现代加工技术概况

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1、现代加工技术概况1. 现代加工技术发展现状 现代加工技术是广泛应用在生产制造当中的一种技术， 是在原本 应用机械能的方式下加以改进，变成能够对多种能利用的一种方式。 通过这种方式能够大大的提高我们的工作效率， 并且使得制作产品更 精细。同时，现代加工技术为了更好迎合顾客，也在不断进行调整当 中。为了使制造产品更加精细，高效率和高品质同时实现，现在现代 加工技术紧追时代的步伐不断应用新兴技术，加强对智能化的应用， 在加工过程中做到绿色无污染。为了让大家对现代加工技术进行了 解，作者将其与普通的机械加工进行对比， 来看一看现代加工技术的 优势。现代加工技术在使用的过程中自动化， 并且加工的痕迹比较

2、少。 在生产制造中对于能量的应用广泛， 并且在应用时可以不用其他的工 具。现代加工技术的出现满足了人们日益增长的需求， 达到制造业对 自己的自我挑战。我们也要经常进行反思， 积极发现需要改进的地方， 并及时作出调整，不能固步自封，思想旧，才不会被激烈的竞争所淘 汰。发展的过程可能会充满了艰辛， 要学会吸取其他发达国家的经验， 不断进行调整，最终使现代加工技术达到更好的目的。1.1 精密、超精密加工发展 上世纪 70 年代，随着精密、超精密加工技术的提出，机械加工 技术开始逐渐向此方向发展。 精密加工是指精密切削和磨削加工， 是 一种加工精度及表面质量能够达到极高精度的加工工艺， 而超精密加 工

3、不单只是一个单纯的加工方法和工艺， 其已经发展成为一项涵盖极为广泛的系统工程。 精密、超精密加工技术首先是由西方发达国家应 用于尖端技术和武器制造中， 之后随着其影响的加深而得到了快速发 展。精密和超精密加工可以使机电产品的性能、质量、可靠性得到提 高，同时改善零件的互换性使其装配效率得到提高。因此，精密、超 精密加工已经成为一项在国际竞争中不可缺少的关键技术。 精密、超 精密加工追求加工的极限， 到上世纪末，已经发展到了纳米加工水平， 此外还有光电一体化技术， 这些新技术已经广泛应用在通信设备、 微 型飞机和人造卫星、 微型泵等微型机械设备中。 目前超精密切削技术、 机床的研究取得了重要成果

4、，如金刚石车刀、金刚石微粉砂轮、超精 密砂带等在精密切削、 磨削和研抛等方面的应用， 这些技术已经成为 精密、超精密加工的重要手段。此外，为避免人为因素的干扰，同时 保证产品质量，精密、超精密加工必须采用自动化技术。 21 世纪， 我国机械加工技术已经逐步迈向量子化， 加工制造技术已经更趋向于 微型化，在加工技术的研究上主要集中在基本理论、设备、工艺以及 精度等方面。1 2 高速、超高速加工发展 我们的加工工艺可以分为磨削加工和切削加工， 高速加工技术在 这两个加工当中的运用。 在磨削加工当中， 应用高速加工技术可以使 得高效率和高品质同时出现， 是一种非常好的加工方法， 这也使得其 在很多方

5、面都被广泛应用主要是以下三个方面： 以砂轮高速、 高进给 速度和大切深为主要特征的高效深磨； 超高速外圆磨削使用高速砂轮 对阶梯轴、曲轴等零件外圆回转表面进行超高速高效率精密磨削加 工；难磨材料的高速磨削。 在切削加工当中，应用高速加工技术可以 使零件的加工变得更加完美。高速切削加工技术可用于加工有色金 属、铸铁、钢、纤维强化复合材料等，还可以用于切削加工各种难加 工材料。其中，加工铸铁和铝合金最为普遍。高速、超高速切削加工技术是我国机械加工技术的一个发展方 向，主要包括高速的软切、硬切削、干切削等方法，这种加工技术能 够节省加工的时间，有效地提高生产率，同时降低生产成本。高速、 超高速应用的

