第7章特种加工技术
7.1 数控电火花线切割加工
电火花线切割加工是电火花加工的一个分支，是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法，它用一根移动着的导线（电极丝）作为工具电极对工件进行切割，故称线切割加工。线切割加工中，工件和电极丝的相对运动是由数字控制实现的，故又称为数控电火花线切割加工，简称线切割加工。
7.1.1数控电火花线切割加工机床的分类与组成
1、数控电火花线切割加工机床的分类
（1）按走丝速度分：可分为慢速走丝方式和高速走丝方式线切割机床。
（2）按加工特点分：可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型线切割机床。
（3）按脉冲电源形式分：可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源线切割机床。
数控电火花线切割加工机床的型号示例
基斗参数代号，表示天向工作台行程为250mm ；
型别代号（7为快速走各，6为慢速走丝人
组别代兮（电犬花加工机床〉
机床特性代号，数控）
机床类别（电加工机床〉
2、数控电火花线切割加工机床的基本组成
数控电火花线切割加工机床可分为机床主机和控制台两大部分。
1）控制台
控制台中装有控制系统和自动编程系统，能在控制台中进行自动编程和对机床坐标工作台的运动进行数字控制。
2）机床主机
机床主机主要包括坐标工作台、运丝机构、丝架、冷却系统和床身五个部分。图8-1为快走丝线切割机床主机示意图。
（1）坐标工作台它用来装夹被加工的工件，其运动分别由两个步进电机控制。
（2）运丝机构它用来控制电极丝与工件之间产生相对运动。
（3）丝架它与运丝机构一起构成电极丝的运动系统。它的功能主要是对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持一定的几何角度，以满足各种工件（如带锥工件）加工的需要。
（4）冷却系统它用来提供有一定绝缘性能的工作介质——工作液，同时可对工件和电极丝进行冷却。
7.1.2数控电火花线切割的加工工艺与工装
1、数控电火花线切割的加工工艺线切割的加工工艺主要是电加工参数和机械参数的合理选择。电加工参数包括脉冲宽度和频率、放电间隙、峰值电流等。机械参数包括进给速度和走丝速度等。应综合考虑各参数对加工的影响，合理地选择工艺参数，在保证工件加工质量的前提下，提高生产率，降低生产成本。
1）电加工参数的选择正确选择脉冲电源加工参数，可以提高加工工艺指标和加工的稳定性。粗加工时，应选用较大的加工电流和大的脉冲能量，可获得较高的材料去除率（即加工生产率）。而精加工时，应选用较小的加工电流和小的单个脉冲能量，可获得加工工件较低的表面粗糙度。加工电流就是指通过加工区的电流平均值，单个脉冲能量大小，主要由脉冲宽度、峰值电流、加工幅值电压决定。脉冲宽度是指脉冲放电时脉冲电流持续的时间，峰值电流指放电加工时脉冲电流峰值，加工幅值电压指放电加工时脉冲电压的峰值。
下列电规准实例可供使用时参考：
（1）精加工：脉冲宽度选择最小档，电压幅值选择低档，幅值电压为75V 左右，接通一到二个功率管，调节变频电位器，加工电流控制在0.8~1.2A,加工表面粗糙度Ra w 2.5um。
（2）最大材料去除率加工：脉冲宽度选择四~五档，电压幅值选取“高”值，幅值电压
为100V左右，功率管全部接通，调节变频电位器，加工电流控制在4~4.5A，可获得
2
100mm /min 左右的去除率（加工生产率）。（材料厚度在40~60mm 左右）。
（3）大厚度工件加工（＞300mm）:幅值电压打至“高”档，脉冲宽度选五~六档，功率
2 管开4~5个，加工电流控制在
2.5~3A,材料去除率〉30 mm伽泊。
（4）较大厚度工件加工（60~100mm）:幅值电压打至高档，脉冲宽度选取五档，功率管
2
开4个左右，加工电流调至2.5~3A，材料去除率50~60 mm /min。
（5）薄工件加工:幅值电压选低档，脉冲宽度选第一或第二档，功率管开2~3个，加工电流调至1A 左右。
注意，改变加工的电规准，必须关断脉冲电源输出，（调整间隔电位器RP1 除外），在加工过程中一般不应改变加工电规准，否则会造成加工表面粗糙度不一样。
2、机械参数的选择对于普通的快走丝线切割机床，其走丝速度一般都是固定不变的。进给速度的调整主要是电极丝与工件之间的间隙调整。切割加工时进给速度和电蚀速度要协调好，不要欠跟踪或跟踪过紧。进给速度的调整主要靠调节变频进给量，在某一具体加工条件下，只存在一个相应的最佳进给量，此时钼丝的进给速度恰好等于工件实际可能的最大蚀除速度。欠跟踪时使加工经常处于开路状态，无形中降低了生产率，且电流不稳定，容易造成断丝，过紧跟踪时容易造成短路，也会降价材料去除率。一般调节变频进给，使加工电流为短路电流的0.85倍左右（电流表指针略有晃动即可）。就可保证为最佳工作状态，即此时变频进给速度最合理、加工
最稳定、切割速度最高。表8-1给出了根据进给状态调整变频的方法。
实频状态进给状态加工面状况切割速度电极丝变频调整
过跟踪慢而稳焦褐色低略焦，老化快应减慢进给速度
欠跟踪
忽慢忽快不
均匀
不光洁易出深痕
较快
易烧丝，丝上
有白斑伤痕
应加快进给速度欠佳跟踪慢而稳略焦褐，有条纹低焦色应稍增加进给速度最佳跟踪很稳发白，光洁快发白，老化慢不需再调整
表8-1 根据进给状态调整变频的方法
2、电火花线切割加工工艺装备的应用工件装夹的形式对加工精度有直接影响。一般是在通用夹具上采用压板螺钉固定工件。为了适应各种形状工件加工的需要，还可使用磁性夹具或专用夹具。
1)常用夹具的名称、用途及使用方法 (1 )压板夹具它主要用于固定平板状
的工件，对于稍大的工件要成对使用。夹具上如有定位基准面，则加工前应预先用划针或百分表将夹具定位基准面与工作台对应的导轨校正平行，这样在加工批量工件时较方便，因
为切割型腔的划线一般是以模板的某一面为基准。夹具成对使用时两件基准面的高度一定要相等，否则切割出的型腔与工件端面不垂直，造成废品。在夹具上加工出 V形的基准，则可用以夹持轴类工
件。
(2)磁性夹具采用磁性工作台或磁性表座夹持工件，主要适应于夹持钢质工件，因它靠磁力吸住工件，故不需要压板和螺钉，操作快速方便，定位后不会因压紧而变动，如图8-2 所示。
2)工件装夹的一般要求
(1)工件的基准面应清洁无毛刺。经热处理的工件，在穿丝孔内及扩孔的台阶处，要清除热处理残物及氧化皮。
(2)夹具应具有必要的精度，将其稳固地固定在工作台上，拧紧螺丝时用力要均匀。
(3)工件装夹的位置应有利于工件找正，并与机床的行程相适应，工作台移动时工件不得与丝架相碰。
(4)对工件的夹紧力要均匀，不得使工件变形或翘起。
(5)大批零件加工时，最好采用专用夹具，以提高生产效率。
(6)细小、精密、薄壁的工件应固定在不易变形的辅助夹具上。
图8-3百分表找正图8-4划线找正
磁靴
铜焊层
3、支撑装夹方式
主要有悬臂支撑方式、两端支撑方式、桥式支撑方式、板式支撑方式和复式支撑方式等。
4、工件的调整
工件装夹时，还必须配合找正进行调整，使工件的定位基准面与机床的工作台面或工作台进给
方向保持平行，以保证所切割的表面与基准面之间的相对位置精度。常用的找正方法有：（1）百分表找正法如图8-3所示，用磁力表架将百分表固定在丝架上，往复移动工作台，按百分表上指示值调整工件位置，直至百分表指针偏摆范围达到所要求的精度。
（2）划线找正法图8-4所示，利用固定在丝架上的划针对正工件上划出的基准线，往复移
动工作台，目测划针与基准线间的偏离情况，调整工件位置，此法适应于精度要求不高的工件加
工。
图8-6 火花法调整电极丝位置
1――工件2――电极丝3 ――火花
5、电极丝位置的调整
线切割加工前，应将电极丝调整到切割的起始坐标位置上，其调整方法有：
