当前位置：首页 > 实用文档 > 其他范文> 微机械制造工艺及其应用

微机械制造工艺及其应用

时间：2022-06-02 02:18:46 其他范文收藏本文下载本文

微机械制造工艺及其应用（共10篇）由网友“管他冬夏与春秋”投稿提供，下面就是小编整理过的微机械制造工艺及其应用，希望大家喜欢。

微机械制造工艺及其应用

篇1：微机械制造工艺及其应用

摘要：在我国制造行业飞速发展的过程中，微机械制造工艺已经在各个行业领域之中得到了广泛的应用，而这一制造体系本身也是目前人类社会极为尖端的制造技术，能够体现出各个国家目前在高精度生产上的水平。

本篇文章主要针对为机械制造工艺以及实际应用进行了全面详细的探讨，以期为机械制造工艺的发展最出贡献。

关键词：LIGA技术;准LIGA技术

在当前的机械制造技术中，微机械制造工艺属于精度极高的生产体系，其生产精度能够达到微米级别。

该技术最早就是从硅基电路生产技术所中所脱离出来的，该技术的应用对于某些行业的制造发展来说，起到了至关重要的作用。

下文主要针对微机械制造工艺以及应用进行了全面详细的探讨。

一、微机械制造工艺及应用

1.微机械蚀刻技术

微机械生产技术在集成电路生产的使用过程中，相应的加工工艺实际上只需要对于深度在10微米左右的硅片表面加以考虑，但是在对于微机械结构元件进行加工的过程中，必须要完全穿越整个硅片的厚度进行三维式的加工。

同时，依据所使用的蚀刻剂不同，所使用的蚀刻方式也分为湿法蚀刻、干法蚀刻。

在干法蚀刻的过程中，主要是采取各向同性的蚀刻方式，在有需要的情况下，也可以各向异性蚀刻;而湿法蚀刻，实际上就是在蚀刻剂为液体的情况下称之为湿法蚀刻。

在执行各向异性蚀刻工作的过程中，由于单晶硅的原子结构的复杂原因，导致晶面所呈现出的腐蚀速率有着较大的差异性，而在对于晶面的硅衬底采取各项异性腐蚀措施时，会直接沿着晶面停蚀，而面与面之间将会形成一个54.75°的夹角。

而在对于这类型的蚀刻速度以及结晶面所存在的关系加以利用之后，能够促使硅衬底得以加工出多种不同形式的结构。

2.硅表面微机械制造工艺

硅表面微机械制造工艺是微机械器件完全制作在晶片表面而不穿透晶片表面的一种加工技术。

一般来讲，微机械结构常用薄膜材料层来制作，常用的薄膜层材料有：多晶硅、氮化硅、氧化硅、磷硅酸盐玻璃(PSG)、硼硅酸玻璃(BPSG)和金属。

为了制造复杂的微结构，这种薄膜层采用PVD或CVD方法在硅片上沉积，并利用光刻工艺和化学或物理腐蚀工艺来进行结构制造。

在这里，牺牲层起了非常重要的作用。

牺牲层的作用就是在连续加工形成结构层的过程中使结构层与衬底隔开。

牺牲层厚度一般为1一2μm，但也可以更厚些。

沉积后，牺牲层被腐蚀成所需形状。

利用表面微机械制造工艺，可以制造悬式结构，如微型悬臂梁、悬臂、微型桥和微型腔等。

3.LIGA工艺

LIGA工艺本身是属于一种通过X光射线进行三维微结构加工的微机械技术，在这一技术之中，实际上包含了X光深度同步辐射光蚀刻、电铸成型、注塑成型这三个主要的工艺步骤。

而LIGA技术本身实际上就是对于平面IC工艺中所涉及到光刻技术加以借鉴，但是相较而言，LIGA技术对于材料加工过程中所呈现出的深宽要远远大于标准IC生产技术中的薄膜亚微米光刻技术参数。

同时，所能够加工的厚度，也要高于平面工艺典型值2μm的标准;此外，LIGA工艺还可以有效的针对非硅材料执行三维微细加工工作，并且其中所能够使用的材料也更加的广泛。

