摘要：現(xiàn)階段，先進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展，作為先進(jìn)制造技術(shù)中的重要的一部分，特種加工對(duì)制造業(yè)的作用日益重要。作者在本文中著重介紹了特種加工技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用，并且對(duì)什么是特種加工、特種加工的方法、種類(lèi)以及發(fā)展趨勢(shì)等做了概要描述。從而更加突出顯示了特種加工在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的重要地位，大力發(fā)展特種加工的必要性。

關(guān)鍵詞：特種加工 社會(huì)發(fā)展 作用  先進(jìn)制造技術(shù)

前言：

       什么是特種加工技術(shù)：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能以及特殊機(jī)械能等多種能量或其復(fù)合施加在工件的被加工部位上以實(shí)現(xiàn)材料切除的加工方法，從而實(shí)現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等的非傳統(tǒng)加工方法統(tǒng)稱(chēng)為特種加工。與傳統(tǒng)機(jī)械加工方法相比具有許多獨(dú)到之處：

       1) 加工范圍不受材料物理、機(jī)械性能的限制，能加工任何硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點(diǎn)金屬以及非金屬材料。

       2) 易于加工復(fù)雜型面、微細(xì)表面以及柔性零件。

       3) 易獲得良好的表面質(zhì)量，熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)等均比較小。

       4) 各種加工方法易復(fù)合形成新工藝方法，便于推廣應(yīng)用。

1 .特種加工產(chǎn)生背景

       20世紀(jì)50年代以來(lái)，航空航天工業(yè)、核能工業(yè)、電子工業(yè)以及汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，眾多產(chǎn)品均要求具備很高的強(qiáng)度重量比與性能價(jià)格比，有些產(chǎn)品則要求在高溫、高壓、高速或腐蝕環(huán)境下長(zhǎng)期而可靠地工作。為適應(yīng)這一要求，各種新結(jié)構(gòu)、新材料與復(fù)雜的精密零件大量出現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)形狀愈來(lái)愈復(fù)雜，材料性能愈來(lái)愈強(qiáng)韌，精度要求愈來(lái)愈高，表面完整性愈來(lái)愈嚴(yán)格……而使機(jī)械制造部門(mén)面臨一系列嚴(yán)峻的任務(wù)，為此，必須解決以下一些加工技術(shù)問(wèn)題：

       1.1 各種難切削材料的加工問(wèn)題  如硬質(zhì)合金、鈦合金、淬火鋼、金剛石、寶石、石英以及鍺、硅等各種高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、高脆性的金屬及非金屬材料的加工。

       1.2 各種特殊復(fù)雜表面的加工問(wèn)題  如噴氣渦輪機(jī)葉片、整體渦輪、發(fā)動(dòng)機(jī)匣、鍛壓模和注射模的立體成形表面，噴油嘴、柵網(wǎng)、噴絲頭上的小孔、窄縫等的加工。

       1.3 各種超精、光整或具有特殊要求的零件的加工問(wèn)題  如對(duì)表面質(zhì)量和精度要求很高的航空航天陀螺儀、伺服閥，以及細(xì)長(zhǎng)軸、薄壁零件、彈性元件等低剛度零件的加工。

       在生產(chǎn)的迫切需求下，人們通過(guò)各種渠道，借助于多種能量形式，探求新的工藝途徑，于是各種沖破傳統(tǒng)加工方法的束縛，不斷地探索、尋求新的加工方法，于是一種本質(zhì)上區(qū)別于傳統(tǒng)加工的特種加工便應(yīng)運(yùn)而生。目前，特種加工技術(shù)已成為機(jī)械制造技術(shù)中不可缺少的一個(gè)組成部分。

2 .發(fā)展過(guò)程

       特種加工技術(shù)的發(fā)展可以追溯到20世紀(jì)50年代。20世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)嶄新階段，特別是在新技術(shù)革命浪潮推動(dòng)下，生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展更為迅速。在許多工業(yè)部門(mén)特別是國(guó)防工業(yè)部門(mén)，高技術(shù)產(chǎn)品要求向高精度、高速度、高溫、高壓、大功率和小型化方向發(fā)展，對(duì)材料的要求越來(lái)越來(lái)高。相應(yīng)地涌現(xiàn)出大量的具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高硬度、高脆性和高純度等特殊性能的材料。為了滿足高技術(shù)產(chǎn)品的高性能要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀愈來(lái)愈復(fù)雜，對(duì)精度、表面粗糙度和表面質(zhì)量的特殊要求愈來(lái)愈高，特別是對(duì)表面完整性提出了更加嚴(yán)格的要求。

