浅谈现代机械制造技术的发展

邓天龙(大连同辉机电有限公司)

一、简史

机械制造发展简要历程大致可以分为三个阶段：手工作坊时代、规模工业生产时代和现代制造技术时代。

在手工作坊时代的人们是一件一件地生产机器，因此手工作坊时代又称为单件生产模式的时代。它的起源可以追溯到很久以前，考古发现巴比伦帝国在建造通天塔的时候(公元前800年)就利用了斜面、轮轴和动滑轮等简单机械。还有历史资料为我们呈现了公元前1世纪前后的机器，主要是造纸机械、水果压榨机械、运输车辆。这些机器不再是简单机械的直接利用，而是利用简单机械的原理设计生产的较复杂的机器。出现了机械钟表(1350年)后，经过一个多世纪的发展，人们的机械工艺制造水平已经走向了精确化。自从意大利伽利略单摆特性到人们造出摆钟，机械制造技术实现了突飞猛进的进步。

现代制造技术发展的两个重要方向：精密加工、非传统加工。

二、精密加工

2.1 推动现代制造技术发展的因素

2.1.1 机械产品更新换代加快

机械产品更新换代的速度不断加快，而且朝着大型、成套、复杂、精密、高效、高运行参数等方向发展。从而对现代制造技术提出了更高更新的要求

2.1.2 市场竞争加剧

2.1.3 新技术革命的推动

一方面，科学技术的迅速发展要求现代机械制造业为其提供更优良的设备，从而为机械制造业开拓了广阔的市场；一方面，科学技术的迅速发展要求现代机械制造业为其提供更优良的设备，从而为机械制造业开拓了广阔的市场；另一方面，科学技术的迅速发展为现代机械制造业的发展规律提供了更先进的设备和手段。

2.2 现代机械制造技术的产生方式

2.2.1 常规制造过程优化：是指在保持原有制造原理不变的前提下，通过变更制造工艺条件，优化制造工艺参数；或通过以制造方法为中心，实现制造设备、辅助工艺和材料，从而实现优质、高效、低耗、灵活等目标。

2.2.2 与高新技术相结合：

新能源、新材料、计算机等高新技术在机械制造领域的不断深入，为新型制造技术的出现奠定了基础。如：数控加工、电火花加工、激光加工等。

2.3 现代机械制造技术的特点

2.3.1 先进性：体现在优质、高效、低能、洁净、灵活。

2.3.2 实用性：可以应用于各种类型的机械工厂。

2.3.3 前沿性：先进制造技术是信息技术和其他高新技术与传统制造技术相结合的产物，代表发展方向。

2.4 现代机械制造技术发展的三个永恒主题

现代机械制造技术发展的三个永恒主题：质量、成本、效率

所以现代制造技术的总趋势是向自动化、最优化、柔性化、精密化、高速化和智能化方向发展。

2.5 现代制造技术发展的三条主线

2.5.1 机械制造工艺方法进一步完善与开拓，除了传统的切削与磨削技术仍在不断发展和完善外，各种特种加工方法也在产生并得到快速发展。

2.5.2 加工技术向高精度发展。“精密工程”和“纳米技术”。

2.5.3 加工技术向自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展。

2.6 先进现代制造技术的产生

先进制造技术(AMT)：美国于20世纪80年代提出，只注重基础研究、卫生健康、国防技术，而对产业技术不支持，主张通过市场竞争，由企业自主开发。认为是“夕阳”工业，主张经济中心转向高科技产业和第三产业。“促进美国经济增长的技术，增强经济实力的新方向”

三、非传统加工

非传统加工又称特种加工方法，是指不用常规的机械加工方法，而是用光、电、生物等原理来达到零件设计要求的加工方法的总称。它是对传统机械加工方法的有力补充，已经成为机械制造领域中不可缺少的技术内容。

3.1 电火花加工

电火花加工于943年由苏联学者 Б.Ρ.拉扎连科夫妇研究发明后，随着脉冲电源和控制系统的改进而迅速发展起来。最初使用的脉冲电源是简单的RC(电阻-电容)回路。50年代初，改进为RLC(电阻-电感-电容)等回路。同时，还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源,使蚀除效率提高,工具电极相对损耗降低。随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。60年代中期，研制成晶体管和可控硅脉冲电源，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗，并扩大了粗精加工的可调范围。到70年代，出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。在控制系统方面，从最初简单地保持放电间隙而控制工具电极的进退，逐步发展到利用微型计算机对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。

3.2 激光加工

3.2.1 工作原理：激光加工是利用光能量进行加工的一种方法。

3.2.2 应用：激光打孔、激光切割、激光焊接等。

3.3 超生波加工

3.3.1 适用于加工各种脆性金属材料和非金属材料，如玻璃、陶瓷、半导体、宝石、金刚石等

3.3.2 可加工各种复杂形状的型孔、型腔、形面。

3.3.3 单纯的超声波加工，加工效率较低。采用超声复合加工(如超声车削，超声磨削，超声电解加工，超声线切割等)，可显著提高加工效率。

四、结论

机械制造技术越来越智能化，使得各行各业得到了前所未有的发展，高精度、高智能化、渗透到民用、工业、航天、军事等各个领域。

我国的整体工业水平越来越接近于发达国家水平，某些领域已位于世界前列。要实现真正意义上的工业强国，实现伟大的中国梦，还要付出更多的努力。

[1]张世昌.机械制造技术基础.天津大学出版社

[2]武永利.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J].机械制造与自动化，2003，(1)