现代特种加工技术

特种加工是用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接施加于被加32212件部位，达到材料去除、变形以及改变性能等目的的加工技术。
一、激光加工
激光加工是加世纪60年代发展起来的新技术，它是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应来加工各种材料。近年来，激光加工被越来越多地用于打孔、切割、焊接、表面处理等加工工艺技术。
1．激光加工原理
激光是一种经受激辐射产生的加强光。其光强度高，方向性、相干性和单色性好，通过光学系统可将激光束聚焦成直径为几十微米到几微米的极小光斑，从而获得极高的能量密度。当激光照射到工件表面时，光能被工件迅速吸收并转化为热能，致使光斑区域的金属蒸气迅速膨胀，压力突然增大，熔融物以爆炸式高速喷射出来，在工件内部形成方向性很强的冲击波。激光加工就是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合作用过程。
2.激光加工的特点
1）激光加工功率密度高；
2）激光光斑小；
3）激光加工属于非接触加工，没有明显的机械力，没有工具损耗，可加工已变形的薄板和橡胶等弹性零件；
4）加工速度快，热影响区小；
5）加工影响因素很多。
3.激光加工的应用
（1）激光打孔
（2）激光切割
（3）激光焊接
（4）激光表面处理
二、超声波加工
1．超声波加工基本原理
人耳能感受的声波频率是在16-16000Hz范围内，频率超过160001-Iz的声波称之为超声波。
超声波加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。加工时在工具1与工件2之间加入液体(工作液)与磨料混合的悬浮液3，并使工具以很小的力9轻轻压在工件上。超声换能器6产生16000Hz以上的超声频纵向振动，并借助于变幅杆4、5把振幅放大到0.05-0.1mm左右，驱动工具端面作超声振动，迫使悬浮液中的磨料以很大的速度和加速度不断地撞击、抛磨被加工表面，把被加工表面的材料粉碎成很细的微粒，从工件上被打落下来。虽然每次打击下来的材料很少，但由于每秒钟打击次数多达16000次以上，所以仍有一定的加工速度。
2.超声波加工装置组成
（1）超声波发生器
（2）超声振动系统
（3）机床
（4）磨料工作夜机器循环系统
3．超声波加工的应用
(1)型腔抛磨加工
(2)超声清洗
(3)超声波复合加工
三、水射流切割加工
1．水射流切割加工基本原理
高压水射流切割技术是以水作为携带能量的载体，用高速水射流对各类材料进行切割的一种工艺方法。工作时首先通过增压器将水压升到300—1000MPa，使动能转变为压力能，然后使高压水通过直径为0.1、0.6mm的喷嘴，以2-3倍的声速喷出，使压力能转变为动能。当水射流冲击被切割材料时，如果压力超过材料的破坏强度，即可切断材料。喷嘴通常用人造红宝石、陶瓷、碳化钨等耐磨材料制作。
2．水射流切割加工设备组成
高压水射流切割设备如图3-61所示，主要包括增压系统、蓄能器、喷嘴、控制系统及辅助系统等。
3．水射流切割加工的应用和发展
1)提高水射流设备的可靠性和寿命，尤其是其中关键零部件增压器和喷嘴的寿命。
2)优化工艺参数，进一步提高加工效率，减少磨料消耗和降低能耗，以利于降低生产成本，使该工艺技术更具竞争力。
3)发展智能控制，使工艺参数能在加工过程中自适应调整，以提高加工精度，用于制作有一定精度要求的零件。
4)不断扩大水射流切割的应用范围，由目前的二维切割加工发展至打孔加工和三维型面的加工。