了解非传统加工工艺
非传统机械加工又称“非常规机械加工”或“现代机械加工方法”，是一种利用电、热、光、电化学能、化学能、声能和特殊机械能去除、变形、改变属性或板材。
钻孔、镗孔、切削、铣削和其他常规加工过程是使用具有切削刃的传统工具进行的。尽管这些传统的加工方法是加工过程的基础，但随着技术和时间的进步，它们已经过时了。
在本文中，您将了解非传统加工工艺的定义、应用、图表、特点、类型、工作原理、优缺点。
什么是非传统加工？
非传统加工方法是克服传统加工缺陷的尖端技术。超声波加工、激光束加工、水射流加工、磨料水射流加工、电子束加工等都是这种加工工艺的例子。
在现代技术的帮助下生产物品时，它被称为非常规、非传统或现代加工工艺。该技术可用于加工由任何硬度、强度、韧性或脆性的金属或非金属材料制成的复杂、微表面和低刚度物体。一些超精加工、镜面精加工和纳米级（原子）加工技术都可以同时使用。
应用程序
非传统加工的应用非常广泛，因为有多种类型适合特定应用。以下是使用这些加工方法的一些领域。
一些加工工艺用于加工具有复杂形状的孔和型腔的模具和零件。用于加工具有不同材料特性的材料，硬质或脆性，如硬质合金和硬化钢。非常规加工用于制作深细孔、异形孔、深槽、窄缝、切薄片等。
- 与使用非传统加工程序铣削硬质表面的方式相同，设计模具时也使用非传统加工方法。非常规加工方法可用于加工无法使用典型程序加工的多种硬质金属。
- 为了在燃油喷射系统的喷嘴上钻出直径非常小的孔，汽车行业也使用了非传统方法。非传统加工方法也可用于加工齿轮。
- 为了在薄金属板上加工复杂的设计，需要使用许多非传统的加工工艺，例如激光束加工。
- 要切割玻璃、陶瓷和石英等易碎材料，可以使用非常规加工程序，例如喷砂机加工。
- 可以使用非常规加工工艺来加工切削刀具。
- 现代机械加工在航空航天工业中至关重要，因为它用于制造复杂的飞机零件。
特点
以下是非传统加工工艺的一些特点：
- 工具材料的硬度可能比工件材料低得多
- 电能、电化学能、声能或光能等能量可用于直接加工材料。
- 在加工过程中，机械力是不可见的，工件很少出现机械和热变形，这两者都有利于提高加工精度和工件表面质量。
- 可以选择多种方法组合，创建新的工艺方法，显着提高生产效率和加工精度。
- 几乎每一种新能源都开启了非传统加工新方法的可能性。
非传统加工工艺的类型
以下是非传统加工工艺的各种方法：
电火花加工 (EDM)：
电火花加工又称放电加工或电蚀加工，是一种利用浸入工作液中的两极之间的脉冲放电引起的电蚀，对导电材料进行蚀刻的非传统加工技术。该工艺使用的基本设备是电火花加工机床。以下是电火花加工的一些特点：
- 无切削力加工；
- 无毛刺、刀痕、凹槽等缺陷。
- 能够加工传统加工方法难以切削的材料和形状复杂的工件
- 工具电极材料不需要比工件材料硬；
- 采用电加工时自动化很简单；
- 在某些应用中，处理后表面形成的变质层需要进一步去除。
- 工作液净化处理过程中产生的烟雾污染难以处理
应用：
以下是非传统加工工艺的应用：
- 在模具和零件中加工形状复杂的孔和型腔；
- 可加工各种硬脆材料，例如硬质合金和硬化钢。
- 加工精细深孔、弯孔、深槽、窄缝、薄片等
- 切割工具、样板和螺纹环规等切割和测量仪器均可加工。
EDM示意图：
电解加工：
根据电解过程中阳极溶解的原理，借助模压阴极，将工件加工成特定的形状和尺寸。电解加工为难加工材料、复杂形状和薄壁产品提供了显着优势。枪管膛线、刀片、整体叶轮、模具、异形孔和零件、倒角和去毛刺都是电解加工的例子。电解加工技术在众多产品的加工中发挥了重要的作用，如果不是不可替代的话。
优点：
- 范围广泛的加工服务。电化学加工可以处理几乎所有的导电材料，而不会影响强度、硬度或韧性等机械或物理质量，并且加工后材料的金相组织大多不受影响。它经常用于加工硬质合金、高温合金、硬化钢、不锈钢和其他难以加工的材料。
