数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。 数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要 数控机床发展趋势
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数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。
特种加工机床范围较广，有几十个门类。包括：电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）、电解磨削加工（ECG）、化学加工（CHM）、电弧加工（EAM）、激光加工（LBM）、超声加工（USM）、离子束加工（IBM）、电子束加工（EBM）、等离子弧加工（PAM）、快速成型加工（RPM）、磨料射流加工（AJM）等等。 特种加工机床原属金属切削加工机床范畴，但由于特种加工机床与金属切削加工机床机理完全不同，机床功能部件的性能不同，以及它在国民经济中重要地位和作用等原因，2003年国家标准化管理委员会明确为与金切机床并行的独立的机床体系。1、特种加工机床主要特点 (1)特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分 随着特种加工技术的发展，一方面计算机技术、信息技术、自动化技术等在特种加工中已获得广泛应用，逐步实现了加工工艺及加工过程的系统化集成；另一方面，特种加工能充分体现学科的综合性，学科(声、光、电、热、化学等)和专业之间不断渗透、交叉、融合，因此，特种加工技术本身同样趋于系统化集成的发展方向。这二方面说明，特种加工技术已成为先进制造技术的重要组成部分。一些发达国家也非常重视特种加工技术的发展，如日本把特种加工技术和数控技术作为跨世纪发展先进制造技术的二大支柱。特种加工技术已成为衡量一个国家先进制造技术水平和能力的重要标志。这是特点之一。 (2)特种加工具有独特的加工机理 特种加工不是依靠刀具、磨具等进行加工，而主要依靠电能、热能、光能、声能、磁能、化学能及液动力能等进行加工，其加工机理与金属切削机床完全不同。能量的发生与转换、使能过程的控制是特种加工高新技术的重要部分。这是特点之二。 (3)增材加工是特种加工的重要发展方向 金属切削机床、特种加工机床一大部分是减材加工。我国从二十世纪八十年代末发展起来的快速成形(RP)加工技术是属于特种加工技术的一种增材加工的新领域。它利用分层制造原理(离散堆积)及分层处理软件，理论上可以制造任意复杂形状的零、部件，能适应高科技、个性化、小批量生产的需要，增材加工的RP加工技术已成为特种加工的特点之三。 (4)特种加工可以进行二种或二种以上能量的复合加工 一般来说，“组合加工”是指在一台机床上二种不同加工形式(能量)在加工过程中交替使用的加工方式；“复合加工”是指在一台机床上实现二种或二种以上能量(形式)在加工过程中同时作用的加工方式，例如，电能和声能、化学能和电能、光能和化学能、化学能和电能及机械能等复合，以获得高效或精密加工的效果，这是特点之四。 (5)特种加工技术应用领域的重要性和特殊性 特种加工适用于各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性、微细等金属和非金属材料的加工，以及各种新型、特殊材料的加工，在航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械、电子、轻纺、交通等工业中解决了大量传统机械加工难于解决的关键、特殊的加工难题。所以在国民经济的众多关键制造工业中发挥着极其重要的不可替代的作用。例如，在航空航天工业中各类复杂深小孔加工、发动机蜂窝环、叶片、整体叶轮加工、特殊材料的切割加工、钛合金加工等等。在军事工业中，例如核武器及高新技术武器几乎全是特殊材料和高新技术材料，各种零件的成形加工、各种孔加工、精密薄材加工等特种加工发挥着特殊重要的作用。这是特点之五。 (6)特种加工机床产量世界第一 由于特种加工机床应用领域的广泛性和重要性，在我国已形成由生产企业、大专院校、研究院所200多个单位组成的特种加工机床行业，其电火花加工机床的年产量就约达30000台之多，其产量为世界第一。是名副其实的生产大国(但不是生产强国)这是特点之六。 2、行业概况和现状 (1)我国生产的特种加工机床主要种类 特种加工机床种类较多，据不完全统计约有30多种。在我国已形成了产业化生产或具有一定产量的特种加工机床主要种类有： ①电火花加工机床：以电火花成形机、电火花线切割机、电火花高速小孔加工机等为主。 ◆ 电火花成形机：产量约3500～4000台/年。普及型数控电火花成形机(NCSEDM)约800～1000台/年。部分NCSEDM为当前国际水平，主要由独资及合资企业生产。 ◆ 电火花线切割机(WEDM)：分高速走丝电火花线切割机(HSWEDM)和低速走丝电火花线切割机(LSWEDM)，HSWEDM和LSWEDM数控化率均为100%，产量约25000台/年。LSWEDM属国产高档机床，为普及型数控机床，产量约占WEDM的3～4%，部分LSWEDM为当前国际水平，主要由独资及合资企业生产。 ◆电火花高速小孔加工机(HSEDM)：产量约1500台/年。极大部分为手动型或点位控制型。最大径深比为1：300(也有1：1000的)，其加工工艺指标与国外水平相当。 其他电火花加工机床均为专用机床。 ②电解加工机床 ◆ 电解成形加工机床：有普通型、数控型(包括展成加工型)，产量约20～30台/年。 ◆ 电解去毛刺机床：都为专用机床，约15～20台/年。 ③电解磨削加工机床 都为专用机床，约十几台/年。 ④超声加工机床 ◆ 超声抛光机：有二种型式，一种为单一用声能的超声抛光机，一种为电火花—超声抛光机。产量约为150～200台/年。 ◆ 超声成形加工机床：产量较少。 ⑤快速成形(RP)机床 ◆ 选择性激光烧结(SLS)机床： 我国作为高新技术产品，产量约为30台/年。 ◆ 三维光刻(SL)机床：为高新技术产品，产量约25～30台/年。产品性能与国外相比差距已在缩小，但成形材料性能与国外相比还有相当大的差距。 ◆ 熔融挤压成形(FDM)机床：为高新技术产品，产量约30台/年。产品部分指标已达到国际先进水平。 ◆ 分层实体制造(LOM)机床：产量约15台/年。 ⑥激光加工机床 ◆ 激光切割机床：产量约100台/年。国内在大功率快速轴流CO2激光器的研制上落后，因而国内激光切割机的激光器都依赖进口(或国内组装生产的激光器)。 其他激光加工设备，如激光雕刻机、激光小孔加工机等产量不大。 ⑦等离子弧切割机 产量约15～20台/年。 ⑧高压水射流切割机床 我国的产量不大，约20～30台/年。 ⑨电熔爆加工机床 主要用于冶金及建筑行业等轧辊加工，为国家高新技术产品，产量约10～15台/年。 (2)特种加工机床行业总的产量、产值 ①总产量31000～32000台/年。 (2)总产值(按人民币核算) 电火花加工机床总产值约：17亿/年。 其他特种加工机床产值约：3～4亿/年。 总产值约：20～21亿/年。 (3) 特种加工机床的出口情况 ①出口量 主要为电火花加工机床及少量的RP机床出口，包括二个独资企业在内出口量约1100～1200台/年。 ②出口金额 总出口额约3500万美元/年
浅谈现代机械制造技术的新发展 编辑条目26 关键字： 前言 目前，随着电子、信息等高新技术的不断发展及市场需求个性化与多样化，世界各国都把机械制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，将其他学科的高技术成果引入机械制造业中。 因此机械制造业的内涵与水平已今非昔比，它是基于先进制造技术的现代制造产业。纵观现代机械制造技术的新发展，其重要特征主要体现在它的绿色制造、计算机集成制造、柔性制造、虚拟制造、智能制造、并行工程、敏捷制造和网络制造等方面。 现代机械制造技术的特征 （1）机械制造科学是由机械、计算机、信息、材料、自动化等学科有机结合而发展起来的一门跨学科的综合科学，它随不同对象和时间而改变功能结构及信息系统。 （2）柔性、集成、并行工作。现代机械制造系统具有多功能性和信息密集性，能够制造生产成本与批量无关的产品，能按订单制造，满足产品的个性要求。 （3）制造智能化。能够代替熟练工人的技艺，具有学习工程技术人员多年实践经验和知识的能力，并用以解决生产实际问题。智能制造系统能发挥人的创造能力和具有人的智能和技能，强调以人为系统的主导者这一总的概念。在智能制造系统中，智能和集成并列，集成是智能的重要支撑，反过来智能又促进集成水平的提高。 （4）设计与工艺一体化。传统的制造工程设计和工艺分步实施，造成了工艺从属于设计、工艺与设计脱离等现象，影响了制造技术的发展。产品设计往往受到工艺条件的制约，受到制造可靠性、加工精度、表面粗糙度、尺寸等限制。因此，设计与工艺必须密切结合，要以工艺为突破口，形成设计与工艺的一体化。 （5）精密加工技术是关键。精密和超精密加工技术是衡量先进制造技术水平的重要指标之一。当前，纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平。 （6）产品生命周期的全过程。现代制造技术是一个从产品概念开始，到产品形成、使用，一直到处理报废的集成活动和系统。在产品的设计中，不仅要进行结构设计、零件设计、装配设计，而且特别强调拆卸设计。使产品报废处理时，能够进行材料的再循环。节约能源，保护环境。 （7）人、组织、技术三结合。现代制造技术强调人的创造性和作用的永恒性，提出了由技术支撑转变为人、组织、技术的集成；强调了经营管理、战略决策的作用。