進行改變，具有很大的價值。

3.5激光加工方法

這種方法是通過透鏡聚焦的能量密度很高的激光焦點，讓工件材料被熔化或者蒸發的一種加工方法。對激光參數進行合理使用，可以進行激光切割、焊接、打孔以及激光表面處理等，而且還能用來封裝電子元器件等。激光加工的尺寸精度可以控制在0.01mm～0.001mm的范圍之內，它不用采用工具，加工速度很快，可以用在各種材料，尤其適用在深徑比大的小孔與微孔。激光表面處理是把功率比較高的激光技術和粉末冶金技術互相結合起來，處理和加工工件的表面，這樣可以對工件的組織構造、特征以及成分進行改變，從而讓它的物理性能大大提高，讓它恢復或者超出原來的技術性能與所應用的價值，這種加工方法實用價值比較大，也是制造納米材料的主要方法。

4.特種加工與機械制造工藝技術變革

4.1提高材料可加工性

以往認為金剛石、硬質合金、淬火鋼、石英、玻璃、陶瓷等是很難加工的，現在已經廣泛采用金剛石制造的刀具、工具、拉絲模具，通過電火花、電解、激光等多種方法來加工它們。材料的可加工性不再與硬度、強度、韌性、脆性等成直接、正比關系。對電火花、線切割加工而言，淬火鋼比未淬火鋼更易加工。特種加工方法使材料的可加工范圍從普通材料發展到硬質合金、超硬材料和特殊材料。

4.2改變零件工藝路線

以往除磨削外，其他切削加工、成形加工等都必須安排在淬火熱處理工序之前，這是一切工藝人員不可違反的工藝準則。特種加工的出現，改變了這種一成不變的程序格式。由于它基本上不受工件硬度的影響，而且為了免除加工后再引起淬火熱處理變形，一般都是先淬火，后加工，如電火花線切割加工、電解加工等。

4.3重新衡量傳統工藝

過去方孔、小孔、深孔、彎孔、窄縫等被認為是工藝性很“差”的典型，對工藝、設計人員是非常忌諱的，有的甚至是禁區。特種加工的使用改變了這種現象。對于電火花穿孔、電火花線切割工藝來說，加工方孔和加工圓孔的難易程度是一樣的。噴油嘴小孔、噴絲頭小異形孔、渦輪葉片大量的小冷卻深孔和窄縫等，在采用電加工后變難為易了。過去淬火前忘了鉆定位銷孔、銑槽等工藝，淬火后這種工件只能報廢，現在則大可不必，可用電火花打孔、切槽進行補救。相反，有時為了避免淬火開裂、變形等影響，故意把鉆孔、開槽等工藝安排在淬火之后。過去很多不可修廢品，現在都可用特種加工方法修復。例如：嚙合不好的齒輪，可用電火花跑合;尺寸磨小了的軸，磨大了的孔，以及工作中磨損了的軸和孔，可用電刷鍍修復。

5.結束語

綜上所述，盡管特種加工優點突出，應用日益廣泛，但是各種特種加工的能量來源、作用形式、工藝特點卻不盡相同，其加工特點與應用范圍自然也不一樣，而且各自還都具有一定的局限性。為了更好地應用和發揮各種特種加工的最佳功能及效果，必須依據工件材料、尺寸形狀、加工精度、生產率、經濟性等情況作具體分析，合理選擇特種加工方法。

參考文獻：

[1]何璇.特種加工在機械工程中的應用與發展[J].南方農機，2019（13）：135

[2]王麗春.特種加工技術的應用及優勢[J].科學技術創新，2019（18）：173-174