       50年代以來(lái)，航空航天技術(shù)迅猛發(fā)展，高性能的航空產(chǎn)品要求具有很高的強(qiáng)度重量比和性能價(jià)格比，而且要求在高溫、高壓、高速、大載荷和強(qiáng)腐蝕等苛刻的條件下長(zhǎng)期而可靠的工作。飛機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航空電子及儀表設(shè)備以及其他高技術(shù)武器裝備的工作條件隨著性能的提高而不斷惡化。為此高性能的飛機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等高新武器裝備，必須不斷發(fā)展和采用新結(jié)構(gòu)和新材料?，F(xiàn)代高性能的飛機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)上大量采用了鈦合金、復(fù)合材料、粉末冶金和定向凝固高溫合金材料。在高性能 戰(zhàn)斗機(jī)上鈦合金用量已經(jīng)達(dá)到30%以上如F-22戰(zhàn)斗機(jī)鈦合金用量已經(jīng)達(dá)到36%、碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料用量達(dá)到25%，而且先進(jìn)復(fù)合材料的用量在先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)上有不斷增加的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)到2000年的高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)材料中超級(jí)合金、粉末冶金和定向凝固合金的結(jié)構(gòu)重量約占55%，復(fù)合材料用量約占20%，鈦合金重量約占10%高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼用量占15%，陶瓷材料占2%。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件將繼續(xù)發(fā)展高溫高強(qiáng)高韌合金特別是各向異性的超級(jí)耐熱合金、熱障陶瓷涂層材料、陶瓷結(jié)構(gòu)材料。渦輪葉片已廣泛采用定向凝固、單晶合金、快速凝固合金、粉末冶金合金和陶瓷材料；正在研制陶瓷和陶瓷基復(fù)合材料的渦輪葉片。為了提高和確?，F(xiàn)代飛機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、可靠性和嚴(yán)格的質(zhì)量要求采用了大量的新型結(jié)構(gòu)。如根據(jù)高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)效率的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，大量采用整體結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)、鈑金焊接結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的冷卻結(jié)構(gòu)。推重比20發(fā)動(dòng)機(jī)將采用整體鼓筒式全復(fù)合材料壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以減輕結(jié)構(gòu)重量；上述新材料和新結(jié)構(gòu)的大量采用使得高性能飛機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等現(xiàn)代武器裝備的可加工性和可生產(chǎn)性急劇惡化，對(duì)制造技術(shù)提出更加苛刻的要求。

       許多新型材料和新型結(jié)構(gòu)采用常規(guī)加工方法是難以加工甚至是根本無(wú)法加工的。為此必須解決：①難加工材料的加工；②復(fù)雜型面的加工；③高精密表面的加工(微米級(jí)、納米級(jí)精度；表面粗糙度Ra≤0.01μm)；④特殊要求零件的加工(壁厚≤0.1mm薄壁和彈性零件等)。20世紀(jì)50年代以來(lái)國(guó)外工業(yè)界通過(guò)各種渠道，借助各種能量形式，探尋新的加工途徑，相繼推出了多種與傳統(tǒng)加工方法截然不同的新型的特種加工方法，如電火花加工、電解加工、化學(xué)加工、超聲波加工以及高能束加工等。20世紀(jì)70年代以來(lái)，以激光、電子束、離子束等高能束流為能源的特種加工技術(shù)獲得了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。目前以高能束流為能源的特種加工技術(shù)和數(shù)控精密電加工技術(shù)已成為航空產(chǎn)品制造技術(shù)群中不可缺少的分支。在難加工材料、復(fù)雜型面、精密表面、低剛度零件及模具加工等領(lǐng)域中已成為關(guān)鍵制造技術(shù)。特種加工技術(shù)的發(fā)展和擴(kuò)大應(yīng)用大大促進(jìn)了航空產(chǎn)品的發(fā)展，使一些先進(jìn)的高性能飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)載設(shè)備的制造和生產(chǎn)得到可靠的保證。國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，沒(méi)有先進(jìn)的特種加工技術(shù)，現(xiàn)代高性能航空產(chǎn)品難以制造和生產(chǎn)。因此先進(jìn)的特種加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是與現(xiàn)代航空技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，國(guó)內(nèi)外對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給予了高度重視。

3.結(jié)論

       因此特種加工的產(chǎn)生極大的促進(jìn)了航空航天工業(yè)、核能工業(yè)、電子工業(yè)以及汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。而航空航天工業(yè)、核能工業(yè)、電子工業(yè)以及汽車(chē)工業(yè)則在20世紀(jì)對(duì)人類(lèi)的發(fā)展起了不可替代的作用?？梢赃@樣說(shuō)特種加工不僅僅是改變了機(jī)加工的形式而且極大地促進(jìn)了人類(lèi)的發(fā)展。

       可以預(yù)見(jiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，特種加工必將不斷完善和迅速發(fā)展，反過(guò)來(lái)又必將推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，并發(fā)揮愈來(lái)愈重要的作用。

參考文獻(xiàn)

1．  高長(zhǎng)水等編寫(xiě)現(xiàn)代工程訓(xùn)練教程《特種加工》     東南大學(xué)出版社      2001年

2．孔慶華，《特種加工》                          同濟(jì)大學(xué)出版社      1998年