（1）目测法如图8-5，利用穿丝孔处划出的十字基准线，分别沿划线方向观察电极丝与基准线的相对位置，根据两者的偏离情况移动工作台，当电极丝中心分别与纵、横方向基准线重合时，工作台纵、横方向刻度盘上的读数就确定了电极丝的中心位置。
（2）火花法如图6-6，开启高频及运丝筒（注意：电压幅值、脉冲宽度和峰值电流均
要打到最小，且不要开冷却液），移动工作台使工件的基准面靠近电极丝，在出现火花的瞬时, 记下工作台的相对坐标值，再根据放电间隙计算电极丝中心坐标。此法虽简单易行，但定位
精度较差。
（3）自动找正一般的线切割机床，都具有自动找边、自动找中心的功能，找正精度较高。操作方法因机床而异。
7.1.3数控电火花线切割机床的操作
III 1
图8-7 DK7725E型线切割机床操作面板
本节以苏州长风 DK7725E 型线切割机床为例，介绍线切割机床的操作。图6-7为DK7725E 型线切割机床的操作面板。
(一) 开机与关机程序
1?开机程序
(1) 合上机床主机上电源总开关； (2)
松开机床电气面板上急停按钮 SB1;
(3) 合上控制柜上电源开关，进入线切割机床控制系统；
(4) 按要求装上电极丝； (5) 逆时针旋转SA1 ; (6) 按SB2，启动运丝电机； (7) 按SB4，启动冷却泵；
(8) 顺时针旋转SA3，接通脉冲电源。
2.关机程序
(1) 逆时针旋转SA3，切断脉冲电源；
(2) 按下急停按钮 SB1 ;运丝电机和冷却泵将同时停止工作； (3) 关闭控制柜电源； (4) 关闭机床主机电源。 (二)
脉冲电源
1.D K7725E 型线切割机床脉冲电源简介
(1)机床电气柜脉冲电源操作面板简介，如图
6-8所示。
PV1
图8-8 DK7725E 型线切割机床脉冲电源操作面板
SA1――脉冲宽度选择
SA2~SA7 ――功率管选择 SA8 ――电压幅值选择 RP1――脉冲间隔调节 PV1
电压幅值指示
急停按钮 按下此键，机床运丝、水泵电机全停，脉冲电源输出切断。
(2)电源参数简介 ① 脉冲宽度
脉冲宽度ti 选择开关SA1共分六档，从左边开始往右边分别为： 第一档：5us 第二档：15us 第三档：30us 第四档：50us 第五档：80us
第六档：120us
② 功率管
功率管个数选择开关 SA2-SA7可控制参加工作的功率管个数，
如六个开关均接通，六个
功率管同时工作，这时峰值电流最大。如五个开关全部关闭，只有一个功率管工作，此时峰
J- IEO
To
SA2-SA7
(RP1 \_SA1
急停
值电流最小。每个开关控制一个功率管。
③ 幅值电压
幅值电压选择开关 SA8用于选择空载脉冲电压幅值，开关按至“ L ”位置，电压为75V 左
右，按至“ H ”位置，则电压为100V 左右。
④ 脉冲间隙
改变脉冲间隔tO 调节电位器RP1阻值，可改变输出矩形脉冲波形的脉冲间隔 tO ，即能改
变加工电流的平均值，电位器旋置最左，脉冲间隔最小，加工电流的平均值最大。
⑤ 电压表
电压表PV1，由0~150V 直流表指示空载脉冲电压幅值。 （三）线切割机床控制系统
当前段显示号 图8-9
CNC-10A
控制系统
主界面 D
K7725E
型线切割机床配有 CNC-10A 自动编程和控制系统。
1 ?系统的启动与退出
在计算机桌面上双击 YH 图标，即可进入 CNC-10A 控制系统。按“ Ctrl+Q ”退出控制系 统。
2. CNC-10A 控制系统界面示意图
图8-9为CNC-10A 控制系统界面。
3. CNC-10A 控制系统功能及操作详解
本系统所有的操作按钮、状态、图形显示全部在屏幕上实现。各种操作命令均可用轨迹 球或相应的按键完成。鼠标器操作时，可移动鼠标器，使屏幕上显示的箭状光标指向选定的 屏幕按钮或位置，然后用鼠标器左键点击，即可选择相应的功能。现将各种控制功能介绍如 下（参见图8-9 ）。
［显示窗口 ］:该窗口下用来显示加工工件的图形轮廓、加工轨迹或相对坐标、加工代码。 ［显示窗口切换标志］:用轨迹球点取该标志（或按‘
F10'键），可改变显示窗口的内容。
系统进入时，首先显示图形，以后每点取一次该标志，依次显示“相对坐标”
、“加工代码”、
“图形”、．．．．．．，其中相对坐标方式，以大号字体显示当前加工代码的相对坐标。
［ 间隙电压指示 ］：显示放电间隙的平均电压波形（也可以设定为指针式电压表方式） 。在 波
窗口切换标志
计时牌
电机状态 高频状态
间隙电压指示
SAMPLE
故障 ERRS
显示窗口
显示窗口切换标志
拖板点动按钮
插补速度指示 跟踪调节器
JOB SPEED/
功能按钮
STEP /M
图号
FILE
模拟
DRA'
坐标 x POSI
局部放大窗按钮
口丫口\u 口 V 口 效率口
图形显示调整钮
查
TEST
形显示方式下，指示器两边各有一条10 等分线段，空载间隙电压定为100% （即满幅值），等分线段下端的黄色线段指示间隙短路电压的位置。波形显示的上方有二个指示标志：短路回退标志
“ BACK ”，该标志变红色，表示短路；短路率指示，表示间隙电压在设定短路值以下的百分比。
［电机开关状态］:在电机标志右边有状态指示标志ON （红色）或OFF （黄色）。ON状态，
表示电机上电锁定（进给）；OFF 状态为电机释放。用光标点取该标志可改变电机状态（或用数字小键盘区的’Home'键）。
［高频开关状态］:在脉冲波形图符右侧有高频电压指示标志。ON （红色）、OFF （黄色）表示高频的开启与关闭；用光标点该标志可改变高频状态（或用数字小键盘区的“ PgUp ”键）。
在高频开启状态下，间隙电压指示将显示电压波形。
［拖板点动按钮］:屏幕右中部有上下左右向四个箭标按钮，可用来控制机床点动运行。若电机为“ON”状态，光标点取这四个按钮可以控制机床按设定参数作X、Y或U、V方向
点动或定长走步。在电机失电状态“OFF”下，点取移动按钮，仅用作坐标计数。
［原点］:用光标点取该按钮（或按“ I”键）进入回原点功能。若电机为ON状态，系统将控制拖板和丝架回到加工起点（包括“ U-V ”坐标），返回时取最短路径；若电机为OFF状态，光标返回坐标系原点。
［加工］:工件安装完毕，程序准备就绪后（已模拟无误），可进入加工。用光标点取该按钮（或按“ W”键），系统进入自动加工方式。首先自动打开电机和高频，然后进行插补加工。此时应注意屏幕上间隙电压指示器的间隙电压波形（平均波形）和加工电流。若加工电流过小且不稳定，可用光标点取跟踪调节器的‘+ '按钮（或‘ End'键），加强跟踪效果。反之，
若频繁地出现短路等跟踪过快现象，可点取跟踪调节器‘-'按钮（或‘ Page Down'键），至
加工电流、间隙电压波形、加工速度平稳。加工状态下，屏幕下方显示当前插补的X-Y、U-V 绝对坐标值，显示窗口绘出加工工件的插补轨迹。显示窗下方的显示器调节按钮可调整插补图形的大小和位置，或者开启/关闭局部观察窗。点取显示切换标志，可选择图形/相对坐标显
示方式。
［暂停］:用光标点取该按钮（或按“P”键或数字小键盘取的“ Del”键），系统将终止当
前的功能（如加工、单段、控制、定位、回退）。
［复位］:用光标点取该按钮（或按“ R”键）将终止当前一切工作，消除数据和图形，关闭高频和电机。
［单段］:用光标点取该按钮（或按“ S”键），系统自动打开电机、高频，进入插补工作状态，加工至当前代码段结束时，系统自动关闭高频，停止运行。再按［单段］，继续进行下段加工。
［检查］:用光标点取该按钮（或按“T”键），系统以插补方式运行一步，若电机处于ON
状态，机床拖板将作响应的一步动作，在此方式下可检查系统插补及机床的功能是否正常。
［模拟］:模拟检查功能可检验代码及插补的正确性。在电机失电状态下（OFF 状态），系
统以每秒2500 步的速度快速插补，并在屏幕上显示其轨迹及坐标。若在电机锁定状态下（ON 状态），机床空走插补，拖板将随之动作，可检查机床控制联动的精度及正确性。“模拟”操作方法如下:
