第一篇：特種加工技術(shù)的發(fā)展和展望

《特種加工》課程論文

題 目：特種加工技術(shù)的發(fā)展和展望

姓 名：郭健朗

學(xué) 號(hào)：1 3 4 1 1 0 1 0 8 6

院 系： 機(jī) 械 與 能 源 工 程 系

專 業(yè)：機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其自 動(dòng) 化

指導(dǎo)老師：雷先明

特種加工技術(shù)的發(fā)展和展望

摘 要: 全面介紹了特種加工技術(shù)的類型及發(fā)展現(xiàn)狀, 指出了其優(yōu)勢(shì)和存在的問題;闡述了電火花加工、電解加工、電子束加工、超聲波加工、激光加工、化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工、水噴射加工等加工方法;探討了各種加工方法的工作要素、加工特點(diǎn)及應(yīng)用;最后, 指出了特種加工的發(fā)展趨勢(shì)。

Abstract: the author introduces the types and current situation of the development of special processing technology, points out its advantages and problems;describes the electrical discharge machining, electrochemical machining, electron beam machining, ultrasonic machining, laser processing, chemical mechanical processing, water jet machining processing method;discusses the processing characteristics and application of work elements, all kinds of processing methods;finally, points out the development trend of special machining 關(guān)鍵詞: 特種加工;電火花加工;電解加工;電子束加工;超聲波加工

Key words: special machining;EDM;electrochemical machining;electron beam machining;ultrasonic machining 1.引言

特種加工(又稱非傳統(tǒng)加工)是二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來(lái)的一類有別于傳統(tǒng)切削與磨削加工方法的總稱。特種加工方法將電、磁、聲、光等物理量及化學(xué)能量或其組合直接施加在工件被加工的部位上,從而使材料被去除、累加、變形或改變性能等;特種加工 方法可以完成傳統(tǒng)加工方法難以實(shí)現(xiàn)的加工, 如高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、耐高溫材料和工程陶瓷、磁性材料等難加工材料的加工以及精密、微細(xì)、復(fù)雜形狀零件的加工等。

特種加工技術(shù)有以下幾個(gè)特點(diǎn):⑴加工方法主要不是依靠機(jī)械能, 而是用其他能量(如電能、光能、聲能、熱能、化學(xué)能等)去除材料。⑵傳統(tǒng)加工方法要求刀具的硬度必須大于工件的硬度, 即“以硬切軟;而對(duì)于特種加工,由于工具不受顯著切削力的作用,特種加工對(duì)工具和工件的強(qiáng)度、硬度和剛度均沒有嚴(yán)格要求。⑶加工沒有明顯的切削力作用,一般不會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象, 又由于工件加工部位變形小,發(fā)熱少,或發(fā)熱僅局限于工件表層加工部位,工件熱變形小,由加工產(chǎn)生的應(yīng)力也小,易于獲得好的加工質(zhì)量,且可在一次安裝中完成工件的粗、精加工。⑷特種加工中能量易于轉(zhuǎn)換和控制,有利于保證加工精度和提高效率。⑸特種加工方法的材料去除速度一般低于常規(guī)加工方法,這也是目前常規(guī)加工方法在機(jī)械加工中仍占主導(dǎo)地位的主要原因。

2.特種加工技術(shù)

特種加工有多種分類方法:如按加工過(guò)程材料增減可分為去除加工、結(jié)合加工和變形加工等;按作用能源可分為機(jī)械能、熱能、化學(xué)能、復(fù)合能等。

2.1 電火花加工

電火花加工的工作原理;是利用工具電極與工件電極之間的火花放電:產(chǎn)生瞬時(shí)高溫將金屬熔化,電火花加工過(guò)程可分為四個(gè)階段: ①介質(zhì)電離、被擊穿, 形成放電通路;②形成火花放電,工件電極產(chǎn)生熔化、氣化;熱膨脹;③拋出蝕除物;④間隙介質(zhì)消電離(恢復(fù)絕緣狀態(tài))。電火花加工的工作要素包括電極材料、工作液、放電間隙、脈沖寬度與間隔等。對(duì)工具電極的基本要求是導(dǎo)電、損耗小、易加工。常用的工具電極材料有紫銅、石墨、鑄鐵、鋼、黃銅等,其中又以紫銅和石墨最為常用。工作液是電火花加工中必不可少的介質(zhì),其主要功用是壓縮放電通道區(qū)域,提高放電能量密度和加速蝕除物的排出。常用的工作液有煤油、機(jī)油、去離子水、乳化液等。合理的放電間隙是保證火花放電的必要條件。為保持適當(dāng)?shù)姆烹婇g隙, 在加工過(guò)程中, 需采用自動(dòng)調(diào)節(jié)器控制機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng),并帶動(dòng)工具電極緩慢向工件進(jìn)給。