在制造工业战略决策中，提出了市场驱动、需求牵引的概念，强调用户是核心，用户的需求是企业成功的关键，并且强调快速响应市场需求的重要性。 2．现代机械制造技术的内容和发展方向 1 绿色制造（GM） 绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。绿色制造是可持续发展战略在制造业中的重要体现。其目标是使产品在设计、制造、装配、运输、销售及使用的整个过程中努力做到资源的优化利用、清洁生产和废弃物的最少化及综合利用。要力求实现切削加工工艺的绿色化。目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上，这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康，又增加资源和能源的消耗。而干切削和干磨削一般是大气氛围中(氮气中、冷风中或采用干式静电冷却技术)不使用切削液进行的切削。不过对某些加工方式和工件组合，完全不使用切削液的干切削和干磨削在实际中很难实现，故又出现了使用极微量润滑(MQL)的准干切削。目前，在欧洲的大批量机械加工中，已有10％～15％的加工使用了干切削和准干切削。 2 计算机集成制造（CIM） CIM就是通过计算机实现信息集成，实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益，使企业能够持续稳定的发展。随着计算机的普及应用，计算机集成制造已成为规模生产的主要科技，企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑，集成制造主要指： （1）人员集成，管理者、设计者、制造者、保障者(负责质量、销售、采购、服务等的人员)以及用户应集成为一个协调整体。 （2）信息集成，产品生命周期中各类信息的获取、表示、处理和操作工具集成为一体，组成统一的管理控制系统。特别是产品信息模型（PIM：Product Information Model）和产品数据管理（PDM：Product Data Management）在系统中应得到一体化的处理。 （3）功能集成，产品生命周期中企业各部门功能集成以及产品开发与外部协作企业间功能的集成。 （4）技术集成，产品开发全过程中涉及的多学科知识以及各种技术、方法的集成，形成集成的知识库和方法库，以利CIMS的实施。 3 柔性制造（FM） 柔性制造系统（FMS）是由统一的控制系统（信息流）、物料（工件、刀具）和输送系统（物料流）连接起来的一组加工设备，能在不停机的情况下实现多品种、小批量零件的加工，并具有一定管理功能的自动化制造系统。柔性制造技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。数控技术的成熟及单台数控设备的问世，使许多工业发达国家开始了柔性制造系统的研究。FMS包括许多个柔性制造单元，它能根据制造任务和生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量的生产。着重突破了成批生产的经济效益一定大于单件生产的传统观念。FMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机及软件的支撑下构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统，以实现全局动态最优化，总体高效益、高柔性，并进而赢得竞争全胜的智能制造系统。 4 虚拟制造（VM） 虚拟制造主要就是利用计算机技术和装备产生一个虚拟环境，应用人类知识、技术和感知能力，与虚拟对象进行交互作用，对产品设计和制造活动进行全面的建模和仿真。虚拟制造技术从根本上改变了设计、试制、修改设计和规模生产的传统制造模式。在产品真正制造以前，首先在虚拟制造环境中生产软产品原形（Soft Prototype），代替传统的硬样（Hard Prototype)，预测产品的设计和制造的合理性、产品性能和制造周期等，从而使产品的开发生产周期最短、成本最低、质量最优，最终提高快速响应市场多变的能力。 5 智能制造（IM） 智能制造技术作为一种模式，通过知识工程、软件制造系统和机器人技术，对工人的技能和专家知识进行建模，能够在无人干预的情况下进行小批量的生产。它的突出之处就是将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中的部分脑力劳动，同时收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。 6 并行工程（CE） 并行工程的实质是在产品的设计阶段就充分地预报该产品的制造、装配、销售、使用、售后服务以及报废、回收等环节中的“表现”，发现可能存在的问题，及时地进行修改与优化。并行工程的目的是减少产品开发中的弯路与反复，缩短产品的周期，甚至做到产品开发一次成功。