浅谈特种加工技术
【摘要】随着现代科技的不断发展以及社会的需求，对于工业上的要求在不断的改变中，而特种加工技术的发展给工业上的要求提供了极大的帮助。特种加工应用范围广，能够为一些加工提供很大的帮助
【关键词】激光加工数控电火花线切割 激光加工技术的应用
激光束具有单色性好、能量密度高、空间控制性和时间控制性良好等一系列优点,目前它已广泛应用于材料加工等领域。激光加工的行业包括汽车制造、航天航空、电子、化工、包装、医疗设备等。与计算机数控技术相结合,激光加工技术已成为工业生产自动化的关键技术,拥有普通加工技术所不能比拟的优势。例如激光加工为
激光束具有单色性好、能量密度高、空间控制性和时间控制性良好等一系列优点,目前它已广泛应用于材料加工等领域。激光加工的行业包括汽车制造、航天航空、电子、化工、包装、医疗设备等。与计算机数控技术相结合,激光加工技术已成为工业生产自动化的关键技术,拥有普通加工技术所不能比拟的优势。例如激光加工为非接触式加工、速度快、无噪声、可实现各种复杂形状的高精度加工目的,且无通常意义上的\刀具\磨损,无需更换\刀头\。我国激光加工市场前景广阔,预计平均每年以20-30%的速率递增。 一、 多支PCB激光微通道打孔技术
近年来,激光技术已经广泛应用于高密度印刷线路板微通道打孔及芯片封装设备中,最新的世界微通道打孔信息显示,每年有超过300,000万平方米的高密度多层印刷线路板是用激光来打孔的。用于PCB微通道打孔的早期激光打孔设备是单头的UVYAG激光器或单头的C02激光器随着微通道打孔产量的要求不断提高,许多生产厂家开始研制双头激光打孔设备。目前市场上主要的三种双头激光打孔设备:双头C02激光系统、双头UV激光系统、混合激光系统(UV和C02)。
有两种比较经济实用的激光技术用于PCB板的微通道打孔;C02激光,波长在远红外区域,打孔直径〉100微米。W激光波长在紫外区域,广泛用打孔的直径〈100微米,甚至孔径缩小到〈50微米的情况。在紫外激光技术中,半导体泵浦UV激光器已经成为工业用标准激光器,它可提高传输到工件表面的单脉冲能量。 二、激光焊接塑料
1.激光焊接塑料的优点随着塑料在汽车、医疗设备及电子等行业的零部件设计、制造上日趋广泛的使用大功率光纤激光塑料焊接系统可完全满足塑料制品的加工过程中快速有效干净的塑料的使用,大功率光纤激光塑料焊接系统可完全满足塑料制品的加工过程中快速、有效、干净的塑料焊接方式。
目前国内市场上普遍使用的塑料焊接技术主要有振动摩擦焊接、热板式塑料焊接及超声波焊
接等。主要用于连接敏感性塑料制品(含有线路板)、具有复杂几何形状的塑料件以及有严格洁净要求的塑料制品(医药设备)等等。光纤激光焊接塑料技术主要有以下几方面的优点： (1)能生成精密、牢固和密封(不透气和不漏水)的焊接,树脂降解少、产生的碎屑少。 (2)易于控制,具有良好的适应性,可焊接尺寸小或外形结构复杂的工件。 (3)极大地减小了制品的振动应力和热应力。
(4)能够将许多种类不同的材料焊接在一起。激光塑料焊接技术在欧美等发达国家已经得到了一定的应用,我国在这方面尚是空白。 2.塑料激光焊接用的焊接方法
激光焊接塑料的基本原理是,两种塑料在低压力下被夹紧在一起,激光穿过一个制品,然后被另外一个制品吸收,吸收激光能量的制品将光能转化为热能,在塑料的接触面熔化,形成一个焊接区。
常用的焊接方法主要有：
a.激光束沿着焊缝处快速扫描,达到焊接的目的。 b.通过光学元件将激光束整形,同时在焊缝处产生热量。
c.照射掩膜焊接,激光束仅加热制品上没有被掩膜遮住的部分,可以快速焊接复杂的焊缝。 d.激光束固定,塑料工件置于受程序控制的多维可移动的工作台上。 三、大功率光纤激光器在船舶 制造业中的应用
