談現代機械加工技術的發展

張桂文

摘要 本文結合國外先進的技術，論述了我國國內機械加工技術的現狀和發展情況，旨在說明我們必須緊跟時代和科技的步伐，結合我國國情，因地制宜地大膽發展我國現代機械加工技術。

關鍵詞 機械加工技術；自動化；精細加工；數控技術；檢測

中圖分類號TG506 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0054-02

新技術革命是現代機械加工技術發展的動力源泉，我國的機械加工技術在國際化的大背景下正在發生著日新月異的改變。隨著信息、電子技術和生產制造技術等科技的飛速發展，作為我國現代經濟的支柱產業之一，我國現代機械加工產業已經越來越受到國內外的關注。從我國現代機械加工技術的發展來看，由于近幾十年來在高端科技方面的飛速發展，其發展勢頭強勁有力，變化多樣，但總體來說還是可歸納為自動化、精密精細工程、綠色工程三大板塊。其中自動化包括了數化控制、柔性制造、智能制造、全球制造技術等；精密工程又可以分為精密加工、超精密加工、微細加工、超精細加工、微型機械、納米加工、微型機電系統等技術。在21世紀，由于世界性的科技、工業大發展，現代機械加工技術將取代傳統的機械加工技術，成為機械加工技術的主流。

1 我國機械加工技術的發展趨勢

1.1 向著精密、超精密性發展

20世紀70年代，由于精密和超精密加工技術的提出，機械加工技術開始在這方面逐漸發展。在西方發達國家，最先應用是在尖端技術與現代武器制造中，之后得到高度重視和急速發展，成為影響機械加工工業最核心的發展方向的利器。精密和超精密加工在改善機電產品的性能、質量和促進高新技術的發展中起著至關重要的作用，已成為在國際競爭中不可或缺的關鍵技術。精密加工和超精密加工代表了機械加工技術發展的一個極限，它就是追求加工的極限。如20世紀末期，已經達到了納米加工水平、光電一體化等技術在微型人造衛星、通信設備、微型飛機、微型泵等微型機械設備中的廣泛應用。目前，超精密切削技術和機床的研究，也取得了許多重要成果。最近，新發展的金屬結合劑砂輪的在線電解修整砂輪的鏡面磨削技術，精密研磨拋光可以加工技術等。而當前的應用，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為精密加工和超精密加工的重要手段，在制造技術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化技術為基礎，才能保質保量，避免人為因素的影響。21世紀，我國機械加工技術向著精密、超精密性發展，主要從分子、原子加工逐漸向量子化加工邁進，制造、加工更加趨于微型化。根據日本的研究發現，對于超精密加工技術的探索主要在兩個方面：一是高密度高能量的離子束加工方面的開發；另外以三維曲面加工為主的高性能檢測技術的研發。在我國，借鑒國外的發展技術，超精密加工技術的研發主要還在其基本的理論、工藝及其設備、精度等方面的研究。

1.2 向著高速、超高速加工的方向發展

切削加工技術是機械加工應用中最常用的手段之一，而高速、超高速則是對切削加工技術的一項重大挑戰，也為我國機械加工技術的發展提供了方向。目前，該技術主要包括高速軟切、高速硬切削、高速干切削、大進給切削等方法。近幾年來，高速、超高速切削加工技術不僅能大幅度提高生產效率，節省加工時間，降低生產成本，而且直接影響機械加工工業的發展。譬如：1）CAD/CAM技術應用。CAD/CAM技術適用于一切機械產品的制造與加工模具，包括單件生產、多品種小批量生產或是大批量生產產品。該技術在現今國外機械行業中普遍應用，而在我國機械行業的開發與利用，與先進國家相比卻依舊差距巨大；2）激光加工技術的應用。和傳統的機械加工方法相比，計算機控制激光束加工技術開始逐步把機械化或者手工操作所替代，并成為現代機械工業主要的加工手段。國外越來越多地研究、開發已經綜合的把光纖技術和機器人操縱的導光系統緊密連接起來，逐漸形成了高性能激光復合靈活加工系統；3）機械視覺裝置的應用。自80年代初機械視覺系統進人市場以來，它就逐漸成為當今機電一體化的產物。隨著科學技術的進步，機械視覺系統的硬件和軟件功能將更趨完善。據專家預測，將來50%的工人以及檢驗員在未來科技中將最終會被機械視覺系統所取代，進而加速機械加工實現自動化；4）電火花加工技術應用。電火花加工技術一般只用于難切削材料的加工，對于外形復雜的沖模加工往往受到限制。電火花機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 向著自動化、數字化的方向發展

