特種加工

特種加工

特種加工亦稱“非傳統加工”或“現代加工方法”,泛指用電能、熱能、光能、電化學能、化學能、聲能及特殊機械能等能量達到去除或增加材料的加工方法,從而實現材料被去除、變形 、改變性能或被鍍復等。其加工範圍不受材料物理 、機械性能的限制,能加工任何硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點金屬以及非金屬材料。

概述

特種加工 特種加工

特種加工是指那些不屬於傳統加工工藝範疇的加工方法,它不同於使用刀具

、磨具等直接利用機械能切除多餘材料的傳統加工方法。特種加工是近幾十年發展起來的新工藝,是對傳統加工工藝方法的重 要補充與發展,目前仍在繼續研究開發和改進。直接利用電能、熱能、聲能、光能、化學能和電化學能,有時也結合機械能對工件進行的加工。特種加工中以採用電能為主的電火花加工和電解加工套用較廣,泛稱電加工。

20世紀40年代發明的電火花加工開創了用軟工具、不靠機械力來加工硬工件的方法。50年代以後先後出現電子束加工、等離子弧加工和雷射加工。這些加工方法不用成型的工具,而是利用密度很高的能量束流進行加工。對於高硬度材料和複雜形狀、精密微細的特殊零件,特種加工有很大的適用性和發展潛力,在模具、量具、刀具、儀器儀表、飛機、太空飛行器和微電子元器件等製造中得到越來越廣泛的套用。

特種加工的發展方向主要是:提高加工精度和表面質量,提高生產率和自動化程度,發展幾種方法聯合使用的複合加工,發展納米級的超精密加工等。

特點

電火花線切割加工 電火花線切割加工

1、與加工對象的機械性能無關,有些加工方法,如雷射加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學加工等,是利用熱能、化學能、電化學能等,這些加工方法與工

件的硬度強度等機械性能無關,故可加工各種硬、軟、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點、高強度、特殊性能的金屬和非金屬材料。

2、非接觸加工,不一定需要工具,有的雖使用工具,但與工件不接觸,因此,工件不承受大的作用力,工具硬度可低於工件硬度,故使剛性極低元件及彈性元件得以加工。

3、微細加工,工件表面質量高,有些特種加工,如超聲、電化學、水噴射、磨料流等,加工餘量都是微細進行,故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫,還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。

4、不存在加工中的機械應變或大面積的熱應變,可獲得較低的表面粗糙度,其熱應力、殘餘應力、冷作硬化等均比較小,尺寸穩定性好。

5、兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的複合加工,其綜合加工效果明顯,且便於推廣使用。

6、特種加工對簡化加工工藝、變革新產品的設計及零件結構工藝性等產生積極的影響。

運用領域

電火花成型加工 電火花成型加工

特種加工技術在國際上被稱為21世紀的技術,對新型武器裝備的研製和生產,起到舉足輕重的作用。隨著新型武器裝備的發展,國內外對特種加工技術的需求日益迫切。不論

飛機、飛彈,還是其它作戰平台都要求降低結構重量,提高飛行速度,增大航程,降低燃油消耗,達到戰技性能高、結構壽命長、經濟可承受性好。為此,上述武器系統和作戰平台都要求採用整體結構、輕量化結構、先進冷卻結構等新型結構,以及鈦合金、複合材料、粉末材料、金屬間化合物等新材料。

為此,需要採用特種加工技術,以解決武器裝備製造中用常規加工方法無法實現的加工難題,所以特種加工技術的主要套用領域是:

難加工材料,如鈦合金、耐熱不鏽鋼、高強鋼、複合材料、工程陶瓷、金剛石、紅寶石、硬化玻璃等高硬度、高韌性、高強度、高熔點材料。

難加工零件,如複雜零件三維型腔、型孔、群孔和窄縫等的加工。

低剛度零件,如薄壁零件、彈性元件等零件的加工。

以高能量密度束流實現焊接、切割、制孔、噴塗、表面改性、刻蝕和精細加工。

獨到之處

與傳統機械加工方法相比具有許多獨到之處:

特種加工 特種加工

(1)加工範圍不受材料物理 、機械性能的限制,能加工任何硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點金屬以及非金屬材料。

