特种加工技术发展及其应用摘要：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，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。

本文对什么是特种加工、特种加工的特点、种类以及发展趋势等作了描述。

阐述了特种加工在现代社会发展过程中的重要地位，大力发展特种加工的必要性。

关键词：特种加工技术；种类；特点；应用；发展趋势The Development and Application of Special processingtechnologyAbstract：Special processing refers to the energy of electric energy, heat, light, electrochemical energy, chemical energy, acoustic energy, and the like to achieve specific mechanical energy to remove or increase the processing method of the material, the material is removed in order to achieve, deformation, or change the properties of the plating and so on. In this paper, what is special processing, special processing features, types and trends, etc. are described. Describes the special processing an important role in the process of development of modern society, the need to develop special processing.Key words：Special processing technology; species; characteristics; application; trends0引言传统的机械加工技术对推动人类的进步和社会的发展起到了重大的作用。

随着科学技术的迅速发展,新型工程材料不断涌现和被采用,工件的复杂程度以及加工精度的要求越来越高，对机械制造工艺技术提出了更高的要求，传统的机械加工手段不能满足机械加工精度的要求为了解决这些加工的难题，人们不断开发研究并成功采用“传统的切削加工以外的新的加工方法——特种加工方法”解决了很多工艺问题，在生产上发挥了很大的作用，引起了机械制造工艺技术领域的许多变革。

特种加工是相对于传统的切削加工而言的，实质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、声能、热能、磁能、物质动能、甚至爆炸能等对工件进行加工的工艺方法的总称。

1特种加工概述特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法，特种工加工和使用刀具、磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。

特种加工是近几十年发展起来的新工艺,是对传统加工工艺方法的补充与发展,目前仍在继续研究开发和改进。

直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能，有时也结合机械能对工件进行的加工。

对于高硬度材料和复杂形状、精密微细的特殊零件,特种加工有很大的适用性和发展潜力,在模具、量具、刀具、仪器仪表、飞机、航天器和微电子元器件等制造中得到越来越广泛的应用。

特种加工中以采用电能为主的电火花加工和电解加工应用较广，泛称电加工。

2特种加工技术的特点2.1加工范围广加工范围不受材料物理、机械性能的限制，主要用电、化学、光、声、热等能量去除金属和非金属材料，完成工件的加工。

能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。

2.2以柔克刚工具硬度可以低于被加工材料的硬度易于加工超硬脆材料和精密微细零件、薄壁元件、弹性零件。

2.3加工表面质量好易获得良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小。

2.4易于合成新工艺各种加工方法易复合形成新工艺方法（电子束加工、离子束加工、激光束加工等），便于推广应用。

3特种加工的主要应用范围3.1用于难切削材料加工加工各种难切削材料。

如硬质合金、钛、合金、耐热钢、不锈钢、淬硬钢、金刚石、红宝石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高熔点的金属及非金属材料。

3.2用于加工复杂零件加工各种特殊复杂零件的三维型腔、型孔、群孔和窄缝等。

如发动机机匣、整体锅轮、锻压模和注射模的立体成型表面,各种冲模、冷拔模上特殊断面的型孔,炮管内膛线,喷油嘴、栅网、喷丝头上的小孔、窄缝等。

3.3用于加工超精度特殊零件加工各种超精、光整或具有特殊要求的零件。

如对表面质量和精度要求很高的航天航空陀螺仪、阀,以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工,有些方法还可用于纳米级加工。

3.4高能束流加工方面以高能量密度束流实现焊接、切割、制孔、喷涂、表面改性、刻蚀和精细。

4特种加工技术的种类4.1电火花加工(EDM)电火花加工是利用工具电极与工件电极之间脉冲性的火花放电，产生瞬时高温(10000摄氏度左右) 将金属蚀除。

又称放电加工、电蚀加工、电脉冲加工,英文简称EDM。

电火花的工作原理如下图表1所示，这里不再赘述。

加工时工具工件不接触，电火花加工主要用于加工各种高硬度的材料（如硬质合金和淬火钢等）和复杂形状的模具、零件，以及切割、开槽和去除折断在工件孔内的工具（如钻头和丝锥）等。

图表1 电火花工作原理图电火花加工机床通常分为电火花成型机床、电火花线切割机床和电火花磨削机床，以及各种专门用途的电火花加工机床，如加工小孔、螺纹环规和异形孔纺丝板等的电火花加工机床。