電火花加工特點(diǎn)是:① 電火花加工不受加工材料硬度限制,可加工任何硬、脆、韌、軟的導(dǎo)電材料。②加工時(shí)無(wú)顯著作用力,發(fā)熱小(發(fā)熱僅局限于放電區(qū)極小范圍內(nèi)),適于加工小孔、薄壁、窄槽、形面、型腔及曲線孔等,且加工質(zhì)量好。精加工時(shí),加工尺寸

精度可達(dá)0.005～0.01mm, 表面粗糙度可達(dá)Ra 為0.1～0.05um。③脈沖參數(shù)調(diào)整方便,可一次安裝完成粗、精加工。④易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。目前,實(shí)際應(yīng)用的電火花加工主要有兩種類型,即電火花成形加工和電火花線切割。2.1.1電火花成形加工

主要指孔加工和型腔加工。電火花打孔常用于加工冷沖模、拉絲模、噴嘴、噴絲孔等。型腔加工包括鍛模、壓鑄模、擠壓模、塑料模等型腔加工,以及葉輪、葉片等曲面加工。

2.1.2 電火花線切割

用連續(xù)移動(dòng)的鉬絲(或銅絲)做工具陰極,工件為陽(yáng)極。機(jī)床工作臺(tái)帶動(dòng)工件在水平面內(nèi)做互相垂直方向的移動(dòng),可切割出二維圖形。絲架也可做小角度擺動(dòng),可切割出斜 面。電火花線切割廣泛用于加工各種硬質(zhì)合金和淬硬鋼的沖模、樣板、各種形狀復(fù)雜的板類零件、窄縫、柵網(wǎng)等。電火花線切割加工按走絲速度可分為快走絲和慢走絲兩類?？熳呓z速度一般為l0m/s, 電極絲可往復(fù)移動(dòng),并可以循環(huán)反復(fù)使用(使用一段時(shí)問后需進(jìn)行更換).慢走絲速度為2～8m/min,單向運(yùn)動(dòng),電極絲一次性使用。慢走絲線切割走絲平穩(wěn),無(wú)振動(dòng),電極絲損耗小,加工精度高。

2.2 電解加工

電解加工的工作原理 是工件接陽(yáng)極,工具(銅或不銹鋼)接陰極,兩極間加6～24V 的直流電壓,極間保持0.1～1mm的間隙。在間隙處通以6～60m/s高速流動(dòng)的電解液,形成極間導(dǎo)電通路,工件表面材料不斷溶解,其溶解物及時(shí)被電解液沖走。工具電極不斷進(jìn)給,以保持極間間隙。

電解加工的特點(diǎn)是:①不受材料硬度的限制,能加工出任何高硬度、高韌性的導(dǎo)電材料, 并能以簡(jiǎn)單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一次加工出形狀復(fù)雜的形面和型腔。②電解加工比電火花加工的形面和型腔效率高5～10倍。③加工過(guò)程中陰極損耗小。加工表面質(zhì)量好,無(wú)毛刺、無(wú)殘余應(yīng)力和變形層。④加工設(shè)備投資較大, 有污染, 需防護(hù)。

電解加工廣泛應(yīng)用于模具的型腔加工,槍炮的膛線加工,發(fā)電機(jī)的葉片加工,花鍵孔、內(nèi)齒輪、深孔加工,以及電解拋光、倒棱、去毛刺等。

