淺談現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展

鄧天龍(大連同輝機(jī)電有限公司)

一、簡(jiǎn)史

機(jī)械制造發(fā)展簡(jiǎn)要?dú)v程大致可以分為三個(gè)階段：手工作坊時(shí)代、規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)時(shí)代和現(xiàn)代制造技術(shù)時(shí)代。

在手工作坊時(shí)代的人們是一件一件地生產(chǎn)機(jī)器，因此手工作坊時(shí)代又稱為單件生產(chǎn)模式的時(shí)代。它的起源可以追溯到很久以前，考古發(fā)現(xiàn)巴比倫帝國(guó)在建造通天塔的時(shí)候(公元前800年)就利用了斜面、輪軸和動(dòng)滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械。還有歷史資料為我們呈現(xiàn)了公元前1世紀(jì)前后的機(jī)器，主要是造紙機(jī)械、水果壓榨機(jī)械、運(yùn)輸車輛。這些機(jī)器不再是簡(jiǎn)單機(jī)械的直接利用，而是利用簡(jiǎn)單機(jī)械的原理設(shè)計(jì)生產(chǎn)的較復(fù)雜的機(jī)器。出現(xiàn)了機(jī)械鐘表(1350年)后，經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，人們的機(jī)械工藝制造水平已經(jīng)走向了精確化。自從意大利伽利略單擺特性到人們?cè)斐鰯[鐘，機(jī)械制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。

現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)重要方向：精密加工、非傳統(tǒng)加工。

二、精密加工

2.1 推動(dòng)現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的因素

2.1.1 機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代加快

機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，而且朝著大型、成套、復(fù)雜、精密、高效、高運(yùn)行參數(shù)等方向發(fā)展。從而對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)提出了更高更新的要求

2.1.2 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇

2.1.3 新技術(shù)革命的推動(dòng)

一方面，科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展要求現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)為其提供更優(yōu)良的設(shè)備，從而為機(jī)械制造業(yè)開(kāi)拓了廣闊的市場(chǎng)；一方面，科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展要求現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)為其提供更優(yōu)良的設(shè)備，從而為機(jī)械制造業(yè)開(kāi)拓了廣闊的市場(chǎng)；另一方面，科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展為現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展規(guī)律提供了更先進(jìn)的設(shè)備和手段。

2.2 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的產(chǎn)生方式

2.2.1 常規(guī)制造過(guò)程優(yōu)化：是指在保持原有制造原理不變的前提下，通過(guò)變更制造工藝條件，優(yōu)化制造工藝參數(shù)；或通過(guò)以制造方法為中心，實(shí)現(xiàn)制造設(shè)備、輔助工藝和材料，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活等目標(biāo)。

2.2.2 與高新技術(shù)相結(jié)合：

新能源、新材料、計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的不斷深入，為新型制造技術(shù)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。如：數(shù)控加工、電火花加工、激光加工等。

2.3 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)

2.3.1 先進(jìn)性：體現(xiàn)在優(yōu)質(zhì)、高效、低能、潔凈、靈活。

2.3.2 實(shí)用性：可以應(yīng)用于各種類型的機(jī)械工廠。

2.3.3 前沿性：先進(jìn)制造技術(shù)是信息技術(shù)和其他高新技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，代表發(fā)展方向。

2.4 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的三個(gè)永恒主題

現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的三個(gè)永恒主題：質(zhì)量、成本、效率

所以現(xiàn)代制造技術(shù)的總趨勢(shì)是向自動(dòng)化、最優(yōu)化、柔性化、精密化、高速化和智能化方向發(fā)展。

2.5 現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的三條主線

2.5.1 機(jī)械制造工藝方法進(jìn)一步完善與開(kāi)拓，除了傳統(tǒng)的切削與磨削技術(shù)仍在不斷發(fā)展和完善外，各種特種加工方法也在產(chǎn)生并得到快速發(fā)展。

2.5.2 加工技術(shù)向高精度發(fā)展?！熬芄こ獭焙汀凹{米技術(shù)”。

2.5.3 加工技術(shù)向自動(dòng)化、柔性化、集成化和智能化方向發(fā)展。

2.6 先進(jìn)現(xiàn)代制造技術(shù)的產(chǎn)生

先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)：美國(guó)于20世紀(jì)80年代提出，只注重基礎(chǔ)研究、衛(wèi)生健康、國(guó)防技術(shù)，而對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)不支持，主張通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，由企業(yè)自主開(kāi)發(fā)。認(rèn)為是“夕陽(yáng)”工業(yè)，主張經(jīng)濟(jì)中心轉(zhuǎn)向高科技產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)?！按龠M(jìn)美國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的技術(shù)，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的新方向”

三、非傳統(tǒng)加工

非傳統(tǒng)加工又稱特種加工方法，是指不用常規(guī)的機(jī)械加工方法，而是用光、電、生物等原理來(lái)達(dá)到零件設(shè)計(jì)要求的加工方法的總稱。它是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工方法的有力補(bǔ)充，已經(jīng)成為機(jī)械制造領(lǐng)域中不可缺少的技術(shù)內(nèi)容。

3.1 電火花加工

電火花加工于943年由蘇聯(lián)學(xué)者 Б.Ρ.拉扎連科夫婦研究發(fā)明后，隨著脈沖電源和控制系統(tǒng)的改進(jìn)而迅速發(fā)展起來(lái)。最初使用的脈沖電源是簡(jiǎn)單的RC(電阻-電容)回路。50年代初，改進(jìn)為RLC(電阻-電感-電容)等回路。同時(shí)，還采用脈沖發(fā)電機(jī)之類的所謂長(zhǎng)脈沖電源,使蝕除效率提高,工具電極相對(duì)損耗降低。隨后又出現(xiàn)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(chǎn)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(kuò)大了粗精加工的可調(diào)范圍。到70年代，出現(xiàn)了高低壓復(fù)合脈沖、多回路脈沖、等幅脈沖和可調(diào)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(jìn)展。在控制系統(tǒng)方面，從最初簡(jiǎn)單地保持放電間隙而控制工具電極的進(jìn)退，逐步發(fā)展到利用微型計(jì)算機(jī)對(duì)電參數(shù)和非電參數(shù)等各種因素進(jìn)行適時(shí)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(jìn)行加工的一種方法。

3.2.2 應(yīng)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(dǎo)體、寶石、金剛石等

3.3.2 可加工各種復(fù)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(fù)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(jié)論

機(jī)械制造技術(shù)越來(lái)越智能化，使得各行各業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，高精度、高智能化、滲透到民用、工業(yè)、航天、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。

我國(guó)的整體工業(yè)水平越來(lái)越接近于發(fā)達(dá)國(guó)家水平，某些領(lǐng)域已位于世界前列。要實(shí)現(xiàn)真正意義上的工業(yè)強(qiáng)國(guó)，實(shí)現(xiàn)偉大的中國(guó)夢(mèng)，還要付出更多的努力。

[1]張世昌.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).天津大學(xué)出版社

[2]武永利.機(jī)械制造技術(shù)新發(fā)展及其在我國(guó)的研究和應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2003，(1)