(2)易於加工複雜型面、微細表面以及柔性零件。

(3)易獲得 良好的表面質量,熱應力、殘餘應力、冷作硬化、熱影響區等均比較小。

(4)各種加工方法易複合形成新工藝方法,便於推廣套用。

加工技術

電火花

電火花加工是利用工具電極與工件電極之間脈衝性的火花放電,產生瞬時高溫將金屬蝕除

。又稱放電加工、電蝕加工、電脈衝加工

。電火花加工主要用於加工各種高硬度的材料(如硬質合金和淬火鋼等)和複雜形狀的模具、零件,以及切割、開槽和去除折斷在工件孔內的工具(如鑽頭和絲錐)等。

電火花加工工具機通常分為電火花成型工具機、電火花線切割工具機和電火花磨削工具機,以及各種專門用途的電火花加工工具機,如加工小孔、螺紋環規和異形孔紡絲板等的電火花加工工具機。

電火花成型工具機

電火花加工產品 電火花加工產品

它是電火花加工工具機的主要品種,根據工具機結構分為龍門式、滑枕式、懸臂式、框形立柱式和台式電火花成型工具機,此外還可根據加工精度分為普通、精密和高精度電火花成

型工具機。

電火花成型工具機一般由本體、脈衝電源、自動控制系統、工作液循環過濾系統和夾具附屬檔案等部分組成。工具機本體包括床身 、立柱、主軸頭和工作檯等部分,其作用主要是支承、固定工件和工具電極,並通過傳動機構實現工具電極相對於工件的進給運動。脈衝電源的作用是提供電火花加工的能量,有弛張式、閘流管式、電子管式、可控矽式和電晶體式脈衝電源,以電晶體式脈衝電源使用最廣。自動控制系統由自動調節器和自適應控制裝置組成。自動調節器及其執行機構用於電火花加工過程中維持一定的火花放電間隙,保證加工過程正常、穩定地進行。自適應控制裝置主要對間隙狀態變化的各種參數進行單參數或多參數的自適應調節,以實現最佳的加工狀態。工作液循環過濾系統是實現電火花加工必不可少的組成部分,一般採用煤油、變壓器油等作為工作液 。工作液循環過濾系統由儲液箱 、過濾器、泵和控制閥等部件組成。過濾方法有介質過濾、離心過濾和靜電過濾等。夾具附屬檔案包括電極的專用夾具、油杯、軌跡加工裝置(平動頭)、電極鏇轉頭和電極分度頭等。

電火花線切割加工

電火花線切割加工是電火花加工的一個分支,是一種直接利用電能和熱能進行加工的工藝方法,它用一根移動著的導線(電極絲)作為工具電極對工件進行切割,故稱線切割加工。線切割加工中,工件和電極絲的相對運動是由數字控制實現的,故又稱為數控電火花線切割加工,簡稱線切割加工。

(1)按走絲速度分:可分為慢速走絲方式和高速走絲方式線切割工具機。

(2)按加工特點分:可分為大、中、小型以及普通直壁切割型與錐度切割型線切割工具機。

(3)按脈衝電源形式分:可分為RC電源、電晶體電源、分組脈衝電源及自適應控制電源線切割工具機。

(1)工具電極

電火花加工用的工具是電火花放電時的電極之一,故稱為工具電極,有時簡稱電極。由於電極的材料常常是銅,因此又稱為銅公。

(2)放電間隙

放電間隙是放電時工具電極和工件間的距離,它的大小一般在0.01~0.5 mm之間,粗加工時間隙較大,精加工時則較小。

(3)脈衝寬度ti(μs)

電火花加工產品 電火花加工產品

脈衝寬度簡稱脈寬(也常用ON、TON等符號表示),是加到電極和

工件上放電間隙兩端的電壓脈衝的持續時間。為了防止電弧燒傷,電火花加工只能用斷斷續續的脈衝電壓波。一般來說,粗加工時可用較大的脈寬,精加工時只能用較小的脈寬。

(4)脈衝間隔to(μs))

脈衝間隔簡稱脈間或間隔(也常用OFF、TOFF表示),它是兩個電壓脈衝之間的間隔時間。間隔時間過短,放電間隙來不及消電離和恢復絕緣,容易產生電弧放電,燒傷電極和工件;脈間選得過長,將降低加工生產率。加工面積、加工深度較大時,脈間也應稍大。

