编号:
课 程 论 文
题 目 现代特种加工技术的发展现状与展望 指导教师 王慧 学生姓名 XXX 学 号 专 业 机械设计制造及其自动化
教学单位 X州学院机电工程系 （盖章）
二〇一二年六月十九日
目录
摘 要 ............................................................................................................................................... 1 1 引言 ............................................................................................................................................. 1 2 特种加工技术简介 ..................................................................................................................... 1 2.1 特种加工技术概况 .................................................................................................................. 1 2.2 特种加工技术分类 ................................................................................................................. 2 2.3 特种加工技术特点 .................................................................................................................. 4 2.4 特种加工技术存在的问题 ...................................................................................................... 4 3 高能束流加工技术 ..................................................................................................................... 5 3.1 激光加工(LB M ) ..................................................................................................................... 5 3.2 电子束加工(EB M ) ................................................................................................................. 5 3.3 离子束加工(IB M ) ............................................................................................................... 6 3.4 微波加工(MW M) ................................................................................................................... 7 4 电加工技术 ................................................................................................................................. 7 4.1电火花加工(E DM ) ................................................................................................................. 7 4.2 电解加工(E CM ) ..................................................................................................................... 7 5 复合加工技术 ............................................................................................................................. 8 5.1 切削复合加工( CCM ) ............................................................................................................ 8 5.2 磨削复合加工( G CM ) ........................................................................................................... 8 5.3 电火花复合加工( E DCM ) ..................................................................................................... 9 6 特种加工技术发展趋势 ............................................................................................................. 9 特种加工技术的应用前景 ........................................................................................................... 10 谢 辞 ........................................................................................................................................... 12
X州学院 机电工程系 2009级 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计）
现代特种加工技术的发展现状与展望
摘 要：特种加工是传统加工工艺方法的重要补充和发展，已成为航空、航天、电 子仪表、家用电器以及通讯、汽车、拖拉机、轻工等各个机械制造行业，特别是 在模具制造业中不可缺少的一种加工方法。随着科技的进步发展，特种加工的种 类也越来越多，例如电火花加工、电解加工、高能束流加工、激光加工等等。 本文主要讲述特种加工的具体分类，及各种加工的定义及其特点，特种加 工的发展史，以及未来特种加工的发展趋势。
关键词：特种加工、分类、特点、现状、发展、应用前景
1 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。
2 特种加工技术简介
2.1 特种加工技术概况
特种加工是20世纪40年代发展起来的，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。于是，人们一方面通过研究高效加工的刀具和刀具材料、自动优化切削参数、提高刀具可靠性和在线刀具监控系统、开发新型切削液、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，并解决了一些问题；另一方面，则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
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X州学院 机电工程系 2009级 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计） 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的非传统加工方法统称为特种加工。 2.2 特种加工技术分类
特种加工范围较广，有几十个门类。包括：电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）、电解磨削加工（ECG）、化学加工（CHM）、电弧加工（EAM）、激光加工（LBM）、超声加工（USM）、离子束加工（IBM）、电子束加工（EBM）、等离子弧加工（PAM）、快速成型加工（RPM）、磨料射流加工（AJM）等等。与其他先进制造技术一样，特种加工正在研究、开发推广和应用之中，具有很好的发展潜力和应用前景。
特种加工可以按用途分为尺寸加工和表面加工两大类，每类中又按能量形式、作用原理分为多种不同的工艺方法。具体分类如下：
尺寸加工：电火花加工、电解加工、电解磨削、超声波加工、激光加工、电子 束加工、等离子束加工、化学腐蚀加工、导电切削。
表面加工：电解抛光、化学抛光、电火花强化、液体磨料抛光。 用途 尺 电火花加工 寸 电解加工 加 电解磨削 工 超声波加工 激光加工 电子束加工 等离子加工 化学腐蚀加工 导电切削 表 电解抛光 面 化学抛光 加 电火花强化 工 液体磨料抛光 电、热能 电、化学能 电、化学、机械能 声、机械能 光、热能 电、热能 电、热能 化学能 热、机械能 电、化学能 化学能 电、热能 机械能 表1 特种加工方法的分类
加工方法 能量形式 2
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1.电火花加工（EDM）
电火花加工是通过工件和工具电极间的放电而有控制地去除工件材料，以及使材料变形、改变性能或被镀覆的特种加工。其中成形加工适用于各种孔、槽 模具，还可刻字、表面强化、涂覆等；切割加工适用于各种冲模、粉末冶金模及 工件，各种样板、磁钢及硅钢片的冲片，钼、钨、半导体或贵重金属。
2.电化学加工（ECM）
电化学加工是通过电化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料等的特种加工。 其中电解加工适用于深孔、型孔、型腔、型面、倒角去毛刺、抛光等。 电铸加工适用于形状复杂、精度高的空心零件，如波导管；注塑用的模具、薄壁 零件；复制精密的表面轮廓；表面粗糙度样板、反光镜、表盘等零件。涂覆加工 可针对表面磨损、划伤、锈蚀的零件进行涂覆以恢复尺寸；对尺寸超差产品进行涂覆补救。对大型、复杂、小批工件表面的局部镀防腐层、耐腐层，以改善表面性能。
3.高能束加工
高能束加工是利用能量密度很高的激光束、电子束或离子束等去除工件材料的特种加工方法的总称。其中激光束加工主要应用有打孔、切割、焊接、金属 表面的激光强化、微调和存储等。电子束加工有热型和非热型两种，热型加工是 利用电子束将材料的局部加热至熔化或气化点进行加工的，适合打孔、切割槽缝、焊接及其他深结构的微细加工；非热型加工是利用电子束的化学效应进行刻蚀、大面积薄层等微细加工等。离子束加工主要应用于微细加工、溅射加工和注入加工。等离子弧加工适用于各种金属材料的切割、焊接、热处理，还可制造高 纯度氧化铝、氧化硅和工件表面强化，还可进行等离子弧堆焊及喷涂。超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干磨料中，产生磨料的冲击、抛光、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，以及超声振动使工件相互结合的加工方法。其适用于成形加工、切割加工、焊接加工和超声清洗。 液体喷射加工是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵及增压器产生高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的目的。可加工薄、软的金属及非金属材料，去除腔体零件内部毛刺、使金属表面产生塑性变形。磨料喷射加工适用于去毛刺加工、表面清理、切割加工、雕刻、落料及打孔等。
4.化学加工（CHM）
化学加工使利用化学溶液与金属产生化学反应，使金属腐蚀溶解，改变工件形状、尺寸的加工方法。 用于去除材料表层，以减重；有选择地加工较浅或较深的空腔及凹槽；
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