2023特種加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀深度調(diào)研

• 黃文玉 2023年4月23日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 743 44
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隨著我國工業(yè)技術(shù)的逐步提高，越來越多的設(shè)備采用新結(jié)構(gòu)、新材料、復(fù)雜形狀的精密零件，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法難以達(dá)到技術(shù)要求。特種加工是利用電能、熱能、光能等物理能、化學(xué)能以及其組合等，實(shí)現(xiàn)去除材料、材料變形及性能改變等非常規(guī)的加工方法。

特種加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

隨著我國工業(yè)技術(shù)的逐步提高，越來越多的設(shè)備采用新結(jié)構(gòu)、新材料、復(fù)雜形狀的精密零件，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法難以達(dá)到技術(shù)要求。特種加工是利用電能、熱能、光能等物理能、化學(xué)能以及其組合等，實(shí)現(xiàn)去除材料、材料變形及性能改變等非常規(guī)的加工方法。隨著精密細(xì)小、形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊零件的應(yīng)用越來越多，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)特種加工技術(shù)的需求越來越廣泛，特種加工技術(shù)已成為零件制造的重要工藝技術(shù)手段。

根據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)特種加工機(jī)床分會(huì)對(duì)全國電加工機(jī)床行業(yè)22家重點(diǎn)骨干企業(yè)經(jīng)營數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計(jì)，2019年電加工機(jī)床銷售總量為14065臺(tái)，與2018年相比下降了18.6%。從各類電加工機(jī)床銷量來看，電火花線切割機(jī)床仍是電加工行業(yè)應(yīng)用市場的絕對(duì)主力軍，占比超過市場份額的70%。其中往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床的銷量為單向走絲電火花線切割機(jī)床的6.7倍，占整個(gè)銷售量的60%以上，銷售額與單向走絲電火花線切割機(jī)床平分秋色。

隨著我國工業(yè)水平的提高，對(duì)于機(jī)械制造的工藝水平以及加工質(zhì)量有了更高的要求，只要滿足加工精度和質(zhì)量，才能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量。與傳統(tǒng)的切削加工工藝相比而言，特種加工技術(shù)能夠借助光能、化學(xué)能、物質(zhì)動(dòng)能以及電化學(xué)能的優(yōu)勢，加工技術(shù)更加科學(xué)合理。

在我國的航空航天以及其他國防工業(yè)部門中，對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求向高精度、高速度、高溫、高壓以及小型化方向發(fā)展，并且對(duì)材料的要求越來越高，復(fù)雜的零件形狀以及對(duì)精度的高要求，這些是傳統(tǒng)工藝技術(shù)難以滿足的。而利用特種加工技術(shù)，結(jié)合各種先進(jìn)的能量形成的工藝方法，可以有效解決這些問題。現(xiàn)階段，特種加工技術(shù)已經(jīng)在我國航空航天、醫(yī)療、國防等各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，加工的產(chǎn)品精度和質(zhì)量都能夠達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，為我國的工業(yè)發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。

特種加工行業(yè)分類

特種加工技術(shù)主要是利用電能、化學(xué)能、聲能、光能等或者將幾種能量進(jìn)行組合應(yīng)用，去除加工工件上多余的材料，特種加工技術(shù)在高硬度、高精度材料加工中比較適用，能夠發(fā)揮較好的效果。在實(shí)際生產(chǎn)中，特種加工的分類和應(yīng)用主要有電火花加工、電火花線切割、電化學(xué)加工、超聲以及激光幾種。

(1)電火花加工。電火花加工的原理是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用，蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法。這種特種加工方法比較適用于形狀復(fù)雜的型孔、型腔零件加工，加工質(zhì)量較好，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工處理，在硬質(zhì)合金和淬火鋼，深細(xì)孔和深槽等工件中都得到了良好的應(yīng)用，加工精度高，質(zhì)量好。

隨著電火花特種加工技術(shù)的不斷發(fā)展，在理論和工藝上都得到了較大的進(jìn)步。在理論方面，主要是針對(duì)工作液、極間氣泡以及等離子通道等方面進(jìn)行研究，通過理論研究發(fā)現(xiàn)工作液的作用主要是冷卻放電通道，然后將加工過程中產(chǎn)生的電蝕產(chǎn)物帶走，以免粘附于電極表面而影響加工效果。在理論研究的基礎(chǔ)上，實(shí)踐應(yīng)用方面的研究也有進(jìn)一步的進(jìn)展，加工中使用的工作液采用特制的電解液，然后使用電弧放電和火花放電的方式去除工件材料，經(jīng)過實(shí)踐應(yīng)用表明，這種加工方法比傳統(tǒng)的銑削加工的效率要高很多。

