徐慧　李学军　蒋玲莉

摘要：21世纪，科学技术飞速发展，特种加工技术得到前所未有的重视。文章对特种加工技术的概念、特点、分类、应用领域以及发展趋势作了介绍。

一、特种加工概念

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。找教程上的定义。

二、特种加工特点

（1）不是主要依靠机械能，而是主要用其他的能量（如电能、热能、光能、声能以及化学能等）去除工件材料。

（2）工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情况下，例如在激光加工、电子束加工、离子束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具。

（3）在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用，工件不承受机械力，特别适合于精密加工低刚度零件。

（4）各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。如目前的电解电火花加工（ECDM）、电解电弧加工（ECAM）就是两种特种加工复合而形成的新加工方法。

三、几种典型特种加工方法

3.1 电火花加工

利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。

电火花加工原理如下图：

1.工具电极 2-放电间隙 3-工件电极 4-工作液

电火花加工工艺特点：加工适应性强。无论硬、脆、软、耐热材料，只要导电就行；小孔、薄壁、窄槽、复杂截面；同一台电火花机床上，只需要修改参数即可完成粗、半精、精加工。

电火花加工可用于电火花穿孔、电火花型腔加工、磨削、铣制、镗制、表面强化等、电火花线切割。

3.2 激光加工

激光是一种受激辐射而得到的加强光。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。属于非接触式加工，激光可视作“光刀”，无“刀具”磨损，无 “切削力”作用于工件。而且可对多种金属、非金属加工，特别是高硬度、高脆性及高熔点材料进行加工。

激光束能量密度高，是局部加工，加工速度快，热影响区小，工件变形小，后续加工量小，生产效率高，加工质量稳定可靠。

3.3 电子束和离子束加工

电子束加工和离子束加工是近年来得到较大发展的新兴特种加工。它們在精密微细加工方面，尤其是在微电子学领域中得到较多的应用。电子束加工主要用于打孔、焊接等热加工和电子束光刻化学加工。离子束加工则主要用于离子刻蚀、离子镀膜和离子注入等表面加工。近期发展起来的亚微米加工和纳米加工技术，主要是用电子束加工和离子束加工。

3.4 超声加工

利用超声频作小振幅振动的工具，并通过它与工件之间游离于液体中的磨料对被加工表面的捶击作用，使工件材料表面逐步破碎的特种加工，英文简称为USM。超声加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和抛光。

适合于加工玻璃、陶瓷、宝石、石英、锗、硅、石墨等不导电的非金属材料和淬火钢、硬质合金、不锈钢、钛合金等硬质或耐热导电的金属材料，但加工效率较低。

3.5 水射流加工

利用超高压水（或水与磨料的混合液）对工件进行切割（或打孔），又称高压水切割，或“水刀”。

水射流加工原理如下图所示。

四、特种加工主要应用领域

可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属、非金属材料或复合材料，而且特别适合于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。同时，有些方法还可以用于进行超精密加工、镜面加工、光整加工以及纳米级（原子级）的加工。

特种加工技术的广泛应用，已经引起了机械制造领域的许多变革。例如对材料的可加工性、工艺路线的安排、新产品的试制过程、产品零件结构设计、零件结构工艺性好坏的衡量标准等产生了一系列的影响

五、特种加工技术的发展趋势

当前特种加工技术的发展趋势主要包括以下几点：1） 采用自动化技术。2） 趋向精密化研究。3）开发新工艺方法及复合工艺。4）污染问题是影响和限制有些特种加工应用、发展的严重障碍。5） 进一步开拓特种加工技术

参考文献：

[1]刘璇.冯凭先进制造技术[M].北京：北京大学出版社，2012.

[2]李文武李长河孙未.先进制造技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2014.

作者简介：徐慧：女（1976-），研究方向：机械动力学及其故障研究。