（1）读入加工程序；
（2）根据需要选择电机状态后，按［模拟］钮（或‘ D '键），即进入模拟检查状态。
屏幕下方显示当前插补的X-Y 、U-V 坐标值（绝对坐标），若需要观察相对坐标，可用光标点取显示窗右上角的［显示切换标志］（或’F10'键），系统将以大号字体显示，再点取［显示切换标志］，将交替地处于图形/相对坐标显示方式，点取显示调节按钮最左边的局部观察钮（或
‘ F1'键），可在显示窗口的左上角打开一局部观察窗，在观察窗内显示放大十倍的插补轨迹。
激光加工技术存在的问题及未来发展展望一、国外激光加工技术及发展动态 以德国、美国、日本、俄罗斯为代表的少数发达国家，目前主导和控制着全球激光技术和产业的发展方向。 其中，德国Trumpf、Rofin-Sinar公司在高功率工业激光器上称雄天下；美国IPG公司的光纤激光器引领世界激光产业发展方向。欧美主要国家在大型制造产业，如机械、汽车、航空、造船、电子等行业中，基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入“光加工”时代。 经过几十年的发展，激光技术开辟了广阔的应用天地，应用领域涵盖通信、材料加工、准分子光刻及数据存储等9个主要类别。根据国外统计资料表明，2013年全世界总的激光销售超过1000亿元。其中全球激光器市场销售额较2013年增长6.0%，达到93.34亿美元。美国市场借助出口方面的出色表现有所增长；欧洲凭借德国的出口增长仅维持收支平衡；亚洲市场，东盟国家的增长抵消了中国的经济放缓以及日本的零增长。 二、国内激光产业发展现状 1.国内激光产业整体格局 国内激光企业主要分布在湖北、北京、江苏、上海及深圳等地，已基本形成以上述省市为主体的华中、环渤海、长三角、珠三角四大激光产业基地，其中有一定规模的企业约300家。 2014年我国激光产业链产值约为800亿元。主要包括：激光加工装备产业达到350亿元（其中，用于切割、打标和焊接的高功率激光设备占据了67%的市场份额）；激光加工在重工业、电子工业、轻工业、军用、医疗等行业的应用达到450亿元。预计在今后三年，我国激光产业平均行业复合成长率将不低于20%。 我国激光加工产业可以分为四个比较大产业带，珠江三角洲、长江三角洲、华中地区和环渤海地区。这四个产业带侧重点不同，珠三角以中小功率激光加工机为主，长三角以大功率激光切割焊接设备为主，环渤海以大功率激光熔覆和全固态激光为主，以武汉为首的华中地区则覆盖了大、中、小激光加工设备。这四
第7章特种加工技术 7.1 数控电火花线切割加工 电火花线切割加工是电火花加工的一个分支，是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法，它用一根移动着的导线（电极丝）作为工具电极对工件进行切割，故称线切割加工。线切割加工中，工件和电极丝的相对运动是由数字控制实现的，故又称为数控电火花线切割加工，简称线切割加工。 7.1.1 数控电火花线切割加工机床的分类与组成 1、数控电火花线切割加工机床的分类 （1）按走丝速度分：可分为慢速走丝方式和高速走丝方式线切割机床。 （2）按加工特点分：可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型线切割机床。 （3）按脉冲电源形式分：可分为ＲＣ电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源线切割机床。 数控电火花线切割加工机床的型号示例 2、数控电火花线切割加工机床的基本组成 数控电火花线切割加工机床可分为机床主机和控制台两大部分。 图8-1 快走丝线切割机床主机 1）控制台 控制台中装有控制系统和自动编程系统，能在控制台中进行自动编程和对机床坐标工作台的运动进行数字控制。 2）机床主机 机床主机主要包括坐标工作台、运丝机构、丝架、冷却系统和床身五个部分。图8-1为快走丝线切割机床主机示意图。 （1）坐标工作台它用来装夹被加工的工件，其运动分别由两个步进电机控制。
（2）运丝机构它用来控制电极丝与工件之间产生相对运动。 （3）丝架它与运丝机构一起构成电极丝的运动系统。它的功能主要是对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持一定的几何角度，以满足各种工件（如带锥工件）加工的需要。 （4）冷却系统它用来提供有一定绝缘性能的工作介质——工作液，同时可对工件和电极丝进行冷却。 7.1.2 数控电火花线切割的加工工艺与工装 1、数控电火花线切割的加工工艺 线切割的加工工艺主要是电加工参数和机械参数的合理选择。电加工参数包括脉冲宽度和频率、放电间隙、峰值电流等。机械参数包括进给速度和走丝速度等。应综合考虑各参数对加工的影响，合理地选择工艺参数，在保证工件加工质量的前提下，提高生产率，降低生产成本。 1）电加工参数的选择 正确选择脉冲电源加工参数，可以提高加工工艺指标和加工的稳定性。粗加工时，应选用较大的加工电流和大的脉冲能量，可获得较高的材料去除率（即加工生产率）。而精加工时，应选用较小的加工电流和小的单个脉冲能量，可获得加工工件较低的表面粗糙度。 加工电流就是指通过加工区的电流平均值，单个脉冲能量大小，主要由脉冲宽度、峰值电流、加工幅值电压决定。脉冲宽度是指脉冲放电时脉冲电流持续的时间，峰值电流指放电加工时脉冲电流峰值，加工幅值电压指放电加工时脉冲电压的峰值。 下列电规准实例可供使用时参考： （1）精加工：脉冲宽度选择最小档，电压幅值选择低档，幅值电压为75V左右，接通一到二个功率管，调节变频电位器，加工电流控制在0.8~1.2A,加工表面粗糙度Ra≤2.5um。 （2）最大材料去除率加工：脉冲宽度选择四~五档，电压幅值选取“高”值，幅值电压为100V左右，功率管全部接通，调节变频电位器，加工电流控制在4~4.5A，可获得 1002 mm/min左右的去除率（加工生产率）。（材料厚度在40~60mm左右）。 （3）大厚度工件加工（＞300mm）：幅值电压打至“高”档，脉冲宽度选五~六档，功率 管开4~5个，加工电流控制在2.5~3A,材料去除率＞30 2 mm/min。 （4）较大厚度工件加工（60~100mm）：幅值电压打至高档，脉冲宽度选取五档，功率管 开4个左右，加工电流调至2.5~3A，材料去除率50~60 2 mm/min。 （5）薄工件加工：幅值电压选低档，脉冲宽度选第一或第二档，功率管开2~3个，加工电流调至1A左右。 注意，改变加工的电规准，必须关断脉冲电源输出，（调整间隔电位器RP1除外），在加工过程中一般不应改变加工电规准，否则会造成加工表面粗糙度不一样。 2、机械参数的选择 对于普通的快走丝线切割机床，其走丝速度一般都是固定不变的。进给速度的调整主要是电极丝与工件之间的间隙调整。切割加工时进给速度和电蚀速度要协调好，不要欠跟踪或跟踪过紧。进给速度的调整主要靠调节变频进给量，在某一具体加工条件下，只存在一个相应的最佳进给量，此时钼丝的进给速度恰好等于工件实际可能的最大蚀除速度。欠跟踪时使加工经常处于开路状态，无形中降低了生产率，且电流不稳定，容易造成断丝，过紧跟踪时容易造成短路，也会降价材料去除率。一般调节变频进给，使加工电流为短路电流的0.85倍左右（电流表指针略有晃动即可）。就可保证为最佳工作状态，即此时变频进给速度最合理、加工
