摘要：随着科技的进步，传统切削加工已难以适应现代机械工件加工需要，特种加工技术应运而生。在如今，特种加工在机械制造业中正发挥越来越重要的作用，使各种新型材料、各种难以切削的材料、复杂构造工件的加工成为可能，极大的促进了机械设备性能提升。因此，通过对特种加工工艺进行改进，创新，必将促进机械制造业的发展。本文对特种加工技术进行了概述，对特种加工在机械加工工艺上的突破进行了分析，探讨特种加工引起的机械制造工艺技术变革。
关键词：特种加工；机械制造；工艺技术；变革
1.特种加工的概念
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，工件的复杂度及加工精度要求随之越来越高，这就对机械制造技术工艺水平提出了更高要求。受传统刀具材料的性能、结构性质、加工能力限制，传统切削加工很难对完高强度、硬度、韧性、脆性材料以及具有耐高温性能、具有磁性的材料进行加工，一些精密复杂、具有微细构件或形状特异的设备、构件在加工上也难以满足要求。为解决这些加工方面的难题，人们试图解脱传统的切削加工方法限制，转而研究新的加工方法一一特种加工方法”。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变革。
特种加工的命名是相对传统切削加工而言的，实质上是通过直接或复合利用电能、化学能、光热能、声能、磁能等对工件做加工处理的工艺方法的总称。
2.特种加工与传统的切削加工相比的特点
①加工过程不再全靠机械能，是直接或复合利用其它能量完成机械加工；②工具材料的硬度大大低于被加工材料的硬度，有时甚至不需使用工具即可完成对工件的加工；③加工中工具与工件之间不存在显著的机械切削力；④加工方法日新月异。随着机械制造的发展和进步，特种加工在机械生产中的应用越来越广泛，并日益发挥它的重要作用，对机械生产产生重要的影响。
3.特种加工应用范围
①各种难以切削的材料。例如硬质合金、淬硬钢、金刚石、宝石、钛合金、耐热钢、不锈钢、石英、锗、硅等高硬度、高强度、高脆性、高韧性的金属和非金属材料。②各种复杂表面。例如喷气轮机叶片、整体蜗轮、锻压模和注射模的立体成型面，各种冲模、冷拔模上特殊断面的型孔，喷油嘴、栅网、喷丝小孔、窄缝等的加工。③加工各种超精度、超光整或特殊要求的零件。
4.特种加工的分类
特种加工目前还没有一个统一的分类方法，按其主要作用能量大致可以分为八种。①电能、热能，作用机理是熔化、气化。加工方法有电子束加工、离子束加工、等离子弧加工等。②声能、机械能，作用机理是磨料高速撞击。加工方法是超声波加工。③光能、热能，作用机理是熔化、气化、相变。加工方法有激光打标、激光表面处理等。④电化学能，作用机理是金属离子阳极溶解、阴极沉淀，加工方法有电解加工、电铸等。⑤化学能，作用机理是腐蚀、光化学腐蚀，加工方法有化学抛光、光刻等。⑥动能，作用机理是冲击，加工方法有水射流切割。⑦磁能，作用机理是磁力作用，加工方法是电磁成形加工。⑧复合能，作用机理是热熔堆积，火药爆炸冲击等，加工方法有熔丝堆积成形、爆炸加工等。
5.特种加工的方法
特种加工主要方法如下：
（1）电火花加工：属较成熟的工艺，是制造模具主要方法，能够对难以切削加工的和复杂的工件加工处理。如硬质合金和淬火钢。
（2）激光加工：运用高能量密度激光束照射到工件加工面，使工件融化、蒸发、材料熔合、焊接工件。此方法功率密度高，无论金属材料还是非金属材料都可以进行加工。激光加工是无接触加工的一种，不用刀具，因此不会产生机械变形与工具损耗。
（3）电解加工：是通过电化学阳极溶解腐蚀金属，在加工中无机械力，工件不变形，没有残余应力。主要加工易变形零件或薄壁件。
6.特种加工的运用
（1）电气特种加工
