特种加工的概念
《特种加工技术》教案_
特种加工技术教案绪论1.1 特种加工的概念一、引入课题:特种加工产生的条件，之所以产生特种加工普通机械加工满足不了加工的要求。
一些难加工的材料、一些有特殊要求的零件、加工效率（生产率）、生产成本等等都需要特种加工。
比较普通加工与特种加工的区别来引入课题。
二、讲课内容1、特种加工的产生及定义随着社会生产的需要和科学技术的进步，20世纪40年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花加工。
后来，由于各种先进技术的不断应用，产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。
这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM，Non-Traditional Machining)，也被称为非传统加工技术，其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除。
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三、作业1.2 特种加工的特点及发展1.3 特种加工的分类一、复习旧课:特种加工产生的原因及定义。
二、引入新课：特种加工范围广但有一些共性。
与机械加工比起来有以下的一些特点。
三、讲课内容1、与传统的机械加工相比，特种加工的不同点是：(1) 不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属材料。
(2) 加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，故加工的难易与工件硬度无关。
(3) 各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。
正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而言，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。
2、特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面：(1) 微细化。
(2) 特种加工的应用领域正在拓宽。
(3) 广泛采用自动化技术。
3、我国特种加工技术的发展情况我国的特种加工技术起步较早。
特种加工的概念
1.1 特种加工的概念 1.2 特种加工的特点及发展 1.3 特种加工的分类
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1.1 特种加工的概念
随着社会生产的需要和科学技术的进步，20世纪40 年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花 放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使 局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花 加工。后来，由于各种先进技术的不断应用，产生了多种 有别于传统机械加工的新加工方法。这些新加工方法从广 义上定义为特种加工(NTM，Non-Traditional Machining)， 也被称为非传统加工技术，其加工原理是将电、热、光、 声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上，从 而实现材料去除。
电化学加工
高能束加工
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表1-1 常用特种加工方法的分类
物料切蚀 加工 超声加工 磨料流加工 液体喷射加工 化学铣削 化学抛光 光刻 电化学电弧加工 电解电化学机械磨削 声能、机械能 机械能 机械能 化学能 化学能 光能、化学能 电化学能 电能、热能 切蚀 切蚀 切蚀 腐蚀 腐蚀 光化学腐蚀 熔化、气化腐蚀 离子溶解、熔化、切割 USM AFM HDM CHM CHP PCM ECAM MEEC
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1.2 特种加工的特点及发展
与传统的机械加工相比，特种加工的不同点是： (1) 不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如 电、化学、光、声、热等)去除金属材料。 (2) 加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切 削力，故加工的难易与工件硬度无关。 (3) 各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新 的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。如 目前的电解电火花加工(ECDM)、电解电弧加工(ECAM) 就是两种特种加工复合而形成的新加工方法。