浅谈激光加工技术的发展及应用 浅谈激光加工技术的发展及应用 【摘要】因为激光的加工技术的优点是生产的效率极高、加工的质量极好、适用的范围很广等，所以越来愈多的人希望在很多的领域中使用激光加工技术。本文介绍其相关的理论，重点论述其发展和应用。 【关键词】激光加工技术相关理论发展应用 一、前言 近年来重大的发明之一是激光技术。随着社会经济的快速发展，把激光器当成基础的激光加工的技术得到了快速发展。目前其正在被广泛应用在生产、通讯、医疗、军事及科研等多种领域。并且在这些领域都取得了非常好的经济与社会的效益，是我国未来经济的发展的关键。 二、激光加工技术相关理论 笔者认为，了解与应用激光加工技术需要对其相关理论深入的研究。以下笔者从其原理和特点来介绍激光加工技术。 （一）原理 激光加工能够获得极高的能量密度与极高的温度是因为采用的光学系统能够让激光聚焦成为一个非常小的光斑，在这样的高温下，每种坚硬的材料都会被瞬间熔化与气化，然后熔化物被气化而产生的蒸汽压力推动，以很高的速度喷射出来，从而实现了对工件加工的特种加工方法。 （二）特点 激光加工的技术对于加工工具与特殊环境没有要求，不会造成工具的磨损，易于使用自动控制来进行连续加工，且加工效率极高；同时激光的强度极高，聚焦后差不多能够熔化和气化全部的材料，所以能够加工所有硬度的金属与非金属的材料；加上激光加工是属于非接触的加工，及加工速度非常的快，工件没有受力与受热而产生变形；其还能聚焦成为极小的光斑（微米级），能够调节输出的功率，所以
可进行精密且细微的加工。这些均是激光加工优点。但由于其设备的投资比较大，及操作和维护技术要求比较高；且在精微加工的时候，重复的精度与表面的粗糙度难以保证等。这些缺点尽管在一定的程度上缩小了其应用规模，也限制了其发展，但是由于进一步的研究，越来越成熟的技术，激光加工技术有着非常广阔的发展前景。 三、激光加工技术的发展及应用 近年来，由于激光加工技术的快速发展，其被应用于许多的领域。以下是笔者从激光器与激光加工技术领域来介绍激光加工技术的发展，同时介绍目前激光加工技术的具体应用。 （一）激光加工技术的发展 了解激光加工技术的发展，就要研究激光器以及其应用的领域的变化。只有这样才能从根本上了解其发展。 迅速发展的激光器。我国研制出的第一台激光器是在1961年。通过几十年的努力，我国的激光器技术快速的发展起来了，从固体的激光器到气体的激光器，再到如今光纤的激光器、半导体的激光器与飞秒的激光器。光纤的激光器与传统激光器来比较，其优势是功率输出大，光束的质量较好，转换的效率较高，良好的柔性传输等。其在使用激光加工技术加工材料中有着极大的吸引力。现在应用于使用激光来打标、切割以及焊接。而飞秒的激光器则能够使超精微的加工可以实现。其在高技术的领域如微电子、光子学等应用的前景极宽广。同时半导体的激光器正在被直接用在焊接、热处理等方面。总之激光器的迅速发展导致了激光加工技术的快速发展。 广泛的应用领域。激光加工是在机械加工、力加工、火焰加工与电加工之后新产生的一种的加工技术，是借助激光束和物质相互作用的特性，对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔以及微加工的综合性技术。激光焊接广泛应用在汽车的零件、密封的器件等多种要求焊接无污染与无变形的器件。激光切割主要应用在汽车的行业、航天的工业等领域。而激光打孔则应用在汽车的制造、化工等产业。广泛的应用领域也使得激光加工技术快速发展。 （二）激光加工技术的应用 激光加工技术在我国的许多领域里占据着重要的位置，以下是笔
浅谈特种加工技术及其发展和应用 学生姓名：汪恒 学生学号： 090105045 院（系）：工学院机械系 年级专业： 09机电一班
浅谈特种加工技术及其发展和应用 院系：工学院机械系 专业名称：机械设计制造及其自动化 班级：09机电一班 学生学号：090105045 学生姓名：汪恒 摘要：现阶段，先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益突显。对于工业上的要求在不断的改变中，而特种加工技术的发展给工业上的要求提供了极大的帮助。特种加工应用范围广，能够为一些加工提供很大的帮助。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、特点、变革、发展趋势激光加工数控电火花线切割 前言 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。由于受刀具材料性能、结构、设备加工能力的限制，使用传统的切削加工方法很难完成对高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温和磁性等新材料，以及精密复杂、微细构件或难以处理的形状的加工。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。 正文 一、数控加工和特种加工机床的种类 数控加工机床分类有两种方法： 1.按控制系统分类有点位控制、直线控制、连续控制三种， 2.按伺服系统分类有开环、半闭环、闭环控制系统。 传统的切削加工方法主要依靠机械能来切除金属材料或非金属材料。随着工业生产和科学技术的发展，产生了多种利用其他能量形式进行加工的特种加工方法，主要是指直接利用电能、化学能、声能和光能等来进行加工的方法。在此，机械能以外的能量形式的应用是特种加工区别于传统加工的一个显著标志。 新的能量形式直接作用于材料，使得加工产生了诸多特点，例如，加
《特种加工技术》课程标准 一、课程基本信息 课程名称：特种加工技术课程代码：0110039 课程类别：公共基础课/专业基础课/专业核心课/职业训练课 课程类型：A类（纯理论课）/ B类（理论＋实践课）/C类（纯实践课）是否为精品课程：院级精品课/省级精品课/国家级精品课/院内一般课程 总学时：××（理论学时数：××，实践学时数：××）学分：××分 二、课程定位与课程设计 （一）课程性质与作用 本课程是机械类专业课程。本课程的目的使学生了解电火花加工、电化学加工、超声加工、激光加工、电子束和离子束加工以及化学加工、磨料加工等特种加工方法的基本原理，基本设备，工艺规律，主要特点和适用范围，以适应当今社会发展的需求。本课程以《机械制造技术》的学习为基础，同时与《CAD/CAM 技术》和《逆向工程技术》两门课程相衔接。学好本课程也可为学生提供将来从事机械设计制造等相关工作所必需的知识和技能基础。 （二）课程设计的理念与思路 本课程的任务是培训学生的加工机床操作技能，提高动手能力和应用新技术的能力，培养职业技术素质，增强就业能力和工作能力。通过本课程的学习，要求学生能较熟练的使用机床的全部功能完成中等复杂程度零件的加工。初步具备在现场分析、处理工艺及程序问题的能力。应当作为专业核心课程和必修课程。 教学内容以能力为目标，以项目为载体，按照技术领域和职业岗位的任职要求，以真实工作任务作为依据，分析特种加工技术的生产过程，开发体现工学结合特色的课程，突出工学结合，突出职业能力培养，强调将职业道德渗透到课程，按照职业活动选择教学内容，按照行动体系序化教学内容。深入调查相关岗位人员工作过程中应该掌握的具体技术和技能要求，将相关专业知识、技术应用能力及操作技能进一步细化并落实到对应程教学和实训教学环节中。并将相关联的知
