現(xiàn)代加工技術(shù)概況

1、現(xiàn)代加工技術(shù)概況1.現(xiàn)代加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)代加工技術(shù)是廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)制造當(dāng)中的一種技術(shù)，是在原本應(yīng)用機(jī)械能的方式下加以改進(jìn)，變成能夠?qū)Χ喾N能利用的一種方式。 通過(guò)這種方式能夠大大的提高我們的工作效率， 并且使得制作產(chǎn)品更 精細(xì)。同時(shí)，現(xiàn)代加工技術(shù)為了更好迎合顧客，也在不斷進(jìn)行調(diào)整當(dāng) 中。為了使制造產(chǎn)品更加精細(xì)，高效率和高品質(zhì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在現(xiàn)代 加工技術(shù)緊追時(shí)代的步伐不斷應(yīng)用新興技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)智能化的應(yīng)用， 在加工過(guò)程中做到綠色無(wú)污染。為了讓大家對(duì)現(xiàn)代加工技術(shù)進(jìn)行了 解，作者將其與普通的機(jī)械加工進(jìn)行對(duì)比， 來(lái)看一看現(xiàn)代加工技術(shù)的 優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)代加工技術(shù)在使用的過(guò)程中自動(dòng)化，并且加工的痕跡比較少。 在生

2、產(chǎn)制造中對(duì)于能量的應(yīng)用廣泛，并且在應(yīng)用時(shí)可以不用其他的工 具。現(xiàn)代加工技術(shù)的出現(xiàn)滿足了人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，達(dá)到制造業(yè)對(duì)自己的自我挑戰(zhàn)。我們也要經(jīng)常進(jìn)行反思，積極發(fā)現(xiàn)需要改進(jìn)的地方， 并及時(shí)作出調(diào)整，不能固步自封，思想陳舊，才不會(huì)被激烈的競(jìng)爭(zhēng)所 淘汰。發(fā)展的過(guò)程可能會(huì)充滿了艱辛，要學(xué)會(huì)吸取其他發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng) 驗(yàn)，不斷進(jìn)行調(diào)整，最終使現(xiàn)代加工技術(shù)達(dá)到更好的目的。1.1精密、超精密加工發(fā)展上世紀(jì)70年代，隨著精密、超精密加工技術(shù)的提出，機(jī)械加工 技術(shù)開始逐漸向此方向發(fā)展。精密加工是指精密切削和磨削加工，是 一種加工精度及表面質(zhì)量能夠達(dá)到極高精度的加工工藝，而超精密加 工不單只是一個(gè)單純的加工方法和工藝

3、，其已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)涵蓋極為廣泛的系統(tǒng)工程。精密、超精密加工技術(shù)首先是由西方發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用于尖端技術(shù)和武器制造中，之后隨著其影響的加深而得到了快速發(fā) 展。精密和超精密加工可以使機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、可靠性得到提 高，同時(shí)改善零件的互換性使其裝配效率得到提高。因此，精密、超 精密加工已經(jīng)成為一項(xiàng)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。精密、超精密加工追求加工的極限，到上世紀(jì)末，已經(jīng)發(fā)展到了納米加工水平， 此外還有光電一體化技術(shù)，這些新技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在通信設(shè)備、 微 型飛機(jī)和人造衛(wèi)星、微型泵等微型機(jī)械設(shè)備中。目前超精密切削技術(shù)、 機(jī)床的研究取得了重要成果，如金剛石車刀、金剛石微粉砂輪、超精 密砂帶等在精密