LIGA技术在微机械加工体系中的应用，有效的推动了MEMS技术本身得以在生产行业中迅速的推广和发展。

4.准LIGA技术

LIGA技术在实际使用的过程中，所呈现出的成本需求较高，并且其中的工艺技术也极为复杂。

为了能够最大限度的避免使用同步辐射光所产生的昂贵成本，可以使用近似的紫外线作为代替性的光源。

而这也就是一种类似于LIGA技术的微机械工艺，被称作是LIGA技术，同样能够呈现出深宽比较大大三维微结构加工。

具体加工工艺应用如下：

l)在硅衬底位置上，通过溅射的方式，使得其表面能够形成一层厚度大约在230nm的钨化钦薄膜。

而使用该材料的主要原因是由于，钨化钦所呈现出的附着性极为优秀，并且还能够当做是光刻过程中起到隔离效果的阻挡层。

而在经过了相应的清洗处理之后，还可以再次镀上一层厚度大约在200nm左右的金，这一层材料主要作为预镀层使用。

2)接着，多次利用旋涂方法，得到约30μm的正性抗蚀层。

3)掩模与抗蚀层密切接触曝光，可得到陡峭的轮廓。

4)光源一般用高压汞灯。

曝光后在碱性显影液中显影，水洗并小合烘干，可得到深宽比大于7的微结构。

5)对光刻后的微结构进行电镀，可得到三维金属微结构，可用湿式蚀刻法或反应性离子蚀刻除去预镀层的金和钨化钦。

5.传统制造工艺

l)超精密机械制造工艺

超精密机械制造是用硬度高于工件的工具，对工件材料进行切削加工。

目前所用的工具有车刀、钻头、铣刀等，如采用钻石刀具微切削技术可加工直径Φ25μm的轴，表面粗糙度值很低;采用微钻头可以加工直径为Φ2.5μm的孔;采用微细磨料加工可提高加工精度和工件表面的质量，加工单位可达0.01μm，表面粗糙度Rao0.005μm。

采用金属丝放电磨削加工可加工出外径Φ0.1mm的注射针头和口径Φ0.6mm的微细喷嘴。

2)特种加工工艺

(l)激光束加工。

激光发生器将高能量密度的激光进一步聚焦后照射到工件表面。

光能被吸收瞬时转化为热能。

根据能量密度的高低，可以实现打小孔、微孔、精密切削、加工精微防伪标记、激光微调、动平衡、打字、焊接和表面热处理。

(2)用隧道显微镜进行微细加工。

该加工方法是将扫描隧道显微镜技术用于分子级加工，其原理是基于量子力学中的隧道效应。

采用尖端极细(直径为纳米级)的金属探针作为电极，在真空中用压电陶瓷等微位移机构控制针尖和工件表面保持1～10μm的距离，并在探针和工件间加上较低的电压，则在针尖和工件微观表面间，本来是绝缘的势垒，由于量子力学中粒子的波动和电场的畸变，就会产生近场穿透的“隧道”电流，同时使探针相对于工件样品表面作微位移扫描，就可以观察物质表面单个原子或分子的排列状态和电子在表面的行为，获得单个原子在表面排列的信息。

(3)微细电火花加工。

微细电火花加工是在绝缘的工作液中通过工具电极和工件间脉冲火花放电产生的瞬时、局部高温来溶化和汽化蚀除金属，加工过程中工具与工件间没有宏观的切削力，只要控制精微的单个脉冲放电能量，配合精密微量进给就可以实现极微细的金属材料的去除加工，可加工微细的轴、孔、窄缝、平面、空间曲面等。

二、结语

综上所述，在经过了数十年的发展之后，微机械技术已经从以往单一的三维加工拓展，朝着系统集成的方向发展，从基础性的探索，开始进行实用化的研究。

而在未来的微机械生产技术价值研究上所涉及到的重点环节，就在于微机构三维立体敬爱工、微机械集成、微机械封装技术等。

总之，微机械技术的应用，对于我国高新技术产业的发展来说，起到了至关重要的推动作用。

参考文献

[1]王斌，常秋英，齐烨.激光表面织构化对45～#钢干摩擦特性的影响[J].润滑与密封.(12)

[2]袁义坤，赵增辉，王育平，郭钦贤.微机械制造技术发展及其应用现状[J].煤矿机械.(09)

[3]张帅，贾育秦.MEMS技术的研究现状和新进展[J].现代制造工程.(09)

篇2：微机械制造工艺及其应用

现代机械制造工艺的说法是上世纪80年代提出的，但是其进入实用范围已经有半个多世纪了，机械制造技术由最初的纯手工操作，逐步变为了机械替代，这样，产品的质量和整个生产效率得到了大大的提高，劳动强度也减轻了不少。

机械制造是伴随着人类历史的发展而发展的，从原始社会时期，人类便创造了石器工具来狩猎，这也是人类第一次使用工具，之后，为了满足日常生活的需要，人类陆续发明了土器，铜器和铁器工具，但是这些工具的制造工艺非常简单，其中的科技含量很低，随着社会生产力的提升，人类的机械制造工艺也在不断的更新，同时，机械制造工艺已经不仅仅是为了满足人类的基本生活需求，同时也向文化，艺术，工业等方面发展，从而提高了人类的物质文明。

到了近代，出现了大工业生产，蒸汽机的问世，带来了第一次工业革命，内燃机技术的出现，带来了汽车，火车的发展，人类对于机械制造工艺的`研究开始向自动化，大型化转变，同时，对于机械制造的认识上了一个台阶。

而以电能为基础的第二次工业革命，则是机械制造发展史上的另一座里程碑，电能的运用，使得生产效率呈几何式地增长，从第二次工业革命开始，机械制造工艺真正达成了科学与技术的融合，自然科学的发展，开始同机械制造紧密结合，机械制造开始依赖于科学的创新与发展，人类对机械制造工艺的认识转变到智能化，高科技化转变。

所以说，机械制造工艺的发展是也人类历史的发展史。

1.1 我国机械制造工艺的现状

机械制造工艺是机械制造行业的核心技术支持，目前我国还处于机械制造的发展阶段，但是，已经有一些先进的机械制造工艺应用于机械制造当中。

此外，自控技术已经逐步应用于机械制造之中，这也是计算机技术的发展的成果，而且，有计算机控制的流水线作业也逐步进入到机械生产过程中，柔性控制技术目前在我国还没有得到完全普及。