激光加工技术的现状及国内外发展趋势——激光英才网 作为20世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。 激光加工是国外激光应用中最大的项目，也是对传统产业改造的重要手段，主要是kW 级到10kW级CO2激光器和百瓦到千瓦级Y AG激光器实现对各种材料的切割、焊接、打孔、刻划和热处理等。 激光加工应用领域中，CO2激光器以切割和焊接应用最广，分别占到70％和20％，表面处理则不到10％。而Y AG激光器的应用是以焊接、标记（50％）和切割（15％）为主。在美国和欧洲CO2激光器占到了70~80％。我国激光加工中以切割为主的占10％，其中98％以上的CO2激光器，功率在1.5kW~2kW范围内，而以热处理为主的约占15％，大多数是进行激光处理汽车发动机的汽缸套。这项技术的经济性和社会效益都很高，故有很大的市场前景。 在汽车工业中，激光加工技术充分发挥了其先进、快速、灵活地加工特点。如在汽车样机和小批量生产中大量使用三维激光切割机，不仅节省了样板及工装设备，还大大缩短了生产准备周期；激光束在高硬度材料和复杂而弯曲的表面打小孔，速度快而不产生破损；激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺，日本Toyota已将激光用于车身面板的焊接，将不同厚度和不同表面涂敷的金属板焊接在一起，然后再进行冲压。虽然激光热处理在国外不如焊接和切割普遍，但在汽车工业中仍应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理。在工业发达国家，激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合，派生出激光快速成形技术。该项技术不仅可以快速制造模型，而且还可以直接由金属粉末熔融，制造出金属模具。 到了80年代，Y AG激光器在焊接、切割、打孔和标记等方面发挥了越来越大作用。通常认为Y AG激光器切割可以得到好的切割质量和高的切割精度，但在切割速度上受到限制。随着Y AG激光器输出功率和光束质量的提高而被突破。Y AG激光器已开始挤进kw级CO2激光器切割市场。Y AG激光器特别适合焊接不允许热变形和焊接污染的微型器件，如锂电池、心脏起搏器、密封继电器等。Y AG激光器打孔已发展成为最大的激光加工应用。 目前，国外激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打
2016—2017学年第一学期期末考试 特种加工技术试卷A 姓名 _______ 学号 ________________ 成绩 ___________________ 一、填空题（30分，每空2分） 1、特种加工主要采用机械能以外的其他能量去除工件上多余的材料， 以达到图样上全部技术要求。（2分） 3、电火花加工系统主要由工件和工具、脉冲电源、自动进给和调 节装置几部分组成。（8分） 4、在电火花加工中，提高电蚀量和加工效率的电参数途径有：提高___ 脉冲频率、增加单个脉冲能量、减少脉冲间隔。（6分） 5、电火花加工的表面质量主要是指被加工零件的表面粗糙度、表面 变质层、表面力学性能。（6分） 7、电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含伺服进给控制系 统和参数控制系统。 &电火花加工是利用电火花放电腐蚀金属的原理，用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法，其应用范围分为两大类：穿孔加工、型腔加工
二、判断题（20分，每题2分） 1、目前线切割加工时应用较普遍的工作液是煤油。（错） 2、在型号为DK7740的数控电火花线切割机床中，D表示电加工机床。（对） 3、线切割机床通常分为两大类，一类是快走丝，另一类是慢走丝。 （对） 4、3B代码编程法是最先进的电火花线切割编程方法。（错） 5、离子束加工必须在真空条件下进行。（对） 6、电火花加工中的吸附效应都发生在阴极上。（错） 7、线切割加工一般采用负极性加工。（错） 8电火花穿孔加工时，电极在长度方向上可以贯穿型孔，因此得到补偿，需要更换电极。（错） 9、电火花成型加工属于盲孔加工，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差。（对） 10、电火花加工的粗规准一般选取的是窄脉冲、高峰值电流。（错）
特种加工技术的应用及发展趋势 摘要：现阶段，先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益突显。对什么是特种加工、特种加工的方法、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。 一、概述 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。 二、特种加工技术的特点 加工范围上不受材料强度"硬度等限制，特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料，而是主要用其他能量（如电"化学"光"声"热等）去除金属和非金属材料，完成工件的加工*故可以加工各种超强硬材料"高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属 材料 以柔克刚。特种加工不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，加工 过程中工具和工件间不存在明显的强大机械切削力，所以加工时不受工件的强度和硬度的制约，在加工超硬脆材料和精密微细零件"薄壁元件"弹性元件时，工具硬度可以低于被加工材料的硬度。 加工方法日新月异，向精密加工方向发展，当前已出现了精密特种加工，许多特种加工方法同时又是精密加工方法"微细加工方法，如电子束加工"离子束加工"激光束加工等就是精密特种加工；精密电火花加工加工精密度可达微米级，表面粗糙度可达镜面。 容易获得良好的表面质量，由于在加工过程中不产生宏观切屑，工件表面不会产生强烈的弹"塑性变形，故可以获得良好的表面粗糙度*残余应力"热应力"冷作硬化"热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切割表面小，尺寸稳定性好，不存在加工中的机械应变或大面积的热应变。 三、特种加工技术的主要应用领域 特种加工技术主要应用以下几个方面. ()l难加工材料的加工,如:金刚石、硬质合金等高硬度材料;陶瓷、玻璃、石英、玛瑙等高脆性材料的加工。 (2)各种模具的制造.冲模、挤压模、粉末冶金模等。 (3)可用于表面加工、装饰、尺寸加工,超精、光整加工、镜面加工等。 (4)以激光等高能量束流实现打孔、切割、焊接、热处理、刻蚀加工。 四、特种加工技术的种类 特种加工技术所包含的范围非常广，随着科学技术的发展，特种加工技术的内容也不断丰富 一般按能量来源"作用形式和加工原理可分为电火花加工"电化学加工"激光加工"电子束加工"等离子弧加工"超声加工"化学加工"快速成型等。 电火花加工 电火花加工又称作电蚀加工或放电加工，是将工具电极和工件置于绝缘的工作液中，工件和工具分别接直流脉冲电源正极和负极，加上电压，利用工具电极和工件电极间脉冲放电时产生的电蚀现象对材料毛坯进行加工，火花放电时，在放电区域能量高度集中，瞬时温度高达 1000度左右，足以使陶瓷材料局部融化而被蚀除，加工时工具与工件不接触，作用力极小因而可用于加工型腔模（锻模"压铸模"注塑模等）和型腔零件；加工冲模"粉末冶金模"挤压模"型孔零件"小异型孔"小深孔等。 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*其中电解加工使用于深孔"型孔"型腔"型面"倒角去毛刺"抛光等，电铸
特种加工技术特点与发展应用 摘要：进入二十世纪以来，制造技术，特别是先进制造技术不断发展，特种加工成为传统加工工艺方法的重要补充和发展，在模具制造业中不可缺少的一种加工方法。同时，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的、不可替代的作用。本文概要描述了特种加工技术的工艺特点以及该技术在各个领域上的发展应用和发展趋势。 关键词：先进制造技术；特种加工；特点；发展 引言：20 世纪以来,航空科学技术迅速发展。为保证在高温、高压、高速、重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性,在飞机、发动机和机载设备上大量采用了新结构、新材料和复杂形状的精密零件。鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完成, 难于达到经济性要求,各种异于传统切削加工方法的新型特种加工方法应运而生。目前,特种加工技术已成为航空产品制造技术群中不可缺少的分支, 在难切削材料、复杂型面、精细表面、低刚度零件及模具加工等领域中已成为重要的工艺方法。特种加工技术采用电磁声光等无形的能量，是科技进步的最大表现，在未来的科技发展过程中，我们要不断认识特种加工的优缺，更好的利用好特种加工技术，为未来的生产发展做出更大的贡献。 特种加工技术概况 特种加工技术的发展 特种加工是第二次世界大战后发展起来的一类有区别于传统切削和磨削的加工方法。特别是自20世纪50年代以来，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换
