現(xiàn)代加工技術(shù)與傳統(tǒng)機械制造方法的研究與分析

朱　建

（硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇昆山　215332）

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現(xiàn)代加工技術(shù)與傳統(tǒng)機械制造方法的研究與分析

朱建

（硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇昆山215332）

摘要：現(xiàn)代特種加工機理以熔化、氣化、溶解、剝離為主，多數(shù)為非接觸加工。在難加工材料、復(fù)雜型面、精細(xì)表面和模具等加工領(lǐng)域已成為無法替代的加工方法。目前這一技術(shù)正向著自動化、柔性化、精密化、集成化、智能化方向發(fā)展，現(xiàn)有工藝不斷完善，新的特種加工技術(shù)不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域正在進(jìn)一步拓寬。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代加工技術(shù)；特種加工；機械制造；作用原理

1　傳統(tǒng)機械加工技術(shù)特點與分類

傳統(tǒng)機械加工通過刀具與工件之間強大的機械作用力去除材料，使材料成型。機械加工裝備需要完成制造毛坯、適當(dāng)熱處理、去除材料、材料成型、裝配等過程。傳統(tǒng)機械加工為冷加工，包括車削、銑削、刨削、磨削、鉆削、插齒、沖壓、注塑加工等。通常，為提高機械材料的表面質(zhì)量或硬度，需要對半加工或加工零件進(jìn)行熱處理，這是一種冷加工與熱加工結(jié)合的加工方法。結(jié)合各種機械加工特點，闡述3種傳統(tǒng)機械加工特點。

（1）車削加工技術(shù)。車削在車床上進(jìn)行，有臥式車床與立式車床之分。車削加工中工件隨著機床主軸旋轉(zhuǎn)形成主切削運動，刀具的移動決定了工件的形狀，如刀具沿主軸方向移動時，切削外圓面，使工件半徑減小。車削可以完成簡單表面加工，精度較低，表面質(zhì)量相對較低。

（2）銑削加工技術(shù)。銑削加工在銑床上進(jìn)行，分為立式銑床、臥式銑床、圓周銑床等。銑床的主運動為刀具的旋轉(zhuǎn)運動，可以完成端面、圓周、平面的銑削加工，按照進(jìn)給方向又可分為順銑和逆銑。銑削加工可以獲得相對高的加工精度和表面質(zhì)量。

（3）磨削加工技術(shù)。磨削加工在磨床上進(jìn)行，磨削加工應(yīng)用范圍廣，加工精度和表面質(zhì)量均較高。磨削加工通過砂輪對工件表面進(jìn)行加工，砂輪的旋轉(zhuǎn)運動為主運動。磨削加工通常為機械工藝的精加工工序，對工件磨損小，加工質(zhì)量高。

2　現(xiàn)代加工技術(shù)特點與分類

2.1現(xiàn)代加工方法特點

相對于機械加工，現(xiàn)代特種加工主要利用電能、電化學(xué)能、聲能、光能、熱能等去除材料，而不是主要依靠機械能。由于現(xiàn)代加工利用非機械能，工具硬度可以低于被加工材料的硬度，而且，加工過程中工具和工件之間不存在顯著的切削力。現(xiàn)代特種加工對機械制造產(chǎn)生的影響和技術(shù)變革，對零件材料、工藝路線規(guī)劃、零件的結(jié)構(gòu)工藝性均產(chǎn)生了影響：

（1）提高多數(shù)材料的可加工性。機械制造刀具如金剛石、硬質(zhì)合金硬度較高，傳統(tǒng)的機械作用力無法使其成型，屬難加工材料。在特種加工中，金剛石可以通過電火花、點解等多種方法使其成型，工件的材料不再受硬度、強度、塑韌性等性能的影響。為了減小工件的應(yīng)力集中，傳統(tǒng)的機械加工存在缺陷，如拉刀刀齒易磨損，排屑不利，效率較低。但是采用電解技術(shù)，刀具尖角部分會圓整，這樣既減小了應(yīng)力集中又減小了刀具磨損，加工效率高。