在传统的串行开发过程中，设计中的问题或不足，要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现，然后蒋回过头来修改设计，改进加工、装配或售后服务（包括维修服务）。而并行工程就是将设计、工艺和制造结合在一起，利用计算机互联网并行作业，大大缩短生产周期。 7 敏捷制造（AM） 制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内生产出低成本、高质量的不同品种产品的能力，从而去面对市场的挑战。敏捷制造是将柔性生产技术、熟练掌握生产技能的劳动力，与促进企业内部和企业之间相互合作的灵活管理集成在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变或无法预见的市场作出快速反应。它旨在不可预测的持续变化的环境中使企业具有卓越的自适应能力，从而占据主导地位的总体战略，同时也是对市场需求做出快速响应、快速重组的生产模式；敏捷制造是一种哲理或管理哲学，是企业管理的战略性变革。其特征是：制造柔性和成员合作，制造柔性是敏捷制造的组成部分，包括人员、设备和软件3方面的柔性。提高从产品设计、制造和销售全过程的整体柔性，进而保证敏捷制造系统快速响应、快速重组的能力。目前，敏捷制造在西方国家已初见成效。 8 网络制造（NM） 随着信息技术和网络技术的飞速发展，网络化制造作为一种现代制造新模式，正日益成为制造业研究和实践的热门领域，网络制造业将给现代制造业带来一场深刻的变革。网络化制造应用服务（MASP，Manufacturing Application Service Provider）可为产品设计和制造过程提供服务和优化，并且可以进行虚拟的工艺仿真作为产品设计和工艺制定的参考。通过网络化应用服务中心进行产品及其制造工艺的模拟仿真与优化设计和协同制造，能够大大节省企业的投资并提高生产效率。另外企业的技术人员也可以由客户端直接在远程服务器上进行产品与工艺的优化设计或模拟仿真。 3． 结语 我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一。机械制造具有悠久的历史。解放以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业产业中门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的部门之一。 改革开放以来，机械工业充分利用国内外的技术资源，进行技术改造，依靠科技进步，已经取得了长足的发展。但与世界先进水平相比，我国的机械制造业的产品在功能、质量等方面还有较大的差距，产品构成落后，精度保持性差、科研开发能力较薄弱、人员技术素质还跟不上现代机械制造业飞速发展的需要。因此，我国机械制造业必须不断增强技术力量，培养高水平的人才和提高现有人员的素质，学习和引进国外先进科学技术，使我国的机械制造工业早日赶上世界先进水平。
特种加工机床范围较广，有几十个门类。包括：电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）、电解磨削加工（ECG）、化学加工（CHM）、电弧加工（EAM）、激光加工（LBM）、超声加工（USM）、离子束加工（IBM）、电子束加工（EBM）、等离子弧加工（PAM）、快速成型加工（RPM）、磨料射流加工（AJM）等等。 特种加工机床原属金属切削加工机床范畴，但由于特种加工机床与金属切削加工机床机理完全不同，机床功能部件的性能不同，以及它在国民经济中重要地位和作用等原因，2003年国家标准化管理委员会明确为与金切机床并行的独立的机床体系。1、特种加工机床主要特点 (1)特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分 随着特种加工技术的发展，一方面计算机技术、信息技术、自动化技术等在特种加工中已获得广泛应用，逐步实现了加工工艺及加工过程的系统化集成；另一方面，特种加工能充分体现学科的综合性，学科(声、光、电、热、化学等)和专业之间不断渗透、交叉、融合，因此，特种加工技术本身同样趋于系统化集成的发展方向。这二方面说明，特种加工技术已成为先进制造技术的重要组成部分。一些发达国家也非常重视特种加工技术的发展，如日本把特种加工技术和数控技术作为跨世纪发展先进制造技术的二大支柱。特种加工技术已成为衡量一个国家先进制造技术水平和能力的重要标志。这是特点之一。 (2)特种加工具有独特的加工机理 特种加工不是依靠刀具、磨具等进行加工，而主要依靠电能、热能、光能、声能、磁能、化学能及液动力能等进行加工，其加工机理与金属切削机床完全不同。能量的发生与转换、使能过程的控制是特种加工高新技术的重要部分。这是特点之二。 (3)增材加工是特种加工的重要发展方向 金属切削机床、特种加工机床一大部分是减材加工。我国从二十世纪八十年代末发展起来的快速成形(RP)加工技术是属于特种加工技术的一种增材加工的新领域。它利用分层制造原理(离散堆积)及分层处理软件，理论上可以制造任意复杂形状的零、部件，能适应高科技、个性化、小批量生产的需要，增材加工的RP加工技术已成为特种加工的特点之三。 (4)特种加工可以进行二种或二种以上能量的复合加工 一般来说，“组合加工”是指在一台机床上二种不同加工形式(能量)在加工过程中交替使用的加工方式；“复合加工”是指在一台机床上实现二种或二种以上能量(形式)在加工过程中同时作用的加工方式，例如，电能和声能、化学能和电能、光能和化学能、化学能和电能及机械能等复合，以获得高效或精密加工的效果，这是特点之四。 (5)特种加工技术应用领域的重要性和特殊性 特种加工适用于各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性、微细等金属和非金属材料的加工，以及各种新型、特殊材料的加工，在航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械、电子、轻纺、交通等工业中解决了大量传统机械加工难于解决的关键、特殊的加工难题。所以在国民经济的众多关键制造工业中发挥着极其重要的不可替代的作用。例如，在航空航天工业中各类复杂深小孔加工、发动机蜂窝环、叶片、整体叶轮加工、特殊材料的切割加工、钛合金加工等等。在军事工业中，例如核武器及高新技术武器几乎全是特殊材料和高新技术材料，各种零件的成形加工、各种孔加工、精密薄材加工等特种加工发挥着特殊重要的作用。这是特点之五。 (6)特种加工机床产量世界第一 由于特种加工机床应用领域的广泛性和重要性，在我国已形成由生产企业、大专院校、研究院所200多个单位组成的特种加工机床行业，其电火花加工机床的年产量就约达30000台之多，其产量为世界第一。是名副其实的生产大国(但不是生产强国)这是特点之六。 2、行业概况和现状 (1)我国生产的特种加工机床主要种类 特种加工机床种类较多，据不完全统计约有30多种。在我国已形成了产业化生产或具有一定产量的特种加工机床主要种类有： ①电火花加工机床：以电火花成形机、电火花线切割机、电火花高速小孔加工机等为主。 ◆ 电火花成形机：产量约3500～4000台/年。普及型数控电火花成形机(NCSEDM)约800～1000台/年。部分NCSEDM为当前国际水平，主要由独资及合资企业生产。 ◆ 电火花线切割机(WEDM)：分高速走丝电火花线切割机(HSWEDM)和低速走丝电火花线切割机(LSWEDM)，HSWEDM和LSWEDM数控化率均为100%，产量约25000台/年。LSWEDM属国产高档机床，为普及型数控机床，产量约占WEDM的3～4%，部分LSWEDM为当前国际水平，主要由独资及合资企业生产。 ◆电火花高速小孔加工机(HSEDM)：产量约1500台/年。极大部分为手动型或点位控制型。最大径深比为1：300(也有1：1000的)，其加工工艺指标与国外水平相当。 其他电火花加工机床均为专用机床。 ②电解加工机床 ◆ 电解成形加工机床：有普通型、数控型(包括展成加工型)，产量约20～30台/年。 ◆ 电解去毛刺机床：都为专用机床，约15～20台/年。 ③电解磨削加工机床 都为专用机床，约十几台/年。 ④超声加工机床 ◆ 超声抛光机：有二种型式，一种为单一用声能的超声抛光机，一种为电火花—超声抛光机。产量约为150～200台/年。 ◆ 超声成形加工机床：产量较少。 ⑤快速成形(RP)机床 ◆ 选择性激光烧结(SLS)机床： 我国作为高新技术产品，产量约为30台/年。 ◆ 三维光刻(SL)机床：为高新技术产品，产量约25～30台/年。产品性能与国外相比差距已在缩小，但成形材料性能与国外相比还有相当大的差距。 ◆ 熔融挤压成形(FDM)机床：为高新技术产品，产量约30台/年。产品部分指标已达到国际先进水平。 ◆ 分层实体制造(LOM)机床：产量约15台/年。 ⑥激光加工机床 ◆ 激光切割机床：产量约100台/年。国内在大功率快速轴流CO2激光器的研制上落后，因而国内激光切割机的激光器都依赖进口(或国内组装生产的激光器)。 其他激光加工设备，如激光雕刻机、激光小孔加工机等产量不大。 ⑦等离子弧切割机 产量约15～20台/年。 ⑧高压水射流切割机床 我国的产量不大，约20～30台/年。 ⑨电熔爆加工机床 主要用于冶金及建筑行业等轧辊加工，为国家高新技术产品，产量约10～15台/年。 (2)特种加工机床行业总的产量、产值 ①总产量31000～32000台/年。 (2)总产值(按人民币核算) 电火花加工机床总产值约：17亿/年。 其他特种加工机床产值约：3～4亿/年。 总产值约：20～21亿/年。 (3) 特种加工机床的出口情况 ①出口量 主要为电火花加工机床及少量的RP机床出口，包括二个独资企业在内出口量约1100～1200台/年。 ②出口金额 总出口额约3500万美元/年