電解磨削是利用電解作用與機(jī)械磨削相結(jié)合的一種復(fù)合加工方法。工件接直流電源正極, 高速回轉(zhuǎn)的導(dǎo)電磨輪接負(fù)極,兩者保持一定的接觸壓力,導(dǎo)電磨輪表面突出的磨料使磨輪導(dǎo)電基體與工件之間有一定的間隙。當(dāng)電解液從問隙中流過(guò)并接通電源后,工件產(chǎn)生陽(yáng)極溶解, 工件表面上生成一層稱為陽(yáng)極膜的氧化膜, 其硬度遠(yuǎn)比金屬本身低, 極易被高速回轉(zhuǎn)的磨輪刮除,使新的金屬表面露出,繼續(xù)進(jìn)行電解。電解作用與磨削作用交替進(jìn)行,電解產(chǎn)物被流動(dòng)的電解液帶走,使加工繼續(xù)進(jìn)行,直至達(dá)到加工要求。

電解磨削效率比機(jī)械磨削高,且導(dǎo)電磨輪損耗遠(yuǎn)比機(jī)械磨削小,特別是磨削硬質(zhì)合金時(shí), 效果更明顯。

2.3 電子束加工

電子束加工的工作原理是在真空條件下,利用電流加熱陰極發(fā)射電子束,經(jīng)控制柵極初步聚焦后, 由加速陽(yáng)極加速, 通過(guò)透鏡聚焦系統(tǒng)進(jìn)一步聚焦, 使能量密度集中在直5～10um 的斑點(diǎn)內(nèi)。高速而能量密集的電子束沖擊到工件上,被沖擊點(diǎn)處形成瞬時(shí)高溫(在幾分之一微秒時(shí)間內(nèi)升高至幾千攝氏度),工件表面局部熔化、氣化直至被蒸發(fā)去除。電子束加工的特點(diǎn)及應(yīng)用是: ①電子束束徑最小可達(dá)0.01～0.005 mm,長(zhǎng)度可達(dá)束徑的幾十倍,故可加工微細(xì)深孔和窄縫。②材料適應(yīng)性廣,原則上各種材料均可加工,特別適用于加工特硬、難熔金屬和非金屬材料。③加工速度較高,切割1mm 厚的鋼板, 切割速度可達(dá)240mm/min。④在真空中加工,無(wú)氧化,特別適于加工高純度半導(dǎo)體材料和易氧化的金屬及合金。⑤加工設(shè)備較復(fù)雜,投資較大,多用于微細(xì)加工。

2.4 超聲波加工

超聲波加工的工作原理;是利用超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩, 通過(guò)換能器將超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C(jī)械振動(dòng)。此時(shí)振幅一般較小,再通過(guò)振幅擴(kuò)大棒(變幅桿),使固定在變幅桿端部的工具振幅增大到0.01～0.15mm。利用工具端面的超聲(16～25kHz)振動(dòng),使工作液(普通水)中的懸浮磨粒(碳化硅、氧化鋁、碳化硼或金剛石粉)對(duì)工件表面產(chǎn)生撞擊拋磨,實(shí)現(xiàn)加工。超聲波加工的特點(diǎn)及應(yīng)用: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。②可加工各種復(fù)雜形狀的型孔、型腔、形面。③被加工表面無(wú)殘余應(yīng)力, 無(wú)破壞層, 加工精度較高, 尺寸精度可達(dá)0.01～0.05 mm。④加工過(guò)程受力小, 熱影響小,可加工薄壁、薄片等易變形零件。⑤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。

2.5 激光加工

激光是一種受激輻射而得到的加強(qiáng)光。其基本特征是: 強(qiáng)度高,亮度大;波長(zhǎng)頻率確定, 單色性好,相于性好, 相干長(zhǎng)度長(zhǎng), 方向性好,幾乎是一束平行光。由激光器發(fā)出的激光, 經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后,照射到工件表面上,光能被吸收,轉(zhuǎn)化為熱能,使照射斑點(diǎn)處局部區(qū)域溫度迅速升高,此處材料被熔化、氣化而形成小坑。由于熱擴(kuò)散,使斑點(diǎn)周圍材料熔化,小坑內(nèi)材料蒸氣迅速膨脹, 產(chǎn)生微型爆炸,將熔融物高速噴出并產(chǎn)生一個(gè)方向性很強(qiáng)的反沖擊波,于是在加工表面上打出一個(gè)上大下小的孔。

