談現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展

張桂文

摘要 本文結(jié)合國外先進(jìn)的技術(shù)，論述了我國國內(nèi)機(jī)械加工技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展情況，旨在說明我們必須緊跟時(shí)代和科技的步伐，結(jié)合我國國情，因地制宜地大膽發(fā)展我國現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)。

關(guān)鍵詞 機(jī)械加工技術(shù)；自動(dòng)化；精細(xì)加工；數(shù)控技術(shù)；檢測(cè)

中圖分類號(hào)TG506 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）43-0054-02

新技術(shù)革命是現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力源泉，我國的機(jī)械加工技術(shù)在國際化的大背景下正在發(fā)生著日新月異的改變。隨著信息、電子技術(shù)和生產(chǎn)制造技術(shù)等科技的飛速發(fā)展，作為我國現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，我國現(xiàn)代機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)越來越受到國內(nèi)外的關(guān)注。從我國現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展來看，由于近幾十年來在高端科技方面的飛速發(fā)展，其發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁有力，變化多樣，但總體來說還是可歸納為自動(dòng)化、精密精細(xì)工程、綠色工程三大板塊。其中自動(dòng)化包括了數(shù)化控制、柔性制造、智能制造、全球制造技術(shù)等；精密工程又可以分為精密加工、超精密加工、微細(xì)加工、超精細(xì)加工、微型機(jī)械、納米加工、微型機(jī)電系統(tǒng)等技術(shù)。在21世紀(jì)，由于世界性的科技、工業(yè)大發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)將取代傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)，成為機(jī)械加工技術(shù)的主流。

1 我國機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.1 向著精密、超精密性發(fā)展

20世紀(jì)70年代，由于精密和超精密加工技術(shù)的提出，機(jī)械加工技術(shù)開始在這方面逐漸發(fā)展。在西方發(fā)達(dá)國家，最先應(yīng)用是在尖端技術(shù)與現(xiàn)代武器制造中，之后得到高度重視和急速發(fā)展，成為影響機(jī)械加工工業(yè)最核心的發(fā)展方向的利器。精密和超精密加工在改善機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和促進(jìn)高新技術(shù)的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，已成為在國際競(jìng)爭(zhēng)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。精密加工和超精密加工代表了機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展的一個(gè)極限，它就是追求加工的極限。如20世紀(jì)末期，已經(jīng)達(dá)到了納米加工水平、光電一體化等技術(shù)在微型人造衛(wèi)星、通信設(shè)備、微型飛機(jī)、微型泵等微型機(jī)械設(shè)備中的廣泛應(yīng)用。目前，超精密切削技術(shù)和機(jī)床的研究，也取得了許多重要成果。最近，新發(fā)展的金屬結(jié)合劑砂輪的在線電解修整砂輪的鏡面磨削技術(shù)，精密研磨拋光可以加工技術(shù)等。而當(dāng)前的應(yīng)用，主要以金剛石車刀超精密切削、超精密砂帶磨削和研拋、金剛石微粉砂輪超精密磨削、集成電路芯片的光刻等技術(shù)為精密加工和超精密加工的重要手段，在制造技術(shù)中起著舉足輕重的作用。另外，精密加工和超精密加工必須以自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)，才能保質(zhì)保量，避免人為因素的影響。21世紀(jì)，我國機(jī)械加工技術(shù)向著精密、超精密性發(fā)展，主要從分子、原子加工逐漸向量子化加工邁進(jìn)，制造、加工更加趨于微型化。根據(jù)日本的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于超精密加工技術(shù)的探索主要在兩個(gè)方面：一是高密度高能量的離子束加工方面的開發(fā)；另外以三維曲面加工為主的高性能檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)。在我國，借鑒國外的發(fā)展技術(shù)，超精密加工技術(shù)的研發(fā)主要還在其基本的理論、工藝及其設(shè)備、精度等方面的研究。

1.2 向著高速、超高速加工的方向發(fā)展

切削加工技術(shù)是機(jī)械加工應(yīng)用中最常用的手段之一，而高速、超高速則是對(duì)切削加工技術(shù)的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，也為我國機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展提供了方向。目前，該技術(shù)主要包括高速軟切、高速硬切削、高速干切削、大進(jìn)給切削等方法。近幾年來，高速、超高速切削加工技術(shù)不僅能大幅度提高生產(chǎn)效率，節(jié)省加工時(shí)間，降低生產(chǎn)成本，而且直接影響機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展。譬如：1）CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用。CAD/CAM技術(shù)適用于一切機(jī)械產(chǎn)品的制造與加工模具，包括單件生產(chǎn)、多品種小批量生產(chǎn)或是大批量生產(chǎn)產(chǎn)品。該技術(shù)在現(xiàn)今國外機(jī)械行業(yè)中普遍應(yīng)用，而在我國機(jī)械行業(yè)的開發(fā)與利用，與先進(jìn)國家相比卻依舊差距巨大；2）激光加工技術(shù)的應(yīng)用。和傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法相比，計(jì)算機(jī)控制激光束加工技術(shù)開始逐步把機(jī)械化或者手工操作所替代，并成為現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)主要的加工手段。國外越來越多地研究、開發(fā)已經(jīng)綜合的把光纖技術(shù)和機(jī)器人操縱的導(dǎo)光系統(tǒng)緊密連接起來，逐漸形成了高性能激光復(fù)合靈活加工系統(tǒng)；3）機(jī)械視覺裝置的應(yīng)用。自80年代初機(jī)械視覺系統(tǒng)進(jìn)人市場(chǎng)以來，它就逐漸成為當(dāng)今機(jī)電一體化的產(chǎn)物。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械視覺系統(tǒng)的硬件和軟件功能將更趨完善。據(jù)專家預(yù)測(cè)，將來50%的工人以及檢驗(yàn)員在未來科技中將最終會(huì)被機(jī)械視覺系統(tǒng)所取代，進(jìn)而加速機(jī)械加工實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；4）電火花加工技術(shù)應(yīng)用。電火花加工技術(shù)一般只用于難切削材料的加工，對(duì)于外形復(fù)雜的沖模加工往往受到限制。電火花機(jī)床加工不但要考慮工件的硬度、韌性、易碎性和精度,還要考慮工件的幾何形狀薄壁、曲率半徑過小往往要受到限制。