近年来，我国的机械制造工艺不断采用先进技术，但是与发达国家相比，任然存在着较大的差距，这主要体现在4个方面。

(1)发达国家广泛采用计算机管理等新的管理思想和技术，而我国只有少数大型企业采用计算机管理，在很多小型企业，计算机管理还处于起步阶段。

(2)发达国家不断更新设计数据和设计准则，采用新的设计方法，而我国采用的设计方法还处于图纸设计阶段。

(3)发达国家已经广泛采用高精密加工，微加工，微型机械，纳米加工，电磁加工等新型机械制造工艺，而我国尚处于研发阶段。

(4)发达国家普遍采用数控机床，实现了机械加工自动化，智能化，集成化，我国尚处于单机自动化，刚性自动化阶段。

1.2 现代机械制造工艺的特点

近年来，机械制造工艺理论和技术的发展越来越快，出了较为传统的制造方法外，由于很多新材料的出现和制造精度等的提升，特别是新型产品的制造生产，比如计算机，集成电等，打开了机械制造工艺的新的领域，而现代机械制造工艺的新的特点，总的来说，可以归结为3点：高技术化，智能化，清洁化。

(1)高技术化：高科技的应用时机械制造业发展的必然趋势，随着时代的进步，高科技技术也是日新月异，在机械制造领域中，应用的高科技技术也很多，比如激光技术，自控技术，电磁技术，纳米技术等等，使用这些高技术附加值的新型制造工艺，大大缩短了产品的生产周期，使产品上市快，成本低，质量好，进而提高了企业的生产柔性，使企业在市场中更具有竞争力。

(2)智能化：智能化机械制造工艺就是通过计算机控制，将人工智能应用于制造过程中，是人处于完全的智力工作状态，在整个过程中，系统能够代替人而自动地对自身的运行状态进行实时监控，在系统发生故障时能够自动改变参数，进行自我修理。

智能化的制造生产过程，能够大大地降低人类的劳动强度，使生产过程更精确，更规范。

(3)清洁化：清洁化的制造工艺是指在现有条件下，在保证产品的质量不受影响的同时，将生产过程对环境的污染程度降到最低，并且加大资源的利用率。

目前，环境污染问题已经非常严重，在机械制造行业中，清洁化生产也是一个热点话题，真正做到清洁化生产，是绿色理念真正融入到企业文化中，是实习可持续发展的根本，更是利于人类社会的一项事业。

篇3：微机械制造工艺及其应用

[摘要]机械制造工艺是各种机械制造方法和过程的总称，是一门集机械、光学、电子、材料科学、信息科学、生物科学、管理学、激光学等最新成就为一体的一个新兴技术与新兴工业，现代的机械制造已经不是传统意义上的机械制造，现代机械制造工艺是在高科技的推动下，以智能化，环保化，节能化为导向，以可持续发展为目标的新型工艺。

[关键词] 机械制造制造工艺

众所周知，制造业是一个国家的国民经济的支柱产业，是一个国家综合国力的综合体现，机械制造工艺的发展是人民生活水平提高的重要保障，当今世界，正在发生着深刻的变化，对机械制造行业的影响也比较大，机械制造工艺也被赋予了新的内涵，传统的机械制造行业在不断吸收各方面最新成果之后，将其应用于机械制造工艺的改革与创新，这使得现代机械制造工艺呈现出信息化、高技术化、极端化、绿色化、服务增值等特点和趋势。

对于我国来说，自从改革开放以来，中国机械制造工艺取得了长足的发展，但是，我国的机械制造工艺同国外高技术水平国家相比差距依然较大，存在着资源利用率底，污染处理不力，自主创新能力低下等等问题。

这些问题需要国家加大对机械制造工艺的重视，加大机械制造工艺的资金和资源投入，使我国从一个机械制造大国转型为机械工艺设计大国。

篇4：微机械制造工艺及其应用

机械制造工艺随着高科技的发展，在新技术的带动下，正在朝着新的方向发展，其中集成化，精细化，敏捷化便是机械制造工艺发展趋势的3个热点方向。

(1)集成化：集成化的发展是高度综合自动化发展的衍生品，这表面机械制造工艺从原先的单位加工转化为完整的连续性加工。

集成化不是简单的个体连接，而是经过统一的规划，优化重组来实现的。

(2)精细化：机械制造工艺的发展，伴随着加工精度的不断提高，如今，加工精度已经进入纳米级的探索阶段，由于加工精度的提升，使得产品的性能，品质也大大改善，甚至出现了很多新型材料，新型产品，相信在不久的将来，机械制造工艺能够完全进入纳米时代，或者更精细的阶段。

(3)敏捷化：敏捷化制造是同其它企业分工合作，为了一个共同的大的目标而努力，自己完成自己的工作，最后再将细节工作结合在一起，以此来提高市场的整体竞争力，同时，能够对客户的需求快速地做出反应，因为各部分工作都由不同的制造企业完成，所以能迅速地做出各个部分的生产调整，而不影响整体的工作进度，实现利益的最大化。