激光加工的特點(diǎn)及應(yīng)用:①加工材料范圍廣,可加工各種金屬和非金屬材料,特別適用于加工高熔點(diǎn)材料、耐熱合金及陶瓷、寶石、金剛石等硬脆材料。②激光可透過(guò)透明材料進(jìn)行加工。③激光加工為非接觸加工,工件無(wú)受力變形,受熱區(qū)域小,工件熱變形小,加工精度高。④可進(jìn)行微細(xì)加工。激光聚焦后焦點(diǎn)直徑理論上可小至0.001mm 以下,實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)0.01mm 的小孔加工和窄縫切割。激光切割廣泛用于切割復(fù)雜形狀的零件、柵網(wǎng)等。在大規(guī)模集成電路的制作中, 可用激光進(jìn)行切片。⑤ 加工速度快。例如在寶石上打孔,加工時(shí)間僅為機(jī)械方法的1%。⑥激光加工不僅可以打孔和切割,也可進(jìn)行焊 接、熱處理等工作。⑦激光加工可控性好,易于實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化,但加工設(shè)備昂貴。

2.6 化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工

化學(xué)加工是利用酸、堿和鹽等化學(xué)溶液對(duì)金屬或某些非金屬工件表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng), 腐蝕溶解而改變工件尺寸和形狀的加工方法。如果僅進(jìn)行局部有選擇性的加工,則需對(duì)工件上的非加工表面用耐腐蝕性涂層覆蓋保護(hù)起來(lái),而僅露出需加工的部位。化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工是指化學(xué)加工和機(jī)械加工的復(fù)合。化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工是一種超精密的精整加工方法, 可有效地加工陶瓷、單晶藍(lán)寶石和半導(dǎo)體晶片,化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工可防止通常機(jī)械加工用硬磨料引

起的表面脆性裂紋和凹痕,避免磨粒的耕犁引起的隆起以及擦劃引起的劃痕,可獲得光滑無(wú)缺陷的表面。

化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工中常用的方法有機(jī)械化學(xué)拋光和化學(xué)機(jī)械拋光。機(jī)械化學(xué)拋光使用比工件材料軟的磨料(如對(duì)Si3N4 陶瓷用Cr2O3 ,對(duì)Si 片用SiO2),靠運(yùn)動(dòng)磨粒本身的活性以及因磨粒與工件間的摩擦, 在微觀接觸區(qū)產(chǎn)生的高壓、高溫, 使很短的接觸時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)固

相反應(yīng)。隨后這種反應(yīng)生成物被運(yùn)動(dòng)的磨粒的機(jī)械摩擦作用去除,其去除量可小至0.1nm 級(jí)。化學(xué)機(jī)械拋光的工作原理是由溶液的腐蝕作用形成化學(xué)反應(yīng)薄層,然后由磨粒的機(jī)械摩擦作用去除。

2.7水噴射加工

水噴射加工(Water Jet Machining)又稱水射流加工或水刀加工,它是利用超高壓水射流及混合于其中的磨料對(duì)材料進(jìn)行切割、穿孔和表面材料去除等加工。其加工機(jī)理綜 合了由超高速液流沖擊產(chǎn)生的穿透割裂作用和由懸浮于液流中磨料的游離磨削作用。

水噴射加工具有如下特點(diǎn): ①可加工各種金屬和非金屬材料;②切口平整,無(wú)毛邊和飛刺,可用于去除閥體、孔緣、溝槽、螺紋、交叉孔上的毛刺;③切削時(shí)無(wú)火花,無(wú)熱效應(yīng)產(chǎn)生, 也不會(huì)引起工件材料組織變化, 適于易燃易爆物件加工;④加工潔凈,不產(chǎn)生煙塵或有毒氣體。

水刀加工基本可對(duì)各種材料進(jìn)行處理及切割,非金屬物質(zhì),如木材、紙類、塑料、纖維、海綿等;對(duì)切割金屬或較硬的材質(zhì)時(shí),如各種石材、玻璃、陶瓷、磚等材質(zhì)時(shí),可以將80 目左右, 較細(xì)顆粒的石英砂料與水箭混流在一起, 以增強(qiáng)其切割能力,此種高速加砂的水刀幾乎可以切割任何材質(zhì),為此在家具制造過(guò)程中,可以用來(lái)對(duì)原木的分割和實(shí)木成型材料的分切, 使得在用料方面取得更為精確。為節(jié)約用材提供很好的途徑。