1.3 向著自動(dòng)化、數(shù)字化的方向發(fā)展

有人說，21世紀(jì)的科技將是數(shù)字化、自動(dòng)化的時(shí)代。自動(dòng)化是現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的最關(guān)鍵的部分，也決定著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。我國機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，在自動(dòng)化方面，從單機(jī)到生產(chǎn)線到系統(tǒng)，從追求人機(jī)操縱到高度自動(dòng)化，最后的無人自動(dòng)化過渡。數(shù)字化技術(shù)作為21世紀(jì)機(jī)械制造技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)，一方面要結(jié)合和重視數(shù)字化的定義定位于產(chǎn)品、模型、加工控制、管理等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展；另一方面數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)加快產(chǎn)品流通，開始從工業(yè)產(chǎn)品向民用產(chǎn)品的過渡，如數(shù)字電視、數(shù)字通訊產(chǎn)品等。20世紀(jì)60年代，一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，就開始了從工業(yè)化向信息、電子科技過渡。對(duì)于機(jī)械加工工業(yè)來說，對(duì)它的發(fā)展影響最大的是電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，即所謂機(jī)電一體化。如機(jī)床數(shù)字控制（NC）、成組技術(shù)（GT）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）等新技術(shù)的相繼問世。緊接著，隨著FMS技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)MS已不再只限于汽車、機(jī)床等機(jī)械制造業(yè)，還開始用于半導(dǎo)體、木制產(chǎn)品、服裝、食品以及藥品和化工產(chǎn)品等行業(yè)。數(shù)字控制技術(shù)出現(xiàn)以后，發(fā)展十分迅速，從一般數(shù)控、計(jì)算機(jī)數(shù)控到計(jì)算機(jī)多臺(tái)設(shè)備數(shù)控以及多功能多工種的綜合加工中心的形成，開始逐漸取代了常規(guī)的模擬控制技術(shù)，在工業(yè)控制上嶄露頭角。由于該技術(shù)易于控制、可靠性好、精度高等優(yōu)點(diǎn)，大大的加快了全數(shù)字化工業(yè)發(fā)展的到來。

2 如何提高我國機(jī)械加工的水平

如何提高我國機(jī)械加工水平的發(fā)展呢。我想應(yīng)該從以下幾個(gè)方面去考慮。首先，提高計(jì)量和檢測(cè)水平。對(duì)于機(jī)械加工行業(yè)來說，提高零件或產(chǎn)品的機(jī)械加工精度，其計(jì)量和檢測(cè)水品的提高也是個(gè)關(guān)鍵。與國外測(cè)評(píng)水平比較，我國的現(xiàn)有檢測(cè)水平還不高，生產(chǎn)上使用的各種儀器和設(shè)備等均比較落后，檢測(cè)數(shù)據(jù)和參數(shù)考慮等都比較原始。其次，搞好科研開發(fā)是關(guān)鍵。當(dāng)今機(jī)械制造技術(shù)結(jié)合了微電子、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)電子、信息技術(shù)開始向高度自動(dòng)化、精密化、智能化、集成化的方向邁進(jìn)，所以在今后的產(chǎn)品開發(fā)和科研中，我們不僅要對(duì)系統(tǒng)加工技術(shù)進(jìn)行研究，如數(shù)控加工技術(shù)、自動(dòng)線）等，而且也要對(duì)加工方法進(jìn)行探索，如各種特種切削加工、精密加工和超精密加工等。再次，重視人才素質(zhì)及相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)。在新的大環(huán)境下，為了跟上當(dāng)代機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展腳步，全面提高我國機(jī)械加工技術(shù)水平，我們必須以人為本，從提高勞動(dòng)者素質(zhì)出發(fā)，重點(diǎn)提高技術(shù)工人的技能素質(zhì)和相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)和職業(yè)教育。再次，結(jié)合現(xiàn)代環(huán)保、綠色制造理念。環(huán)境和人類的關(guān)系是一個(gè)與我們息息相關(guān)的永恒主題。我國機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展也是要以科學(xué)技術(shù)研究與工業(yè)生產(chǎn)為主軸，從加工環(huán)境、加工材料、資源的回收與利用、加工工藝等諸多方面去考慮。最后，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向結(jié)合的技術(shù)開發(fā)。我國機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展動(dòng)向還是要根據(jù)市場(chǎng)需求作出快速回應(yīng)，應(yīng)時(shí)應(yīng)地的推出相應(yīng)的產(chǎn)品是當(dāng)務(wù)之急。

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