現(xiàn)代特種加工工藝NontraditionalProcesses(Machining)特種加工：NontraditionalProcesses(Machining)不再依靠機(jī)械能量來切除金屬層，而是應(yīng)用電、聲、光、熱、磁以及化學(xué)能量來加工金屬或非金屬。避開了加工工具（刀具、砂輪）一定比加工工件硬的限制。特種加工：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能以及特殊機(jī)械能等多種能量或其復(fù)合施加在工件的被加工部位上以實(shí)現(xiàn)材料切除的加工方法,從而實(shí)現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等的非傳統(tǒng)加工方法統(tǒng)稱為特種加工。特點(diǎn)：解決了各種難加工材料的加工問題硬質(zhì)合金、鈦合金、高強(qiáng)度鋼、耐熱鋼、石英、金石等各種特殊、復(fù)雜表面的加工問題特殊斷面形狀的孔腔、小孔、窄縫等。如：沖壓模、噴油嘴、噴絲頭等有特殊要求的零件加工問題精度要求和表面質(zhì)量很高的細(xì)長、薄壁零件獨(dú)到之處（與傳統(tǒng)加工方法比較）加工范圍不受材料物理、機(jī)械性能的限制,能加工任何硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點(diǎn)金屬以及非金屬材料。易于加工復(fù)雜型面、微細(xì)表面以及柔性零件。易獲得良好的表面質(zhì)量,熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)等均比較小。各種加工方法易復(fù)合形成新工藝方法,便于推廣應(yīng)用。常規(guī)方法：電火花、線切割、電解加工、超聲波加工、激光加工、電子束、離子束加工、MEMS、快速成型制造技術(shù)、復(fù)合加工。特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢采用自動化技術(shù)。開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。趨向精密化研究。向“綠色”加工的方向發(fā)展。進(jìn)一步開拓特種加工技術(shù)?？梢灶A(yù)見,隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,特種加工必將不斷完善和迅速發(fā)展,反過來又必將推動科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,并發(fā)揮愈來愈重要的作用。激光加工一、概述：激光原理：1917年愛因斯坦光的受激發(fā)射理論量子放大器：50年代放大微波第一臺激光器1960年美國休斯實(shí)驗(yàn)室的梅曼（H.Maiman）激光：亮度高，方向性好，單色性好的相干光。理論上可以聚焦到尺寸與光的波長相近的小斑點(diǎn)上，焦點(diǎn)的功率密度可達(dá)107~1011W/cm2，溫度可高達(dá)萬度以上。激光加工：就是利用材料在激光聚焦照射下瞬時(shí)能量產(chǎn)生的加熱、融化、氣化、熔合現(xiàn)象，并產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波，使被融化的物質(zhì)爆炸式地噴濺來實(shí)現(xiàn)材料的去除或者接合以及改變材料的表面性能。激光打孔激光焊接紅外激光器激光熱加工激光切割CO2激光器表面改性CO激光器激光加工光化學(xué)沉淀紫外激光器光化學(xué)反應(yīng)立體光刻準(zhǔn)分子激光器激光刻蝕氬離子激光器二、激光加工的特點(diǎn)：加工材料范圍及其廣：鋼材，陶瓷，金石，玻璃，硬質(zhì)合金等。加工效率高：高速切割和打孔非接觸加工：無機(jī)械切削力加工作用時(shí)間短：熱影響小易于控制：能進(jìn)行微細(xì)的精密加工。無加工工具：激光本身就是“光刀”加工時(shí)無振動和噪聲三、系統(tǒng)組成：激光器：固體激光器：穩(wěn)定性好，輸出能量小應(yīng)用：打孔，點(diǎn)焊，薄板切割氣體激光器聚焦系統(tǒng)：透鏡聚焦電氣系統(tǒng)：激光器電源：供給能量；控制系統(tǒng)：CNC四、激光打孔：激光器：紅寶石，YAG，CO2激光器光斑尺寸：幾微米到幾十微米應(yīng)用：紅寶石，金剛石打孔化纖噴絲頭：硬質(zhì)合金材料，要求直徑10cm的噴絲頭上鉆1萬多直徑60μm的孔多層印刷電路板上布線微孔激光打標(biāo)和激光雕刻機(jī)理：一束能量密度極高的激光束照射到工件表面上，部分光能即被表面吸收并轉(zhuǎn)化成熱能，照射斑點(diǎn)的局部區(qū)域溫度迅速上升到上萬度，使工件材料局部熔化甚至汽化并形成陷坑。與此同時(shí)也開始了熱擴(kuò)散，結(jié)果斑點(diǎn)周圍材料也熔化。隨著激光能量的繼續(xù)吸收，陷坑中蒸汽膨脹，壓力加大，熔融物以爆炸形式被高速噴射出來，噴射所產(chǎn)生的反沖壓力又在工件內(nèi)部形成一個(gè)方向很強(qiáng)的沖擊波。這樣工件就在高溫熔融汽化和沖擊波的作用下蝕除部分物質(zhì)，形成激光蝕坑。主要問題：激光打孔的主要問題是如何獲得高質(zhì)量和高精度的小孔，這與在被燒蝕產(chǎn)品你中所產(chǎn)生的熔融狀態(tài)物質(zhì)的量有關(guān)。解決方法：使用較短脈沖的激光。最近，超短脈沖激光的研究進(jìn)展很快，已從毫秒縮短到微秒，納秒，達(dá)到飛秒。五、激光切割高功率密度激光束+輔助氣體—>熔化、汽化、孔洞特點(diǎn)：高速度高質(zhì)量切割割縫窄切割速度快，熱影響區(qū)域小割縫邊緣垂直度好，切邊光滑，可直接進(jìn)行焊接可切割易碎、脆、軟、硬和合成材料，層疊纖維織物六、激光焊接應(yīng)用：0.1mm的細(xì)金屬絲焊接在一起精密點(diǎn)焊：紅寶石或銣玻璃激光器應(yīng)用場合：鐘表游絲的焊接，芯純封套。一般縫焊：大功率CO2激光器。深寬比：5：1~10：1特殊材料焊接：鈦、鉏、鉬、鈮以及復(fù)合材料。七、激光表面改性改善技術(shù)制品的表面性能。包括：激光淬火、激光和進(jìn)化、激光涂敷、激光非晶化和微晶化、激光沖擊硬化等。加工機(jī)理相同，作用于材料的激光能量密度有差異。激光淬火：激光快速掃描工件，薄層升溫，自冷淬火。特點(diǎn)：淬硬層晶粒細(xì)化，硬度更高對特殊部位進(jìn)行熱處理、局部熱處理。不需油和水等淬火介質(zhì)。激光合金化：在高能激