水刀加工在下料開片的切割加工中,比起與它擁有同樣功能的“ 前輩”--電鋸、電弧切割和激光切割來(lái)它有著許多優(yōu)越性, 它無(wú)塵、無(wú)煙、沒有火光,在作業(yè)時(shí),切割面上的溫度能保持不變(電弧、激光切割和鋼鋸則辦不到這一點(diǎn)),它不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)光而灼傷人眼;更不用擔(dān)心因高溫而引發(fā)火災(zāi),十分安全。然而它具有強(qiáng)大的“威力”,可以隨心所欲地切割加工各種工件和不同口徑的管材。對(duì)于機(jī)械制造加工,由于水刀的加入,也使得在消防防火方面得到更好的保證。

水刀自動(dòng)化系統(tǒng)已應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件加工甚至對(duì)空中客車A380 大型航空件、飛機(jī)外殼等, 高強(qiáng)度的碳素纖維的復(fù)雜零件表面上進(jìn)行的切割、修邊、開孔等加工任務(wù)。為制造領(lǐng)域開辟了新的天地,而且它可以在幾乎完全自然的條件下加工, 因此對(duì)已完成的上道工序, 基本不會(huì)產(chǎn)生任何影響。更沒有任何粉塵的危害,也不會(huì)有刀刃磨損的缺點(diǎn)。水刀還可以做水下作業(yè),對(duì)沉船的切割、修理可以得到絕無(wú)僅有的效果?？赡茉谖磥?lái)對(duì)潛水艇的自救也能開辟一種新的可能。

水刀切割加工速度極高, 尺寸精度、加工的質(zhì)量較高,不需要第二次加工。同樣也可以不用擔(dān)心水的加工影響材料的含水量,極高的速度幾乎不能讓水分留下。操作程序簡(jiǎn)單易行, 編輯程序可以隨時(shí)調(diào)用, 有記憶功能。水刀的一般零配件使用壽命較長(zhǎng),機(jī)械可使用時(shí)間長(zhǎng), 相對(duì)成本較低。水刀切割時(shí)不會(huì)產(chǎn)生灰塵及有毒氣體, 可提供一個(gè)較為清潔及安全的工作環(huán)境, 更重要的是,水刀是以水作為切割的刀具,不用像其它的切削刀具需要刃磨,它是一把永不磨損型的刀具, 因此水刀以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),在未來(lái)的各種加工制造中, 一定會(huì)有更廣泛的應(yīng)用前景。

3.特種加工技術(shù)的展望

特種加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分, 隨著難加工材料、特殊結(jié)構(gòu)零件需求的日益增加, 特種加工技術(shù)近十幾年來(lái)得到了快速發(fā)展,在世界范圍內(nèi)越來(lái)越受到人們的重視, 發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。特種加工采用不同的能量形式加工零件,相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工技術(shù), 特種加工普遍具有以柔克剛、加工力影響較小等優(yōu)勢(shì)。為進(jìn)一步提高特種加工技術(shù)水平及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn):1)采用自動(dòng)化技術(shù)。2)趨向精密化研究。3)開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。4)污染問題是影響和限制有些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙。5)進(jìn)一步開拓特種加工技術(shù)。細(xì)微化是特種加工技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì),由于當(dāng)前的工業(yè)產(chǎn)品越來(lái)越追求小型化和微型化,微細(xì)結(jié)構(gòu)和微細(xì)零件的加工需求不斷增長(zhǎng),同時(shí)帶動(dòng)了各種制造技術(shù)向小型化、微細(xì)化發(fā)展。比如細(xì)微的電火花加工、微細(xì)電化學(xué)加工、微細(xì)的激光加工、微細(xì)離子束加工 等技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)很小尺度內(nèi)的加工, 這些技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都發(fā)展得很快而且得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

4.結(jié)束語(yǔ)

特種加工技術(shù)集成了機(jī)械、電子、信息、材料技術(shù)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，發(fā)展異常迅速?，F(xiàn)代特種加工技術(shù)主要是伴著高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、高脆性等難切削材料的額出現(xiàn)，以及制造精密細(xì)小 形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊的零件 的需要而產(chǎn)生的，具有其他常規(guī)加工技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已成為航空航天、汽車、儀器、儀表、微型機(jī)械、輕工、模具等行業(yè)的支撐技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù) 隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的 發(fā)展，特種加工技術(shù)必將不斷完善和迅速發(fā)展，反過(guò)來(lái)又必將推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，并發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

