谈现代机械加工技术的发展

谈现代机械加工技术的发展

摘要本文结合国外先进的技术，论述了我国国内机械加工技术的现状和发展情况，旨在说明我们必须紧跟时代和科技的步伐，结合我国国情，因地制宜地大胆发展我国现代机械加工技术。

关键词机械加工技术；自动化；精细加工；数控技术；检测中图分类号tg506 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）43-0054-02

新技术革命是现代机械加工技术发展的动力源泉，我国的机械加工技术在国际化的大背景下正在发生着日新月异的改变。随着信息、电子技术和生产制造技术等科技的飞速发展，作为我国现代经济的支柱产业之一，我国现代机械加工产业已经越来越受到国内外的关注。从我国现代机械加工技术的发展来看，由于近几十年来在高端科技方面的飞速发展，其发展势头强劲有力，变化多样，但总体来说还是可归纳为自动化、精密精细工程、绿色工程三大板块。其中自动化包括了数化控制、柔性制造、智能制造、全球制造技术等；精密工程又可以分为精密加工、超精密加工、微细加工、超精细加工、微型机械、纳米加工、微型机电系统等技术。在21世纪，由于世界性的科技、工业大发展，现代机械加工技术将取代传统的机械加工技术，成为机械加工技术的主流。

1 我国机械加工技术的发展趋势

1.1 向着精密、超精密性发展

20世纪70年代，由于精密和超精密加工技术的提出，机械加工技术开始在这方面逐渐发展。在西方发达国家，最先应用是在尖端技术与现代武器制造中，之后得到高度重视和急速发展，成为影响机械加工工业最核心的发展方向的利器。精密和超精密加工在改善机电产品的性能、质量和促进高新技术的发展中起着至关重要的作用，已成为在国际竞争中不可或缺的关键技术。精密加工和超精密加工代表了机械加工技术发展的一个极限，它就是追求加工的极限。如20世纪末期，已经达到了纳米加工水平、光电一体化等技术在微型人造卫星、通信设备、微型飞机、微型泵等微型机械设备中的广泛应用。目前，超精密切削技术和机床的研究，也取得了许多重要成果。最近，新发展的金属结合剂砂轮的在线电解修整砂轮的镜面磨削技术，精密研磨抛光可以加工技术等。而当前的应用，主要以金刚石车刀超精密切削、超精密砂带磨削和研抛、金刚石微粉砂轮超精密磨削、集成电路芯片的光刻等技术为精密加工和超精密加工的重要手段，在制造技术中起着举足轻重的作用。另外，精密加工和超精密加工必须以自动化技术为基础，才能保质保量，避免人为因素的影响。21世纪，我国机械加工技术向着精密、超精密性发展，主要从分子、原子加工逐渐向量子化加工迈进，制造、加工更加趋于微型化。根据日本的研究发现，对于超精密加工技术的探索主要在两个方面：一是高密度高能量的离子束加工方面的开发；另外以三维曲面加工为主的高性能检测技术的研发。在我国，

借鉴国外的发展技术，超精密加工技术的研发主要还在其基本的理论、工艺及其设备、精度等方面的研究。

1.2 向着高速、超高速加工的方向发展

切削加工技术是机械加工应用中最常用的手段之一，而高速、超高速则是对切削加工技术的一项重大挑战，也为我国机械加工技术的发展提供了方向。目前，该技术主要包括高速软切、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等方法。近几年来，高速、超高速切削加工技术不仅能大幅度提高生产效率，节省加工时间，降低生产成本，而且直接影响机械加工工业的发展。譬如：1）cad/cam技术应用。cad/cam技术适用于一切机械产品的制造与加工模具，包括单件生产、多品种小批量生产或是大批量生产产品。该技术在现今国外机械行业中普遍应用，而在我国机械行业的开发与利用，与先进国家相比却依旧差距巨大；2）激光加工技术的应用。和传统的机械加工方法相比，计算机控制激光束加工技术开始逐步把机械化或者手工操作所替代，并成为现代机械工业主要的加工手段。国外越来越多地研究、开发已经综合的把光纤技术和机器人操纵的导光系统紧密连接起来，逐渐形成了高性能激光复合灵活加工系统；3）机械视觉装置的应用。自80年代初机械视觉系统进人市场以来，它就逐渐成为当今机电一体化的产物。随着科学技术的进步，机械视觉系统的硬件和软件功能将更趋完善。据专家预测，将来50%的工人以及检验员在未来科技中将最终会被机械视觉系统所取代，进

而加速机械加工实现自动化；4）电火花加工技术应用。电火花加工技术一般只用于难切削材料的加工，对于外形复杂的冲模加工往往受到限制。电火花机床加工不但要考虑工件的硬度、韧性、易碎性和精度,还要考虑工件的几何形状薄壁、曲率半径过小往往要受到限制。

1.3 向着自动化、数字化的方向发展

有人说，21世纪的科技将是数字化、自动化的时代。自动化是现代先进机械制造技术的最关键的部分，也决定着机械制造业的发展方向。我国机械加工技术的发展经历了一个漫长的过程，在自动化方面，从单机到生产线到系统，从追求人机操纵到高度自动化，最后的无人自动化过渡。数字化技术作为21世纪机械制造技术的重要发展趋势，一方面要结合和重视数字化的定义定位于产品、模型、加工控制、管理等相关技术的发展；另一方面数字化技术的应用将会加快产品流通，开始从工业产品向民用产品的过渡，如数字电视、数字通讯产品等。20世纪60年代，一些工业发达的国家，就开始了从工业化向信息、电子科技过渡。对于机械加工工业来说，对它的发展影响最大的是电子计算机的出现和应用，即所谓机电一体化。如机床数字控制（nc）、成组技术（gt）、计算机辅助制造（cam）等新技术的相继问世。紧接着，随着fms技术的发展，fms已不再只限于汽车、机床等机械制造业，还开始用于半导体、木制产品、服装、食品以及药品和化工产品等行业。数字控制技术出现以后，

发展十分迅速，从一般数控、计算机数控到计算机多台设备数控以及多功能多工种的综合加工中心的形成，开始逐渐取代了常规的模拟控制技术，在工业控制上崭露头角。由于该技术易于控制、可靠性好、精度高等优点，大大的加快了全数字化工业发展的到来。

2 如何提高我国机械加工的水平

如何提高我国机械加工水平的发展呢。我想应该从以下几个方面去考虑。首先，提高计量和检测水平。对于机械加工行业来说，提高零件或产品的机械加工精度，其计量和检测水品的提高也是个关键。与国外测评水平比较，我国的现有检测水平还不高，生产上使用的各种仪器和设备等均比较落后，检测数据和参数考虑等都比较原始。其次，搞好科研开发是关键。当今机械制造技术结合了微电子、计算机等先进电子、信息技术开始向高度自动化、精密化、智能化、集成化的方向迈进，所以在今后的产品开发和科研中，我们不仅要对系统加工技术进行研究，如数控加工技术、自动线）等，而且也要对加工方法进行探索，如各种特种切削加工、精密加工和超精密加工等。再次，重视人才素质及相关技术培训。在新的大环境下，为了跟上当代机械加工工业的发展脚步，全面提高我国机械加工技术水平，我们必须以人为本，从提高劳动者素质出发，重点提高技术工人的技能素质和相关技术培训和职业教育。再次，结合现代环保、绿色制造理念。环境和人类的关系是一个与我们息息相关的永恒主题。我国机械加工工业的发展也是要以科学技术研究与