我国机械加工技术的现状与发展

我国机械加工技术的现状与发展的建议摘要近十几年来，机械加工技术有了迅速发展。一方面是传统的切削与磨削加工技术仍在不断发展，加工精度水平也日益提高，精密加工与超精密加工技

术已进入实用阶段;另一方面加工技术向自动化方向发展，正在沿着数控(NC), 柔性制造系统(FW)及计算机集成制造系统(CII}MS )的台阶向上攀登。当今国际上机械产品的竟争归根结底是工艺技术竞争，为了尽快提高我国机械加工技术水

平，增强竞争力，本文综述了我国机械加工技术的现状并甘今后发展提出了相应对

策与建议，以使我国机械加工技术尽快赶上工业发达国家的先进水平。

关键词：数控柔性制造系统工业工程

近年来，尽管精密铸造、精密锻造和无

屑加工技术有了一定发发，并且在加工技术

领域中还开发了不少新的加工方法，如特种

加工、机电复合加工等，但传统的机械加工

仍占据着极其重要地位。可以预见，到21世

纪，切削和磨削将仍然是获得精密机械零件

的最主要加工方式。

当前我国的机械加工，普遍仍采用落后

的通用机床加大m专用工艺装备的生产模

式，即采用分散的、通过很多道工序来组织

零件加工的生产模式，新技术、新工艺的研究、开发、推广和应用十分缓慢。例如，成组技术、数控加工技术、复合加工、高速磨削、强力磨削和砂带磨削等先进工艺在我国都未得到广泛应用。而国外机械加工工艺已发展到以零件为对象，按零件组织专业化生产，工艺装备也发生了相应变化。

我国生产上使用的加工设备构成比不合理，普通车床所占的比例大，先进的与专用的设备比例少。总的情况是:通用设备多，

专用设备少;金切设备多，磨削设备少;单

机多，生产线少;高精度、数控等设备更

少。据报导，1933年美国机械制造工业的磨床拥有量占金属切削机床总数的23.5i'oo目前，先进工业国家的磨削加工量占到切削、磨削加工总量的25%左右，而砂带磨削的加工量要占磨削加工量的40 %^-50。此外，

国外的机械加工将坐标锉床、三坐标测量机等精密设备都广泛用于生产第一线，并且特}}J重视加工设备的数控化和柔性化，}tJ LW数控化率已达to%以上，而我国虽然早在50年代末就开始发展数控，但至今机床数控化率仍很低，平均还不到0.3%0

在加工精度方面，近几年来随着我国技术改造的深入和引进先进技术，在有些工厂中，一些精密机床的加工精度已接近国外先进水平。但从总体上看，我国制造生产水平仍然比较落后。目前我国机械加工的精度普遍约比国外低1}2级。例如汽缸体孔的加

工精度，我国为H7级，而国外为H6级; HRC50^-60重载齿轮的加工精度日本可达6 级，而我国为7 -r 8级。预计到2000年，国外的普通机械加工、精密加工与超精密加工的精度可分别达到lE}m, O.OlE}m及O.OOlEIm C lnm)，并且在一些高新技术产品上超精

密加工正在向原子级加工精度逼近，而我国目前的加工精度还刚进入0.1E}m级阶段。

众所周知，机械加工技术发展的基础是刀具的发展。无论是普通机床，还是先进的NC机床和加工中心机床(MC )，以至柔性

制造系统< FMS)，都必须依靠刀具才能完

成切削工作。刀具的革新和发展对提高生产率和加工质量有直接影响。目前我国生产上仍广泛应用整体式钨系高速钢和焊接式硬质合金刀具，机夹可转位刀具、涂层刀具、陶瓷刀具、复合材料刀具和金刚石及立方氮化

硼等超硬材料刀具在加工中使用的比例还很小，一些高效先进刀具，如可转位钻头、钻

扩四刃钻、硬质合金无横刃麻花钻、硬质合

金单刃铰刀、金刚石及立方氮化硼铰刀、波

形刃立铣刀、可转位螺旋立铣刀、模具铣刀

和热管式刀具等因制造、刃磨或检测等各种

原因尚未得到广泛应用，并且刀具几何参数

和切削用量也未实现优化，致使我国的切削

用量水平普遍较低。而先进工业国家目前都

已建立了相应的切削数据库;其软件已有商

品出售，能为刀具几何参数和一切削用量的自动选取以及工艺规程的自动设计提供经过优

化的数量依据，所以加工效率要比我国高1

~3倍。我国机械加工水平低，还与检侧方法落后与工艺科研力量薄弱有关。国外目前用工

业工程(I})的观点来研究机械加工技术，

他们既围绕材料加工技术研究工艺和设备(即通常说的制造的硬件部分)，同时又围

绕制造系统对人、材料和设备等组成的集成

系统的控制和管理进行研究(软件部分)，

也就是将技术与管理两者有机地结合起来，

通过不断改造、优化，以达到保证质量，降

低成本，提高生产率等目标。

为了振兴我国机械工业，提高我国机械加工技术水平，在新技术革命面前，我们应把握时机，并且应着眼于}1世纪，极积研究对策，制定切实措施，迎头赶上世界先进水平。为此，特提出如下几点认识和建议:

1.更新设备，改变设备构成比

在更新设备时，应减少普通机床的比重，增加精密、高效机床的比重，并应大力发展高质量、高效率和高柔性的NC机床和

加工中心.在更新设备时，应尽量选用国家

推荐的技术进步产品。

2,用数控和数显改造旧机床

我国现有机床320多万台，旧机床在机械工厂一中占有相当大的比重，近几年内还难于大幅度增加设备的投资，不可能将旧机床都淘汰与更新。因此，须对旧机床进行有计划地改造，使其发挥应有的作用。根据我国国情，旧机床改造的方向是:实现数控或数

显化，柔性化，专用化以及精密化。根据机床的具体情况，采用静压轴承、数控及数显装置等，把机床从人手的延一长，扩大为人脑部分功能的延长。数显装置具有投资少、见效快的特点。它是由检测元件(感应同步器、

光栅及磁栅等)和数显表两部分组成的电子

数码显示装置，安装在机床上，工人可方便准确地控制加工尺寸，被誉为机床的眼睛，应用数显装置加工零件，其加工精度一般可提高1一2级，工效可提高?0%以上。

旧机床改造在一些工业发达的国家同样受到十分重视。1990年9月5日至13日在美国芝加哥举行的美国国际制造技术展览会上，有相多家厂商展出了大量改造后的机床，就连美国着名的Cincinnati Milacron

和Devlics工厂也展出为数不少改造过的旧

机床。这主要由于当前国际市场竞争激烈，而改造后的机床要比新机床价格便宜30%,

甚至更多。所以，我们要充分认识到“旧机床加电脑控制”是一条适合我国国情的工业发展道路。

3.用工业工程(1E)原理和方法开展

技术改造

实践证明，提高机械加工技术水平可以通过技术改造来实现，即除应采用新设备外，还应推广和应用各种新工艺、新技术和新材料，以“三新”强化工艺手段。在进行技术改造时，必须从经营战略和生产系统整