3 结语

机械制造工艺是当今世界的重点关注领域，与社会发展息息相关，我国作为一个制造业大国，必须要掌握先进的机械制造工艺和核心技术，才能在把握住时机，使我国从一个制造业大国变为一个制造业强国。

篇5：绿色机械制造工艺

摘要：随着我国经济的迅速发展，我国的能源消耗越来越大，所以国家大力推进节能减排措施，以促进国家经济的可持续发展，建设出节约友好型社会。

机械制造行业作为国家的重点行业，由于涉及面较广，因此如何发展好绿色机械制造工艺技术，提高企业的经济效益保护好生态环境和合理利用资源具有非常重要的意义。

关键词：绿色理念;绿色制造;机械制造;工艺技术

绿色机械制造工艺是指以综合考虑环境因素和资源效益为前提，以传统机械制造技术为基础，将环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等先进科学技术结合在一起，以达到预期质量和功能的先进机械制造方法和过程。

发展绿色机械制造工艺的目的就是达到资源、环境和经济效益的统一。

1、发展绿色机械制造工艺技术的重要意义

近年来，我们一直提倡环保节能，建设资源节约型环境友好型社会，为节能环保产业创造了良好历史发展机遇。

机械制造行业涉及领域庞大，发展好绿色机械制造工艺技术，对国家发展、公司利益、环境保护都起着重要的作用，也对资源的合理利用具有重大意义。

机械制造业与国民经济发展的各个行业都密切相关，其为人们的衣食住行提供着各种不同性能的机电产品。

传统机械制造技术的发展是一个开环式的发展模式，不考虑环境和资源的代价，从自然界中获取资源，经过加工处理得到最终产品，同时还产生了大量的废气、废液、废渣，排放到环境中，给环境带来严重的污染，甚至产生有毒有害的物质，带来巨大的安全隐患;另一方面，许多的脚料、余料以及破损的零件和设备，最终都成为了废弃物，这不仅污染了环境，更是对现有资源的一种严重浪费。

而绿色机械制造工艺引用的是一个清洁生产和废弃物循环利用的闭环式发展模式，根据市场需求，设计、生产出质量合格的产品，在此过程中，充分考虑资源利用、能源消耗和环境保护等这些因素，从而达到资源和能源的最优化的配置，最大限度地减少环境污染。

因由此可见，绿色机械制造工艺比传统机械制造工艺更能适应新时期的机械工业发展要求。

2、绿色制造理念在机械制造工艺中的应用措施

2.1绿色设计

绿色设计是指根据产品的品质要求，在绿色理念的指导下，对机械的工作原理、结构、运动方式力、能量的传递、各个零件的材料和形状的尺寸进行设计，并通过计算分析转化图纸作为制造依据的工作过程。

要做好绿色设计，需从设计之初就要充分考虑产品流转的各个环节中所应注意的环保问题，并将环保作为设计的重要指导原则。

绿色设计涉及十多项设计阶段，包括选材、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸维护设计、报废处置设计等。

要将各阶段的设计方案系统地协调和整合起来，因此，绿色设计也成了一个具有绿色性、集成性、并行性的系统。

2.2选用绿色原材料

实现绿色制造理念，应该在制造中使用比较绿色环保的原材料进行制造，同时选择的环保材料还应该符合机械制造工艺的要求，还要具备非常良好的使用性能。

具体来讲，在原材料的选择上，首先应该注意环境和材料的兼容性，不可以使用有毒、有害、有辐射性的材料。

使用这样的原材料能够在使用完成之后再利用，减少资源的浪费。

其次，应该选用原料丰富、低成本、低污染的原材料，避免使用价格昂贵、污染大的材料。

最后，在制造的时候最好要使用一些能够回收的原材料，或者已经经过回收的原材料，实现资源的循环使用，减少制造中的浪费现象。

2.3选用绿色技术

想要保证机械制造工艺中绿色理念的融入，应该将一些先进的技术加入到机械制造当中。

例如可以在机械制造中使用快速成型制造技术。

这一技术所使用的仪器为快速成型机，这一设备在进行使用的时候，首先是使用cAD中的数据来进行模型的设立，将层层的模型进行堆积。

这种仪器使用的先进性在于它在使用的时候没有使用任何的刀具、模具和工装夹具，并且能在很短的时间内形成复杂形状的实体或者三维零件。

因此这种技术不仅能够有效的节约资源，还能够让制造成本得到有效的减少，与此同时，还能够生产出很多新型的机械设备。

在机械制造工艺中还可以使用少无切削加工技术，这一技术是新技术、新工艺中衍生的新型技术类型。

在使用的时候是利用精密铸造、冷挤压、沉积等成型技术和工程材料应用到机械制造当中，也是将机械零件的形状向着精密成型的`方向发展。

通过这种自由成型的加工技术，能够让产品的生产费用有效的减少，也能够减少机械产品生产中的能源浪费和资源浪费。

2.4绿色切削加工技术的应用

绿色切削技术在机械制造工艺中也能够达到节能减排的要求。

由于在机械产品切割的时候使用的切削液具有一定的污染成分，所以使用绿色切削技术就能有效的解决污染的题。

这一技术在使用的时候，主要是会进行干式切割、低温切割、绿色温式切割等几个方式。

但是这一技术在使用的时候的净化处理、切削液的研制等方面还存在着一定的问题，因此还没有得到全面的利用。

所以相关的技术人员应该加强对这一技术的开发力度，从而更好的投入到机械生产当中。

2.5振动消除应力法的应用

在机械制造的生产过程中，一般情况下都是要对原材料进行特殊的处理，这一过程不仅能够让材料的应力有效的减弱，还能让机械产品的性能大大增强。

处理中使用热时效法的时候，会让材料本身的性能得到破坏，还会让制造的成本大大增加。

所以在处理的时候可以使用振动消除应力法，这种方法能够让材料中的金属构件实现晶格滑移，从而就能让金属的塑性发生改变，从而让材料的应力得到有效的减弱，实现减少成本、避免浪费的目的。

