特种加工技术及应用 毕业论文.doc

特种加工论文特种加工技术及应用 姓名： 学号：100119039 专业：机械设计制造及其自动化 班级：10级机电二班 特种加工技术及应用摘要特种加工技术在国际上被称为21世纪的技术，对新型武器装备的研制和生产，起到举足轻重的作用。本文分别从激光加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子加工技术、电加工技术几方面介绍了国外的发展现状，同时提出了国内相应领域的技术发展方向。关键词：特种加工 激光加工技术 激光打孔技术引言随着现代科技的不断发展以及社会的需求，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。激光束具有单色性好、能量密度高、空间控制性和时间控制性良好等一系列优点,目前它已广泛应用于材料加工等领域。激光加工的行业包括汽车制造、航天航空、电子、化工、包装、医疗设备等。与计算机数控技术相结合,激光加工技术已成为工业生产自动化的关键技术,拥有普通加工技术所不能比拟的优势。1、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。2、特种加工特点(1)加工范围不受材料物理 、机械性能的限制，能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。 (2)易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。(3)易获得 良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小。 (4)各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。3、特种加工运用领域难加工材料，如钛合金、耐热不锈钢、高强钢、复合材料、工程陶瓷、金刚石、红宝石、硬化玻璃等高硬度、高韧性、高强度、高熔点材料。 难加工零件，如复杂零件三维型腔、型孔、群孔和窄缝等的加工。 低刚度零件，如薄壁零件、弹性元件等零件的加工。 以高能量密度束流实现焊接、切割、制孔、喷涂、表面改性、刻蚀和精细加工。 4、特种加工发展趋势采用自动化技术， 充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统，电源系统进行优化，加大对特种加工的基本原理，加工机理，工艺规律，加工稳定性等深入研究的力度，建立综合工艺参数自适应控制装置，数据库等，进而建立特种加工的cad/cam与fms系统，使加工设备向自动化，柔性化方向发展，这是当前特种加工技术的主要发展方向。 不断改进、提高高能束源品质，并向大功率、高可靠性方向发展。高能束流加工设备向多功能、精密化和智能化方向发展，力求达到标准化、系列化和模块化的目的。扩大应用范围，向复合加工方向发展。不断推进高能束流加工新技术、新工艺、新设备的工程化和产业化工作。 开发新工艺方法及复合工艺。为适应产品高技术性能要求与新型材料的加工要求，需要不断开发新工艺方法，包括微细加工和复合加工，尤其是高质量，高效率，经济型的复合加工。5、激光加工技术应用5.1激光打孔技术 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，主要体现在打孔用yag激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。国内目前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。 目前使用的激光器多以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。 激光束打孔机一般由固体激光器、电气系统、光学系统和三坐标移动工作台等四大部分组成。 激光制孔的最小孔径已达0.002mm，已成功地应用自动化六坐标激光制孔专用设备加工航空发动机涡轮叶片、燃烧室气膜孔，达到无再铸层、无微裂纹的效果。5.2激光焊接塑料 .激光焊接塑料的优点随着塑料在汽车、医疗设备及电子等行业的零部件设计、制造上日趋广泛的使用大功率光纤激光塑料焊接系统可完全满足塑料制品的加工过程中快速有效干净的塑料的使用,大功率光纤激光塑料焊接系统可完全满足塑料制品的加工过程中快速、有效、干净的塑料焊接方式。目前国内市场上普遍使用的塑料焊接技术主要有振动摩擦焊接、热板式塑料焊接及超声波焊接等。主要用于连接敏感性塑料制品(含有线路板)、具有复杂几何形状的塑料件以及有严格洁净要求的塑料制品(医药设备)等等。光纤激光焊接塑料技术主要有以下几方面的优点： a、能生成精密、牢固和密封(不透气和不漏水)的焊接,树脂降解少、产生的碎屑少。 b、易于控制,具有良好的适应性,可焊接尺寸小或外形结构复杂的工件。 c、极大地减小了制品的振动应力和热应力。 d、能够将许多种类不同的材料焊接在一起。激光塑料焊接技术在欧美等发达国家已经得到了一定的应用,我国在这方面尚是空白。 2.塑料激光焊接用的焊接方法激光焊接塑料的基本原理是,两种塑料在低压力下被夹紧在一起,激光穿过一个制品,然后被另外一个制品吸收,吸收激光能量的制品将光能转化为热能,在塑料的接触面熔化,形成一个焊接区5.3电子束加工技术 150kv、15kw高压电子枪及高压电源的技术研究； 电子束物理气相沉积技术的研究； 大厚度变截面钛合金的电子束焊接技术研究及质量评定； 典型复合材料飞机构件的电子束固化工艺研究及其工程化研究； 多功能电子束加工技术研究。 5.4离子束和等离子体加工技术 复杂零件“保形”离子注入与混合沉积技术研究，获得高密度等离子体方法研究； 空间结构焊接工艺参数自适应控制及焊缝自动跟踪系统研究，以及等离子弧焊过程中变形控制技术研究； 等离子喷涂陶瓷热障涂层结构、工艺及工程化研究； 层流湍流自动转换技术及轴向送粉、三维喷涂技术研究； 层流等离子体喷涂系统的研制及其喷涂技术的研究。 5.5电加工技术 高品质深小孔电液束加工技术研究； 高效、优质照相电解加工群孔技术研究； 多轴、多通道电火花加工群孔、异形孔技术研究； 大容量(5000a及以上)精密电解加工技术研究； 电解电火花复合加工技术研究。 研究上述技术的关键在于：提高高能束流的品质；开展特种加工过程的自动控制及计算机建模、仿真技术的研究；新材料加工特性研究；特种加工设备的研究等6、常用的焊接方法主要有： .激光束沿着焊缝处快速扫描,达到焊接的目的。 .通过光学元件将激光束整形,同时在焊缝处产生热量。 .照射掩膜焊接,激光束仅加热制品上没有被掩膜遮住的部分,可以快速焊接复杂的焊缝。 .激光束固定,塑料工件置于受程序控制的多维可移动的工作台上。7、现状及国内外发展趋势 1超高速加工 工业发达国家对超高速加工的研究起步早，水平高。在此项技术中，处于领先地位的国家主要有德国、日本、美国、意大利等。 近年来，我国在高速超高速加工的各关键领域如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面也进行了较多的研究，但总体水平同国外尚有较大差距，必须急起直追。2超精密加工 超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本。这些国家的超精密加工技术不仅总体成套水平高，而且商品化的程度也非常高。 我国的研究，成绩显著。但总的来说，我国在超精密加工的效率、精度可靠性，特别是规格（大尺寸）和技术配套性方面与国外比，与生产实际要求比，还有相当大的差距。3. 特种加工及超精密加工技术发展趋势是：向更高精度、更高效率方向发展；向大型化、微型化方向发展；向加工检测一体化方向发展；机床向多功能模块化方向发展；不断探讨适合于超精密加工的新原理、新方法、新材料。结 论特种加工及其精密和超精密加工，是现代机械制造业最主要的发展方向之一,在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。我国的制造业发展已进入了高速发展阶段，中国民营企业已具备足够的经济实力来使企业迈向现代化，先进设备的引进和大量专业人才的涌入使许多沿海地区的制造业水平迅速提高