试分析特种加工较传统的机械加工相比有哪些特点

小燕子穿花衣2023-04-30  15

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1)特种加工的工具与被加工零件基本上不接触,加工时不受工件力学性能的影响,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)特种加工一般不用切削,也不会产生强烈的弹性和塑性变形,容易获得良好的表面质量,热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区以及毛刺等均比较小。

(3)能量便于控制和转换,各种加丁疗法易复合并形成新工艺方法,所以加工范围广,适应性强,便于推广应用。

(4)加工速度一般比较低,这也是目前常规加工方法在机械加工中仍占主导地位的主要原因。

非传统加工或者现代加工。

特种加工亦称非传统加工或现代加工方法,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。

特种加工是指那些不属于传统加工工艺范畴的加工方法,它不同于使用刀具、磨具等直接利用机械能切除多余材料的传统加工方法。

随着工业生产和科学技术的发展,具有高硬度、高强度、高熔点、高脆性、高韧性等性能的新材料不断出现,具有各种细微结构和特殊工艺要求的零件越来越多,传统的切削加工方法很难胜任这些要求。特种加工正是适应现代工业发展的需要,解决传统的切削加工方法难以解决的问题而发展起来的。

特种加工的原理完全不同于传统的切削方法,主要利用电能、光能、声能、化学能等进行加工,加工过程中工件与所用工具之间没有显著的切削力,工具材料的硬度可以低于工件材料的硬度。因此,它能加工普通切削加工不能加工的高硬度、难切削材料和形状复杂的零件。特种加工的种类很多,常用的有电火花加工、激光加工、超声波加工等。

特种加工及其特点

随着现代工业的迅速发展,各种新结构、新材料大量出现,从而对机械加丁提出了更高的要求。如硬质合金、淬火钢、金刚石、宝石等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属等各种难切削材料的加工;如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、炮管内膛线、喷油嘴、喷丝头上的小孔、窄缝等各种特别复杂表面的加工;如对表面质量和精度要求很高的航空航天陀螺仪,以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工等。此类加工如果采用传统的切削加工方法往往很难解决,有时甚至根本无法加工。特种加工正是在这种新形式下迅速发展起来的。

特种加工是指借助电能、热能、声能、光能、化学能等实现材料切除的加工方法。与机械加工方法相比具有以下特点。

(1)特种加工的工具与被加工零件基本上不接触,加工时不受工件力学性能的影响,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)特种加工一般不用切削,也不会产生强烈的弹性和塑性变形,容易获得良好的表面质量,热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区以及毛刺等均比较小。

(3)能量便于控制和转换,各种加丁疗法易复合并形成新工艺方法,所以加工范围广,适应性强,便于推广应用。

(4)加工速度一般比较低,这也是目前常规加工方法在机械加工中仍占主导地位的主要原因。

特种加工工艺是直接利用各种能量,如电能、光能、化学能、电化学能、声能、热能及机械能等进行加工的方法。

1、“以柔克刚”,特种加工的工具与被加工零件基本不接触,加工时不受工件的强度和硬度的制约,故可加工超硬脆材料和精密微细零件,甚至工具材料的硬度可低于工件材料的硬度。

2、加工时主要用电、化学、电化学、声、光、热等能量去除多余材料,而不是主要靠机械能量切除多余材料。

3、加工机理不同于一般金属切削加工,不产生宏观切屑,不产生强烈的弹、塑性变形,故可获得很低的表面粗糙度,其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。

4、加工能量易于控制和转换,故加工范围广,适应性强。

1提高了材料的可加工性

金刚石、硬质合金、淬火钢、石英、玻璃、陶瓷等一般很难加工。电火花、电解、激光等多种加工方法使金刚石、聚晶(人造)金刚石制造的刀具、工具、拉丝模具等得到了广泛应用,材料的可加工性不再与硬度、强度、韧性、脆性等有直接关系。例如,对电火花线切割言、淬火钢比未淬火钢更易加工。特种加工技术使材料的可加工范围从普通材料发展硬质金、超硬材料和特殊材料。

2改变了零件的典型工艺路线

在传统加工中(磨削加工除外),切削加工、成形加工等都必须安排在淬火工序前进行,这是所有工艺人员必须遵守工艺准则,但特种加工的出现改变了这种一成不变的格式。由于特种加工基本上不受工件硬度的影响,为了避免加工后再进行淬火而引起变形一般都是先淬火、后加工,最为典型的加工方法是电火花线切割加工、电火花成形加工和电解加工。

特种加工的出现还对以往工序的“分散”和“集中”产生了影响。由于特种加工过程中没有显著的机械作用力机床、夹具、工具的强度和刚度不是主要问题,因此,即使是较大的、复杂的加工表面,也可使用一个复杂工具经过一次装夹、一道工序加工出来,工序比较集中。

3缩短了新产品试制周期

试制新产品时,采用特种加工技术可以直接加工出各种标准和非标准直齿轮,微型电动机转子硅钢片,各种变压器铁心,各种复杂、特殊的二次曲面体等零件,可以省去设计和制造相应的刀具、夹具、量具、模具以及二次工具的环节,大大缩短了试制周期。快速成型技术更是试制新产品的必要手段,改变了过去传统的产品试制模式。

4产品零件的结构设计产生了很大的影响

各种复杂冲模以往难以制造,一般做成镶拼式结构,在采用电火花线切割加工技术后,即使是硬质合金的模具或刀具也可以做成整体式结构。由于电解加工的出现,喷气发动机涡轮也可以采用带冠整体结构,大大提高了发动机的性能。

5改变了对传统结构工艺性的衡量标准

方孔、小孔、深孔、弯孔、窄缝等被认为是工艺性很差的典型,对工艺设计人员来说是非常忌讳的甚至被认为是机械结构的禁区,但是对于电火花穿孔加工、电火花切割工来说方孔、圆孔的难易程度是一样的。喷油嘴小孔,喷丝头小异形孔,涡轮叶片上大量的小冷却深孔、窄缝,静压轴承和静压导轨的内油囊型腔等,在采用电火花加工技术以后,其工艺性到了改善。采用传统机械加工方法时,若在淬火工艺处理前漏掉钻定位销、铣槽等工,淬火处理后这种工件只能报废,现在则可以用电火花打孔、切槽等方法进行补救。而且,现在有为了避免淬火处理产生开裂、变形等缺陷,还特意把钻孔、开槽等工艺安排在淬火工艺处理之后,使工艺路线的安排更为灵活。

特种加工技术已经成为在国际竞争中取得成功的关键技术和尖端技术,国防工业、微电子工业等现代工业的发展都需要采用特种加工技术来制造相关的仪器、设备和产品。我国的特种加工技术既有广大的社会需求,又有巨大的发展潜力。目前,我国特种加工的整体技术水平与发达国家还存在着较大的差距,需要我们不断地拼搏和努力,加速开展相关工作,促进我国特种加工技术的研究开发和推广应用。

常规加工工艺是指已经被推广的大众常用的加工方法,特种加工工艺是指常规工艺无法解决的使用特殊方法加工的工艺,一般是自创发明的或采用特殊设备加工的方法。特种加工工艺随着时间推移和科技的发展逐渐变为常规工艺,如数控车床在早30年加工曲面,可称为特种加工工艺。而现在数控车床已得到普及,用它加工曲面就变为常规工艺。

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