2.6再制造技术的应用

再制造技术主要是将已经不能使用的或者已经到了使用寿命的零件进行一定的处理，再将这些处理过的零件加入到机械的生产当中，从而有效的减少资源的浪费，也让机械的使用寿命得到延长。

但是在使用这一技术的时候，必须要保证机械产品的使用性能，不能将处理不合格的零件应用在机械制造当中。

2.7绿色处理

绿色处理是指将在机械制造过程中排放出的废液、废气、毛坯脚料以及破损的零件设备等废渣，进行回收利用或将其变成对环境无污染的物质的过程。

绿色处理的方法有：第一，根据各排放气体的性能，能吸收的就采用物理或化学方法吸收，能燃烧的就在燃烧炉中通入氧气完全燃烧。

第二，废液集中进行回收、转化、燃烧等处理。

第三，将有毒的废渣进行集中深埋，或是采用化学方法将其变成无毒无害物质，将有棱角的锐利废弃物收集在一起并作集中处理。

第四，将已报废的产品回收并使用到下一个周期中，变废为宝。

3、结束语

绿色制造，简而言之就是，从生产到制造再到应用，后期的回收等都遵循环保健康的理念，能最大化地确保原材料和利用率的高效。

这就是绿色化的重要意义所在。

总之，在如今这个快速发展的社会中，只有顺应消费者诉求及高精度、高效率的绿色概念等，才能长久发展。

对于今后的发展，绿色化、自动化、机械化是未来的方向和目标，只有以之为契机，才能更加快速地发展壮大。

所以，机械制造业要有长远发展，必将以降低资源耗费，发展纯净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为永恒发展奋斗目标。

篇6：绿色机械制造工艺

【摘要】绿色制造是一种将环境影响与资源效益综合考虑在内的现代化制造模式，也是机械制造业今后乃至未来发展的必然趋势。

本文在阐述绿色制造含义的基础上，对绿色制造工艺技术的基本类型进行了分析，最后就绿色制造理念下的机械制造工艺进行了探究。

【关键词】绿色制造;机械制造;工艺技术;绿色设计

绿色制造是一种将环境影响与资源效益综合考虑在内的现代化制造模式。

长期以来，环境、资源、人口是人类社会面临的三大主要问题，尤其是环境问题，严峻程度日益俱增，严重威胁人类社会的生存与发展。

因此，我们在在大力发展机械制造业的同时，不能忽视生态环境的保护，而应将绿色制造理念渗透到机械制造行业中，积极推广绿色制造工艺，坚持可持续发展，实现资源的无害化。

1.绿色制造的含义

绿色制造，又被称为清洁制造、生态制造以及环境意识制造。

绿色制造，它是指在产品的整个生命周期中，从原料提炼、毛坯制造、材料选择、设计、生产、包装、使用、维修再到报废回收过程中均将环境影响和资源效益综合考虑在内，力求将环境的污染降到最小，将资源的消耗量降到最低，实现经济效益和社会效益协调优化的现代化制造模式。

绿色制造工艺技术，以传统的工艺技术为基础，结合表面技术、控制技术、材料科学技术等多种先进的新技术，在确保产品的质量、功能、成本的基础上，全面考虑环境和资源的双重因素的现代化制造技术。

其目标使产品从设计、制造、使用到报废整个生命周期过程中不会污染环境，使能源消耗最低、资源利用率最高，节约资源和能源。

2.绿色制造工艺技术的基本类型

2.1降低能耗型工艺技术

降低能耗型工艺技术是指一项在生产过程中能够降低能量损耗的工艺技术。

目前，主要通过减磨、降耗或采用低能耗工艺等方法来降低能量损耗。

众所周知，在机械制造过程中要消耗大量的能量，这些能量有一部分会转化成有用，另一部分在直接转化成能量的形式后会被消耗掉，而所消耗的这些能量总是伴随着一定的有害损失。

如摩擦损失掉的能量会因磨损而影响加工精度;损失掉的能量还会引起振动和噪声，破坏工艺系统的安全性和可靠性，污染周围环境，甚至威胁到操作者的生命安全。

2.2节约资源型工艺技术

节约资源型工艺技术是指一项在生产过程中能够简化生产工艺系统组成要素，节约原材料消耗的工艺技术。

节约资源型工艺技术可从设计和工艺两方面加以实现，在设计上，可通过优化设计技术、降低零件重量、减少零件数量等途径提高原材料的利用率。

在工艺上，可通过采用新型刀具材料，降低刀具组成的消耗，增强刀具的使用寿命;采用干式加工技术，减小或取消切削液的使用，降低加工废弃物对环境的污染，节约资源;通过先进的优化毛坯制造技术对毛坯形状加以优化，减小加工余量，降低原材料消耗。