(5)放電時間(電流脈寬)te(μs)

放電時間是工作液介質擊穿後放電間隙中流過放電電流的時間,即電流脈寬,它比電壓脈寬稍小,二者相差一個擊穿延時td。ti和te對電火花加工的生產率、表面粗糙度和電極損耗有很大影響,但實際起作用的是電流脈寬te。

(6)擊穿延時td(μs)

從間隙兩端加上脈衝電壓後,一般均要經過一小段延續時間td,工作液介質才能被擊穿放電,這一小段時間td稱為擊穿延時(見圖3-2)。擊穿延時td與平均放電間隙的大小有關,工具欠進給時,平均放電間隙變大,平均擊穿延時td就大;反之,工具過進給時,放電間隙變小,td也就小。

(7)脈衝周期tP(μs)

一個電壓脈衝開始到下一個電壓脈衝開始之間的時間稱為脈衝周期,顯然tP=ti+to

(8)脈衝頻率fP(Hz)

脈衝頻率是指單位時間內電源發出的脈衝個數。顯然,它與脈衝周期tP互為倒數,即

(9)有效脈衝頻率fe(HZ)

有效脈衝頻率是單位時間內在放電間隙上發生有效放電的次數,又稱工作脈衝頻率。

(10)脈衝利用率λ

脈衝利用率λ是有效脈衝頻率fe與脈衝頻率fp之比,又稱頻率比, 亦即單位時間內有效火花脈衝個數與該單位時間內的總脈衝個數之比。

(11)脈寬係數τ

脈寬係數是脈衝寬度ti與脈衝周期tp之比。

(12)占空比ψ

占空比是脈衝寬度ti與脈衝間隔to之比,ψ=ti/to。粗加工時占空比一般較大,精加工時占空比應較小, 否則放電間隙來不及消電離恢復絕緣,容易引起電弧放電。

(13)開路電壓或峰值電壓(V)

開路電壓是間隙開路和間隙擊穿之前td時間內電極間的最高電壓(見圖3-2)。一般電晶體方波脈衝電源的峰值電壓=60~80 V,高低壓複合脈衝電源的高壓峰值電壓為175~300 V。峰值電壓高時,放電間隙大,生產率高,但成形複製精度較差。

(14)火花維持電壓

火花維持電壓是每次火花擊穿後,在放電間隙上火花放電時的維持電壓,一般在25 V左右,但它實際是一個高頻振盪的電壓(見圖3-2)。

(15)加工電壓或間隙平均電壓U(V)

超音波加工工具機 超音波加工工具機

加工電壓或間隙平均電壓是指加工時電壓表上指示的放電間

隙兩端的平均電壓,它是多個開路電壓、火花放電維持電壓、短路和脈衝間隔等電壓的平均值。

(16)加工電流I(A)

加工電流是加工時電流表上指示的流過放電間隙的平均電流。精加工時小,粗加工時大,間隙偏開路時小,間隙合理或偏短路時則大。

(17)短路電流Is(A)

短路電流是放電間隙短路時電流表上指示的平均電流。它比正常加工時的平均電流要大20%~40%。

(18)峰值電流(A)

峰值電流是間隙火花放電時脈衝電流的最大值(瞬時),在日本、英國、美國常用Ip表示。雖然峰值電流不易測量,但它是影響加工速度、表面質量等的重要參數。在設計製造脈衝電源時,每一功率放大管的峰值電流時預先計算好的,選擇峰值電流實際是選擇幾個功率管進行加工。

(19)短路峰值電流(A)

短路峰值電流是間隙短路時脈衝電流的最大值,它比峰值電流要大20%~40%,與短路電流Is相差一個脈寬係數的倍數。

隨著數字控制技術的發展 ,電火花加工工具機已數控化,並採用微型電子計算機進行控制。工具機功能更加完善,自動化程度大為提高,實現了電極和工件的自動定位、加工條件的自動轉換、電極的自動交換、工作檯的自動進給、平動頭的多方向伺服控制等。低損耗電源、微精加工電源、適應控制技術和完善的夾具系統的採用,顯著提高了加工速度、加工精度和加工穩定性,擴大了套用範圍。電火花加工工具機不僅向小型 、精密和專用方向發展 ,而且向能加工汽車車身、大型衝壓模的超大型方向發展。