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第二篇：特種加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望-先進(jìn)制造技術(shù)課程論文

先 進(jìn) 制 造 論 文

題目：先進(jìn)制造技術(shù)院系：周口科技機(jī)械工程數(shù)控

班級(jí)：數(shù)控

姓名：閆文磊

4班

時(shí)間：2010年12月251

日

先進(jìn)成型技術(shù)

摘要

一、特種加工技術(shù)在國(guó)際上被稱為21世紀(jì)的技術(shù)，對(duì)新型武器裝備的研制和生產(chǎn)，起到舉足輕重的作用。本文分別從激光加工技術(shù)、電子束加工技術(shù)、離子束及等離子加工技術(shù)、電加工技術(shù)幾方面介紹了國(guó)外的發(fā)展現(xiàn)狀，同時(shí)提出了國(guó)內(nèi)相應(yīng)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：特種加工；高能束流；激光技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

特種加工亦稱“非傳統(tǒng)加工”或“現(xiàn)代加工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法。本文所述的特種加工技術(shù)主要是指激光加工技術(shù)、電子束加工技術(shù)、離子束及等離子加工技術(shù)和電加工技術(shù)等。

隨著新型武器裝備的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)特種加工技術(shù)的需求日益迫切。不論飛機(jī)、導(dǎo)彈，還是其它作戰(zhàn)平臺(tái)都要求降低結(jié)構(gòu)重量，提高飛行速度，增大航程，降低燃油消耗，達(dá)到戰(zhàn)技性能高、結(jié)構(gòu)壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)可承受性好。為此，上述武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)平臺(tái)都要求采用整體結(jié)構(gòu)、輕量化結(jié)構(gòu)、先進(jìn)冷卻結(jié)構(gòu)等新型結(jié)構(gòu)，以及鈦合金、復(fù)合材料、粉末材料、金屬間化合物等新材料。

為此，需要采用特種加工技術(shù)，以解決武器裝備制造中用常規(guī)加工方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的加工難題，所以特種加工技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域是：

難加工材料，如鈦合金、耐熱不銹鋼、高強(qiáng)鋼、復(fù)合材料、工程陶瓷、金剛石、紅寶石、硬化玻璃等高硬度、高韌性、高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)材料。

難加工零件，如復(fù)雜零件三維型腔、型孔、群孔和窄縫等的加工。低剛度零件，如薄壁零件、彈性元件等零件的加工。

以高能量密度束流實(shí)現(xiàn)焊接、切割、制孔、噴涂、表面改性、刻蝕和精細(xì)加工。1 先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn) 1.1 是面向21世紀(jì)的技術(shù)

先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，既保持了過(guò)去制造技術(shù)中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過(guò)程。先進(jìn)制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生了一個(gè)完整的技術(shù)群，它是具有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域，是面向21世紀(jì)的技術(shù)。1.2 是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)

先進(jìn)制造技術(shù)并不限于制造過(guò)程本身，它涉及到產(chǎn)品從市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容，并將它們結(jié)合成一個(gè)有機(jī)的整體。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用特別注意產(chǎn)生最好的實(shí)際效果，其目標(biāo)是為了提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和綜合實(shí)力的增長(zhǎng)。目的是要提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1.3 是駕馭生產(chǎn)過(guò)程的系統(tǒng)工程

先進(jìn)制造技術(shù)特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合，使制造技術(shù) 成為能駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。1.4 是面向全球競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)

20世紀(jì) 80年代以來(lái)，市場(chǎng)的全球化有了進(jìn)一步的發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)金融、經(jīng)濟(jì)、科技手段爭(zhēng)奪市場(chǎng)，傾銷產(chǎn)品，輸出資本。隨著全球市場(chǎng)的形成，使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈，先進(jìn)制造技術(shù)正是為適應(yīng)這種激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而出現(xiàn)的。因此，一個(gè)國(guó)家的先進(jìn)制造技術(shù)，它的主體應(yīng)該具有世界先進(jìn)水平，應(yīng)能支持該國(guó)制造業(yè)在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。1.5 是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)三要素的統(tǒng)一