有人說，21世紀的科技將是數字化、自動化的時代。自動化是現代先進機械制造技術的最關鍵的部分，也決定著機械制造業的發展方向。我國機械加工技術的發展經歷了一個漫長的過程，在自動化方面，從單機到生產線到系統，從追求人機操縱到高度自動化，最后的無人自動化過渡。數字化技術作為21世紀機械制造技術的重要發展趨勢，一方面要結合和重視數字化的定義定位于產品、模型、加工控制、管理等相關技術的發展；另一方面數字化技術的應用將會加快產品流通，開始從工業產品向民用產品的過渡，如數字電視、數字通訊產品等。20世紀60年代，一些工業發達的國家，就開始了從工業化向信息、電子科技過渡。對于機械加工工業來說，對它的發展影響最大的是電子計算機的出現和應用，即所謂機電一體化。如機床數字控制（NC）、成組技術（GT）、計算機輔助制造（CAM）等新技術的相繼問世。緊接著，隨著FMS技術的發展，FMS已不再只限于汽車、機床等機械制造業，還開始用于半導體、木制產品、服裝、食品以及藥品和化工產品等行業。數字控制技術出現以后，發展十分迅速，從一般數控、計算機數控到計算機多臺設備數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的模擬控制技術，在工業控制上嶄露頭角。由于該技術易于控制、可靠性好、精度高等優點，大大的加快了全數字化工業發展的到來。

2 如何提高我國機械加工的水平

如何提高我國機械加工水平的發展呢。我想應該從以下幾個方面去考慮。首先，提高計量和檢測水平。對于機械加工行業來說，提高零件或產品的機械加工精度，其計量和檢測水品的提高也是個關鍵。與國外測評水平比較，我國的現有檢測水平還不高，生產上使用的各種儀器和設備等均比較落后，檢測數據和參數考慮等都比較原始。其次，搞好科研開發是關鍵。當今機械制造技術結合了微電子、計算機等先進電子、信息技術開始向高度自動化、精密化、智能化、集成化的方向邁進，所以在今后的產品開發和科研中，我們不僅要對系統加工技術進行研究，如數控加工技術、自動線）等，而且也要對加工方法進行探索，如各種特種切削加工、精密加工和超精密加工等。再次，重視人才素質及相關技術培訓。在新的大環境下，為了跟上當代機械加工工業的發展腳步，全面提高我國機械加工技術水平，我們必須以人為本，從提高勞動者素質出發，重點提高技術工人的技能素質和相關技術培訓和職業教育。再次，結合現代環保、綠色制造理念。環境和人類的關系是一個與我們息息相關的永恒主題。我國機械加工工業的發展也是要以科學技術研究與工業生產為主軸，從加工環境、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，以市場需求為導向結合的技術開發。我國機械加工工業的發展動向還是要根據市場需求作出快速回應，應時應地的推出相應的產品是當務之急。

參考文獻

[1]牛曉君.我國機械加工技術的現狀與發展的建議[J].工程技術，2010，6.

[2]孫魯安，閡先雄.機械加工技術的發展及展望[J].機械，2002，9(Z1).

[3]唐文華.淺談現代機械加工技術的發展[J].設備管理與維修，2001，11(1).