(1)電火花加工工具機加工工藝單電極法

用單個電極加工工件,一般用於形狀簡單、精度要求不高的工件。單電極加工也可用平動頭搖動實現工件的粗、中、精加工。

(2)電火花加工工具機加工工藝多電極法

同一個工件加工用多個電極,一般分為粗、中、細三次依次進行加工,用於精密型加工。

(3)電火花加工工具機加工工藝分解電極法

根據工件的幾何形狀,把電極分解成若干個,用主型腔電極加工型腔主要部分,再用副型腔電極加工出尖角、窄縫型腔等部位。

(4)電火花加工工具機加工規準

粗加工,一般採用較大的電流,較大的on time。

中加工,一般採用中等的電流,中等on time。

精加工,一般採用較小的電流、高頻及較小的on time。電火花加工是直接利用電能對零件進行加工的一種方法。電火花加工設備應由以下部分組成:脈衝電源、間隙自動調節器、工具機本體、工作液及其循環過濾系統。間隙自動調節器自動調節極間距離,使工具電極的進給速度與電蝕速度相適應。火花放電必須在絕緣液體介質中進行。

雷射

國外雷射加工設備和工藝發展迅速,現已擁有100kW的大功率CO?2雷射器、kW級高光束質量的Nd:YAG固體雷射器,有的可配上光導纖維進行多工位、遠距離工作。雷射加工設備功率大、自動化程度高,已普遍採用CNC控制、多坐標聯動,並裝有雷射功率監控、自動聚焦、工業電視顯示等輔助系統。

雷射加工 雷射加工

雷射制孔的最小孔徑已達0.002mm,已成功地套用自動化六坐標雷射制孔專用設備加工航空發動機渦輪葉片、燃燒室氣膜孔,達到無再鑄層、無微裂紋的效果。雷射切割適用於由耐熱合金、鈦合金、複合材料製成的零件。目前薄材切割速度可達15m/min,切縫窄,一般在0.1~1mm之間,熱影響區只有切縫寬的10%~20%,最大切割厚度可達45mm,已廣泛套用于飛機三維

蒙皮、框架、艦船船身板架、直升機鏇翼、發動機燃燒室等。

雷射焊接薄板已相當普遍,大部分用於汽車工業、宇航和儀表工業。雷射精微焊接技術已成為航空電子設備、高精密機械設備中微型件封裝結點的微型連線的重要手段。雷射表面強化、表面重熔、合金化、非晶化處理技術套用越來越廣,雷射微細加工在電子、生物、醫療工程方面的套用已成為無可替代的特種加工技術。雷射快速成型技術已從研究開發階段發展到實際套用階段,已顯示出廣闊的套用前景。

國內70年代初已開始進行雷射加工的套用研究,但發展速度緩慢。在雷射制孔、雷射熱處理、焊接等方面雖有一定的套用,但質量不穩定。目前已研製出具有光纖傳輸的固體雷射加工系統,並實現光纖耦合三光束的同步焊接和石英表芯的雷射焊接。完成了雷射燒結快速成型原理樣機研製,並採用環氧聚脂和樹脂砂燒結粉末材料,快速成型出典型零件,如葉輪、齒輪。

雷射加工技術今後幾年應結合已取得的預研成果,針對需求,重點開展無缺陷氣膜小孔的雷射加工及實時檢控技術、高強鋁(含鋁鋰、鋁鎂)合金的雷射焊接技術、金屬零件的雷射粉末燒結快速成型技術、雷射精密加工及重要構件的雷射衝擊強化等項目的研究。實現高溫渦輪發動機氣膜孔無缺陷加工,可使葉片使用壽命達2000小時以上;以焊代替數控加工飛機次承力構件,以及帶筋壁板的以焊代鉚;實現重要零部件的表面強化,提高安全性、可靠性等,從而使先進的雷射製造技術在軍事工業中發揮更大的作用。