2.3环境保护型工艺技术

环境保护型工艺技术是指一项在生产过程中，通过一定的工艺技术将产生的对环境和操作者有影响的物质尽量减少或消除的技术。

生产过程实际上是一个输入输出系统，当将各种加工过程所需要的要素输入系统中时，系统会将最终目标产品以外的物质直接输出，这些物质可能会对环境和操作者产生影响，甚至危害，如废气、废渣、废液、噪声等。

加强机械制造工艺设计阶段的全面管理，增强末端治理技术，积极预防污染的产生是目前机械制造业消除环境污染，保护生态环境最为有效的方法。

3.绿色制造理念下的机械制造工艺分析

3.1遵循绿色设计理念

绿色设计几乎决定了产品生命周期的全部消耗，是机械制造过程中的重要环节。

绿色设计，也称为环境设计、生态设计以及环境意识设计，它是集产品质量、功能、寿命和环境于一身的系统设计理念。

绿色设计理念具有绿色性、并行性以及集成性等特点，要求设计产品在之前应将产品整个生命周期全过程的所有因素考虑在内，如产品质量，产品结构设计、工艺设计、包装运输设计、拆卸回收设计、报废处置设计等各个环节的产品环境属性，同时确保各个设计阶段相互协调，做出各阶段和整体设计方案的信息交流和反馈工作，以便能在设计研发过程中及时对产品进改进，从而促使产品设计达到最优化。

篇7：特种加工及机械制造工艺

摘要：科技发展促成了制造技术的日趋进步，其中进步较为突出的$中就是特种加工技术。

特种加工的技术基础是传统的切削加工，但随着新技术的融入和创新，其自动化和高精度化的程度越来越高，不仅成为一项独立的新型加工技术，而且对机械制造工艺产生了极为深远的影响。

本文将从特种加工的技术工艺特征和要点入手，分析其与机械制造工艺之间的关系，希望能够在理论上推进二者的进一步融合和共同进步。

信息时代的来临标志着计算机技术的成熟化和普及化，这种时代特征在制造业中的体现就是制造技术的自动化、集成化、智能化。

充分展现出以上特征的特种加工工艺不仅极大地扩展和提高了加工工艺的固有水平，更促进了机械制造技术的总体发展，这种发展包括了定义的拓展、加工方法的进步、分类方式的精细化、生活应用的普及等多种方面。

1.特种加工技术的工艺特征

1.1从定义看特种加工工艺

特种加工是多种具有共同特征的加工工艺的总称，这些加工工艺中较为常见的有电能加工、电化学能加工、化学能加工、光能加工、物质动能加工等，其加工工艺可以是物理方法，也可以是化学方法，对上诉不同种能量的利用方式也没有限制，复合利用或直接利用均可。

特种加工中各种加工方法的共同特征包括以下几点：一是加工时基本没有机械作用力，或者机械作用力并不明显;二是能完成复杂型面的加工;三是材料硬度不会对这些加工方法造成限制;四是不同的加工方法能够进行任意的复合或搭配。

总之，具备以上特征的物理或化学加工方法就是特种加工工艺，其被这些固有特征在性能上赋予了极大的优越性，因此非常受人们的青睐，进步与发展也非常迅速。

1.2从分类看特种加工工艺

根据定义可知，特种加工所包含的具体工艺方法非常繁杂，无法一一赘述，但可以依据某些因素对其进行分类。

本文将以工艺的发生方法为依据对特种加工工艺进行分类，将具体的特种加工工艺分为激光加工工艺、超声波加工工艺、电化学加工工艺等多种类型，并分别介绍其中几种的工艺特征。

(1)激光加工工艺

激光加工所利用的能量是光能，发生原理是使用透镜对通过的光能进行聚焦，以此产生高密度的能量流，这股能量流能够产生冲击波与高温，令工件在短时间内产生融化甚至蒸发的现象，以此对零件进行加工。

从该原理可知，激光加工在广义上是高能束流加工的一部分。

这类加工工艺的加工范围极广，几乎所有的金属和非金属类材料都可以包括在内，而且基本不会产生明显的机械作用力，兼之具有优良的加工速度和加工精度，所以对精密加工有很好的适性，通常被应用在表面处理、纳米材料制造、信息存储、焊接、切割、打孔等实际工作中。

(2)超声波加工工艺

超声波加工所运用的能量是振动产生的，因此往往需要使用磨料悬浮液和工具断面。

这种加工工艺非常适合硬脆材料，并且由于加工出的材料在精度与表面粗糙度方面都有极高的优越性，所以通常被用作对形状复杂的产品进行制造或加工，具体来说，包括开孔、加工型腔、脆硬性材料的开槽、切割甚至雕刻等。