(2)電火花線切割加工。電火花線切割又稱為線切割技術(shù)，所謂的線切割就是利用細(xì)金屬絲作為電極，通過細(xì)金屬絲的連續(xù)移動(dòng)，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電，從而達(dá)到蝕除金屬、切割成型的目的。利用電火花線切割加工技術(shù)，電極比較簡單，對(duì)于厚度較小的薄板加工精度較高，可在加工樣板、凸輪和精密儀器中應(yīng)用，能取得較好的加工效果。

在實(shí)際應(yīng)用中，還可以使用雙線電火花線切割電解復(fù)合加工技術(shù)，在對(duì)太陽能硅片進(jìn)行切割以及進(jìn)行制絨處理時(shí)，可達(dá)到厚度薄、切縫窄的效果，還能夠直接獲取絨面結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生裂紋的幾率較小，效率較高。電火花線切割加工技術(shù)可以有效解決加工材料的脆度、硬度和強(qiáng)度對(duì)加工工藝的影響，可取得比較理想的效果。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年特種加工產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及未來發(fā)展現(xiàn)狀趨勢預(yù)測報(bào)告》顯示：

(3)電化學(xué)加工。電化學(xué)加工主要是利用電化學(xué)反應(yīng)來對(duì)金屬材料進(jìn)行加工的方法。在進(jìn)行電化學(xué)加工時(shí)，工件與直流電源的連接作為陽極，而工具接陰極，控制加工的電流，就可完成加工。因?yàn)樵谶M(jìn)行電化學(xué)加工時(shí)，電流需要通過電解液才能夠形成溶解來蝕除金屬，所以一般能夠?qū)щ姷牟牧隙伎梢允褂秒娀瘜W(xué)的工藝方法來進(jìn)行加工，不會(huì)受到材料的硬度、韌性的限制。使用電化學(xué)工藝加工，因?yàn)榧庸み^程中不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械力，所以工件不需要承受力和熱的作用，這樣加工的工件就不會(huì)產(chǎn)生變形和殘余應(yīng)力，加工后的工件表面粗糙度較好，對(duì)于加工過程中比較容易變形或者薄壁件比較適用。這種高效率的加工方式，操作上相對(duì)比較簡單，因?yàn)槭呛唵蔚闹本€進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所以可一次加工出比較復(fù)雜的型腔、型面和型孔，加工速度也要比電火花高很多，可進(jìn)行大批量的生產(chǎn)作業(yè)。

(4)激光加工。激光加工主要是利用能量密度較高的激光束來照射工件，被照射的部位就會(huì)瞬間融化或者蒸發(fā)，這些熔融的物質(zhì)在沖擊波的作用下會(huì)被噴射出去，從而完成加工。激光加工還可以利用能量密度較小的激光束對(duì)工件進(jìn)行焊接，因?yàn)槟芰枯^小，所以被加工部位的材料會(huì)產(chǎn)生熔融黏合的效果，從而完成焊接作業(yè)。

因?yàn)榧す饧庸な抢眉す馐圆恍枰毒撸粫?huì)與加工材料相接觸，即不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械力和變形。因激光束的能量密度較高，所以對(duì)于金屬和非金屬材料都可以進(jìn)行加工。因?yàn)樗俣瓤欤约庸ば蕵O高。激光束加工的熱影響的區(qū)域較小，所以產(chǎn)生熱變形的幾率很小，對(duì)于加工的精度較高，工件表面粗糙度很小。

特種加工行業(yè)未來發(fā)展趨勢預(yù)測

特種加工技術(shù)在高硬度、高精度材料加工中能夠發(fā)揮較好的效果，廣泛應(yīng)用于航空、航天、機(jī)械、微電子工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域。常用類型有:電火花加工、電化學(xué)加工 (電解加工) 、高能束加工及超聲加工。隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，需采用特種加工技術(shù)來制造相關(guān)的儀器、設(shè)備和產(chǎn)品，特種加工技術(shù)不僅促進(jìn)了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域里也將發(fā)揮著愈來愈重要的作用，特種加工技術(shù)既有廣大的社會(huì)需求，又有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/strong>

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