代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。例如，各种难切削材料的加工；各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工；薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。对此，采用传统加工方法十分困难，甚至无法加工。对此，人们冲破传统加工方法的束缚，不断地探索、寻求新的加工方法，于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生，并不断获得发展。后来，由于新颖制造技术的进一步发展，人们就从广义上来定义特种加工，即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。特种加工可以实现传统加工方法难以实现的加工，如高强度、高硬度、高脆性、高韧性、工程陶瓷、磁性材料和耐高温材料等难以加工的材料以及高紧密，特殊复杂表面和外形等零件的加工等。对于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、航天器和微电子原件等制造中得到越来越广泛的应用。 特种加工的特点 1.不用机械能，与加工对象的机械性能无关，有些加工方法，如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等，是利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关，故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。 2.非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，因此，
激光加工技术 班级：学号： 摘要:作为20世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。本文论述了激光加工技术的主要内容，以及它的加工原理、特点及其应用。 关键词：激光技术特点应用 1.引言 激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴科学，在材料加工方面，已逐步形成一种崭新的加工方法——激光加工（Lasser Beam Machining 简称LBM）。由于激光加工不需要加工工具、而且加工速度快、表面变形小，可以加工各种材料，已经在生产实践中愈来愈多地显示了它的优越性，所以很受人们重视。 激光技术在我国经过30多年的发展，取得了上千项科技成果，许多已用于生产实践，激光加工设备产量平均每年以20％的速度增长，为传统产业的技术改造、提高产品质量解决了许多问题，如激光毛化纤技术正在宝钢、本钢等大型钢厂推广，将改变我国汽车覆盖件的钢板完全依赖进口的状态，激光标记机与激光焊接机的质量、功能、价格符合国内目前市场的需求，市场占有率达90％以上。 2.激光技术研究的主要内容 （1）激光加工用大功率CO2和固体激光器及准分子激光器的引进机型研究，提高国产机水平；同时开发和研制专用配套的激光加工机床，提高激光器产品在生产线上稳定运行的周期，力争在国内建立较全面的加工用激光器的生产基地。 （2）建立激光加工设备参数的检测手段，并进行方法研究。 （3）激光切割技术研究。 （4）激光焊接技术研究。 （5）激光表面处理技术研究。
（6）激光加工光束质量及加工外围装置研究。 （7）择优支持2~3个国家级加工技术研究中心，开展激光加工工艺技术研究，重点是材料表面改性和热处理方面的研究和推广应用；开展激光快速成形技术的应用研究，拓宽激光应用领域。 3激光加工的原理和特点 3.1．加工原理和特点 1）聚集后，光能转化为热能，几乎可以熔化、气化任何材料。例如耐热合金、陶瓷、石英、金刚石等硬脆材料都能加工。 2）激光光斑大小可以聚集到微米级，输出功率可以调节，因此可用以精密微细加工。 3）加工所用工具是激光束，是非接触加工，所以没有明显的机械力，没有工具损耗问题。加工速度快、热影响区小，容易实现加工过程自动化。还能通过透明体进行加工，如对真空管内部进行焊接加工等。 4）和电子束加工等比较起来，激光加工装置比较简单，不要求复杂的抽真空装置。5）激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工，影响因素很多，因此，精微加工时，精度，尤其是重复精度和表面粗糙度不易保证，必须进行反复试验，寻找合理的参数，才能达到一定的加工要求。由于光的反射作用，对于表面光泽或透明材料的加工，必须预先进行色化或打毛处理，使更多的光能被吸收后转化为热能用于加工。 6）加工中产生的金属气体及火星等飞溅物，要注意通风抽走，操作者应戴防护眼镜。 4.激光技术的应用 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：（1）激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。
特种加工技术的发展 和展望
《特种加工》课程论文 题目：特种加工技术的发展和展望 姓名：郭健朗 学号： 1 3 4 1 1 0 1 0 8 6 院系：机械与能源工程系 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师：雷先明
特种加工技术的发展和展望 摘要: 全面介绍了特种加工技术的类型及发展现状, 指出了其优势和存在的问题; 阐述了电火花加工、电解加工、电子束加工、超声波加工、激光加工、化学机械复合加工、水喷射加工等加工方法; 探讨了各种加工方法的工作要素、加工特点及应用; 最后, 指出了特种加工的发展趋势。 Abstract: the author introduces the types and current situation of the development of special processing technology, points out its advantages and problems; describes the electrical discharge machining, electrochemical machining, electron beam machining, ultrasonic machining, laser processing, chemical mechanical processing, water jet machining processing method; discusses the processing characteristics and application of work elements, all kinds of processing methods; finally, points out the development trend of special machining 关键词: 特种加工;电火花加工;电解加工;电子束加工;超声波加工 Key words: special machining; EDM; electrochemical machining; electron beam machining; ultrasonic machining 1.引言 特种加工(又称非传统加工)是二次世界大战后发展起来的一类有别于传统切削与磨削加工方法的总称。特种加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上,从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等;特种