另一方面，由于超声波加工所使用的加工设备在结构上非常简单，使用很方便，所以在普通工件的加工中也得到了一定程度的应用，比如工件抛光等。

(3)电化学加工工艺

电化学加工所利用的能量是化学能或电化学能，其发生原理是各种电化学反应，由于电化学反应本身的种类就非常繁多，所以电化学加工所包括的种类也具有繁杂的特性。

但总体来说，电化学加工主要用于加工各种金属材料，并且没有材料硬度和材料韧度的限制，所以加工范围较为广泛，生产效率也很高。

这些特征令电化学加工在工业领域获得了相当广的应用，尤其是在加工型腔锻模、内齿轮、不同车辆的连杆、阀片、叶片等形状较为复杂的工件方面，电化学加工能够最大限度地发挥自身的特征优势，保证加工的效率和质量。

2.特种加工技术与机械制造工艺的关系

(1)特种加工技术在机械制造工艺中的应用化

机械制造工艺所囊括的工业领域非常广泛，其中比较典型的有机车、电子、模具、航空、航天、国防等。

[1]而特种加工在这全部的领域中都发挥出了非常好的效能，一方面提高了旧有的机械制造水平，另一方面拓宽了机械制造的应用范围，在深度和广度两方面提高了机械制造工艺的应用性。

另外，特种加工对计算机技术的'引入和应用也为机械加工工艺未来的智能化发展提供了发展方向。

(2)特种加工技术在机械制造工艺中产生的影响

特种加工的应用引发了传统工艺的技术变革，这种变革在机械制造中被具体体现出来。

举例来说，在零件的加工方面，特种加工改变了原本已经定型的淬火热处理程序，令工艺路线整个更新;在新产品试制方面，特种加工提供的电火花数控切割、光电技术等工艺具有高效性、泛用性、直接性等多方面的优势，令试制周期被大幅缩短;在传统工艺的衡量方面，特种加工可以作为一个恰当的参考指标，对传统工艺有很好的促进和筛选效果，有利于机械制造业整体的发展速度。[2]

结语

综上所述，特种加工技术不只在多方面具有技术性能上的优越性，而且自身的发展速度极快，所以可以想见，其实际的应用范围在未来会更进一步大幅扩张，为机械制造工艺水平的提高提供必要的技术支持。

因此，相关的技术人员和研究人员不能放松对相关技术的创新、研究与改进，这样才能令我国的特种加工工艺实现长期稳定的发展，以技术工艺的提高促成机械制造业的进步，进而为我国工业的现代化和高科技化做出自己的贡献。

参考文献

[1]周剑.特种加工与机械制造工艺技术变革探讨[J].中国科技财富.中航沈飞民用飞机有限责任公司(SACC)，(24).

[2]武蕴馥.特种加工及其对机械制造结构工艺性的影响[J].衡水学院学报，(1).

篇8：特种加工及机械制造工艺

【摘要】特种加工作为先进制造技术中的重要组成部分，对制造业的作用日益重要。

特种加工方法就是将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的加工方法。

特种加工具有区别于传统机械加工方法的一些特点;特种加工有多种加工方法;特种加工对机械制造及结构工艺性具有重大影响。

篇9：特种加工及机械制造工艺

近年来，随着现代科学技术的发展，特别是微电子技术、电子计算机技术的迅猛发展，机械制造的各个方面已发生了深刻的变革。

机械技术，特别是自动化制造技术，不但采用了计算机控制，并且具有柔性化、集成化、智能化的特点;在超精密加工技术方面，其加工精度已进入纳米级(0.001um)表面粗糙度已成功地小于0.005um;在切削速度方面，国外车削钢通常为200m/min，最高可达915m/min;对于新兴工业需要的难加工材料、复杂型面、型腔以及微小深孔，采用了电、超声波、电子束法。

所以在很大的程度上，尤其是20多年来的改革开放，我国的机械制造已经具有相当大的规模，已经形成了品种繁多、门类齐全、布局基本合理的机械制造工业体系。

1.特种加工涵义

特种加工是相对传统切削加工而言，本质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、物质动能等对工件进行加工的工艺方法总称。

目前常用的有电火花加工、超声波加工、激光加工，除此之外还有电化学加工、电子束加工等。

它与传统切削加工相比具有：加工过程不再主要依靠机械能，而是直接或复合利用其它能量完成工件的加工;加工所用工具材料的硬度可大大低于被加工材料硬度，有时甚至无需使用工具即可完成对工件的加工;加工过程工具与工件间不存在显著的机械切削力;加工方法日新月异等特点。

2.特种加工分类、方法及应用

2.1电火花成形(穿孔)加工

该法可加工任何导电材料。

它是利用火花放电腐蚀金属原理，用工具电极(纯铜或石墨)对工件进行复制加工的工艺方法，可用于加工型腔模(锻模、压铸模、注塑模等)和型腔零件;加工冲模、粉末冶金模、挤压模、型孔零件、小异型孔、小深孔等。

其中最为典型的应用是在YG8(硬质合金)工件上，加工一个直径1mm深80mm的孔，只需12分钟;电火花双轴回转展成法加工凹凸球面、球头;电火花共轭同步回转可加工精密螺纹、齿轮等复杂表面;目前已能加工出0.005mm的短微细轴和0.008mm的浅微细孔，以及直径小于1mm的齿轮。

2.2电火花线切割加工

它是利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作电极，对工件进行脉冲火花放电腐蚀，实现切割成形的加工方法。

