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特種加工與機械制造工藝技術變革
特種加工與機械制造工藝技術變革
摘 要 介紹了特種加工的涵義和優點，并闡述了特種加工的種類、使用方法以及適用范圍，在此基礎上，對特種加工給機械制造工藝所帶來的影響進行了更進一步的探討。
關鍵詞 特種加工;機械制造;技術變革
0引言
這幾年來隨著我國科學技術的快速發展，尤其是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。
在這樣的環境下，機械技術也通過計算機渠道來進行控制，而且還具有幾方面優良的特征，即它具有集成性、智能性以及柔韌性等。
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或者工序比較復雜、深孔比較小的零件，都采取了電、超聲波以及激光的方法進行加工。
因此，我國的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。
1 特種加工的定義和優點
近幾年來市場上出現了很多的新型工程材料，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，具有以下一些優越性：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，甚至有的時候還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。
2 特種加工的種類、使用方法和適用范圍
2.1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、以及切割、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槽度比較良好，因此經常用來拋磨和光整加工工件。
2.2電火花穿孔加工方法
這種方法可以加工一切的導電材料。
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以及型腔零件等，可以對沖模、擠壓模、粉末冶金模以及型孔零件、小深孔零件等進行加工。
2.3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。
2.4電化學加工方法
這種方法可以分成兩種類型，即工件去除金屬的陽極電解蝕除加工以及向工件上沉積金屬的陰極電鍍沉積這兩種。
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。
2.5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。
2.6電子束加工方法
這種方法是采用高速電子沖擊動能來對金屬進行加工的，它通過真空原理，運用電流加熱陰極的方法來發射電子束，然后利用靜電加速電子束，直至達到大概在光速的1/5。
在電磁透鏡聚焦作用下，讓電子束飛速地轟擊在工件表面的微小面積上。
那么，電子束的能量很多都轉化成了熱能，能量的密度也非常高，被轟擊表面會馬上熔化與氣化，將部分材料去除，從而順利完成加工。
電子束加工適合用在一切材料，對電子束的能量密度的大小與能量注入的時間加以控制，就可以進行打孔和切割等加工。
3 特種加工給機械制造工藝所帶來的影響
根據特種加工的一些特征，并從特種加工方法實踐中可以看出，特種加工給機械制造工藝帶來了很大的影響，主要表現在以下幾個方面：
3.1特種加工改變了原來的結構工藝性能“好”與“壞”的界限
原始的加工方法以為小孔、深孔、窄縫等結構的工藝性能都很差，在工藝設計中，有的還被列入禁區，特種加工讓這個“壞”轉變成了“不錯”或者“好”。
對于電火花穿孔或者電火花線切割工藝來講，對方孔或者圓孔進行加工，它們的難易程度是相同的。
3.2特種加工改變了零件的工藝路線
從事工藝作業的工作人員都了解：除了磨削以外，例如成型加工或者切削加工等都要在進行淬火熱處理之前完成加工。
特種加工改變了這種模式，由于特種加工一般不會受到工件硬度的影響，通常都采用先淬火然后再加工的方法，如電火花成型加工、電火花線切割加工等都采用在淬火之后才進行加工。
3.3特種加工可以適應多種材料
傳統的加工方法一般只能采用普通的材料，特種加工可以適應硬脆材料以及一些比較特殊的材料，甚至一切材料都可以適用。
材料的可加工性和材料的強度、硬度、韌性以及脆性等不再成正比或者反比關系。
以前認為很難加工的一些硬性材料都可以采用特種加工。
3.4特種加工將對新產品試制的原始模式進行改變
以前試制新產品，通常是模具、量具、刀具和工裝夾具設計等制造先行。
那么，現在采取數控電火花線切割，對于花鍵孔、鉑金異型孔以及非標直齒輪等都可以直接進行加工，還能對一些比較復雜的二次曲面零件進行加工。
采取快速成型技術方法，可以很快完成每種復雜零件的試制。
由此，特種加工方法不但可以讓產品試制的速度加快，還能在一定程度上節省試制的費用，將會對新產品試制的模式進行改變。
3.5特種加工讓新產品的試制周期大大縮短
試制新產品的時候，在切割時如果采用光電或者數控電火花，就可以直接加工出每種標準與不標準的直齒輪、轉子硅鋼片、微電機定子等各樣的比較復雜、比較特別的二次曲面體零件。
這樣就可以不用設計和制造對應的量具、刀具、模具等一些二次工具，讓新產品的試制周期大大縮短。
3.6在進行微細加工和納米加工所采用的主要方法就是特種加工技術
在當前階段，制造技術已經逐步精細化，制造業要融入高科技，主要采用微米、亞微米和納米級進行制造。
而微細納米加工所采取的主要手段就是借助電子束、激光、離子束以及電火花等電化學及電物理特種加工技術，在將來的先進技術制造中主要就是采用特種加工。
3.7特種加工引發了產品設計思路的重大變革
特種加工可以加工各種各樣的材料，讓比較特殊、比較復雜的表面加工問題得到處理，還解決了各種光整、超精的或者要求比較特殊的零件加工問題，在將來，也將會利用快速成型技術讓產品快速試制。
因此，特種加工讓產品在設計過程中所要顧及到的制造工藝和零件材料的選擇更寬廣。
采用特種加工，可以讓產品的設計達到制造和創意協調統一，在未來機械制造領域中，如果不懂得特種加工技術將不能成為一個優秀的產品創造者和制造者。
4 結論
隨著現代科學技術的日益發展，特種加工技術也將逐步發展，在未來發展中，將沿著以下方向發展：首先，要努力改進和提高高能束源品質，而且要增大功率，讓它具有可靠性;其次，高能束硫加工設備還要更加精密化、智能化和功能化，努力實現系列化、標準化以及模塊化的目標，要增加應用范圍，沿著復合加工方向發展;最后，還要努力創新高能束流加新工藝和新技術，讓新設備更加產業化和工程化。
在機械制造業不斷發展的將來，特種加工會越來越被人們廣泛應用，特種加工將推動機械制造工藝技術的發展。
參考文獻
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