现代加工技术与传统机械制造方法的研究与分析

朱　建

（硅湖职业技术学院，江苏昆山　215332）



现代加工技术与传统机械制造方法的研究与分析

朱建

（硅湖职业技术学院，江苏昆山215332）

摘要：现代特种加工机理以熔化、气化、溶解、剥离为主，多数为非接触加工。在难加工材料、复杂型面、精细表面和模具等加工领域已成为无法替代的加工方法。目前这一技术正向着自动化、柔性化、精密化、集成化、智能化方向发展，现有工艺不断完善，新的特种加工技术不断涌现，应用领域正在进一步拓宽。

关键词：现代加工技术；特种加工；机械制造；作用原理

1　传统机械加工技术特点与分类

传统机械加工通过刀具与工件之间强大的机械作用力去除材料，使材料成型。机械加工装备需要完成制造毛坯、适当热处理、去除材料、材料成型、装配等过程。传统机械加工为冷加工，包括车削、铣削、刨削、磨削、钻削、插齿、冲压、注塑加工等。通常，为提高机械材料的表面质量或硬度，需要对半加工或加工零件进行热处理，这是一种冷加工与热加工结合的加工方法。结合各种机械加工特点，阐述3种传统机械加工特点。

（1）车削加工技术。车削在车床上进行，有卧式车床与立式车床之分。车削加工中工件随着机床主轴旋转形成主切削运动，刀具的移动决定了工件的形状，如刀具沿主轴方向移动时，切削外圆面，使工件半径减小。车削可以完成简单表面加工，精度较低，表面质量相对较低。

（2）铣削加工技术。铣削加工在铣床上进行，分为立式铣床、卧式铣床、圆周铣床等。铣床的主运动为刀具的旋转运动，可以完成端面、圆周、平面的铣削加工，按照进给方向又可分为顺铣和逆铣。铣削加工可以获得相对高的加工精度和表面质量。

（3）磨削加工技术。磨削加工在磨床上进行，磨削加工应用范围广，加工精度和表面质量均较高。磨削加工通过砂轮对工件表面进行加工，砂轮的旋转运动为主运动。磨削加工通常为机械工艺的精加工工序，对工件磨损小，加工质量高。

2　现代加工技术特点与分类

2.1现代加工方法特点

相对于机械加工，现代特种加工主要利用电能、电化学能、声能、光能、热能等去除材料，而不是主要依靠机械能。由于现代加工利用非机械能，工具硬度可以低于被加工材料的硬度，而且，加工过程中工具和工件之间不存在显著的切削力。现代特种加工对机械制造产生的影响和技术变革，对零件材料、工艺路线规划、零件的结构工艺性均产生了影响：

（1）提高多数材料的可加工性。机械制造刀具如金刚石、硬质合金硬度较高，传统的机械作用力无法使其成型，属难加工材料。在特种加工中，金刚石可以通过电火花、点解等多种方法使其成型，工件的材料不再受硬度、强度、塑韧性等性能的影响。为了减小工件的应力集中，传统的机械加工存在缺陷，如拉刀刀齿易磨损，排屑不利，效率较低。但是采用电解技术，刀具尖角部分会圆整，这样既减小了应力集中又减小了刀具磨损，加工效率高。

（2）改变零件的典型工艺路线与生产周期。传统机械加工中，切削加工、成型加工等工序完成后才能进行热处理，工艺人员需要把握每一道工序，不能改变。但是现代特种加工中，材料硬度任意，减少甚至免除了加工后热处理所引起的工件热变形问题。例如，电火花线切割、电火花成型加工、点解加工等是先进行淬火后再进行加工。对于微小平面或复杂曲面，现代加工技术不需要进行机床夹具设计、模具设计及制造等过程。

2.2现代加工技术分类

按照现代特种加工的能量形式、作用原理可以大致将现代加工技术分类如表1所示。

表1　现代特种加工方法分类表

特种加工的成型原理不同，可以是材料堆积或者材料去除。现代加工技术在加工材料、加工能量、加工效率方面区别于传统机械加工，发挥着不可替代的作用。另外，机械材料的迅猛发展，对机械加工技术提出了更高的要求，现代特种加工为解决难切材料的加工问题、特殊和复杂表面形状的成型问题以及精密特殊零件的加工问题。

3　现代加工技术与传统制造对比

（1）高精度。精度是现代机械制造工艺的重要要求，尤其是在国防、科研、航空航天等领域中，对精度的要求更加严格。

（2）高效率。高效率能极大地提高加工速度，缩短加工周期，在冷加工工艺通常采用三种方式提高效率，使用陶瓷刀具、金刚石刀具、涂层刀具等加快切削速度。采用新的加工工艺如在加温和震动中切削。使用化学腐蚀、激光等方式进行加工、集中加工。将各类加工设备集于一体，在计算机的控制下完成切削加工。

（3）高柔性。柔性加工是机械制造发展的重要方向。柔性加工包括加工的灵活性、多适应性和加工品种的多样性等。

4　结语

特种加工机理以熔化、气化、溶解、剥离为主，多数为非接触加工。在难加工材料、复杂型面、精细表面和模具等加工领域已成为无法替代的加工方法，它是传统机械加工方法的有力补充和延伸，是制造技术中不可缺少的分支。在21世纪里，与当代高新技术密切结合的特种加工技术在制造领域将发挥更大的作用。目前这一技术正向着自动化、柔性化、精密化、集成化、智能化方向发展，现有工艺不断完善，新的特种加工技术不断涌现，应用领域正在进一步拓宽。

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

作者简介：朱建（1984-），男，江苏泰州人，大学本科，工程师，主要研究方向：机械加工、数控技术以及学生管理工作。

收稿日期：2016-01-13

中图分类号：TH16

文献标识码：A

文章编号：2095-980X（2016）02-0027-02