是利用电化学对工件成型加工。比如：电化学抛光、电解磨削、电解液冲刷加工等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际加工中主要适用范围，如，车削、磨削、成型、抛光、型面、型孔等。
（2）机械特种加工
与传统的切削加工明显不同，是直接用机械能或是间接运用声能、热能、电化学能等进行加工。加工方法多样，可分为超声波加工、磨料喷射加工、热辅助加工、低应力加工等。在实际加工中主要适用范围，包括穿孔、切割、拉削、磨削、研磨等。
（3）化学特种加工
是使用化学溶液酸、碱、等对金属化学反应，使金属腐蚀溶解，改变工件的尺寸和形状。它主要分为化学、光化学、热化学加工等等。在实际加工中主要适用范围，包括化学铣切加工、照相制版加工、光刻加工、刻蚀加工等。
（4）热特种加工
是运用电火花放电、激光束、电子束、等离子束产生热量来熔蚀进行加工，加工方法多样。
7.特种加工引起的机械制造工艺技术变革
（1）延伸可加工材料范围
特种加工可加工的材料范围，从普通材料到超硬材料和特殊材料，材料的可加工性不受传统的材料硬度、韧性、脆性等影响。传统上难加工的硬质合金、淬火钢、金刚石、石英、玻璃、陶瓷等，可用激光、电火花、电解、超声波等来加工。相对电火花、线切割来说，淬火钢比未淬火钢变得更容易加工。
（2）特种加工颠覆传统结构工艺性的评价
传统的加工认为方孔、窄缝、小孔、深孔、弯孔等结构工艺性差，甚至被列为结构设计禁区，特种加工使难事变成了易事，因为，对于电火花穿孔、电火花线切割工艺来说，加工方孔和加工圆孔的难易程度是一样的。
（3）特种加工弥补了传统的热处理工艺路线
过去淬火热处理工序，只能安排磨削前，随着特种加工的出现，这一惯例已成为过去。由于特种加工无视工件硬度影响，为了避免淬火热处理应力变形，已经可以采用先淬火再加工的方法。一些过去难以修复的被认为是废品的工件，通过特种加工处理，也可以重获生命。
（4）完善新产品设计模式
传统方法试制新产品，刀具、量具、模具、夹具、工装设计制造先行。例如：加工直齿轮需要准备滚刀或成形铣刀；加工花键孔需要准备花键孔拉刀；钣金异型孔需要准备冲模；复杂零件的试制需要准备刀具工装。如今用数控电火花线切割，可直接做花键孔、直齿轮、钣金异型孔，甚至复杂的曲面零件；增材加工法，能够快速完成试制复杂零件工作。由此可见，特种加工提高了试制产品的速度，节约了试制新产品费用，改变了试制新产品设计模式。
（5）承担微细纳米加工
目前，制造技术逐渐转向亚微米、纳米级，而电火花、电化学、电子束、激光等加工技术，就是快速发展中的微细、纳米加工技术。
结束语
与传统工艺相比，特种加工的特点和优势十分明显，在机械加工中作用越发重要。在我国，特种加工机床的总拥有量已居世界前列。特种加工正取得日新月异的变化，随着我国机械制造向高新技术迈进，特种加工应用会日益广泛，今后在机械生产中，我们需要进一步对特种加工加大研究、开发和推广，使其在机械加工中得到更好的利用，发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 寥玺太. 浅谈特种加工与机械制造工艺技术变革[J]. 才智，2010（27）：56.
[2] 罗达，黄飞腾. 特种加工与机械制造工艺技术变革研究[J]. 现代企业教育，2012（23）：226-226.
[3] 高乾坤，吴龙飞. 特种加工与机械制造工艺技术的变革[J]. 现代制造技术与装备，2016（2）：154-156.
[4] 武蕴馥. 特种加工及其对机械制造结构工艺性的影响[J]. 衡水学院学报，2006，8（1）：53-54.
论文作者:马文萍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/17
标签：加工论文; 特种论文; 工件论文; 方法论文; 材料论文; 作用论文; 机械制造论文; 《基层建设》2017年第17期论文;