王志超

北華大學(xué)信息技術(shù)與傳媒學(xué)院

探討特種加工與機(jī)械制造工藝技術(shù)變革

王志超

北華大學(xué)信息技術(shù)與傳媒學(xué)院

特種加工技術(shù)給我國機(jī)械制造業(yè)帶來了巨大的影響，引發(fā)了我國機(jī)械制造工藝技術(shù)的變革。如今，特種加工技術(shù)利用物理、化學(xué)、生物甚至數(shù)學(xué)領(lǐng)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(jìn)，提高高能束源品質(zhì)，并向大功率、高可靠性方向發(fā)展，不斷推出新的加工工藝、加工技術(shù)。

特種加工；機(jī)械制造；工藝技術(shù)；變革

機(jī)械制造業(yè)是國家重要的產(chǎn)業(yè)支柱，機(jī)械制造工藝與加工技術(shù)的提高，有利于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步。本文以我國機(jī)械制造為研究背景，主要介紹了特種加工的概念、特點(diǎn)、分類，通過特種加工引發(fā)機(jī)械制造工藝技術(shù)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(fù)手段等方面闡述變革思路，希望能為相關(guān)行業(yè)提供參考。

一、特種加工介紹

（1）特種加工的產(chǎn)生。隨著生產(chǎn)不斷地發(fā)展，科技不斷地進(jìn)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(fù)雜程度的工件被應(yīng)用在機(jī)械生產(chǎn)當(dāng)中，新材料、新結(jié)構(gòu)的工件需要的機(jī)械制作工藝不斷提高，傳統(tǒng)的切削加工的方法，對于高強(qiáng)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(fù)雜、微細(xì)構(gòu)件已經(jīng)無濟(jì)于事，人們迫切需要新的機(jī)械加工技術(shù)。將傳統(tǒng)切削加工技術(shù)進(jìn)行改革，產(chǎn)生了新的機(jī)械加工技術(shù)——特種加工。（2）特種加工特點(diǎn)介紹。特種加工是由傳統(tǒng)切削加工演變而來的，直接或復(fù)合利用電能、電化學(xué)能、化學(xué)能、光能、聲能、熱能、磁能、等對工件進(jìn)行加工的工藝方法的總稱。這種加工技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比，有著很大的改變，從加工過程來看，機(jī)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(kuò)大了制造工具的材料范圍；從環(huán)境角度來看，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)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(jī)械加工技術(shù)——特種加工，在機(jī)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(zhì)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(qiáng)度、高韌性、高脆性的金屬及非金屬材料；從加工工件的復(fù)雜程度上來說，特種加工可以完成各類復(fù)雜的工件，不論是精密的噴氣蝸輪機(jī)葉片，還是復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)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(gè)統(tǒng)一的分類方法，一般按照主要作用能量和主要作用機(jī)理兩項(xiàng)進(jìn)行分類，如主要作用能量——化學(xué)能，主要作用機(jī)理——腐蝕。

二、特種加工與機(jī)械制造工藝技術(shù)變革

（1）加工材料范圍的變革

特種加工方法使機(jī)制工藝可加工的材料范圍從普通材料發(fā)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(tǒng)切削加工，需要不斷考慮材料的硬度、強(qiáng)度、韌性、脆性等，稍有不慎就會(huì)使工件損壞。但是，有了特種加工，傳統(tǒng)工藝切削不動(dòng)的金剛石、硬質(zhì)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(jié)構(gòu)工藝好與壞概念的變革

在傳統(tǒng)切削加工技術(shù)層面上來講，由于技術(shù)限制，許多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很難做到，因此被認(rèn)為是“壞”工藝，有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分簡單，加工技術(shù)可以做到，就被認(rèn)為是“好”，如方孔、窄縫、小孔、深孔、彎孔等結(jié)構(gòu)工藝性差，其它一些簡單結(jié)構(gòu)工藝好，但特種加工改變了結(jié)構(gòu)工藝好與壞的概念，原來認(rèn)為“壞”的結(jié)構(gòu)工藝現(xiàn)在可以變?yōu)楹谩?/p>

（3）傳統(tǒng)的淬火工藝路線及零件不合格品的可修復(fù)性變革

淬火熱處理是機(jī)械加工中一道十分重要的程序，在傳統(tǒng)機(jī)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(xiàn)，這一傳統(tǒng)淬火工藝路線已被打破。傳統(tǒng)工藝先加工后淬火，可能會(huì)引起工件應(yīng)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(tǒng)工藝的不足。在過去，由于技術(shù)限制，產(chǎn)品合格率比較低，而且許多不合格產(chǎn)品都不能回收，一般以廢品處理，造成很大的浪費(fèi)，現(xiàn)在，有了特種加工，很多不合格工件都能夠修復(fù)。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(bào)廢，現(xiàn)在可以用電火花打孔、切槽進(jìn)行補(bǔ)救。

（4）新產(chǎn)品試制的傳統(tǒng)模式變革

傳統(tǒng)新產(chǎn)品的試制，第一步都要設(shè)計(jì)各種刀具、模具、量具以及工裝夾具。例如：加工花鍵孔需要設(shè)計(jì)制造花鍵孔拉刀；加工各種標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)直齒輪需要準(zhǔn)備滾刀或設(shè)計(jì)加工成形銑刀；整個(gè)過程顯得十分繁瑣?，F(xiàn)在，有了特種加工，可以直接利用數(shù)控電火花線切割，加工各種花鍵孔、非標(biāo)直齒輪，無需設(shè)計(jì)各種刀具、模具、量具等，從而大大優(yōu)化了加工程序，節(jié)約了試制成本。

（5）微細(xì)加工、納米加工變革

過去，傳統(tǒng)的加工技術(shù)只能夠技工一些較大的工件，對于微小的工件，技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)。如今，有了特種加工，過去許多無法實(shí)現(xiàn)的精密儀器加工，都變成了現(xiàn)實(shí)。不僅如此，如今的特種加工正在進(jìn)一步朝著微細(xì)加工、納米加工轉(zhuǎn)變，電子束、離子束、激光、電火花、電化學(xué)等電物理、電化學(xué)特種加工技術(shù)，是未來機(jī)械加工的必然趨勢。

（6）產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路的變革

特種加工擴(kuò)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(fā)展，特種加工工藝技術(shù)越來越多，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路變得不那么單一，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品更難滿足市場需求，更具科技含量與創(chuàng)新意識。

結(jié)語

伴隨著社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的騰飛進(jìn)一步提高了對機(jī)械制造業(yè)的要求，越來越多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求較高的工件被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，各式各樣的新型工程材料也不斷涌出，陳舊的機(jī)械加工技術(shù)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需求，迫切需要新興技術(shù)的加入，機(jī)械制造業(yè)面臨著深刻的改革。

[1]李進(jìn);特種加工與機(jī)械制造工藝技術(shù)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(jī)械制造工藝技術(shù)變革[J];才智; 2010年27期