激光加工技术有哪些【详情】
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激光加工技术有哪些 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多激光加工设备技术展示，就在深圳机械展！ 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。 激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为以下9个方面： 1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统； 2.激光加工工艺。包括焊接、表面处理、打孔、打标、微调等各种加工工艺； 3.激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器； 4.激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器； 5.激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器； 6.激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体打孔用YAG激光器的平均输出功率已由400w提高到了800w至1000w。国内比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器； 7.激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主； 8.激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成，多用于模具和模型行业。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主； 9.激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。 激光加工为工业制造提供了一个清洁无污染的环境及生产过程，而这也是当下激光加工的优势。 技术特性
国外特种加工技术的最新进展 中国机械工程学会电加工分会赵万生王振龙郭东明 赵福令朱荻黄因慧 摘要就当前国际特种加工技术研究的最新进展情况,从激光加工、电解加工、超 声加工尤其是电火花加工等方面进行了较为详尽的阐述。希望能从国外此方面的研究中,看出21世纪特种加工技术的走向,并为我国特种加工技术的研究提供借鉴。 Abstract This paper summaries and analyses the latest overseas ′advancem ents of nontra 2ditional machining methods such as electro 2discharge machining ,laser beam machining ,elec 2trolytic machining ,as well as ultrasonic machining.This review also gives a prospect on the de 2velopment of non 2traditional machining technology towards the 21st century and provides a refer 2ence to the domestic research. 关键词特种加工电火花加工激光加工超声加工电解加工 1引言
伴随着难加工材料及复杂曲面加工而逐步发展成熟起来的特种加工技术,在计算机技术、现代电力电子技术、网络技术及航天、航空、模具制造等高新技术的推动及市场牵引下,正朝着更深层次发展。目前国际上对特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面:(1微细化。随着工程技术领域对微型机械的迫切需求,微细加工已不再是微电子机械技术的代名词,目前国际上对微细电火花加工、微细超声加工、微细激光加工、微细电化学加工等的研究正方兴未艾,特种微细加工技术有望成为三维实体微细加工的主流技术;(2新型元器件在特种加工领域中得到了极为广泛的应用。如大功率激光器、新型压电材料等;(3人工智能技术、网络化制造、绿色制造等新概念正逐渐渗透到特种加工领域中。可以预言在即将到来的21世纪,与当代高新技术密切结合的特种加工技术将在制造领域发挥更大的作用;(4特种加工的应用领域正在拓宽。如非导电材料的电火花加工,电火花、激光、电子束表面改性等。 特种加工技术的工艺特点和技术进步已引起世界各国专家学者的高度重视。相
特种加工技术 摘要：传统的机械加工已有很久的历史，它对人类生产和物质文明起到了极大的作用。例如18世纪70年代就发明了蒸汽机，但苦于制造不出有配合要求、高精度的蒸汽机气缸，无法推广应用。直到有人创造出和改进了气缸镗床，解决了蒸汽机主要部件的加工工艺，才使蒸汽机获得广泛应用，引起了世界性的第一次产业革命。这一事实充分说明了加工方法对新产品的研制、推广和社会经济等起着多么重大的作用。随着新材料、新结构的不断出现，情况将更是这样。 但是从第一次产业革命以来，一直到第二次世界大战以前，在这段长达150多年都靠机械切削加工（包括磨削加工）的漫长年代里，并没有产生特种加工的迫切要求，也没有发展特种加工的充分条件，人们的思想一直还局限在自古以来传统的用机械能量和切削力来除去多余的金属，以达到加工要求这一框框之内。 直到1943年，前苏联鲍、洛、拉扎林柯（B.P.JlaaaJieHKO）夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的有害现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉，开创和发明了变有害的电蚀为有用的电火花加工方法，用铜杆在淬火钢上加工出小孔，可用软的工具加工任何硬度的金属材料，首次摆脱了传统的切削加工方法，直接利用电能和热能来去除金属，获得“以柔克刚”的效果。 关键词; 机械加工, 高精度, 新材料, 机械能量 引言：特种加工技术是直接利用电能、热能、声能、光能、电化学能、化学能及特殊机械能等多种能量或其复合能量以实现材料切除的加工方法。其研究范围是电加工、高能束流(激光束、电子束、离子束、高压水束)加工、超声波加工及多能源复合加工。 正文; 目前，这一技术正向着自动化、柔性化、精密化、集成化、智能化和最优化方向发展，在已有的工艺不断完善和定型的同时，新的特种加工技术不断涌现，如快速原形制造技术、等离子体熔射成形工艺技术、在线电解修整砂轮镜面磨削技术、实变场控制电化学机械加工技术、三维型腔简单电极数控电火花仿铣技术、电火花混粉大面积镜面加工技术、磁力研磨技术和电铸技术等。新的特种加工技术是在传统的特种加工技术的基础上，紧密结合材料、控制和微电子技术而发展起来的，并随着产品应快速响应市场需求，正在形成面向快速制造的特种加工技术新体系。