（2）改變零件的典型工藝路線與生產(chǎn)周期。傳統(tǒng)機械加工中，切削加工、成型加工等工序完成后才能進(jìn)行熱處理，工藝人員需要把握每一道工序，不能改變。但是現(xiàn)代特種加工中，材料硬度任意，減少甚至免除了加工后熱處理所引起的工件熱變形問題。例如，電火花線切割、電火花成型加工、點解加工等是先進(jìn)行淬火后再進(jìn)行加工。對于微小平面或復(fù)雜曲面，現(xiàn)代加工技術(shù)不需要進(jìn)行機床夾具設(shè)計、模具設(shè)計及制造等過程。

2.2現(xiàn)代加工技術(shù)分類

按照現(xiàn)代特種加工的能量形式、作用原理可以大致將現(xiàn)代加工技術(shù)分類如表1所示。

表1　現(xiàn)代特種加工方法分類表

特種加工的成型原理不同，可以是材料堆積或者材料去除。現(xiàn)代加工技術(shù)在加工材料、加工能量、加工效率方面區(qū)別于傳統(tǒng)機械加工，發(fā)揮著不可替代的作用。另外，機械材料的迅猛發(fā)展，對機械加工技術(shù)提出了更高的要求，現(xiàn)代特種加工為解決難切材料的加工問題、特殊和復(fù)雜表面形狀的成型問題以及精密特殊零件的加工問題。

3　現(xiàn)代加工技術(shù)與傳統(tǒng)制造對比

（1）高精度。精度是現(xiàn)代機械制造工藝的重要要求，尤其是在國防、科研、航空航天等領(lǐng)域中，對精度的要求更加嚴(yán)格。

（2）高效率。高效率能極大地提高加工速度，縮短加工周期，在冷加工工藝通常采用三種方式提高效率，使用陶瓷刀具、金剛石刀具、涂層刀具等加快切削速度。采用新的加工工藝如在加溫和震動中切削。使用化學(xué)腐蝕、激光等方式進(jìn)行加工、集中加工。將各類加工設(shè)備集于一體，在計算機的控制下完成切削加工。

（3）高柔性。柔性加工是機械制造發(fā)展的重要方向。柔性加工包括加工的靈活性、多適應(yīng)性和加工品種的多樣性等。

4　結(jié)語

特種加工機理以熔化、氣化、溶解、剝離為主，多數(shù)為非接觸加工。在難加工材料、復(fù)雜型面、精細(xì)表面和模具等加工領(lǐng)域已成為無法替代的加工方法，它是傳統(tǒng)機械加工方法的有力補充和延伸，是制造技術(shù)中不可缺少的分支。在21世紀(jì)里，與當(dāng)代高新技術(shù)密切結(jié)合的特種加工技術(shù)在制造領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更大的作用。目前這一技術(shù)正向著自動化、柔性化、精密化、集成化、智能化方向發(fā)展，現(xiàn)有工藝不斷完善，新的特種加工技術(shù)不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域正在進(jìn)一步拓寬。

Research and Analysis of Modern Processing Technology and Traditional Mechanical Manufacturing Methods

ZHU Jian
（Guihu Vocational and Technical College，Kunshan，Jiangsu 215332，China）

Abstract:The modern special processing theory is based on melting，gasification，dissolution and stripping，mainly is noncontacting processing.It is an indispensable processing technology in fields such as difficult-to-machine material，complex surface，sophisticated surface and mould.At present，this technology is developing towards the direction of automation，softening，sophistication and integration.

Key words:modern processing technology；special processing；machinery manufacturing；action principle

作者簡介：朱建（1984-），男，江蘇泰州人，大學(xué)本科，工程師，主要研究方向：機械加工、數(shù)控技術(shù)以及學(xué)生管理工作。

收稿日期：2016-01-13

中圖分類號：TH16

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）02-0027-02