特种加工知识点总结
特种加工知识点总结一、特种加工的基本概念特种加工是相对于普通的机械加工而言的，它的加工对象往往是一些特殊材料或者特殊形状的工件。
特种加工包括磨削加工、化学加工、电火花加工、激光加工等多种具有特殊技术要求的加工方法。
特种加工需要根据不同的加工对象和加工要求选择不同的加工方法和设备，因此对操作人员的技术水平要求较高。
二、特种加工的技术要求1. 精度要求高：特种加工往往是为了满足工件的高精度要求而进行的，因此在加工过程中需要对加工设备和工艺进行严格把控，保证加工精度的稳定和可靠。
2. 加工工艺复杂：特种加工往往需要在特殊的环境条件下进行，需要使用特殊的工艺方法和设备，操作人员需要具备丰富的经验和技术知识才能胜任。
3. 安全要求高：特种加工通常涉及到高温、高压、有毒物质等危险因素，因此需要对操作人员进行严格的安全培训，严格执行安全操作规程，确保操作人员的人身安全。
4. 对操作人员的技术水平要求高：特种加工往往需要经过专门的培训和技术储备才能胜任，要求操作人员具备丰富的经验和较高的技术水平。
三、常见的特种加工方法1. 磨削加工：磨削加工是利用磨削工具对工件进行切削加工的一种加工方法，它可以获得高精度和良好的表面质量，适用于对硬度较高的材料和高精度要求的工件进行加工。
2. 化学加工：化学加工是利用化学腐蚀或化学反应对工件表面进行加工的一种加工方法，它可以对工件进行精细的加工，尤其适用于对薄壁、复杂结构的工件进行加工。
3. 电火花加工：电火花加工是利用电火花在工件表面产生放电，通过放电烧蚀工件表面的一种加工方法，适用于对硬度很高的材料进行加工。
4. 激光加工：激光加工是利用激光束对工件进行加工的一种加工方法，它可以进行高精度、高速度、无接触的加工，适用于对特殊形状和特殊材料进行加工。
四、特种加工的应用领域1. 航空航天领域：航空航天领域对零部件的精密度和表面质量有着很高的要求，因此需要利用特种加工方法对零部件进行加工，以满足其高精度要求。
特种加工的概念
特种加工的概念特种加工是指使用特殊的加工方法和工艺，对特殊材料进行加工处理的一种加工方式。
特种加工一般需要根据具体材料的性质和要求，采用特殊的加工设备和工作流程，以达到特定的加工效果和要求。
特种加工广泛应用于工业生产中，例如制造航空航天器件、核工程设备、精密仪器仪表等。
对于这些特殊材料和零部件，传统的加工方法和技术已经不能满足其加工要求，因此需要采用特种加工方法进行加工处理。
特种加工具有以下几个特点：1. 高精度加工：特种加工常涉及到高精度的加工要求，通过特殊的加工设备和工艺，可以实现对材料的微观结构和尺寸的精确控制。
例如，采用激光加工技术可以实现微米级的加工精度，满足高精度零部件的加工要求。
2. 难加工材料的加工：有些材料具有较高的硬度、脆性或热导性等特殊性质，传统的加工方法难以对其进行有效加工。
特种加工可以克服这些困难，通过特殊的工艺和设备，对难加工材料进行切削、热处理、电火花等加工方式，以实现对其精密加工。
3. 特种材料的加工：特种加工主要应用于特种材料的加工，例如高温合金、超硬材料、复合材料等。
这些特种材料具有很高的性能，但同时也具有较高的困难度和成本。
特种加工可以通过特殊的加工方法和设备，充分发挥特种材料的性能，实现其高效加工和利用。
4. 创新加工技术的应用：特种加工是工业技术创新的重要方向之一，通过引入创新的加工技术和设备，可以提高加工效率和加工质量。
例如，激光切割、电子束熔化、激光焊接等特种加工技术的应用，使得加工过程更加灵活、高效和精确。
5. 环保节能加工：特种加工在加工过程中注重节能减排和环保问题。
传统加工方法常常伴随着大量的废料和有害气体的排放，对环境造成较大的污染。
而特种加工通过改进加工工艺和设备，实现精准加工，减少废料产生，降低能源消耗和环境污染。
总之，特种加工是一种对特殊材料进行精密、高效、环保加工的技术和方法。
它不仅可以满足各种特殊材料的加工需求，而且对工业技术创新和工业发展起到重要推动作用。
特种加工技术
• 2. 超声波加工的特点和应用 • (1) 超声波加工主要适于加工各种硬脆材料，特别是不导
• 图是利用固体激光器加工的原理示意图。当激 光工作物质(如红宝石、钕玻璃和掺钕钇铝石 榴石等)受到光泵(即激励脉冲氙灯)的激发后， 吸收特定波长的光，在一定条件下可形成工作 物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒子数的状 态，这种现象称为粒子数反转。此时，一旦有 少数激发粒子自发辐射发出光子，即可感应所 有其它激发粒子产生受激辐射跃迁，造成光放 大。并通过谐振腔的反馈作用产生振荡，由谐 振腔一端输出激光。通过透镜将激光束聚焦到 待加工表面上，即可对工件进行加工。
好、无残余应力和毛刺； • (5) 加工中阴极损耗小，一般可加工上千个零件； • (6) 因影响电解加工的因素很多，故难于实现高
精度的稳定加工。尺寸精度低于电火花加工，且 不易控制，一般型孔加工为：0.03~0.05mm，型 腔加工为0.05~0.2mm； • (7) 电解液对机床有腐蚀作用，设备费用高，电 解产物的处理和回收较困难，污染较严重。
砂带磨削