4、切削、磨削和研拋等方面的應(yīng)用，這些技術(shù)已經(jīng)成為 精密、超精密加工的重要手段。此外，為避免人為因素的干擾，同時(shí) 保證產(chǎn)品質(zhì)量，精密、超精密加工必須采用自動(dòng)化技術(shù)。21世紀(jì)，我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)已經(jīng)逐步邁向量子化， 加工制造技術(shù)已經(jīng)更趨向于 微型化，在加工技術(shù)的研究上主要集中在基本理論、設(shè)備、工藝以及 精度等方面。1. 2高速、超高速加工發(fā)展我們的加工工藝可以分為磨削加工和切削加工，高速加工技術(shù)在 這兩個(gè)加工當(dāng)中的運(yùn)用。在磨削加工當(dāng)中，應(yīng)用高速加工技術(shù)可以使 得高效率和高品質(zhì)同時(shí)出現(xiàn)，是一種非常好的加工方法，這也使得其 在很多方面都被廣泛應(yīng)用主要是以下三個(gè)方面：以砂輪高速、高進(jìn)給 速度和大切深為主要特

5、征的高效深磨；超高速外圓磨削使用高速砂輪 對(duì)階梯軸、曲軸等零件外圓回轉(zhuǎn)表面進(jìn)行超高速高效率精密磨削加 工；難磨材料的高速磨削。在切削加工當(dāng)中，應(yīng)用高速加工技術(shù)可以 使零件的加工變得更加完美。高速切削加工技術(shù)可用于加工有色金 屬、鑄鐵、鋼、纖維強(qiáng)化復(fù)合材料等，還可以用于切削加工各種難加 工材料。其中，加工鑄鐵和鋁合金最為普遍。高速、超高速切削加工技術(shù)是我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方 向，主要包括高速的軟切、硬切削、干切削等方法，這種加工技術(shù)能 夠節(jié)省加工的時(shí)間，有效地提高生產(chǎn)率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。高速、 超高速應(yīng)用的技術(shù)主要有：適用于機(jī)械產(chǎn)品制造與加工模具的CADCAM技術(shù)、激光加工技術(shù)、機(jī)械視覺(jué)

6、裝置、電火花加工技術(shù)等。1. 3自動(dòng)化、數(shù)字化發(fā)展21世紀(jì)是數(shù)字化、自動(dòng)化的科技時(shí)代。現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)最為 關(guān)鍵的就是自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，這是決定機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向的。 我國(guó) 機(jī)械加工技術(shù)的自動(dòng)化方面的發(fā)展是從單機(jī)開始， 發(fā)展到生產(chǎn)線再到 系統(tǒng)。在操縱方面從人機(jī)操縱發(fā)展到高度自動(dòng)化， 最后到無(wú)人自動(dòng)化， 經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程。數(shù)字化技術(shù)是21世紀(jì)現(xiàn)代機(jī)械/ JOT技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字化技術(shù)在產(chǎn)品、模型控制以及管理等方面 發(fā)揮著重要的作用，又在產(chǎn)品流通、通訊等方面發(fā)揮無(wú)可替代的作用。 電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與應(yīng)用為機(jī)械加工工業(yè)帶來(lái)了巨大的發(fā)展空間，使其實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，使許多先進(jìn)的新技術(shù)得以問(wèn)世和

7、應(yīng)用， 如機(jī)床 數(shù)字控制技術(shù)（NC）、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（CAM）成組技術(shù)（GT）等。 此外，隨著自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展， 其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽 車、機(jī)床、半導(dǎo)體、服裝、食品、藥品等各行各業(yè)。2.現(xiàn)代加工技術(shù)研究熱點(diǎn)現(xiàn)代加工技術(shù)主要包括切削加工、 磨削加工、光整加工、電加工、 高能述流加工、納米加工、綠色加工等加工技術(shù)。而當(dāng)前超高速切削 加工技術(shù)和超高速磨削技術(shù)、精密加工技術(shù)、特種加工以及復(fù)合加工 工藝成為先進(jìn)加工制造技術(shù)的主要發(fā)展方向和重要研究領(lǐng)域。下面具體介紹幾種先進(jìn)加工技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用。2.1高速/高效加工技術(shù)高速切削加工是采用高轉(zhuǎn)速、 快進(jìn)給、小被吃刀量和小進(jìn)給量來(lái) 去除余量，完