浅谈特种加工技术及其应用 摘要：本文首先概述了什么是特种加工技，重点介绍了各种特种加工方法及其应用，并简要分析了其发展趋势。 关键词：特种加工；应用；发展趋势 20世纪以来，随着科学技术的飞速发展一些尖端科学和新兴工业领域的许多设备要求在各种工况下工作，各种具有特殊物理、机械性能的材料愈来愈多地被使用，有些材料的硬度已超过现有刀具材料的硬度，使用普通刀具已无法加工。 此外，各种形状复杂、尺寸精密微小或特大、难以处理的薄壁或弹性元件等应用亦愈来愈多，在零件的结构工艺性上对制造加工技术提出了更加高的要求，这对传统的加工方法是难以甚至无法实现的。为此，研发人员一方面通过研究高效加工刀具和刀具材料、研制新型自动机床等途径，进一步改善切削状态，提高切削加工水平；另一方面，则突破传统加工方式的束缚，探索新的加工方法，于是本质上区别于传统切削加工的特种加工便应运而生。 1特种加工概述 特种加工是相对传统切削加工而言，直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、物质动能等对工件进行加工的工艺方法总称。传统切削加工的本质与特点：一是刀具材料比工件材料有更高的硬度：二是靠机械能切除工件上多余的材料。特种加工是对传统机械加工方法的有力补充和延伸，现已成为模具和工具行业不可缺少的重要加工方法，并正向着精密化、智能化方向发展。特种加工技术在国内外各行各业的应用中取得了巨大成效，它们有着各自的特点，使特殊材料或特殊结构工件的加工工艺性发生了根本变化，解决了传统加工方法所遇到的一些难题，已经成为现代工业领域中不可缺少的重要加工手段和关键制造技术。 2特种加工方法及其应用 特种加工技术所包含的范围非常广，随着科学技术的发展，特种加工技术的内容也不断丰富。就目前而言，各种特种加工方法已达数10种，一般按能量来源和作用形式以及加工原理可分为如下形式。 2.1电火花成形（穿孔）加工 该法可加工任何导电材料。它是利用火花放电腐蚀金属原理，用工具电极（纯铜或石墨）对工件进行复制加工的工艺方法，可用于加工型腔模（锻模、压铸模、
东北大学继续教育学院 特种加工技术试卷（作业考核线上） B 卷 学习中心：院校学号：姓名 （共页） 一、名词解释（20分） 1 极性效应 答：在电火花加工时，相同材料(如用钢电极加工钢)两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电极比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。 2 覆盖效应 答：在材料放电腐蚀过程中，一个电极的电蚀产物转移到另一个电极表面上，形成一定厚度的覆盖层，这种现象叫做覆盖效应
二、选择题（单选）（共20分每题2分），请将所选答案填入下表。 1、( ) 是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间。 A．放电间隙 B. 脉冲周期 C.脉冲间隔 D.脉冲宽度 2、下列不属于电火花线切割机床组成的是（） A、机床本体 B、脉冲电源 C、工作液循环系统 D、电极丝 3、在材料放电腐蚀过程中，一个电极的电蚀产物转移到另一个电极表面上，形成一定厚度的覆盖层，这种现象叫做( )。 A．脉冲效应 B. 极性效应 C.覆盖效应 D.面积效应 4、在线切割加工中，工件一般接电源的（） A、正极，称为正极性接法 B、负极，称为负极性接法 C、正极，称为负极性接法 D、负极，称为正极性接法 5、目前快走丝线切割加工中应用较普遍的工作液是（） A、煤油 B、乳化液 C、去离子水 D、水 6、电火花成型加工的符号是( )。 A．EDM B. WEDM C.ECDM D. ECAM 7、D7132代表电火花成型机床工作台的宽度是( )。 A．32mm B. 320mm C. 3200mm D. 32000 mm 8、有关单工具电极直接成型法的叙述中，不正确的是( ) 。 A．加工精度不高 B. 不需要平动头 C. 需要重复装夹 D. 表面质量很好 9、以下不是电火花成型加工的主要能量形式的是 ( ) 。 A．电能 B. 热能 C.机械能 D. 以上都不是 10、平动头是一个使装在其上的电极能产生 ( ) 机械补偿动作的工艺附件。 A．向内 B. 向外 C.向上 D. 向下 三、判断题（对的填T，错的填F）（共20分每题2分），并将判断结果填入下表。 1 影响电极损耗的因素分为电参数和非电参数两大类。（） 2 ISO代码是国际标准化机构制定的用于数控编程和程序控制的一种标准代码。（） 3电火花加工在实际中可以加工通孔和盲孔。（） 4 电火花加工蚀除金属材料的微观物理过程可分为：介质电离击穿、火花放电能量转换、蚀除物抛出和间隙介质消电离恢复绝缘四个阶段。( )
激光加工技术的应用与发展 摘要：激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工等的一门技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。 关键词：加工原理、发展前景、强化处理、发展前景。 一激光加工的原理及其特点 1.激光加工的原理 激光加工利用高功率密度的激光束照射工件,使材料熔化气化而进行穿孔、切割和焊接等的特种加工。早期的激光加工由于功率较小，大多用于打小孔和微型焊接。数千瓦的激光加工机已用于各种材料的高速切割、深熔焊接和材料热处理等方面。各种专用的激光加工设备竞相出现，并与光电跟踪、计算机数字控制、工业机器人等技术相结合，大大提高了激光加工机的自动化水平和使用功能。 激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势： ①由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。 ②它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高
脆性、及高熔点的材料。 ③激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。 ④激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。 ⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。 ⑥由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。 ⑦使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好。虽然激光加工拥有许多优点，但不足之处也是很明显的。 二激光技术 用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光加工有许多优点：①激光功率密度大，工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化，即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工；②激光头与工件不接触，不存在加工工具磨损问题；③工件不受应力，不易污染；④可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工；⑤激光束的发散角可小于1毫弧，光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级，因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工；⑥激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度；⑦在恶劣环境或其他人难以接近的地方，可用