• 利用高速运转的环形砂带加工工件表面的 磨削。一般在砂带磨床上进行。 砂带围绕 在具有一定弹性的压轮和张紧轮上，由压 轮驱动回转作连续切削运动，工件放在传 送带或工作台上作进给运动。当工件接触 砂带或通过压轮下的磨削区时，即被砂带 磨去表面的一层材料
• 砂带磨削具有许多其它磨削加工方式所不 具备的优势：①磨削效率高达96%，是所 有磨削加工方式中最高的；②磨削比高(比 砂轮磨削高10倍以上)；③可实现磨削、研 磨、抛光等多重加工效果，加工精度高，
特种加工完整版复习资料
一、名词解释1.特种加工；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。
2.电火花加工；在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。
3.极性效应；由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象。
4.电火花线切割；利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。
5.极间介质消电离；一次脉冲放电结束后，有一段间隔时间使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，从而恢复本次放电处间隙介质的绝缘强度。
6.混气电解加工；将一定压力的气体用混气装置使它与电解液混合在一起，使电解液成为包含无数气泡的气液混合物，然后送入加工区进行电解加工。
7.电化学加工；在阳、阴极表面发生得失电子的化学反应作为基础对金属进行加工的方法。
8.阳极溶解；以电化学为基础对金属进行加工，在阳极上为电解蚀除9.阴极沉淀；以电化学为基础对金属进行加工，在阴极上为电镀沉淀。
10电极极化；当有电流通过电极时，电极点位的平衡状态遭到破坏，使阳极的电极电位向正移，阴极的电极电位向负移的现象。
11电化学钝化；使金属阳极溶解过程的超电位升高，使电解速度减慢。
12电解加工；利用金属在电解液中得电化学阳极溶解，将工件加工成形。
13电解抛光；利用金属在电解液中的电化学阳极溶解对工件表面进行腐蚀抛光。
14电解磨削；由电解作用和机械磨削作用相结合而进行加工的。
15电铸加工；利用电镀液中金属正离子在电场的作用下，镀覆沉积到阴极上去的过程。
16涂镀加工；在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的技术。
17激光加工；利用光的能量，经过透镜聚焦，在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工各种材料的加工方法。
18激光打孔；利用激光在材料上打微型小孔。
19激光切割；利用激光对材料进行切割的加工方法。
20激光焊接；以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种高效精密的焊接方法。
特种加工技术论文
特种加工技术论文特种加工技术及其应用研究摘要：本文简述了特种加工技术的概念、分类，重点阐述了其领域的实际应用与研究发展方向。
关键词：特种加工；特点；应用；研究方向1特种加工涵义特种加工是相对传统切削加工而言，本质上是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。
目前常用的有电火花加工、超声波加工、激光加工，除此之外还有电化学加工、电子束加工等。
它与传统切削加工相比具有：加工过程不再主要依靠机械能，而是直接或复合利用其它能量完成工件的加工；加工所用工具材料的硬度可大大低于被加工材料硬度，有时甚至无需使用工具即可完成对工件的加工；加工过程工具与工件间不存在显著的机械切削力；加工方法日新月异等特点。
2 特种加工分类、方法及应用电火花成形（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、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。
其中最为典型的应用是在YG8(硬质合金)工件上，加工一个直径1mm深80mm的孔，只需12分钟；电火花双轴回转展成法加工凹凸球面、球头；电火花共轭同步回转可加工精密螺纹、齿轮等复杂表面；目前已能加工出0.005mm的短微细轴和0.008mm的浅微细孔，以及直径小于1mm的齿轮。
电火花线切割加工：它是利用移动的细金属丝（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电腐蚀，实现切割成形的加工方法。
它同样可以加工任何导电材料；加工各种形状的冲模、切割电火花成形加工用的电极、切割零件等。
典型的应用例如：试制切割特殊微电机硅钢片定转子铁心芯；切割斜度锥面、上下异形面工件；工件倾斜数控回转切割加工双曲面零件；数控三轴联动加分度切割加工扭转四方锥台。
超声波加工：它是利用加工工具的超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种成形方法。
特种加工-第一讲 绪论
四、特种加工的分类
特种加工的分类没有明确的规定，一般按能量来源和 作用形式以及加工原理分为：