在20世紀(jì) 70年代以前，產(chǎn)品的技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一個(gè)新產(chǎn)品上市，很快就會(huì)有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。因此，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的核心是如何提高生產(chǎn)率。到了20世紀(jì)80年代以后，制造業(yè)要贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要矛盾已經(jīng)從提高勞動(dòng)生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r(shí)間為核心的時(shí)間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。先進(jìn)制造技術(shù)把這三個(gè)矛盾有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使三者達(dá)到了統(tǒng)一。

研究現(xiàn)狀

新材料成形加工技術(shù)的研究開發(fā)，是近二、三十年來(lái)材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最為活躍的方向之一。先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，加上了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)程，促成了諸如微電子和生物醫(yī)用材料等新興產(chǎn)業(yè)的形成，促進(jìn)了現(xiàn)代航天航空，交通運(yùn)輸，能源環(huán)保等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

先進(jìn)工業(yè)國(guó)家對(duì)材料制備與成型加工技術(shù)的研究開發(fā)十分重視。美國(guó)制定了“為了工業(yè)材料發(fā)展計(jì)劃”，其核心是開放先進(jìn)的制備與成型加工技術(shù)，提高材料性能，降低生產(chǎn)成本，滿足未來(lái)工業(yè)發(fā)展對(duì)材料的需求。德國(guó)開展的“21世紀(jì)新材料研究計(jì)劃”將材料制備與成型加工技術(shù)列為六個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容之一。在歐盟的“第六框架”計(jì)劃中，先進(jìn)制備技術(shù)時(shí)新材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。日本在20世紀(jì)90年代后期，先后實(shí)施了“超級(jí)金屬”、“超鋼鐵”計(jì)劃，重點(diǎn)是發(fā)展先進(jìn)的制備加工技術(shù)，精確控制組織，大幅度提高材料的性能，達(dá)到減少材料用量、節(jié)省資源和能源的目的。同時(shí)開展本科學(xué)領(lǐng)域色前沿和基礎(chǔ)研究，并綜合利用相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論和科技發(fā)展成果，提供預(yù)備新材料的新原理新方法，也是材料科學(xué)與工程學(xué)科自身發(fā)展的需求。

一大批先進(jìn)技術(shù)和工藝不斷發(fā)展和完善，并逐步獲得實(shí)際應(yīng)用，如快速凝固、定向凝固、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠、精密鑄造、半固態(tài)加工、粉末注射成型、陶瓷膠態(tài)成型、熱等靜壓、無(wú)模成型、微波燒結(jié)、離子束制備、激光快速成型、激光焊接、表面改性等，促進(jìn)了傳統(tǒng)材料的升級(jí)換代，加速了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，解決了高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展對(duì)特種高性能材料的制備加工與組織性能精確控制的急需。

現(xiàn)在將主要的先進(jìn)材料加工技術(shù)分別介紹如下： 1.快速凝固

快速凝固技術(shù)的發(fā)展，把液態(tài)成型加工推進(jìn)到遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)，極大地推動(dòng)了非晶、細(xì)晶、微晶等非平衡新材料的發(fā)展。傳統(tǒng)的快速凝固追求高的冷卻速度而限于低維材料的制備，如非晶絲材、箔材的制備。近年來(lái)快速凝固技術(shù)主要在兩個(gè)方面得到發(fā)展：①利用噴射成型、超高壓、深過(guò)冷，結(jié)合適當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計(jì)，發(fā)展體材料直接成型的快速凝固技術(shù)；②在近快速凝固條件下，制備具有特殊取向和組織結(jié)構(gòu)的新材料。目前快速凝固技術(shù)被廣泛地用于非晶或超細(xì)組織的線材、帶材和體材料的制備與成型。2.半固態(tài)成型

半固態(tài)成型包括半固態(tài)流變成型和半固態(tài)觸變成形兩類：前者是將制備的半固態(tài)漿料直接用于成型，如壓鑄成型（稱為半固態(tài)流變壓鑄）；后者是對(duì)制備好的半固態(tài)坯料 進(jìn)行重新加熱，使其達(dá)到半熔融狀態(tài)，然后進(jìn)行成型，如擠壓成型（稱為半固態(tài)觸變擠壓）。