電子束

電子束加工技術在國際上日趨成熟,套用範圍廣。國外定型生產的40kV~300kV的電子槍(以60kV、150kV為主),已普遍採用CNC控制,多坐標聯動,自動化程度高。電子束焊接已成功地套用在特種材料、異種材料、空間複雜曲線、變截面焊接等方面。目前正在研究焊縫自動跟蹤、填絲焊接、非真空焊接等,最大焊接熔深可達300mm,焊縫深寬比20:1。電子束焊已用於運載火箭、太空梭等主承力構件大型結構的組合焊接,以及飛機梁、框、起落架部件、發動機整體轉子、機匣、功率軸等重要結構件和核動力裝置壓力容器的製造。如:F-22戰鬥機採用先進的電子束焊接,減輕了飛機重量,提高了整機的性能;“蘇-27”及其它系列飛機中的大量承力構件,如起落架、承力隔框等,均採用了高壓電子束焊接技術。

國內多種型號的飛機及發動機和多種型號的飛彈殼體、油箱、尾噴管等結構件均已採用了電子束焊接。因此,電子束焊接技術的套用越來越廣泛,對電子束焊接設備的需求量也越來越大。

國外的電子束焊機,以德國、美國、法國、烏克蘭等為代表,已達到了工程化生產。其特點是採用變頻電源,設備的體積、噪聲、高壓性能等方面都有很大提高;在控制系統方面,運用了先進的計算機技術,採用了先進的CNC及PLC技術,使設備的控制更可靠,操作更簡便、直觀。

國外真空電子束物理氣相沉積技術,已用於航空發動機渦輪葉片高溫防腐隔熱陶瓷塗層,提高了塗層的抗熱衝擊性能及壽命。電子束刻蝕、電子束輻照固化樹脂基複合材料技術正處於研究階段。

電子束加工技術今後應積極拓展專業領域,緊密跟蹤國際先進技術的發展,針對需求,重點開展電子束物理氣相沉積關鍵技術研究、主承力結構件電子束焊接研究、電子束輻照固化技術研究、電子束焊機關鍵技術研究等。

離子束

表面功能塗層具有高硬度、耐磨、抗蝕功能,可顯著提高零件的壽命,在工業上具有廣泛用途。美國及歐洲國家目前多數用微波ECR電漿源來製備各種功能塗層。電漿熱噴塗技術已經進入工程化套用,已廣泛套用在航空、航天、船舶等領域的產品關鍵零部件耐磨塗層、封嚴塗層、熱障塗層和高溫防護層等方面。

等離子焊接已成功套用於18mm鋁合金的儲箱焊接。配有機器人和焊縫跟蹤系統的電漿焊在空間複雜焊縫的焊接也已實用化。微束電漿焊在精密零部件的焊接中套用廣泛。我國電漿噴塗已套用於武器裝備的研製,主要用於耐磨塗層、封嚴塗層、熱障塗層和高溫防護塗層等。

真空電漿噴塗技術和全方位離子注入技術已開始研究,與國外尚有較大差距。電漿焊接在生產中雖有套用,但焊接質量不穩定。離子束及電漿加工技術今後應結合已取得的成果,針對需求,重點開展熱障塗層及離子注入表面改性的新技術研究,同時,在已取得初步成果的基礎上,進一步開展電漿焊接技術研究。

電加工

雷射雕刻加工 雷射雕刻加工

國外電解加工套用較廣,除葉片和整體葉輪外已擴大到機匣、盤環零

件和深小孔加工,用電解加工可加工出高精度金屬反射鏡面。目前電解加工工具機最大容量已達到5萬安培,並已實現CNC控制和多參數自適應控制。電火花加工氣膜孔採用多通道、納秒級超高頻脈衝電源和多電極同時加工的專用設備,加工效率2~3秒/孔,表面粗糙度Ra0.4μm,通用高檔電火花成型及線切割已能提供微米級加工精度,可加工3μm的微細軸和5μm的孔。精密脈衝電解技術已達10μm左右。電解與電火花複合加工,電解磨削、電火花磨削已用於生產。

超音波

超音波加工基本原理:在工件和工具間加入磨料懸浮液, 由超音波發生器產生超聲振盪波, 經換能器轉換成超聲機械振動, 使懸浮液中的磨粒不斷地撞擊加工表面, 把硬而脆的被加工材料局部破壞而撞擊下來。在工件表面瞬間正負交替的正壓衝擊波和負壓空化作用下強化了加工過程。因此,超音波加工實質上是磨料的機械衝擊與超音波衝擊及空化作用的綜合結果。

