淺談現代機械制造技術的發展

鄧天龍(大連同輝機電有限公司)

一、簡史

機械制造發展簡要歷程大致可以分為三個階段：手工作坊時代、規模工業生產時代和現代制造技術時代。

在手工作坊時代的人們是一件一件地生產機器，因此手工作坊時代又稱為單件生產模式的時代。它的起源可以追溯到很久以前，考古發現巴比倫帝國在建造通天塔的時候(公元前800年)就利用了斜面、輪軸和動滑輪等簡單機械。還有歷史資料為我們呈現了公元前1世紀前后的機器，主要是造紙機械、水果壓榨機械、運輸車輛。這些機器不再是簡單機械的直接利用，而是利用簡單機械的原理設計生產的較復雜的機器。出現了機械鐘表(1350年)后，經過一個多世紀的發展，人們的機械工藝制造水平已經走向了精確化。自從意大利伽利略單擺特性到人們造出擺鐘，機械制造技術實現了突飛猛進的進步。

現代制造技術發展的兩個重要方向：精密加工、非傳統加工。

二、精密加工

2.1 推動現代制造技術發展的因素

2.1.1 機械產品更新換代加快

機械產品更新換代的速度不斷加快，而且朝著大型、成套、復雜、精密、高效、高運行參數等方向發展。從而對現代制造技術提出了更高更新的要求

2.1.2 市場競爭加劇

2.1.3 新技術革命的推動

一方面，科學技術的迅速發展要求現代機械制造業為其提供更優良的設備，從而為機械制造業開拓了廣闊的市場；一方面，科學技術的迅速發展要求現代機械制造業為其提供更優良的設備，從而為機械制造業開拓了廣闊的市場；另一方面，科學技術的迅速發展為現代機械制造業的發展規律提供了更先進的設備和手段。

2.2 現代機械制造技術的產生方式

2.2.1 常規制造過程優化：是指在保持原有制造原理不變的前提下，通過變更制造工藝條件，優化制造工藝參數；或通過以制造方法為中心，實現制造設備、輔助工藝和材料，從而實現優質、高效、低耗、靈活等目標。

2.2.2 與高新技術相結合：

新能源、新材料、計算機等高新技術在機械制造領域的不斷深入，為新型制造技術的出現奠定了基礎。如：數控加工、電火花加工、激光加工等。

2.3 現代機械制造技術的特點

2.3.1 先進性：體現在優質、高效、低能、潔凈、靈活。

2.3.2 實用性：可以應用于各種類型的機械工廠。

2.3.3 前沿性：先進制造技術是信息技術和其他高新技術與傳統制造技術相結合的產物，代表發展方向。

2.4 現代機械制造技術發展的三個永恒主題

現代機械制造技術發展的三個永恒主題：質量、成本、效率

所以現代制造技術的總趨勢是向自動化、最優化、柔性化、精密化、高速化和智能化方向發展。

2.5 現代制造技術發展的三條主線

2.5.1 機械制造工藝方法進一步完善與開拓，除了傳統的切削與磨削技術仍在不斷發展和完善外，各種特種加工方法也在產生并得到快速發展。

2.5.2 加工技術向高精度發展。“精密工程”和“納米技術”。

2.5.3 加工技術向自動化、柔性化、集成化和智能化方向發展。

2.6 先進現代制造技術的產生

先進制造技術(AMT)：美國于20世紀80年代提出，只注重基礎研究、衛生健康、國防技術，而對產業技術不支持，主張通過市場競爭，由企業自主開發。認為是“夕陽”工業，主張經濟中心轉向高科技產業和第三產業。“促進美國經濟增長的技術，增強經濟實力的新方向”

三、非傳統加工

非傳統加工又稱特種加工方法，是指不用常規的機械加工方法，而是用光、電、生物等原理來達到零件設計要求的加工方法的總稱。它是對傳統機械加工方法的有力補充，已經成為機械制造領域中不可缺少的技術內容。

3.1 電火花加工

電火花加工于943年由蘇聯學者 Б.Ρ.拉扎連科夫婦研究發明后，隨著脈沖電源和控制系統的改進而迅速發展起來。最初使用的脈沖電源是簡單的RC(電阻-電容)回路。50年代初，改進為RLC(電阻-電感-電容)等回路。同時，還采用脈沖發電機之類的所謂長脈沖電源,使蝕除效率提高,工具電極相對損耗降低。隨后又出現了大功率電子管、閘流管等高頻脈沖電源，使在同樣表面粗糙度條件下的生產率得以提高。60年代中期，研制成晶體管和可控硅脈沖電源，提高了能源利用效率和降低了工具電極損耗，并擴大了粗精加工的可調范圍。到70年代，出現了高低壓復合脈沖、多回路脈沖、等幅脈沖和可調波形脈沖等電源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具電極損耗等方面又有了新的進展。在控制系統方面，從最初簡單地保持放電間隙而控制工具電極的進退，逐步發展到利用微型計算機對電參數和非電參數等各種因素進行適時控制。

3.2 激光加工

3.2.1 工作原理：激光加工是利用光能量進行加工的一種方法。

3.2.2 應用：激光打孔、激光切割、激光焊接等。

3.3 超生波加工

3.3.1 適用于加工各種脆性金屬材料和非金屬材料，如玻璃、陶瓷、半導體、寶石、金剛石等

3.3.2 可加工各種復雜形狀的型孔、型腔、形面。

3.3.3 單純的超聲波加工，加工效率較低。采用超聲復合加工(如超聲車削，超聲磨削，超聲電解加工，超聲線切割等)，可顯著提高加工效率。

四、結論

機械制造技術越來越智能化，使得各行各業得到了前所未有的發展，高精度、高智能化、滲透到民用、工業、航天、軍事等各個領域。

我國的整體工業水平越來越接近于發達國家水平，某些領域已位于世界前列。要實現真正意義上的工業強國，實現偉大的中國夢，還要付出更多的努力。

[1]張世昌.機械制造技術基礎.天津大學出版社

[2]武永利.機械制造技術新發展及其在我國的研究和應用[J].機械制造與自動化，2003，(1)