它同样可以加工任何导电材料;加工各种形状的冲模、切割电火花成形加工用的电极、切割零件等。

典型的应用例如：试制切割特殊微电机硅钢片定转子铁心芯;切割斜度锥面、上下异形面工件;工件倾斜数控回转切割加工双曲面零件;数控三轴联动加分度切割加工扭转四方锥台。

2.3超声波加工

它是利用加工工具的超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种成形方法。

超声波加工的尺寸精度可达0.05～0.01mm，表面粗糟度Ra值可达0.8～0.1μm，它适宜加工任何脆硬材料，可加工各种孔和型腔，也可进行套料、切割、开槽和雕刻等。

由于超声波加工的生产效率比电火花加工低，而加工精度和表面粗糟度相对较好，所以常用于对工件的抛磨和光整加工。

2.4激光加工

是利用经过透镜聚焦的能量密度极高的激光焦点(高温和冲击波)，使工件材料被熔化或蒸发去除的加工方法。

合理选用激光参数，可实现激光切割、打孔、焊接，激光打标、激光表面处理，还可用于电子元器件的封装等。

激光加工的尺寸精度可达0.01～0.001mm，表面粗糟度Ra值可达0.4～0.1μm，无需使用工具，加工速度极高，适于任何材料，特别适于深径比大的(深径比50～100)小孔和微孔(孔径?准0.01～0.1)。

激光表面处理是结合高功率激光技术及粉末冶金技术，对工件进行表面加工处理，从而改变工件表面组织结构、成分及特性，提高其物理性能，使其恢复或超过原技术性能和应用价值的工艺技术，具有较高的实用价值。

激光法(应用激光)还是制造纳米材料的重要手段。

2.5电化学加工

该法包括从工件去除金属的阳极电解蚀除加工和向工件上沉积金属的阴极电镀沉积加工两大类。

它可以加工复杂成型模具和零件，例如汽车、拖拉机连杆等各种型腔锻模，航空、航天发动机的扭曲叶片等。

电镀、电铸可以复制复杂、精细的表面。

刷镀可修复磨损的零件，改变原表面的物理性能，有很大实用价值。

3.特种加工对机械制造结构工艺性的影响

由特种加工的特点并结合使用特种加工方法的实践，特种加工对机械制造和结构工艺性具有重大影响，主要包括以下几点：

3.1改变了零件的典型工艺路线

工艺人员都知道：除磨削外，其它切削加工、成型加工等都应在淬火热处理之前加工完毕。

但特种加工的出现，改变了这种定型的程序格式。

因为特种加工基本上不受工件硬度的影响，而且为免除加工后淬火热处理的变形，一般都先淬火后加工。

例如电火花线切割加工、电火花成型加工和电解加工等都是在淬火后进行的。

3.2缩短了新产品的试制周期

在新产品试制时，如采用光电、数控电火花线切割，便可直接加工出各种标准和非标准直齿轮(包括非圆齿轮、非渐开线齿轮)、微电机定子、转子硅钢片，各种变压器铁心，各种特殊、复杂的二次曲面体零件，从而省去设计和制造相应的刀、夹、量具、模具及二次工具，大大地缩短了试制周期。

3.3影响产品零件的结构设计

例如花键孔、轴的齿根部分，为了减少应力集中应设计和制成小圆角。

但拉削加工时刀齿做成圆角对切削和排屑不利，容易磨损，只能设计与制成清棱清角的齿根。

而用电解加工时由于存在尖角变圆现象，非采用圆角的齿根不可。

3.4重新衡量传统结构工艺性的好坏

由于特种加工的应用而需要重新衡量过去对方孔、小孔、弯孔和窄缝等被认为是工艺性很坏，在结构上尽量避免的典型。

特种加工的采用改变了这种现象。

对于电火花穿孔、电火花线切割工艺来说，加工方孔和加工圆孔的难易程度是一样的。

喷油嘴小孔、喷丝头小异形孔，涡轮叶片大量的小冷却深孔、窄缝，静压轴承、静压导轨的内油囊型腔，采用电加工后由难变易了。

综上，特种加工技术在机械制造中发挥着重要作用，已成为现代制造技术不可分割的重要组成部分。

随着科学技术和现代工业的发展，特种加工必将不断完善和迅速发展，反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展，并发挥愈来愈重要的作用。

【参考文献】

[1]白基成，郭永丰，刘晋春.特种加工技术[M].哈尔滨工业大学出版社，.

[2]李指俊，冯同建.特种加工技术及其发展趋势[J].机械制造,,(4).

[3]吴为民,高文胜,刘娆,许东卫.液中放电金属冲压成形研究[J].电加工，,(5).

篇10：机械制造工艺基础教案

机械制造工艺基础教案

资料简介机械制造工艺基础教案 0-1绪论 §1-1 砂型的制作 §1-2 浇注、落砂和清理 §2-1概述 §2-2 自由锻、冲压 §3-1 概述 §3-2 切削加工基础知识 §4-1 概述 §4-2 车削方法与车削实例 §5-1刨削、插削、拉削 §6-1钻削 §7-1铣削 §8-1 概述 §8-2铣削方法 §8-3铣削下载地址：www.xuehi.com/docs/33891.html 更多资料请访问学海网：www.xuehi.com/

★ GIS-RS一体化技术在土壤侵蚀研究中的应用