1）电火花加工；
2）电化学加工；
图1.9 电火花加工原理 图1.10 电化学
加工 原理
3）高能束加工；
4）物料切蚀加工；
加工力
振
动
方
工件
向
工具
磨料＋工作液
图1.12 超声波加工原理
工具振幅
图1.11 电子束加工原理
能量去除金属材料。机械能
特种加工
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。
特种加工对传统机械制造的影响？ 1）提高了材料的可加工性； 2）改变了零件的典型工艺路线； 3）大大缩短了新产品试制周期； 4）对产品零件的结构设计产生很大影响。
现阶段，先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中 的重要组成部分--特种加工技术作用日益凸显。
Байду номын сангаас
第一讲 绪论
一、制造与机械制造技术 二、特种加工产生的背景和概念 三、特种加工对传统机械制造的影响 四、特种加工的分类
一、制造与机械制造技术
制造 机械制造厂从其他工厂取得制造机械所需的原材料或
半成品经加工和装配后形成最终产品的过程。
图1.1 制造业分类
机械制造技术 各种机械制造过程所涉及的技术的总称。
材料成形技术 机械冷加工技术 机械装配技术 特种加工技术
图1.2 发动机结构
机械制造技术的分类
切削加工：利用切削刀具从 工件上切除多余材料
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电铸
涂镀
激光束加工
高能束加工
电子束加工 离子束加工
等离子弧加工
主要能量形式 电能、热能 电能、热能 电化学能 电化学能、机械能 电化学能、机械能 电化学能 电化学能 光能、热能 光能、热能 电能、机械能 电能、热能
作用形式 熔化、气化 熔化、气化 金属离子阳极溶解 阳极溶解、磨削 阳极溶解、研磨 金属离子阴极沉积 金属离子阴极沉积 熔化、气化 熔化、气化 切蚀 熔化、气化
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1.2 特种加工的特点及发展
与传统的机械加工相比，特种加工的不同点是： (1) 不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如 电、化学、光、声、热等)去除金属材料。 (2) 加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切 削力，故加工的难易与工件硬度无关。 (3) 各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新 的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。如 目前的电解电火花加工(ECDM)、电解电弧加工(ECAM) 就是两种特种加工复合而形成的新加工方法。
第一章 概论
1.1 特种加工的概念 1.2 特种加工的特点及发展 1.3 特种加工的分类
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1.1 特种加工的概念
随着社会生产的需要和科学技术的进步，20世纪40 年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花 放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使 局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花 加工。后来，由于各种先进技术的不断应用，产生了多种 有别于传统机械加工的新加工方法。这些新加工方法从广 义上定义为特种加工(NTM，Non-Traditional Machining)， 也被称为非传统加工技术，其加工原理是将电、热、光、 声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上，从 而实现材料去除。
加工 脆硬材料 ，如玻 璃、石 英、宝石、金 刚 石、硅等，可加工型孔、 型腔、小孔等
精密 加工小孔 、窄缝 及成型 切割、蚀刻， 如 金刚石 拉丝模、钟表 宝 石轴承等
在各 种难加工 材料上 打微小孔、切缝、蚀刻、 焊接等，常用于制造大、 中规模 集成电路微电 子 器件
对零 件表面进 行超精 密、超微量加工、抛光、 刻蚀、掺杂、镀覆等
(2) 特种加工的应用领域正在拓宽。例如，非导电材 料的电火花加工，电火花、激光、电子束表面改性等。
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(3) 广泛采用自动化技术。充分利用计算机技术对 特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化，建立 综合参数自适应控制装置、数据库等，进而建立特种 加工的CAD/CAM和FMS系统，这是当前特种加工技术 的主要发展趋势。用简单工具电极加工复杂的三维曲 面是电解加工和电火花加工的发展方向。目前已实现 用四轴联动线切割机床切出扭曲变截面的叶片。随着 设备自动化程度的提高，实现特种加工柔性制造系统 已成为各工业国家追求的目标。