1.激光加工技术在造船工业中应用的优势造船工业中激光加工主要优点： (1)船舰载重量日益坛加,要求使用非常薄的平板,激光焊接避免了加工时的热影响; (2)激光可以采用光纤等灵活的输出方式,因此甲板、船体等大表面尺寸的工件加工可以不受工作台尺寸的影响。
(3)力日工非接触,速度快,边缘光滑,高度自动化,大大降低造船成本及时间。 2.国内外的发展现状
欧美及日本主要的大型船厂已大量采用激光加工技术。目前美国、欧洲等地区正在进行大功率光纤激光工业加工设备的开发,正在开发的有2KW、6KW输出的工业级光纤激光器的加工设备的二次开发。我国已开发出了中小功率系列工业光纤激光设备,但大功率光纤激光器工业加工应用尚是空白,在我国造船工业中几乎还没有使用激光加工技术。 数控电火花线切割
一：数控电火花线切割机床及编程简介
数控电火花线切割机床既是数控机床，又是特种加工机床，它区别于传统机床部分是： 1.数控装置和伺服系统，
2.不是依靠机械能通过刀具切削工件，而是以电、热能量形式来加工。 电火花加工在特种加工中是比较成熟的工艺。
在民用，国防生产部门和科学研究中已经获得了广泛应用，其机床设备比较定型，且类型较
多，但按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途等来分，大致可以分为六大类，其中应用最广，数量较多的是电火花成型加工机床和电火花线切割机床。我们这里介绍电火花线切割机床。
电火花线切割加工是在电火花加工基础上用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切割，有时简称线切割。
控制系统是进行电火花线切割加工的重要组成部分，控制系统的稳定性、可靠性、控制精度及自动化程度都直接影响到加工工艺指标和工人的劳动强度。 一．数控加工和特种加工机床的种类 数控加工机床分类有两种方法：
1.按控制系统分类有点位控制、直线控制、连续控制三种， 2.按伺服系统分类有开环、半闭环、闭环控制系统。
传统的切削加工方法主要依靠机械能来切除金属材料或非金属材料。随着工业生产和科学技术的发展，产生了多种利用其他能量形式进行加工的特种加工方法，主要是指直接利用电能、化学能、声能和光能等来进行加工的方法。在此，机械能以外的能量形式的应用是特种加工区别于传统加工的一个显著标志。
新的能量形式直接作用于材料，使得加工产生了诸多特点，例如，加工用的工具硬度不必大于被加工材料的硬度，这就使得高硬度、高强度、高韧性材料的加工变得容易；又如，在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力，从而使微细加工成为可能。正是这些特点，促使特种加工方法获得了很大的发展，目前已广泛应用于航空航天、电子、动力、电器、仪表、机械等行业。
特种加工种类主要按其能量来源和工作原理的不同分类，主要有： 电、热能：电火花加工，电子束加工，等离子束加工； 电、机械能：离子束加工； 电、化学能：电解加工、电解抛光；
电、化学、机械能：电解磨削、电解珩磨、阳极机械磨削； 光、热能：激光加工； 化学能：化学加工、化学抛光； 声、机械能：超声波加工；
机械能：磨料喷射加工、磨料流加工、液体喷射加工。 电子束和离子束加工以及同时用几种加工方式的复合加工。 二．电火花线切割加工原理和必备条件
电火花线切割加工是利用工具电极（钼丝）和工件两极之间脉冲放电时产生的电腐蚀现象对工件进行尺寸加工。电火花腐蚀主要原因：两电极在绝缘液体中靠近时，由于两电极的微观表面是凹凸不平，其电场分布不均匀离得最近凸点处的电场度最高，极间介质被击穿，形成放电通道，电流迅速上升。在电场作用下，通道内的负电子高速奔向阳极，正离子奔向阴极