水刀这种切割技术在上世纪九十年代就引进到中国,在过去的十年间这种切割的方式在中国发展迅猛蓬勃,目前这个词汇在各个搜索引擎上那也绝对是个热搜词组。可是由于以往国产的技术比较粗糙,用途只限于石材切割和低精度的下料切割等,所以国人对其认识也很有局限性,还没有认识到它可以成为一种主流的机加工方法。
如同水切割等精密与特种加工是一门多学科的综合高级技术,要获得高精度和高质量的加工表面,不仅要考虑加工方法本身,而且涉及被加工的工件材料、加上设备及工艺装备、检测方法、工作环境和人的技艺水平等等。精密与特种加工技术与系统论、方法论、计算机技术、信息技术、传感器技术、数字控制技术的结合,促成了精密与特种加工系统工程的形成。
精密加工的范畴包括微细加工、光整加工和精整加工等,与特种加工关系密切。
特种加工是指利用机、光、电,声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工的非传统加工方法(NTM.Non-Traditional Machining),它们与传统切削加工的不同特点主要有:①不是主要依靠机械能,而是主要用其他的能量(如电能、热能、光能、声能以及化学能等)去除工件材料;②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度,有些情况下,例如在激光加工、电子束加工、离子束加工等加工过程中,根本不需要使用任何工具;③在加工过程中,工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用,工件不承受机械力,特别适合于精密加工低刚度零件。
由于具有上述特点,就精密与特种加工的产生和总体而言,特种加工技术可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属、非金属材料或复合材料,而且特别适台于加工复杂、微细表面和低刚度的零件,同时,有些方法还可以用于进行超精密加工、镜面加工、光整加工以及纳米级(原子级)的加工。
特种加工技术不仅可以采取单独的加工方法,更可以采用复合加工的方法。近年来复合加工的方法发展迅速,应用十分广泛。目前,许多精密加工和超精密加工方法采用了激光加工、电子束加工、离子柬加工等特种加工工艺,开辟了精密加工和超精密加工的新途径,一些高硬度、高脆性的难加工材料,例如淬火钢、硬质合金、陶瓷、石英、金刚石等等,一些刚度差、加工中易变形的零件,例如薄壁零件、弹性零件等等,在精密加工和超精密加工时,特种加工已经成为必要的手段,甚至是惟一的手段,形成了精密特种加工技术。
相比于水刀切割,传统加工方法仍占有较大的比例,是主要的加工手段,应该重视并进一步发展。但由于特种加工的迅速兴起,不仅出现了许多新的加工机理,而且出现了各种复合加工技术,将几种加工方法融合在一起,发挥各自所长,相辅相成,具有很大的潜力,因而提高了加工精度、表面质量和加工效率,并且扩大了加工应用范围。