发信人: killest (矛盾), 信区: NTM
标  题: 国外特种加工技术最新进展[7]
发信站: 紫 丁 香 (Sun Jan  9 12:51:40 2000), 转信

4．超声加工
与电火花加工、电解加工、激光加工等特种加工技术相比，超声加工时既不依赖于
材料的导电性又没有热物理作用，这决定了超声加工技术在硬脆材料、尤其是在非
金属硬脆陶瓷材料加工的广泛应用。随着压电材料及电力电子技术的发展，微细超
声加工技术、旋转超声铣削技术、超声辅助特种加工技术及超声辅助机械加工技术
等成为当前超声加工研究领域的研究热点[54-57]。
在硬脆陶瓷材料的微细超声加工方面，目前的研究主要是针对微细孔和微三维结构
的加工上。1996年，日本东京大学生产技术研究所增泽隆久教授等人在超声加工机
床上，利用WEDG在线加工出微细工具，并成功地利用超声加工技术在石英玻璃上加
工出了直径为(15μm的微孔[57]，1998年又成功地加工出了直径为(5μm的微孔，
如图13所示，这是目前微细孔超声加工的最高水平。由于超声加工中的工具及加工
原理相对简单，因此配以适当的数控系统，借鉴数控铣削的方法，国外许多学者正
在开展三维轮廓微细旋转超声加工的研究[53,56]。由于半导体硬脆材料（如Si等
）在MEMS中的成功应用，加之超声加工对此类材料的适应性，微细超声加工技术有
望成为MEMS技术的有力补充。
超声加工本身的效率较低，因此其单独用于加工的场合并不多，但是超声振动带来
的一系列力学效应却是不容忽视的。利用超声振动所带来的均化和空化作用以及加
速度大的特点，超声电火花复合加工、超声电解加工、超声切削、超声研磨等复合
加工技术受到了广泛的关注[54,57，58]。

5．电解加工
电解加工是国防工业以及其它工业的关键制造技术之一，广泛应用于发动机叶片、
炮管、模具、电子零件、医疗器械等制造中。近年来国外在电解加工方面进行了一
些新的研究和尝试，并获得了很好的结果[59-64]。
在经典课题-阴极设计方面取得进展。据了解，基于有限元等数值方法的计算机辅
助阴极设计已经在美、英等国得到实际应用。它缩短了阴极制造周期和降低了复制
误差。不过，目前这些方法还仅能对阴极形状进行近似，起着减少阴极修整次数的
作用，一步到位还存在着很多困难。
脉冲电流电解加工在应用中的比份已逐渐增大。近些年生产的中小型商业机床已较
多地采用脉冲电源。在许多应用中，脉冲加工表现出更高的加工精度和更好的表面
质量。
采取与数控铣工作方式相仿的数控电解加工（图14）集成了电解加工的优点和数控
加工的柔性、自动化。由于不需要针对每一种新零件制造专用电极，因此缩短了生
产准备时间。另外，它的实际加工面积较小，因此降低了对电源容量的要求。当然
，这些优点是以降低加工速度为代价的。数控电解在过程控制、编程、减少杂散腐
蚀等方面还需要进行大量的研究工作。

电解复合加工方面的研究一直比较活跃。近年来受到广为瞩目的是电化学辅助精密
磨削（图15）与常规磨削不同之处在于采用了金属基磨轮和靠近磨轮设有一辅助电
极。在磨削过程中，充满了电解液的辅助电极和磨轮之间产生电解作用，去除了附
着在磨粒上的金属和磨轮基体金属，避免了砂轮堵塞和保持了磨轮的自锐，从而提
高磨削效率。

尚在进行中的一项研究是三维摇动电解刮削技术（图16）。这项技术采用强钝化电
解液，使被加工表面产生致密钝化膜。在加工中，表面附有磨料的三维形状电极进
行摇动和振动组合运动。被刮削到的工件表面裸露出新鲜表面，随之发生电解蚀除
。这样选择性地去除工件材料进行零件成型。

激光辅助电解液流加工的可行性已经被证实（图17）。在试验系统中，激光束与电
液流同轴射向工件。照射在加工区的激光束起到加速电化学反应的作用。对碳钢和
非钝化电解液的试验结果表明，激光辅助可以提高加工速度和减小杂散腐蚀。

与电火花成型加工和线切割加工相比，电解加工的发展缓慢而曲折，这与这项工艺
本身的特点、工业的需求程度、相关学科的发展、以及人们对它的了解密切相关。
电解加工在很多方面尚需要进一步提高，例如：过程监测和控制、缩短生产准备周
期、电解液处理、加工精度的改善等。电解加工被期待成为一个高度自动化和柔性
、高制造精度、环境友善的制造工艺。


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