在傳統超音波加工的基礎上發展了鏇轉超音波加工, 即工具在不斷振動的同時還以一定的速度鏇轉, 這將迫使工具中的磨粒不斷地衝擊和劃擦工件表面, 把工件材料粉碎成很小的微粒去除, 以提高加工效率。

超音波加工精度高, 速度快, 加工材料適應範圍廣, 可加工出複雜型腔及型面, 加工時工具和工件接觸輕, 切削力小, 不會發生燒傷、變形、殘餘應力等缺陷, 而且超聲加工工具機的結構簡單, 易於維護。

數控

傳統的機械加工都是用手工操作普通工具機作業的,加工時用手搖動機械刀具切削金屬,靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。現代工業早已使用電腦數位化控制的工具機進行作業了,數控工具機可以按照技術人員事先編好的程式自動對任何產品和零部件直接進行加工了。這就是我們說的“數控加工”。

數控加工廣泛套用在所有機械加工的任何領域,更是模具加工的發展趨勢和重要和必要的技術手段。“CNC”是英文Computerized Numerical Control(計算機數位化控制)的縮寫。數控技術,簡稱數控(Numerical Control)。它是利用數位化的信息對工具機運動及加工過程進行控制的一種方法。用數控技術實施加工控制的工具機,或者說裝備了數控系統的工具機稱為數控(NC)工具機。

數控系統包括:數控裝置、可程式控制器、主軸驅動器及進給裝置等部分.數控工具機是機、電、液、氣、光高度一體化的產品。要實現對工具機的控制,需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對運動以及用工藝信息來描述工具機加工必須具備的一些工藝參數。例如:進給速度、主軸轉速、主軸正反轉、換刀、冷卻液的開關等。這些信息按一定的格式形成加工檔案(即正常說的數控加工程式)存放在信息載體上(如磁碟、穿孔紙帶、磁帶等),然後由工具機上的數控系統讀入(或直接通過數控系統的鍵盤輸入,或通過通信方式輸入),通過對其解碼,從而使工具機動作和加工零件.現代數控工具機是機電一體化的典型產品,是新一代生產技術、計算機集成製造系統等的技術基礎。

現代數控工具機的發展趨向是高速化、高精度化、高可 靠性、多功能、複合化、智慧型化和開放式結構。主要發展動向是研製開發軟、硬體都具有開放式結構的智慧型化全功能通用數控裝置。數控技術是機械加工自動化的基礎,是數控工具機的核心技術,其水平高低關係到國家戰略地位和體現國家綜合實力的水平. 它隨著信息技術、微電子技術、自動化技術和檢測技術的發展而發展。

數控加工中心是一種帶有刀庫並能自動更換刀具,對工件能夠在一定的範圍內進行多種加工操作的數控工具機。在加工中心上加工零件的特點是:被加工零件經過一次裝夾後,數控系統能控制工具機按不同的工序自動選擇和更換刀具;自動改變工具機主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能,連續地對工件各加工面自動地進行鑽孔、鍃孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。由於加工中心能集中地、自動地完成多種工序,避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和工具機的調整時間及工件周轉、搬運和存放時間,大大提高了加工效率和加工精度,所以具有良好的經濟效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心

發展方向

根據上述現狀,今後特種加工技術的發展方向應是:

(1)不斷改進、提高高能束源品質,並向大功率、高可靠性方向發展。

(2)高能束流加工設備向多功能、精密化和智慧型化方向發展,力求達到標準化、系列化和模組化的目的。擴大套用範圍,向複合加工方向發展。

(3)不斷推進高能束流加工新技術、新工藝、新設備的工程化和產業化工作。

為實現以上發展目標,必須開展下列加工工藝的技術研究:

雷射加工技術

無再鑄層、無微裂紋渦輪葉片氣膜孔雷射高效加工技術研究;

鋁合金、超強鋼、鈦合金、異種材料構件以及大型空間曲面零件的雷射焊接工藝研究;

三維雷射切割工藝規範及表面質量控制技術和線上測量控制技術研究;