- 高制造率
- 卓越的加工质量，尤其是在表面上。
- 可用于加工可变形零件和薄壁。
- 在电化学加工过程中，刀具与工件无接触，无机械切削力，无残余应力和变形，无毛刺和飞边。
缺点：
- 加工精度和加工速度低。
- 加工成本高。每件商品的额外成本越高，批量越小。
电解加工示意图：
激光加工
为了实现机械加工，激光通过透镜聚焦后利用光能在焦点处达到高能量密度，使材料熔化或汽化，并在很短的时间内将其去除。激光加工具有减少材料浪费、大规模制造中可见的成本效应以及切割对象的高度灵活性等优点。激光技术在欧洲多用于焊接高档车体及底座、飞机机翼、飞船机身等独特材料。
激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔、微加工和光化学沉积、立体光刻、激光蚀刻和其他激光加工方法是最常用的应用。
激光加工示意图：
电子束加工
利用高能会聚电子束的热效应或电离效应对材料进行加工称为电子束加工 (EBM)。能量密度高、熔深强、一次性熔化深度范围大、焊缝宽度比大、焊接速度快、热冲击区小、操作变形小等优点。
电子束加工的加工材料多种多样，切削面积可以很小。加工精度可以以纳米为单位测量，允许进行分子或原子加工。显着的生产力；机械加工污染小，但机械加工设备成本高。它可以用来制作微孔、小缝和其他复杂的形状。也可用于精细光刻和焊接。汽车制造业务中电子束加工的主要用途是真空电子束焊接桥壳技术。
离子束加工
在真空条件下，离子束加工是通过将离子源产生的离子流加速并集中到工件表面来完成的。由于离子流密度和离子能量的精确调节，可以完美调节加工效果，实现纳米级、分子级和原子级的超精密加工。离子束加工污染少、应力小、变形小，加工材料灵活，但成本高。
离子束加工可分两个阶段使用；蚀刻和涂层。
- 蚀刻加工：离子蚀刻用于加工陀螺仪的空气轴承和动压电机上的凹槽，具有高分辨率、精度和重复性。高精度图形的刻蚀，如集成电路、光电器件、光集成器件等，是离子束刻蚀的另一种应用。离子束蚀刻还可用于减薄材料以制作用于穿透式电子显微镜的标本。
- 离子束镀膜加工：离子束镀膜加工有溅射沉积和离子镀两种。金属或非金属表面可镀金属或非金属薄膜，各种合金、化合物或某些合成材料、半导体材料、高熔点材料也可镀上离子涂层。可采用离子束涂层技术涂覆润滑膜、耐热膜、耐磨膜、装饰膜和电工膜。
等离子弧加工
等离子弧加工是一种非传统的加工技术，它利用等离子弧的热能对金属或非金属进行切割、焊接和喷涂。它可以焊接箔片和薄板，并具有锁孔效应，允许单面焊接和双面自由成型。等离子弧具有高能量密度、高弧柱温度和高穿透能力。对于10-12mm厚的钢材，无需坡口，一步完成焊透和双面整形，焊接速度快，生产率高，应力变形小。由于设备复杂，使用气体较多，只适用于室内焊接。
广泛应用于工业生产，特别是用于焊接铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等军事应用和航空航天等尖端工业技术，钛合金导弹弹壳和部分飞机使用薄壁容器。
超声波加工
超声波加工是利用超声波频率作为小振幅振动的工具，通过工件与工件之间的液体中的自由磨料对被处理表面进行冲压，超声波加工使工件表面逐渐产生裂纹。穿孔、切割、焊接、嵌套和抛光都是超声波加工的常见应用。可以加工任何材料，但特别适合切割各种硬、脆的非导电材料，具有高精度和卓越的表面质量，但加工速度低。
穿孔（包括圆孔、异形孔和弯孔等）、切割、开槽、套料、各种硬脆材料的雕刻，如玻璃、石英、陶瓷、硅、锗、铁氧体、宝石、玉石、小零件批量去毛刺、模具抛光表面、砂轮修整等都是超声波加工的例子。
化学加工