8、成零件加工的過(guò)程。高速切削加工技術(shù)可用于加工有色 金屬、鑄鐵、鋼、纖維強(qiáng)化復(fù)合材料等，還可以用于切削加工各種難 加工材料。其中，加工鑄鐵和鋁合金最為普遍。高速磨削是通過(guò)提高砂輪線速度來(lái)達(dá)到提高磨削效率和磨削質(zhì)量的工藝方法。高速磨削的應(yīng)用主要在如下三個(gè)方面：以砂輪高速、 高進(jìn)給速度和大切深為主要特征的高效深磨（HEDG；超高速外圓 磨削。使用高速砂輪對(duì)階梯軸、曲軸等零件外圓回轉(zhuǎn)表面進(jìn)行超高速 高效率精密磨削加工；難磨材料的高速磨削。22精密/超精密加工技術(shù)精密加工就是將精密度達(dá)到一個(gè)更高的水平，可以將精密加工分 為精密切削、精密磨削和超光滑表面在精密切削工藝當(dāng)中，我們改變了以前的宏觀方式，是運(yùn)用

9、微觀的方式，導(dǎo)致之前的重要影響因素變 成了非重要影響因素，可以更好對(duì)加工工藝進(jìn)行控制。 現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù) 正在不斷推廣，不斷在制造業(yè)為大家服務(wù)，并且現(xiàn)在的很多重要材料 都通過(guò)這技術(shù)被大家使用為了使更多的材料被大家使用， 應(yīng)該不斷加 強(qiáng)加工工藝方法的研究，使得精密度變得更高，這是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) 和研究重點(diǎn)。精密磨削加工是利用細(xì)粒度的磨粒或微粉對(duì)黑色金屬、脆硬材料等進(jìn)行加工，得到高精度和小表面粗糙度值。超光滑表面主 要應(yīng)用于以強(qiáng)激光、短波光學(xué)為代表的工程領(lǐng)域，主要目的是為了減 小散射，提高抗破壞閾值；以及以磁記錄頭、大規(guī)模集成電路基片等 器件為主的電子工業(yè)領(lǐng)域。精密加工和超精密加工代表了加工精度發(fā) 展

10、的不同階段，主要包括：221精密切削加工技術(shù)在精密切削中，采用微量切削方法，一些對(duì)普通切削影響不顯著 的因素將成為影響精密切削過(guò)程的主要因素。目前該技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展，現(xiàn)已研究用于黑色金屬、玻璃、硅以及各種功能晶體等材料。針 對(duì)不斷出現(xiàn)的新材料，采用超精密加工工藝方法，是今后超精密加工 的重要研究方向。2.2.2精密/超精密磨削加工技術(shù)精密磨削加工是利用細(xì)粒度的磨?；蛭⒎蹖?duì)黑色金屬、脆硬材料 等進(jìn)行加工，得到高精度和小表面粗糙度值。目前，超精密磨削主要 應(yīng)用在磨削鋼鐵及其合金等金屬材料、非金屬的額脆硬材料（陶瓷、 石英、玻璃、石材等）。2.2.3超光滑表面加工技術(shù)超光滑表面主要應(yīng)用于以強(qiáng)激光、短

11、波光學(xué)為代表的工程領(lǐng)域， 主要目的是為了減小散射，提高抗破壞閾值；還有以磁記錄頭、大規(guī)模集成電路基片等器件為主的電子工業(yè)領(lǐng)域。3.特種加工技術(shù)特種加工是一種直接利用電能、熱能、聲能、光能、化學(xué)能和電 化學(xué)能，有時(shí)也結(jié)合機(jī)械能對(duì)工件進(jìn)行加工的一種方法。 特種加工主 要應(yīng)用于難加工材料、形狀特別復(fù)雜、細(xì)微結(jié)構(gòu)以及高精度、表面質(zhì) 量有特殊要求的零件的加工，主要包括以下幾個(gè)方面：電火花加工是 通過(guò)導(dǎo)電工件和工具電極之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)蝕 除多余材料，以達(dá)到對(duì)工件尺寸、形狀以及表面質(zhì)量要求的加工技術(shù)， 該技術(shù)主要用于穿孔成形加工（沖模、型腔模、小孔、異形小孔），線切割加工；電解加工是利用金