6、技术主要有：适用于机械产品制造与加工模具的CAD，CAM技术、激光加工技术、机械视觉装置、电火花加工技术等。 1 3 自动化、数字化发展21 世纪是数字化、自动化的科技时代。现代机械加工技术最为 关键的就是自动化的实现， 这是决定机械制造业的发展方向的。 我国 机械加工技术的自动化方面的发展是从单机开始， 发展到生产线再到 系统。在操纵方面从人机操纵发展到高度自动化， 最后到无人自动化， 经历了一个漫长的历史过程。数字化技术是 21 世纪现代机械 JOT 技术的重要发展趋势。 数字化技术在产品、 模型控制以及管理等方面 发挥着重要的作用， 又在产品流通、通讯等方面发挥无可替代的作用。 电子计算

7、机的出现与应用为机械加工工业带来了巨大的发展空间， 使 其实现了机电一体化， 使许多先进的新技术得以问世和应用， 如机床 数字控制技术（NC）、计算机辅助制造技术（CAM）成组技术（GT）等。 此外，随着自动化机械制造系统技术的发展， 其已经被广泛应用于汽 车、机床、半导体、服装、食品、药品等各行各业。2. 现代加工技术研究热点现代加工技术主要包括切削加工、 磨削加工、光整加工、电加工、 高能述流加工、纳米加工、 绿色加工等加工技术。而当前超高速切削 加工技术和超高速磨削技术、 精密加工技术、 特种加工以及复合加工 工艺成为先进加工制造技术的主要发展方向和重要研究领域。 下面具 体介绍几种先进

8、加工技术的特点和应用。2.1 高速 / 高效加工技术高速切削加工是采用高转速、 快进给、小被吃刀量和小进给量来 去除余量， 完成零件加工的过程。 高速切削加工技术可用于加工有色 金属、铸铁、钢、纤维强化复合材料等，还可以用于切削加工各种难 加工材料。其中，加工铸铁和铝合金最为普遍。高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削效率和磨削质 量的工艺方法。高速磨削的应用主要在如下三个方面： 以砂轮高速、 高进给速度和大切深为主要特征的高效深磨（HEDG；超高速外圆 磨削。使用高速砂轮对阶梯轴、 曲轴等零件外圆回转表面进行超高速 高效率精密磨削加工；难磨材料的高速磨削。2.2 精密 / 超精密加工技术

9、 精密加工就是将精密度达到一个更高的水平， 可以将精密加工分为精密切削、 精密磨削和超光滑表面在精密切削工艺当中， 我们改变 了以前的宏观方式， 是运用微观的方式， 导致之前的重要影响因素变 成了非重要影响因素， 可以更好对加工工艺进行控制。 现在这项技术 正在不断推广， 不断在制造业为大家服务， 并且现在的很多重要材料都通过这技术被大家使用为了使更多的材料被大家使用， 应该不断加 强加工工艺方法的研究， 使得精密度变得更高， 这是未来的发展趋势 和研究重点。精密磨削加工是利用细粒度的磨粒或微粉对黑色金属、 脆硬材料等进行加工， 得到高精度和小表面粗糙度值。 超光滑表面主 要应用于以强激光、

10、短波光学为代表的工程领域， 主要目的是为了减 小散射，提高抗破坏阈值； 以及以磁记录头、大规模集成电路基片等 器件为主的电子工业领域。 精密加工和超精密加工代表了加工精度发 展的不同阶段，主要包括：2.2.1 精密切削加工技术在精密切削中， 采用微量切削方法， 一些对普通切削影响不显著 的因素将成为影响精密切削过程的主要因素。 目前该技术经过不断发 展，现已研究用于黑色金属、玻璃、硅以及各种功能晶体等材料。针 对不断出现的新材料， 采用超精密加工工艺方法， 是今后超精密加工 的重要研究方向。2.2.2 精密/ 超精密磨削加工技术精密磨削加工是利用细粒度的磨粒或微粉对黑色金属、 脆硬材料 等进行

11、加工，得到高精度和小表面粗糙度值。目前，超精密磨削主要 应用在磨削钢铁及其合金等金属材料、非金属的额脆硬材料（瓷、石 英、玻璃、石材等）。2.2.3 超光滑表面加工技术 超光滑表面主要应用于以强激光、短波光学为代表的工程领域， 主要目的是为了减小散射，提高抗破坏阈值；还有以磁记录头、大规模集成电路基片等器件为主的电子工业领域。3. 特种加工技术特种加工是一种直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电 化学能， 有时也结合机械能对工件进行加工的一种方法。 特种加工主 要应用于难加工材料、形状特别复杂、细微结构以及高精度、表面质 量有特殊要求的零件的加工， 主要包括以下几个方面： 电火花加工是 通

