第一章

概論

1.1特種加工的概念1.2特種加工的特點及發(fā)展1.3特種加工的分類1.1特種加工的概念

20世紀40年代，前蘇聯(lián)科學家拉扎連柯夫婦研究開關觸點遭受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可使局部的金屬熔化、氣化而被腐蝕掉，開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工。后來，由于各種先進技術的不斷應用，產(chǎn)生了多種有別于傳統(tǒng)機械加工的新加工方法。1.1機械制造提出的新要求 （1）解決各種難切削材料的加工問題

如硬質(zhì)合金、淬火鋼、金剛石等高硬度、高強度、高韌性、高脆性的金屬和非金屬材料的加工。（2）解決各種特殊復雜表面的加工問題

如噴氣渦輪機葉片、整體渦輪、噴絲頭上的小孔窄縫等的加工。

（3）解決各種超精、光整或具有特殊要求的零件的加工問題

如對表面質(zhì)量和精度要求很高的航天、航空陀螺儀，以及細長軸、薄壁零件等低剛度零件的加工。1.1特種加工的概念 這些新加工方法從廣義上定義為特種加工(NTM，Non-TraditionalMachining)，也被稱為非傳統(tǒng)加工技術，其加工原理是將電、熱、光、聲、化學等能量或其組合施加到工件被加工的部位上，從而實現(xiàn)材料去除。

1.2特種加工的特點及發(fā)展

與傳統(tǒng)的機械加工相比，特種加工的不同點是：

(1)不是主要依靠機械能，而是主要用其他能量(如電、化學、光、聲、熱等)去除金屬材料。

(2)加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機械切削力，故加工的難易與工件硬度無關。

(3)各種加工方法可以任意復合、揚長避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴大應用范圍。如目前的電解電火花加工(ECDM)、電解電弧加工(ECAM)就是兩種特種加工復合而形成的新加工方法。 正因為特種加工工藝具有上述特點，所以就總體而言，特種加工可以加工任何硬度、強度、韌性、脆性的金屬或非金屬材料，且專長于加工復雜、微細表面和低剛度的零件。

目前，國際上對特種加工技術的研究主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)微細化。目前，國際上對微細電火花加工、微細超聲波加工、微細激光加工、微細電化學加工等的研究正方興未艾，特種微細加工技術有望成為三維實體微細加工的主流技術。

(2)特種加工的應用領域正在拓寬。例如，非導電材料的電火花加工，電火花、激光、電子束表面改性等。

(3)廣泛采用自動化技術。充分利用計算機技術對特種加工設備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進行優(yōu)化，建立綜合參數(shù)自適應控制裝置、數(shù)據(jù)庫等，進而建立特種加工的CAD/CAM和FMS系統(tǒng)，這是當前特種加工技術的主要發(fā)展趨勢。用簡單工具電極加工復雜的三維曲面是電解加工和電火花加工的發(fā)展方向。目前已實現(xiàn)用四軸聯(lián)動線切割機床切出扭曲變截面的葉片。隨著設備自動化程度的提高，實現(xiàn)特種加工柔性制造系統(tǒng)已成為各工業(yè)國家追求的目標。

我國的特種加工技術起步較早。20世紀50年代中期我國工廠已設計研制出電火花穿孔機床；60年代末上海電表廠張維良工程師在陽極—機械切割的基礎上發(fā)明了我國獨創(chuàng)的快走絲線切割機床，上海復旦大學研制出電火花線切割數(shù)控系統(tǒng)。但是由于我國原有的工業(yè)基礎薄弱，特種加工設備和整體技術水平與國際先進水平有不少差距，每年還需從國外進口300臺以上高檔電加工機床。1.3特種加工的分類 特種加工的分類還沒有明確的規(guī)定，一般按能量來源和作用形式以及加工原理可分為表1-1所示的形式。表1-1常用特種加工方法的分類表1-1常用特種加工方法的分類表1-1常用特種加工方法的分類 盡管特種加工優(yōu)點突出，應用日益廣泛，但是各種特種加工的能量來源、作用形式、工藝特點卻不盡相同，其加工特點與應用范圍自然也不一樣，而且各自還都具有一定的局限性。為了更好地應用和發(fā)揮各種特種加工的最佳功能及效果，必須依據(jù)工件材