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怀着激动的心情来到重庆大学，着实让我感到欣喜。既是对大学生活初次触摸的快乐，亦是对美好未来的一份憧憬。我绝对不会因为选择机械而后悔，相反我还会感到自豪，因为机械是好专业，有美好的前景。再说我很喜欢机械信我以后会有一丁点的成就。 说实话我开始对机械知之甚少，所以我满腔热情地走进机械工程导论的第一堂课。一开始陈小安教授带着我们徜徉于机械的历史长河里，一路走来，让我们大概地了解了世界机械的发展，更是对中国的机械历史有了相对更深的了解。我们的先人们创造了一路机械辉煌而从第一次工业革命后，我国的机械就与世界机械脱轨，落后啦！看着故人们创造的机械产品如指南车，地震仪等，在那时可是代表了最先进的机械水平。再看那指南车的设计图与工作原理，其中的创造性和制作水平的精湛深深地折服了我，又听陈教授说现在还未能复原指南车，更是让我慨叹啊！慨叹先人们的超强智慧，慨叹我国古代机械的先进。如此，新一代的我们只能不增强自信心，现在努力学习科学文化知识，为中华之伟大崛起而奋斗！ 看如今，虽然我现在已是制造大国，但不是制造强国，而我们的制造水平与世界发达国家如美国、日本等相比很大的差距。主要表现在制造工艺装备的落后，低水平生产力严重过剩，高水平生产力严重不足，产品质量和技术不高，技术开发能力不强，基础元器件和基础工艺不过关，劳动生产率低下，科技技术严重不足，技术创新能力十分薄弱，产业结构不尽合理，体制不能适应形势的发展需求等。我们承认我们的劣势，但我们绝对毫无气馁，我们仍然斗志昂扬，信心百倍，改变我们的劣势，让我国的机械在质与量上都屹立于世界先进制造之林。 随后陈教授向我们展示了一些图片和视频，让我们看到了现代机械制造工业与研究的缩影。特别是当我看到机床的机械手和刀具自动的、灵活和有条不紊的运动时，我心中很少兴奋。通过查阅资料，我了解到数控技术是指用数字量与字符发出指令实现自动控制的技术它是制造业实现自动化、柔性化和集成化生产的基础。我了解到数控机床的工作原理：现将加工的需件有关的信息，即弓箭的工件与刀具的想到轨迹的尺寸参数，窃削用量以及各种辅助操作等加工信息用规定的文字和数字以及符号组成代码，按一定的格式编写程序，然后将加工程序输入到数控装置，经过数控装置的处理和运算，按各个坐标轴的移动分量送到各轴的驱动电路，经过转换和放大，用于伺服电动机的驱动，带动各轴的运动，并进行反馈控制，使刀具、工件和辅助装置严格按照程序规定的顺序、轨迹参数有条不紊地运作，从而加工出所需的工件。这让我深刻地到以前的自己是多么的孤陋寡闻以及对现代科学技术的敬畏和向往，有了向往就有了动力。 第二堂课始终洋溢着幽默与活跃的气氛，足以看出张根宝教授的幽默天赋和高于八斗的才华。然后就讲到了一些机械的知识，我印象最深的是他讲到的生命周期。看着那张生命周期的简练的树状图，可以看出它的丰富内涵。从社会的需求和灵感开始，到设计、制造、检测、运作、销售和维护，最后到这件机械产品的死亡以至到报废 后的回收再利用，包含了多少的专业知识啊！当时我就想象未来的我和他人合作完成一件机械产品，而后体验我们产品的生命周期的历程，这不也是在享受生命吗？也许它看起来很小或很不起眼，但是你可以看出它背后的心血和包含的丰富知识吗？心中又是一阵热血沸腾啊！ 其后张教授又谈到现代机械工业的发展方向和他自己的研究方向。现代机械朝着巨型化、微型化、高速、高载、高精度和绿色化方向发展，他着重强调他研究的绿色化方向。的确，自从上个世纪工业的发展，现在的环境问题越来越严重，污染日益加重，我们的机械是绝对脱不了关系的。再者现在随着世界的发展和人口的剧增，地球的各种资源不断的减少，有些资源甚至已经开发殆尽了，资源问题是世界性的难题。故此机械业应尽一份义务，应和世界的需要，朝着绿色化的方向发展。如此，便有了绿色理念，绿色创想，绿色设计，绿色制造，绿色生产和绿色处理等新的研究方向。就我个人而言，似乎又一股潜在的力量推动着我我对绿色机械和回收再利用有极大的兴趣和热情。我想有可能的话我以后会从事绿色化方向的研究。 然后他又提到先进的制造技术，目前先进制造技术包含有先进的制作工艺技术和先进的制造自动化技术。而先进的制作工艺技术又含有特种加工、超精密加工、微机械制造和超高速切削。而先进的制造自动化技术有：数控技术，工业机器人，柔性制造系统、计算机集成制造系统，智能制造系统。先进制造技术代表了现代机械的前沿，也是我们以后的研究方向。教授们的介绍为我们指明我们的未来，不愧是导论啊！ 以机械故障诊断为研究方向的谢教授，他的研究着实让我大开眼界，眼前为之一亮。他谈到了故障诊断的重要性。如果将机械与人相比，我们的谢教授就是医生，他为机械“望、闻、问、切”，对机械的毛病进行预测、诊断与治疗。