基本原理都是一致的。

4.2电化学加工电化学加工是通过电化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料等的特种加工。

该方法主要包括电解、电镀、电铸、电化学抛光等工艺方法，电镀、电铸可以复制复杂、精细的表面。

刷镀可修复磨损的零件，改变原表面的物理性能，实用价值非常大。

4.3高能束流加工(三束流加工)高能束流加工是利用能量密度很高的激光束、电子束或离子束等去除工件材料的特种加工方法的总称，其中电子束加工技术改变了原有的设计思想，可将原有的高精度复杂难加工型面或无法加工的大型整体零件分成若干个易加工的单元，精加工和热处理以后，用电子束将其焊接成整体零件。

电子束焊接已成功地应用在特种材料、异种材料、空间复杂曲线、变截面焊接等方面。

等离子体热喷涂技术已经进入工程化应用，已广泛应用在航空、航天、船舶等领域的产品关键零部件耐磨涂层、封严涂层、热障涂层和高温防护层等方面。

4.4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适宜加工任何脆硬材料，可加工各种孔和型腔，加工精度高超声加工机床的结构简单, 易于维护常用于对工件的抛磨和光整加工。

4.5复合加工复合加工是指用多种能源组合进行材料去除的工艺方法加工方法能够提高加工效率或获得很高的尺寸精度、形状精度和完整的表面。

4.6先进的特种加工技术上海交通大学的赵万生、顾琳等提出以集束电极制作三维自由型面电极的新方法。

这种方法不是采用切削加工获得成形电极的自由型面,而是将一定数量的细棒状或管状电极捆成一束,再调整每根电极单元的长度进而形成近似的电极型面。

其制备原理图如图2 所示。

图2 成型电极急集束电极示意图山东大学机械工程学院徐明刚、张勤河等[针对气中电火花加工技术进行进一步深入研究。

提出了工具电极超声振动辅助气中放电加工。

图 3 为旋转超声供气系统图。

该方法的材料去除率有所提高而短路率大为降低。

5特种加工的发展趋势5.1自动化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系统、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。

5.2智能化向工程化和产业化方向发展不断改进、提高高能束源品质,对大功率、高可靠性、多功能、智能化加工设备的研发是今后的重点发展方向。

5.3超精度化着力开展精密化研究高新技术的发展促使高新技术产品向超精密化与小型化方向发展,正向亚微米级和纳米级迈进,对产品零件的精度与表面粗糙度提出更严格的要求。

5.4绿色化污染问题是影响和限制某些特种加工应用、发展的严重障碍,加工过程中产生的废渣、废气如果排放不当,会造成环境污染,影响工人健康。

必须花大力气处理并利用废气、废渣、废液,向“绿色”加工的方向发展。

6结论特种加工技术集成了机械、电子、信息、材料技术和计算机等技术，发展异常迅速。

现代特种加工技术主要是伴着高硬度、高强度、高韧性、高脆性等难切削材料的出现，以及制造精密细小、形状复杂和结构特殊的零件的需要而产生的，具有其他常规加工技术无法比拟的优点，已成为航空航天、汽车、仪器仪表、微型机械、轻工、模具等行业的支撑技术和关键技术。

因此，特种加工技术还需更进一步的发展。

7致谢本课程论文是在夏春燕老师的指导下完成的。

她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

十六周的课程夏老师带我比较全面的了解了《金属工艺学》的具体内容和机械加工行业特别是金属切削工艺的技术方法。

在此谨向夏老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有师长、同学给了我无言的帮助，谢谢你们!8参考文献[1] 邓文英，宋立宏.金属工艺学[M].北京：高等教育出版社，2008.4[2] 赵万生.特种加工技术[M ].北京:高等教育出版社, 2001.[3] 刘晋春,赵家齐,赵万生.特种加工[M].北京:机械工业出版社,2004.[4] 孔庆华.特种加工[M].上海:同济大学出版社,2003.[5] 张纹,蒋维波.特种加工技术的应用与发展趋势[J].农业装备技术,2006,(3).[6] 白基成,郭永丰,刘晋春.特种加工技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006.[7] 王瑞金.特种加工技术[M].北京：机械工业出版社，2011.2。