12、屬在電解液中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的原理去 除工件材料的特種加工，目前主要用于批量生產(chǎn)條件下難切削材料和 復(fù)雜型面、型腔、薄壁零件以及異型孔的加工，還可以用于去毛刺、 刻印、磨削、表面光整加工等方面；超聲波加工是利用工具斷面的超 聲振動(dòng)，通過(guò)磨料懸浮液加工脆硬材料的一種成型方法，主要應(yīng)用于型孔、型腔加工，切割加工，超聲清洗，焊接加工，超聲波處理；激 光加工是把具有足夠能量的激光束聚焦后照射到所加工材料的適當(dāng) 部位，在極短的時(shí)間內(nèi)，被照部位迅速升溫，材料發(fā)生氣化、熔化、 金相組織變化以及產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)工件材料被去除、 連接、改性或分離等加工，由于具有高平行度、高能量密度、能通過(guò) 透明體進(jìn)行加

13、工、裝置簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，主要用于激光打孔、激光切割、 激光焊接、金屬表面處理、激光存儲(chǔ)等。主要包括一下幾個(gè)方面： 3.1電火花加工技術(shù)電火花加工是通過(guò)導(dǎo)電工件和工具電極之間脈沖性火花放電時(shí) 的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)蝕除多余材料以達(dá)到對(duì)工件尺寸、形狀以及表面質(zhì)量 要求的加工技術(shù)。該技術(shù)主要用于穿孔成形加工（沖模、型腔模、小 孔/異形小孔），線切割加工。3.2電解加工技術(shù)電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的原理去除工件 材料的特種加工。目前，電解加工主要用于批量生產(chǎn)條件下難切削材 料和復(fù)雜型面、型腔、薄壁零件以及異型孔的加工，還可以用于去毛 刺、刻印、磨削、表面光整加工等方面。3.3超聲加工技術(shù)超聲波加工

14、是利用工具斷面的超聲振動(dòng)，通過(guò)磨料懸浮液加工脆 硬材料的一種成型方法。主要應(yīng)用于：型孔、型腔加工，切割加工， 超聲清洗，焊接加工，超聲波處理。3.4激光加工技術(shù)激光加工是把具有足夠能量的激光束聚焦后照射到所加工材料 的適當(dāng)部位，在極短的時(shí)間內(nèi)，被照部位迅速升溫，材料發(fā)生氣化、 熔化、金相組織變化以及產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)應(yīng)力， 從而實(shí)現(xiàn)工件材料被 去除、連接、改性或分離等加工。激光加工由于具有咼平行度、咼能 量密度、能通過(guò)透明體進(jìn)行加工、裝置簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，主要用于激光打 孔、激光切割、激光焊接、金屬表面處理、激光存儲(chǔ)等。4.快速成型技術(shù)快速成型技術(shù)是新時(shí)代的一種產(chǎn)物， 其結(jié)合了多種先進(jìn)技術(shù)，具 備了更多

15、的優(yōu)點(diǎn)。快速成型技術(shù)的出現(xiàn)，是由于人們?cè)谟^察三維實(shí)物 時(shí)逆向思考才發(fā)現(xiàn)的，變換了思考角度，不再?gòu)膶?shí)物出發(fā)研究其構(gòu)造， 而是從構(gòu)造出發(fā)研究實(shí)物?？焖俪尚图夹g(shù)的出現(xiàn)解決了很多問(wèn)題。因 為其是三維實(shí)物研究，可以直接應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行模擬， 可以減少 研究時(shí)間，使產(chǎn)品的成本降低，并且可以多次試驗(yàn)，方便進(jìn)行改進(jìn)。 在制造復(fù)雜的零件時(shí)，不需要工具就能完成。在快速成型技術(shù)當(dāng)中還 有很多不完善的地方，比如成品比較貴不能廣泛推廣的問(wèn)題。但是， 在這些問(wèn)題一旦解決，對(duì)我國(guó)制造業(yè)的影響將是巨大的， 可改變我國(guó) 制造業(yè)的現(xiàn)狀，增加制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，從而使我國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占有 一席之地。當(dāng)前制造業(yè)正在向多樣化、用戶個(gè)性化