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正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而 言，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金 属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度 的零件。
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。目前，国际上对微细电火花加工、微细 超声波加工、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。
符号 EDM WEDM ECM(ELM) EGM(ECG) ECH EFM EPM LBM EBM IBM PAM
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物料切蚀 加工
化学加工
复合加工
表1-1 常用特种加工方法的分类
超声加工 磨料流加工 液体喷射加工 化学铣削 化学抛光 光刻 电化学电弧加工 电解电化学机械磨削
声能、机械能 机械能 机械能 化学能 化学能 光能、化学能 电化学能 电能、热能
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加工方法
电火花 成型加工
电火花线 切割加工
电解加工
表1-2 几种常见特种加工方法的综合比较
可加工材料
工具损耗率/% (最低/平均)
0.1/10
任 何 导电 金属材料，如 硬质合金钢、 耐热钢、不锈 钢、淬火钢、 钛合金等
较小(可补偿)
不损耗
材料去除率/ (mm3/min) (平均/最高)
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可达到尺寸 精度/mm
(平均/最高)
30/3000
0.03/0.003
20/200* (mm2/min)
0.02/0.002
100/10000 0.1/0.01
可达到表 面粗糙度
Ra/μm
(平均/最高) 10/0.04
5/0.32
1.25/0.16
主要适用范围
从数 微米的孔 、槽到 数米的 超大型模具、 工 件等，如各种类型的孔、 各种类型的模具
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1.3 特种加工的分类
特种加工的分类还没有明确的规定，一般按能量 来源和作用形式以及加工原理可分为表1-1所示的形式。
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表1-1 常用特种加工方法的分类
表1-1 常用特种加工方法的分类
பைடு நூலகம்
加工方法
电火花加工
电火花成型加工 电火花线切割加工
电解加工
电解磨削
电化学加工 电解研磨
我国的特种加工技术起步较早。20世纪50年代中 期我国工厂已设计研制出电火花穿孔机床，60年代末 上海电表厂张维良工程师在阳极—机械切割的基础上 发明了我国独创的快走丝线切割机床，上海复旦大学 研制出电火花线切割数控系统。但是由于我国原有的 工业基础薄弱，特种加工设备和整体技术水平与国际 先进水平有不少差距，每年还需从国外进口300台以上 高档电加工机床。
切蚀 切蚀 切蚀 腐蚀 腐蚀 光化学腐蚀 熔化、气化腐蚀 离子溶解、熔化、切割
USM AFM HDM CHM CHP PCM ECAM MEEC
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尽管特种加工优点突出，应用日益广泛，但是各 种特种加工的能量来源、作用形式、工艺特点却不尽 相同，其加工特点与应用范围自然也不一样，而且各 自还都具有一定的局限性。为了更好地应用和发挥各 种特种加工的最佳功能及效果，必须依据工件材料、 尺寸、形状、精度、生产率、经济性等情况作具体分 析，区别对待，合理选择特种加工方法。表1-2对几种 常见的特种加工方法进行了综合比较。
切割 各种二维 及三维 直纹面 组成的模具及 零 件，也 常用于钼、钨 、 半导体 材料或贵重金 属 切削
从微 小零件到 超大型 工件、 模具的加工， 如 型孔、 型腔、抛光、 去 毛刺等
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电解磨削
1/50
超声波 加工
任何脆性 材料
0.1/10
1/100
0.02/0.001
1.25/0.04
1/50
0.03/0.005
0.63/0.16
激光加工
电子束 加工
任何材料
不损耗 (三种 加工，没有成型 用的工具)
瞬时去 除 率很高，受功 率限制，平均 去除率不高
0.01/0.001
10/1.25
离子束 加工
很低
/0.01 μm
/0.01
硬质 合金钢等 难加工 材料的 磨削，如硬质 合 金刀具、量具等