为了获得所需的工件形状、尺寸或表面，化学加工使用酸、碱或盐溶液来腐蚀或溶解零件的材料。该加工方法非常适合在薄壁物体上减薄大面积和切割复杂的孔。适用于大面积加工，一次可加工多个零件；它可以加工任何可以切割的金属材料，没有硬度和强度。无拉力、裂纹、毛刺，表面粗糙度达到Ra1.252.5m，使用简单，不能加工窄槽、孔，不适合去除表面粗糙、划痕等缺陷。
快速原型制作
现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术、新型材料技术等都被用来开发和结合RP技术。由于成型材料不同，几种类型的快速成型系统具有不同的成型原理和系统特征。然而，底层技术保持不变：“层层制造，层层叠加”。它类似于数学中的积分过程。从外观上看，快速成型技术类似于“3d打印机”。
它可以直接接收产品设计 (CAD) 数据并快速生产新的产品样品、模具或模型，而无需模具、刀具或夹具。因此，RP技术的广泛采用和部署可以显着减少开发新产品所需的时间，节省开发费用，提高开发质量。这就是RP技术对制造业务的革命性意义，从传统的“消除技术”到今天的“增长方式”，从模具生产到无模具制造。快速成型技术可应用于航空、航天、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军工装备、工业造型（雕塑）、建筑模型、机械制造等多种行业。
观看下面的视频，了解有关非传统加工工艺的更多信息：
非传统加工方法的优缺点
优点：
以下是非传统加工方法在各种应用中的优势。
高精度 :准确性是当今企业的主要关注点，无论是小型企业还是大型企业。与使用非传统加工方法制成的物品相比，传统加工方法产生的结果不太准确。非常规加工由于精度高，适用于现代，可替代传统加工技术。
噪音更小 ：因为非传统的加工工艺是传统加工方法的更好替代，它们有助于减少周围环境的噪音污染。由于这个过程是无声的，某些非传统的机械加工工厂可以设在居民区。
高产量 ：与传统的加工程序相比，现代或非常规的加工方法提高了产出率。这是因为非传统方法比传统方法运行得更快、更准确。
减少废品 ：在旧设备上工作使得废品控制极其困难。芯片必须按时处理，这需要更多的努力。另一方面，非传统的加工技术要么不产生废物，要么产生易于处理和处置的微量垃圾。
工具无磨损 ：在非传统的加工程序中，刀具与工件之间没有接触，不会造成刀具磨损。这消除了工具故障的可能性并防止工具磨损。
缺点：
尽管非常规加工方法具有良好的优势，但仍然存在一些限制。以下是这种加工工艺在各种应用中的缺点。
初始成本高 ：因为它包含许多与机械部件一起运行的电气部件，因此建立非传统机械加工工厂的初始成本高于典型机械加工工厂的成本。小公司和山寨公司也因此无法使用。
高功率要求 :非传统机械加工厂比标准机械加工厂需要更多的电力。这是由于刀具与工件之间缺乏接触，需要使用更多的能量来加工刀具表面。
复杂的机制 ：与典型的加工程序相比，非传统的加工工艺具有更复杂的机制。非传统的加工方法要求操作员有足够的技能来处理所涉及的程序。如果工厂因任何原因出现故障，则需要高技能的专业人员进行维修。
降低金属去除率 ：与标准加工程序相比，非传统加工方法的金属去除率较低。因此，非传统程序不适用于大型产品。
不适用于软质材料 ：非传统加工方法的切削作用通常是由工件温度的局部升高引起的。因此，该方法不适用于切割橡胶或塑料等软材料，因为工件会被烧毁。
结论
非传统机械加工又称“非常规机械加工”或“现代机械加工方法”，是一种利用电、热、光、电化学能、化学能、声能和特殊机械能去除、变形、改变属性或板材。加工方法包括电火花加工、电解加工、激光加工、EBM加工、离子束加工等。非传统加工方法的定义、应用、特点、种类、加工方式、优缺点等就是本文的全部内容。
我希望你从阅读中得到很多，如果有，请与其他学生分享。感谢阅读，再见！
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