实现材料分离的新方法

材料去除法是指利用机械能、热能、光能、化学能等能量去除毛坯上多余材料而获得所需形状、尺寸的零件的方法，由于使零件因材料的去除而质量减少，故又称“质量减少工艺”。根据去除材料机理的不同，材料去除工艺又分4类：机械作用（用刀具克服工件材料硬度去除材料）、热的作用（利用热能熔化或汽化工件材料）、电化学作用（通过电场产生电化学反应，断开原子连接而去除材料）、化学作用（通过化学反应去除材料）。

通过机械作用的切削加工方法是生产中最常用的材料去除法，如车削、铣削、钻削等。另外，还可利用磨具去除工件材料，不仅具有较高的加工精度，而且能加工较硬的材料，是生产中常用的精加工方法。材料去除法有较好的材料适应性（加工各类钢和大多数有色金属，磨削还可加工陶瓷、一些聚合物和复合材料），生产成本相对材料成型也较低，对工件形状、大小及质量的适应性也较好，即具有很大的柔性，在生产中的应用最大（机械产品材料90%以上为金属，金属零件的制造90%以上采用切削加工），可以说是整个机械工业制造的脊梁。

其他的材料去除工艺由于使用能源的特殊性常被称为特种加工或非传统加工，包括：电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束和离子束加工等。其工作特点及应用范围简述如下。

1）电火花加工

电火花加工利用工具电极和工件间瞬时火花放电所产生的高温来熔蚀工件表面材料，亦称放电加工或电蚀加工。电火花加工适用于导电性较好的金属材料，且不受材料硬度、强度、韧性及熔点的影响，为生产中难切削材料的加工提供了方便；由于加工中工具、工件不直接接触，不存在切削力，故工具也无须比工件硬。电火花加工又分电火花成型加工和电火花线切割加工，在模具制造中均有广泛应用。

2）电解加工

电解加工是利用金属在电解液中的“阳极溶解”作用使工件加工成型的。电解加工同样不受材料硬度、强度和韧性的限制，可方便地加工难切削材料，能以较高的生产率（比电火花加工高5～10倍）加工复杂型面；可加工薄壁、深孔零件，无残余应力，表面粗糙度较低。但电解加工设备投资大，耗电量大，电解液具有腐蚀性，电解产物会污染环境，必须妥善处理。电解加工在兵器、航空、航天、汽车、模具等制造行业应用广泛。(www.xing528.com)

3）超声波加工

超声波加工是利用工具端面作超声频振动，使工作液中的悬浮磨粒对工件表面撞击抛磨的加工方法。加工工具可用较软的材料（如45钢、20钢、黄铜等）制造；加工用机床结构亦较简单，操作维修都方便。超声波加工特别适用于硬、脆的非金属材料（如玻璃、陶瓷、石英、硅、锗、玛瑙、宝石、玉石及金刚石等）工件的切割、打孔和型面加工。

4）激光加工

激光加工利用具有极高能量密度的激光照射工件表面，激光被吸收后迅速转换成热能使材料熔化甚至汽化而被蚀除。激光加工几乎适用于任何难加工材料，特别适合进行微细加工；通用性强、生产率高；不需要工具，亦不存在切屑处理问题，非常利于自动生产。但激光加工设备价格高，一次性投资大。

5）电子束和离子束加工

电子束和离子束加工是利用电子束和离子束作用得到的热能，使工件材料熔化、汽化而被蚀除的加工方法。