提高高溫合金、鋁合金等重要部件抗疲勞性能的雷射衝擊技術研究;

雷射快速成型技術研究;

大功率雷射熔復陶瓷塗層的工藝以及塗層組織結構和性能的研究。

電子束加工技術

150kV、15kW高壓電子槍及高壓電源的技術研究;

電子束物理氣相沉積技術的研究;

大厚度變截面鈦合金的電子束焊接技術研究及質量評定;

典型複合材料飛機構件的電子束固化工藝研究及其工程化研究;

多功能電子束加工技術研究。

離子束和電漿加工技術

複雜零件“保形”離子注入與混合沉積技術研究,獲得高密度電漿方法研究;

空間結構焊接工藝參數自適應控制及焊縫自動跟蹤系統研究,以及等離子弧焊過程中變形控制技術研究;

等離子噴塗陶瓷熱障塗層結構、工藝及工程化研究;

層流湍流自動轉換技術及軸向送粉、三維噴塗技術研究;

層流電漿噴塗系統的研製及其噴塗技術的研究。

電加工技術

高品質深小孔電液束加工技術研究;

高效、優質照相電解加工群孔技術研究;

多軸、多通道電火花加工群孔、異形孔技術研究;

大容量(5000A及以上)精密電解加工技術研究;

電解—電火花複合加工技術研究。

研究上述技術的關鍵在於:提高高能束流的品質;開展特種加工過程的自動控制及計算機建模、仿真技術的研究;新材料加工特性研究;特種加工設備的研究等。

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裝訂: 出版日期:

目錄

第4版前言

第3版序言

第2版序言

第1版前言

本書所用主要符號

第一章 概論

第一節 特種加工的產生及發展

第二節 特種加工的分類

第三節 特種加工對材料可加工性和結構工藝性等的影響

思考題

第二章 電火花加工

第一節 電火花加工的基本原理及其分類

第二節 電火花加工的機理

第三節 電火花加工中的一些基本規律

第四節 電火花加工用的脈衝電源

第五節 電火花加工的自動進給調節系統

第六節 電火花加工工具機

第七節 電火花穿孔成形加工

第八節 其它電火花加工

思考題和習題

第三章 電火花線切割加工

第一節 電火花線切割加工原理、特點及套用範圍

第二節 電火花線切割加工設備

第三節 電火花線切割控制系統和編程技術

第四節 影響線切割工藝指標的因素

第五節 線切割加工工藝及其擴展套用

思考題和習題

第四章 電化學加工

第一節 電化學加工原理及分類

第二節 電解加工

第三節 電解磨削

第四節 電鑄、塗鍍及複合鍍加工

思考題和習題

第五章 雷射加工

第一節 雷射加工的原理和特點

第二節 雷射加工的基本設備

第三節 雷射加工工藝及套用

思考題和習題

第六章 電子束和離子束加工

第一節 電子束加工

第二節 離子束加工

思考題和習題

第七章 超聲加工

第一節 超聲加工的基本原理和特點

第二節 超聲加工設備及其組成部分

第三節 超聲加工速度、精度 表面質量及其影響因素

第四節 超聲加工的套用

思考題和習題

第八章 快速成形技術

第一節 光敏樹脂液相固化成形

第二節 選擇性雷射粉末燒結成形

第三節 薄片分層疊加成形

第四節 熔絲堆積成形

思考題和習題

第九章 其它特種加工

第一節 化學加工

第二節 電漿加工

第三節 擠壓珩磨

第四節 水射流切割

第五節 磁性磨料研磨加工和磁性磨料電解研磨加工

第六節 鋁合金微弧氧化表面陶瓷化處理技術

思考題和習題

參考文獻

作者簡介

王先逵,1932年2月13日出生,江蘇省南京市人,1956年於清華大學機械製造系研究生畢業。清華大學機械學院精密儀器與機械學系教授、博士生導師,享受政府特殊津貼。長期從事精密和超精密加工及計算機輔助製造等先進制造技術方面的教學和科研工作,是我國第一台數控工具機(1957年)、第一條B1-64數控加工中心自動線(1959年)的最早參加者和主要完成人之一;又是我國第一個計算機集成製造系統(1987)和並行工程(1994)的主要完成人之一。20世紀90年代以來,承擔國家部委科技攻關項目、高技術項目和國家自然科學基金項目等前沿課題多項,多數成果達國際先進水平。

