第一章概論

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

1.1特種加工的概念

大家都知道，傳統(tǒng)的機(jī)械加工是利用刀具比工件硬的特點(diǎn)，依靠機(jī)械能去除金屬來實(shí)現(xiàn)加工的，其實(shí)質(zhì)是“以硬碰硬”。所以在實(shí)際加工及工藝編制過程中，工件硬度是需要考慮的重要因素，故大多數(shù)切削加工都安排在淬火熱處理工序之前，但熱處理易引起工件的變形。那么工業(yè)生產(chǎn)中有沒有“以柔克剛”的加工方法呢？隨著社會生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，20世紀(jì)40年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家拉扎連柯夫婦研究開關(guān)觸點(diǎn)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。據(jù)此，他們開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工。至此，人們初次脫離了傳統(tǒng)加工的舊軌道，利用電能、熱能，在不產(chǎn)生切削力的情況下，以低于工件金屬硬度的工具去除工件上多余的部位，成功地獲得了“以柔克剛”的技術(shù)效果。后來，由于各種先進(jìn)技術(shù)的不斷應(yīng)用，產(chǎn)生了多種有

別于傳統(tǒng)機(jī)械加工的新加工方法。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(shù)，其加工原理是將電、熱、光、聲、化學(xué)等能量或其組合施加到工件被加工的部位上，從而實(shí)現(xiàn)材料去除。

1.2特種加工的特點(diǎn)及發(fā)展

與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，特種加工的不同點(diǎn)是：

(1)不是主要依靠機(jī)械能，而是主要依靠其他能量(如電、化學(xué)、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(jī)械切削力，故加工的難易與工件硬度無關(guān)。

(3)各種加工方法可以任意復(fù)合、揚(yáng)長避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴(kuò)大應(yīng)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(fù)合而形成的新加工方法。

正因?yàn)樘胤N加工工藝具有上述特點(diǎn)，所以就總體而言，特種加工可以加工任何硬度、強(qiáng)度、韌性、脆性的金屬或非金屬材料，且專長于加工復(fù)雜、微細(xì)表面和低剛度的零件。目前，國際上對特種加工技術(shù)的研究主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)微細(xì)化。目前，國際上對微細(xì)電火花加工、微細(xì)超聲波加工、微細(xì)激光加工、微細(xì)電化學(xué)加工等的研究方興未艾，特種微細(xì)加工技術(shù)有望成為三維實(shí)體微細(xì)加工的主流

技術(shù)。

(2)特種加工的應(yīng)用領(lǐng)域正在拓寬。例如，非導(dǎo)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(shù)。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，建立綜合參數(shù)自適應(yīng)控制裝置、數(shù)據(jù)庫等，進(jìn)而建立特種加工的CAD/CAM和FMS系統(tǒng)，這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。用簡單工具電極加工復(fù)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(shí)現(xiàn)用四軸聯(lián)動線切割機(jī)床切出扭曲變截面的葉片。隨著設(shè)備自動化程度的提高，實(shí)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(biāo)。我國的特種加工技術(shù)起步較早。20世紀(jì)50年代中期，我國工廠已設(shè)計(jì)研制出電火花穿孔機(jī)床；60年代末，上海電表廠張維良工程師在陽極—機(jī)械切割的基礎(chǔ)上發(fā)明了我國獨(dú)創(chuàng)的快走絲線切割機(jī)床，上海復(fù)旦大學(xué)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(chǔ)薄弱，因此特種加工設(shè)備和整體技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平有不少差距，每年還需從國外進(jìn)口300臺以上的高檔電加工機(jī)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。盡管特種加工優(yōu)點(diǎn)突出，應(yīng)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(diǎn)卻不盡相同，其加工特點(diǎn)與應(yīng)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(yīng)用和發(fā)揮各種特種