如此，可以大大地减少生产成本和资源的浪费，并大大地提高了产品的质量和生产效率，我们就可以很形象地理解到故障诊断的重要性了。并且他以自身的研究和工作经历向我们展示了机械故障诊断的一些基础知识以及它的作用。通过传感器对运行的机器进行定时地收集数据，然后通过计算机和人的分析，剔除干扰信息，保留与机械性能有关的信息，再进行分析如机器的震动与波动，从而得出机器的性能与工作状态。如此便可以预知机器的故障，检测出故障发生的具**置从而进行及时的诊治。这些都是在很短的时间内完成的，极大地提高了效率，为社会带来了巨大的效益。在最后他向我们的大学学习做了一些提示和指导。他很坚定地说大学最重要的不是要获得最好的成绩，而是形成一套属于自己的行之有效的解决问题的方法。是啊，一套自己的有系统性的方法是多么的重要啊！如此我们未来的路将会平坦得很多。在谢教授的点拨下，我更加深切地体会到大学与高中的不同，大学更加重要、更加丰富，与我们的未来联系得更紧密。希望四年以后我也能形成一套属于自己的、有效的、系统的解决问题的办法。我会努力，我也充满自信地走过大学的四年生活。 一堂课比一堂课精彩啊！最后由鄢萍教授完美地结尾。鄢教授向我们介绍了一套又一套的有关机械的系统，虽然内容基本上对我们来说太难了，但却向我们展示了机械的深度。但同时我也认识到我国在这方面的研究还并不成熟，正处于强烈探索中。可见这是现代机械的前沿科学，也是我们这一代人的研究方向。随后鄢教授向我们介绍了她所在的研究所，从她介绍的一些情况可以了解到研究所设施齐全，取得很多的成绩。并热情地欢迎我们以后有机会到研究所去做小助手，提升我们的研究能力。我是一个从小就喜欢研究的人，所以我很想以后有机会就去研究所去体验体验，为以后的研究生涯（也许）打下基础。 最近我读了《智慧的钥匙――钱学森论系统科学》，虽然大多都看不懂，但还是硬着头皮读了下去，从中也了解到一些系统科学的思想。其中系统工程是组织管理系统的技术，他从整体出发，根据总体目标的需要，以系统方法为核心并综合运用有关科学理论方法，以计算机为工具，进行系统结构、环境与功能分析与综合，包括系统建模、仿真、分析、优化、运行与评估，以求得最好的或满意的系统方法并付诸实施。我个人觉得将系统科学的理念并结合机械自身的特点研究出一套系统，一定是一套最好的或令人满意的科学的系统。 上完这四堂精彩而生动的机械工程导论课，让我对机械有了更深的了解，对我的未来也有了更加美好的憧憬。故而下定决心，充充实实地、丰丰富富地走好大学这珍贵的四年。
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切削加工和刀具技术的现状与发展（3） -------------------------------------------------------------------------------- 29 关键词:刀具,切削加工 阅读：103次 4 新型刀具的开发与传统刀具的改进 当前刀具结构的变革正朝着可转位、多功能、专用复合刀具和模块式工具系统的方向发展，各种精密、高效、优质的可转位刀具已应用于车削、铣削、钻削等领域，成为刀具结构发展的主流。 上海大众汽车有限公司、长春一汽集团公司和东风汽车集团公司已在生产中广泛使用各种新型刀具和数控机床模块式工具系统，如各种机夹可转位刀具、陶瓷刀具、PCD和PCBN等超硬刀具、金刚石和CBN铰刀、硬质合金球头铣刀和筒式拉刀等，对提高工效、保证产品质量起到了重要作用。SecoTools(上海)公司在“PCBN刀具材料的新进展及其在铣削中的应用”论文中介绍了他们开发的SECOMAX 新品种———CBN300，它是在CBN30基础上采用粗颗粒(22�0�8m)粉末和新的烧结工艺研制出的新牌号，具有很高的抗冲击性能，它的应用使PCBN刀具从传统的车削淬硬钢(>45HRC)和冷硬铸铁等硬材料、以车代磨等加工领域跨入到铣削加工领域。该刀具已在上海通用汽车公司(SGM)新建的发动机柔性生产线上使用，取得了良好效果。该刀具铣削发动机缸体平面时，切削速度高达2000m/min，刀具寿命为普通PCBN刀具的4倍。Seco Tools公司还推出了结构新颖、具有冷却通道、可更换硬质合金头部的钻头，其头部有三种不同几何形状，P型硬质合金刀头适用于切削钢，K型硬质合金刀头适于切削铸铁，而刀刃锐利的M型刀头适于钻削高强度钢和耐腐蚀钢。 本次会议对传统刀具和高效刀具的设计、制造及使用也进行了技术交流。如广东韶关学院设计的径向错位量较大(为每转进给量的2～3倍)的单组阶梯式可转位面铣刀、燕山大学研制的可加工硬度55HRC以上大内齿轮(模数m=12mm，齿数z=97)的负前角刮削硬质合金球形滚刀、西安交通大学设计的前角可控的等螺旋角锥形立铣刀、山西太原理工大学设计的齿向开槽的新型插齿刀等，在结构上都有一定特点与创新，用于生产中均取得了较好效果。 