主要兼職:曾任全國高校機械製造專業指導委員會委員;中國機械工程學會學術委員會委員、生產工程分會顧問、精密加工與納米技術委員會副主任、電加工分會常務理事、學術委員會副主任、束流與超聲加工委員會主任;現任全國高等學校製造自動化研究會副理事長;《機械工程學報》、《中國機械工程》、《製造技術與工具機》、《金剛石與磨料磨具工程》、《世界製造技術與裝備市場》等雜誌編委。曾任或現任天津大學、廣東工業大學、深圳大學、河南科技大學、河南理工大學以及太原理工大學等高等院校的兼職教授。

行業標準

001 JB/T 7445.1-1994特種加工工具機 類種劃分

002 JB/T 7445.2-1998特種加工工具機 型號編制方法

003 GB/T 14896.1-1994特種加工工具機 術語 基本術語

004 GB/T 14896.2-1994特種加工工具機 術語 放電加工工具機

005 GB/T 14896.3-1994特種加工工具機 術語 電解加工工具機

006 GB/T 14896.4-1994特種加工工具機 術語 超聲加工工具機

007 GB/T 14896.5-1994特種加工工具機 術語 複合加工工具機

008 GB/T 14896.6-1994特種加工工具機 術語 其他特種加工工具機

009 GB/T 14896.7-2004特種加工工具機 術語 第7部分:快速成形工具機

010 GB/T 6060.3-1986表面粗糙度比較樣塊 電火花加工表面

011 GB 13567-1998電火花加工工具機 安全防護技術要求

012 JB/T 6098-1992電解加工工具機 通用技術條件

013 JB/T 6559-1993電火花加工工具機脈衝電源 可靠性試驗規範

014 JB/T 6560-1993電火花加工工具機數控系統 可靠性試驗規範

015 GB/T 5290.1-2001電火花成形機參數 第1部分:單立柱工具機(十字工作檯型和固定工作檯型)

016 GB/T 5290.2-2003電火花成形機 參數 第2部分:雙立柱工具機(移動主軸頭型和十字工作檯型)

017 GB/T 5291.1-2001電火花成形機 精度檢驗 第1部分:單立柱工具機(十字工作檯型和固定工作檯型)

018 GB/T 5291.2-2003電火花成形機 精度檢驗 第2部分:雙立柱工具機(移動主軸頭型和十字工作檯型)

019 JB/T 4105-1999電火花成形機 技術條件

020 JB 10143-1999電火花成形機用自動滅火器 技術條件

021 GB/T 19361-2003電火花線切割機(單向走絲型) 精度檢驗

022 GB/T 7925-1987電火花線切割機 參數

023 GB/T 7926-1987電火花線切割機 精度

024 JB/T 10082-2000電火花線切割機 技術條件

025 JB/T 3720-1993數控電火花線切割機導輪 參數

026 JB/T 6561-1993數控電火花線切割機導輪 技術條件

027 JB/T 5544-1991數控低速走絲電火花線切割機 技術條件

028 JB/T 5770-1991立式電解成形機 參數

029 JB/T 5759-1991立式電解成形機 精度

030 JB/T 5760-1991立式電解成形機 技術條件

031 JB/T 10142-1999超聲拋光機 技術條件

032 JB/T 10208-2000電火花加工工具機 操作指示形象化符號

033 JB/T 10329.1-2002電熔爆外圓加工工具機 第1部分:系列型譜

034 JB/T 10329.2-2002電熔爆外圓加工工具機 第2部分:參數

035 JB/T 10329.3-2002電熔爆外圓加工工具機 第3部分:精度檢驗

036 JB/T 10329.4-2002電熔爆外圓加工工具機 第4部分:技術條件

037 JB/T 10330.1-2002高速電火花小孔加工機 第1部分:技術條件

參考書目

1、劉晉春、陸紀培編:《特種加工》,吉林人民出版社,長春,1981。

2、http://www.mmimm.com/SRD1642

3、http://baike.baidu.com/view/71094.html?wtp=tt

4、http://zhidao.baidu.com/question/46252633.html?si=1

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