机械特种加工技术发展研究

机械特种加工技术发展研究

王涛  许嘉文（通讯）

苏州大学   江苏省苏州市  215100

摘要：随着工业产品种类的丰富，越来越多产品需要使用机械特种加工技术制造。本文旨在探讨机械特种加工技术的发展现状和未来趋势，分析当前存在的问题，并提出相应的解决方案。通过对新型加工技术的研究和应用，可以推动机械加工行业的发展，提高产品质量和生产效率。

关键词：机械加工、特种加工、制造

1 引言

随着多年的工业发展，我国已成为机械制造业的强国。现代机械制造与加工工艺的应用要求越来越广泛，传统的机械切削加工技术已很难满足当前要求。因而，机械特种加工技术应运而生[1]。本文介绍机械特种加工技术的定义、分类和应用领域，包括传统加工技术和新型加工技术的发展趋势。分析机械特种加工技术存在的问题，并提出解决方案和建议，并对未来的发展趋势进行展望，期望为我国机械特种加工技术发展提供参考建议。

2 机械特种加工技术概述

机械特种加工技术是指在特定工艺条件下，通过机械设备对工件进行精密加工的一种高级加工技术。这些技术包括但不限于激光加工、电火花加工、超声波加工、电子束加工等。这些技术在现代制造业中扮演着至关重要的角色，具有以下重要性和研究意义：（1）提高加工精度和表面质量：机械特种加工技术能够实现对工件的高精度加工，使得加工零件的尺寸精度和表面质量得到大幅提升，满足了现代制造业对高精度零部件的需求。（2）拓宽加工材料范围：传统加工工艺受到材料硬度、热导率等因素的限制，而机械特种加工技术能够更好地适应各类材料的加工需求，包括高硬度、高熔点、脆性材料等。（3）提高加工效率：新型机械特种加工技术在提高加工精度的同时，也能够保持较高的加工效率，实现了对复杂零部件的高效加工，从而提高了生产效率。（4）促进工业现代化：机械特种加工技术的不断发展推动了工业现代化进程，为制造业的转型升级提供了技术支撑，提高了产品的竞争力和附加值。（5）节能环保：相比传统加工工艺，一些机械特种加工技术能够减少废料产生，节约能源消耗，降低环境污染，符合可持续发展的要求[2]。

机械特种加工技术在现代制造业中具有重要的应用前景和研究意义，通过不断深入研究和创新，可以进一步推动制造业的发展，提高产品质量，降低生产成本，促进产业升级和经济增长。

3新型加工技术的研究进展

近年来，新型加工技术在机械加工领域取得了长足的发展，其中包括激光加工、电火花加工和超声波加工等技术。下面将分别介绍这些技术的研究进展、原理、特点和应用情况。

3.1激光加工

激光加工是利用高能密度激光束对工件表面进行加工的一种非接触式加工技术。激光束经聚焦后可以在极短的时间内对工件表面产生瞬时高温，使其局部熔化或蒸发，从而实现切割、打孔、焊接等加工过程。激光加工具有以下特点：（1）高精度：激光加工具有微米级的加工精度，适用于对精密零部件进行加工。（2）非接触式加工：激光加工不需要接触工件表面，避免了刀具磨损和表面变形的问题。（3）适用性广：激光加工适用于各种材料，包括金属、非金属、塑料等。激光加工技术在汽车制造、航空航天、电子器件制造等领域得到广泛应用，如汽车车身焊接、航空发动机零部件加工等[3]。

3.2电火花加工

电火花加工是利用电脉冲在工件表面产生微小的放电火花，通过电火花的热量和化学侵蚀作用，实现对工件表面的精密加工。电火花加工具有以下特点：（1）高精度：电火花加工具有极高的加工精度，可实现对硬质材料的精密加工。（2）适用性广：电火花加工适用于硬质材料，如模具、合金钢等。（3）复杂形状加工：电火花加工可实现对复杂形状的零部件加工，如内腔加工、细小孔加工等。电火花加工广泛应用于模具制造、航空航天、医疗器械等领域，如模具零件加工、微孔加工等[4]。