电镀金刚石铰刀加工出的孔具有尺寸分散度小、几何形状精度高(可达2�0�8m)、表面粗糙度值小(5 切削机理的研究与刀具CAD 为促进高速切削、精密和超精密切削技术的发展，本次会议上交流了许多有关切削机理及其实验研究方面的论文。 南京航空航天大学对高温合金、钛合金、不锈钢等难加工材料的高速切削进行了系统试验研究，发现切削变形为集中剪切滑移，且滑移区很窄，形成锯齿状不连续切屑，其变形机理完全不同于连续性切屑。为此，作者根据最小能量原理，利用集中剪切滑移的临界条件，推导出集中剪切滑移条件下的切削方程式，为进一步发展高速切削工艺技术建立了理论基础。 山东大学探讨了高速切削时工件材料与刀具材料的匹配、切削方式、刀具几何参数、切削参数、振动和切削液等因素对已加工表面粗糙度的影响，为高速切削加工时切削参数的选择和表面质量的控制提供了依据。 哈尔滨理工大学、哈尔滨工业大学等对PCBN刀具干切削不同硬度的GCr15轴承钢的切削力、切削温度、已加工表面完整性等进行了切削试验研究，发现存在区分普通切削与硬态切削的临界硬度，并得出GCr15轴承钢的临界硬度为50HRC。在临界硬度附近进行切削时，刀具磨损严重，加工表面质量最差。 上海水产大学建立了“工程材料切削加工性的人工神经网络综合评判模型”，各评价指标的权值是从足够多的训练样本中提出的，避免了人为确定权值和隶属函数的主观性，使评价结果更具客观性和可比性。 大连理工大学建立了球头铣刀铣削的计算机预报模型，并进行了数值仿真研究，对改进铣刀设计、优化切削用量和监控切削参数均有现实意义。 JSPrakash等学者在会上介绍的“微型硬质合金铣刀切削时刀具寿命的预报模型”，JWang等人介绍的“斜角切削时允许后刀面磨损的切削预报模型”等均与实验结果相吻合，为精密切削和微量切削提供了理论依据。 CAD/CAM技术的应用可保证刀具设计和制造的高效率和高质量，本次会议上也有不少这方面的论文。例如，焦作工学院在AutoCAD2000平台上开发了一种“成形车刀CAD”软件，对成形车刀的智能设计、参数化绘图具有重要意义。 此外，还有许多关于刀具几何参数、切削用量和工艺过程优化、切削液、切削数据库(如北京第一机床厂在CIMS环境下建立的网络数据库)、振动切削等内容的论文也在会上进行了交流。 5 差距与建议 虽然近十年来我国工具工业有了长足进步，切削技术迅速提高，但与国外先进水平相比仍有巨大差距。据专家分析，我国切削加工及刀具技术的水平与工业发达国家相比大致要落后15～20年。近年来国内轿车工业引进了几条具有国际20世纪90年代水平的生产线，但所用工具的国内供给率只能达到20%的低水平。为改变这种状况，我国工具行业需要加速进口刀具国产化的步伐，必须更新经营理念，从主要向用户“卖刀具”转到为用户“提供成套切削技术，解决具体加工问题”的经营方向上来。要根据自身产品的专业优势，精通相应的切削工艺，不断创新开发新产品。用户行业则应增大刀具费用的投入，充分利用刀具在提高效率、降低成本、缩短Intranet/Extranet，实现最大程度的资源(如切削数据库)共享。建议有关部门将产、学、研各部门的科研力量组织起来，集中优势，一方面积极引进国外先进刀具制造技术，提高刀具产品水平，加快刀具产品(尤其是数控刀具产品)的国产化步伐；另一方面应结合生产实际，系统地推广使用各种先进刀具和先进切削技术。我们相信，通过正确的政策引导和企业的有序竞争，完全有可能使我国的切削加工与刀具技术赶上国外先进水平，并做到有所发展与创新。上一页
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超精密机械加工技术在微光学元件加工中的应用超精密机械加工技术是利用刀具改变材料形状或破坏材料表层，以切削形式来达到所要求的形状。如单晶金刚石车削与铣削、磨削、快速切削和机械抛光等。本节主要讲述超精密机械加工技术用于加工光学元件及其模具。1超精密机床关键技术发展 计算机辅助设计技术，尤其是有限元分析技术的发展，为超精密机床整体结构优化设计提供了便利手段，使得机床刚度和稳定性不断提高。目前单晶金刚石车床的典型结构具有“T”型布局结构，主轴一般装在X 向导轨上，刀具装在Z 向导轨上。在近十几年内，随着计算机技术的高 速发展，超精密机床的一些关键技术，如控制技术、反馈系统、伺服驱动装置等方面有了很大的进步，提高了超精密机床的加工精度，目前， 超精密已能够直接加工出粗糙度达1nm的表面。这些关键技术的发展概括起来有以下几个方面：用天然花岗岩作机床床身，它具有非常高的热稳定性和机械稳定性；利用空气弹簧系统隔振；利用液体或气体静压导轨，使阻尼增大，运动光滑，无摩擦；直流直线电机快速驱动系统，具有较好的动态刚度；高速空气主轴，承载能力高，刚度大，可提高加工精度；开放式计算机数控技术（CNC），便于应用第三方控制软件，提高加工精度；高分辨率检测装置，可以提供精确的位置反馈；利用快速伺服机构，实现多轴系统的宏微结合技术，用以加工复杂型面；在线测 量和误差补偿技术，正确测量工件残余误差并最终消除误差。