16、、小批量的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化， 如何在此生產(chǎn)模式下快速、低成本加工制造出高品質(zhì)的產(chǎn)品，在很大 程度上決定了企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的地位， 這也為產(chǎn)品開發(fā)和制造，特 別是模具的快速制造提出了更高的要求。 基于反求工程和快速原型技 術(shù)的快速模具制造技術(shù)正是通過(guò)綜合當(dāng)今多種先進(jìn)制造技術(shù)，在已有的零件的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新和改進(jìn)，快速制成可用于實(shí)際生產(chǎn) 制造的模具，從而短了制模周期，減少成本。同時(shí)由于快速模具制造 技術(shù)的多樣性，我們可以很方便的根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要， 選擇適合的 制模技術(shù)。5總結(jié)我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)水平的提高隨著科技的發(fā)展， 人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量 的要求也不斷提高，相應(yīng)的機(jī)械加工技術(shù)也面臨著前所未有的挑戰(zhàn),

17、 我們必須加大力氣，深入研究如何提高我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)的水?？梢?從以下幾個(gè)方面著手：5.1提高機(jī)械加工中的計(jì)量與檢測(cè)水平提高機(jī)械加工中的計(jì)量與檢測(cè)水平是提高零件、 產(chǎn)品的機(jī)械加工 精度的關(guān)鍵所在。我國(guó)現(xiàn)有的檢測(cè)水平與國(guó)外同行業(yè)相比較，水平較低，加之在生產(chǎn)中使用的一些設(shè)備相對(duì)落后，使得檢測(cè)數(shù)據(jù)和參數(shù)相對(duì)較為原始，不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和精度的要求，因此，必須提高機(jī)械加工中的計(jì)量與檢測(cè)水平。5.2重視機(jī)械加工中的科研開發(fā)現(xiàn)代的機(jī)械技術(shù)融合了先進(jìn)的電子、 信息技術(shù)等技術(shù)，并開始向 高度自動(dòng)、精密、智能以及集成的方向發(fā)展，因此，重視并做好機(jī)械 加工中的科研開發(fā)尤為重要。在今后的科研開發(fā)中，不

18、但要重視對(duì)數(shù) 控加工技術(shù)、自動(dòng)線等系統(tǒng)加工技術(shù)的開發(fā)，對(duì)加工方法（如精密、超精密加工、特種切削加工等）也必須給予高度的重視。5.3重視人才的培養(yǎng)人才是科技發(fā)展的關(guān)鍵所在，因此必須重視培養(yǎng)人才。體現(xiàn)在機(jī) 械中要組織相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)以及職業(yè)教育，提高技術(shù)工人的技能素 質(zhì)，從而推動(dòng)現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展。5.4以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)的科研開發(fā)必須以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，根據(jù)市場(chǎng)需求做出快速判斷及回應(yīng)，以便及時(shí)推出市場(chǎng)需要的產(chǎn)品。5.5推行綠色環(huán)保理念結(jié)合當(dāng)今時(shí)代的大環(huán)境，在現(xiàn)代機(jī)械加工中推行綠色環(huán)保的理 念，在環(huán)境、材料、工藝、資源的回收與利用等諸多方面進(jìn)行考慮， 推動(dòng)現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)的綠色化發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1王正君,史津平,周小玉.高速超高速切削及高速切削機(jī)床J.機(jī) 床與液壓，2001(1):7-8.2苑偉政，馬炳和.微機(jī)械與微細(xì)加工技術(shù).西安:西北工業(yè)大學(xué)出 版社,2000.3趙保經(jīng).大規(guī)模和極大規(guī)模集成電路.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1999.4蔣欣榮.微細(xì)加工技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,1990.5王琪民.微型機(jī)械導(dǎo)論.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2003.6才海