3.3超声波加工

超声波加工是利用超声波振动对工件表面进行加工的一种非传统加工技术，通过超声波的振动作用，实现对工件表面的切削、磨削等加工过程。超声波加工具有以下特点：（1）低热影响：超声波加工由于振动频率高，热影响小，适用于对热敏感材料的加工。（2）高效加工：超声波加工具有高加工效率，适用于对硬脆材料的加工。（3）精密加工：超声波加工可实现对微小尺寸工件的精密加工。超声波加工技术在微加工、生物医学器械制造、微电子器件加工等领域得到广泛应用，如微孔加工、微结构加工等。

综上所述，近年来新型加工技术在提高加工精度、拓宽加工材料范围、提高加工效率等方面取得了显著的进展，并在各个领域得到了广泛的应用。这些技术的不断创新和发展为机械特种加工技术的进步和制造业的发展提供了重要支撑[5]。

4机械特种加工技术存在的问题及解决方案

当前机械特种加工技术在发展过程中面临着一些挑战和问题，主要包括以下几个方面：

（1）加工精度

尽管新型加工技术在提高加工精度方面取得了显著进展，但对于一些特殊材料或复杂结构的零部件，仍然存在加工精度难以满足要求的情况。特别是在微加工领域，对于微小尺寸零件的加工精度要求更高，传统加工技术往往难以满足需求。

（2）加工效率

部分特种加工技术在提高加工精度的同时，加工效率较低。尤其是对于大批量生产的需求，加工效率成为制约因素。此外，一些特殊材料的加工速度较慢，也限制了加工效率的提升。

（3）加工成本

部分特种加工技术的设备和工艺成本较高，特别是在初始投资和维护成本方面，限制了技术的广泛应用。此外，一些特殊材料的加工成本也相对较高，影响了技术的商业化应用。

（4）环境保护和资源利用

一些特种加工技术可能会产生废料、废水、废气等环境污染物，对环境造成一定影响。同时，对于一些特殊材料的加工，可能会涉及到资源的浪费和能源消耗，需要更加注重环境友好型的加工技术研究和应用。

针对上述问题和挑战，可以通过以下途径加以解决：（1）加强对特种加工技术的基础研究，提高加工精度和效率，降低加工成本。（2）推动特种加工技术与智能制造、大数据、人工智能等技术的深度融合，提高加工效率和自动化水平。（3）加强特种加工技术的环保研究，推动绿色制造，减少环境污染。（4）提倡资源循环利用，推动特种加工技术的可持续发展，降低能源消耗和材料浪费。

5总结与展望

通过不断的技术创新和政策支持，可以逐步解决当前机械特种加工技术所面临的问题，推动技术的进步和产业的发展。特种加工技术将更加突出其独特性和不可替代性，探索新的加工方法，解决传统加工方法难以解决或无法解决的制造难题。特种加工技术将更加智能化和数字化，利用计算机、人工智能、物联网、大数据等技术，提高加工效率、精度、质量和自动化水平。特种加工技术将更加融合化和多样化，与其他加工技术和新技术相结合，形成新的复合加工技术，满足多种加工需求和应用场景。特种加工技术将更加绿色化和环保化，减少能源消耗、废弃物排放和污染物生成，提高资源利用率和循环利用率，保护生态环境和人体健康。特种加工技术将更加优质化和高端化，注重产品的精细化、精密化、微细化和高性能化，提升产品的附加值和竞争力，满足高端制造领域的需求。

参考文献

[1]王丽春.特种加工技术的应用及优势[J].科学技术创新,2019,(18):173-174.

[2]张世凭,唐先春,丁义超.特种加工技术[M].重庆大学出版社:201408.207.

[3]牛梓源,陈燕,张泽群等.特种加工技术在再制造领域中的应用与发展[J].金刚石与磨料磨具工程,2021,41(05):1-8.

[4]杨增辉,李瑞光,丁中军等.特种加工技术在航天伺服系统研制中的应用[J].液压气动与密封,2022,42(06):107-109.

[5]张文华.特种加工技术在航空发动机制造中的应用探究[J].科技视界,2021,(32):182-183.

[6]郭东军,王建波,张竹青等.特种加工综合项目实训教学探索[J].实验技术与管理,2020,37(10):207-210.