12、过导电工件和工具电极之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀 除多余材料，以达到对工件尺寸、形状以及表面质量要求的加工技术， 该技术主要用于穿孔成形加工（冲模、型腔模、小孔、异形小孔） ， 线切割加工；电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理去 除工件材料的特种加工， 目前主要用于批量生产条件下难切削材料和 复杂型面、型腔、薄壁零件以及异型孔的加工，还可以用于去毛刺、 刻印、磨削、表面光整加工等方面；超声波加工是利用工具断面的超 声振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型方法， 主要应用于 型孔、型腔加工，切割加工，超声清洗，焊接加工，超声波处理；激 光加工是把具有足够能量的激光束聚焦后照

13、射到所加工材料的适当 部位，在极短的时间，被照部位迅速升温，材料发生气化、熔化、金 相组织变化以及产生相当大的应力， 从而实现工件材料被去除、 连接、 改性或分离等加工，由于具有高平行度、高能量密度、能通过透明体 进行加工、装置简单等特点，主要用于激光打孔、激光切割、激光焊 接、金属表面处理、激光存储等。主要包括一下几个方面：3.1 电火花加工技术电火花加工是通过导电工件和工具电极之间脉冲性火花放电时 的电腐蚀现象来蚀除多余材料以达到对工件尺寸、 形状以及表面质量 要求的加工技术。该技术主要用于穿孔成形加工（冲模、型腔模、小 孔 / 异形小孔），线切割加工。3.2 电解加工技术 电解加工是利用

14、金属在电解液中产生阳极溶解的原理去除工件 材料的特种加工。 目前，电解加工主要用于批量生产条件下难切削材 料和复杂型面、型腔、薄壁零件以及异型孔的加工，还可以用于去毛 刺、刻印、磨削、表面光整加工等方面。3.3 超声加工技术超声波加工是利用工具断面的超声振动， 通过磨料悬浮液加工脆 硬材料的一种成型方法。主要应用于：型孔、型腔加工，切割加工， 超声清洗，焊接加工，超声波处理。3.4 激光加工技术 激光加工是把具有足够能量的激光束聚焦后照射到所加工材料 的适当部位，在极短的时间，被照部位迅速升温，材料发生气化、熔 化、金相组织变化以及产生相当大的应力， 从而实现工件材料被去除、 连接、改性或分离

15、等加工。 激光加工由于具有高平行度、 高能量密度、 能通过透明体进行加工、装置简单等特点，主要用于激光打孔、激光 切割、激光焊接、金属表面处理、激光存储等。4. 快速成型技术快速成型技术是新时代的一种产物， 其结合了多种先进技术， 具 备了更多的优点。 快速成型技术的出现， 是由于人们在观察三维实物 时逆向思考才发现的， 变换了思考角度，不再从实物出发研究其构造， 而是从构造出发研究实物。 快速成型技术的出现解决了很多问题。 因 为其是三维实物研究， 可以直接应用计算机技术进行模拟， 可以减少 研究时间，使产品的成本降低，并且可以多次试验，方便进行改进。 在制造复杂的零件时， 不需要工具就能完

16、成。 在快速成型技术当中还 有很多不完善的地方，比如成品比较贵不能广泛推广的问题。但是， 在这些问题一旦解决， 对我国制造业的影响将是巨大的， 可改变我国 制造业的现状， 增加制造业的竞争力， 从而使我国在国际竞争中占有 一席之地。当前制造业正在向多样化、 用户个性化、小批量的生产模式转化， 如何在此生产模式下快速、 低成本加工制造出高品质的产品， 在很大 程度上决定了企业在市场竞争中的地位， 这也为产品开发和制造， 特 别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 术的快速模具制造技术正是通过综合当今多种先进制造技术， 在已有 的零件的基础上， 经过适当的创新和改进， 快速制成可用于实际生产 制造的模具，从而短了制模周期，减少成本。同时由于快速模具制造 技术的多样性， 我们可以很方便的根据生产实际的需要， 选择适合的 制模技术。5. 总结我国机械加工技术水平的提高随着科技的发展， 人们对产品质量 的要求也不断提高，相应