3.無(wú)模成型

為了解決復(fù)雜形狀或深殼件產(chǎn)品沖壓、拉深成型設(shè)備規(guī)模大、模具成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、靈活度低等缺點(diǎn)，滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品多樣性（多品種、小規(guī)模）的需求，20世紀(jì)80年代以來(lái)，柔性加工技術(shù)的開發(fā)受到工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的重視。典型的無(wú)模成型技術(shù)有增量成型、無(wú)摸拉拔、無(wú)模多點(diǎn)成型、激光沖擊成型等。4.超塑性成型技術(shù)

超塑性成型加工技術(shù)具有成型壓力低、產(chǎn)品尺寸與形狀精度高等特點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展方向主要包括兩個(gè)方面：一是大型結(jié)構(gòu)件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件、精密薄壁件的超塑性成型，如鋁合金汽車覆蓋件、大型球罐結(jié)構(gòu)、飛機(jī)艙門，與盥洗盆等；二是難加工材料的精確成形加工，如鈦合金、鎂合金、高溫合金結(jié)構(gòu)件的成形加工等。5.金屬粉末材料成型加工

粉末材料的成型加工是一種典型的近終形、短流程制備加工技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)材料設(shè)計(jì)、制備預(yù)成型一體化；可自由組裝材料結(jié)構(gòu)從而精確調(diào)控材料性能；既可用于制備陶瓷、金屬材料，也可制備各種復(fù)合材料。它是近20年來(lái)材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的熱點(diǎn)與主要發(fā)展方向之一。粉末材料成型加工技術(shù)的研究重點(diǎn)包括粉末注射成型膠態(tài)成型、溫壓成型及微波、等離子輔助低溫強(qiáng)化燒結(jié)等。6.陶瓷膠態(tài)成型

在圍繞著提高陶瓷胚體均勻性和解決陶瓷材料可靠性的問題，開發(fā)了多種原位凝固成型工藝，凝膠注模成型工藝、溫度誘導(dǎo)絮凝成形、膠態(tài)振動(dòng)注模成形、直接凝固注模成形等相繼出現(xiàn)，受到嚴(yán)重重視。原位凝固成形工藝被認(rèn)為是提高胚體的均勻性，進(jìn)而提高陶瓷材料可靠性的唯一途徑，得到了迅速的發(fā)展，已逐步獲得實(shí)際應(yīng)用。7.激光快速成型

采用該技術(shù)的成形件完全致密且具有細(xì)小均勻的內(nèi)部組織，從而具有優(yōu)越的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能，同時(shí)零件的復(fù)雜程度基本不受限制，并且可以縮短加工周期，降低成本。目前發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，主要應(yīng)用于國(guó)防高科技領(lǐng)域。激光加工技術(shù) 1.1 現(xiàn)狀

國(guó)外激光加工設(shè)備和工藝發(fā)展迅速，現(xiàn)已擁有100kW的大功率CO2激光器、kW級(jí)高光束質(zhì)量的Nd:YAG固體激光器，有的可配上光導(dǎo)纖維進(jìn)行多工位、遠(yuǎn)距離工作。激光加工設(shè)備功率大、自動(dòng)化程度高，已普遍采用CNC控制、多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，并裝有激光功率監(jiān)控、自動(dòng)聚焦、工業(yè)電視顯示等輔助系統(tǒng)。

激光制孔的最小孔徑已達(dá)0.002mm，已成功地應(yīng)用自動(dòng)化六坐標(biāo)激光制孔專用設(shè)備加工航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、燃燒室氣膜孔，達(dá)到無(wú)再鑄層、無(wú)微裂紋的效果。

激光切割適用于由耐熱合金、鈦合金、復(fù)合材料制成的零件。目前薄材切割速度可達(dá)15m/min，切縫窄，一般在0.1～1mm之間，熱影響區(qū)只有切縫寬的10%～20%，最大切割厚度可達(dá)45mm，已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)三維蒙皮、框架、艦船船身板架、直升機(jī)旋翼、4 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室等。

激光焊接薄板已相當(dāng)普遍，大部分用于汽車工業(yè)、宇航和儀表工業(yè)。激光精微焊接技術(shù)已成為航空電子設(shè)備、高精密機(jī)械設(shè)備中微型件封裝結(jié)點(diǎn)的微型連接的重要手段。

激光表面強(qiáng)化、表面重熔、合金化、非晶化處理技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣，激光微細(xì)加工在電子、生物、醫(yī)療工程方面的應(yīng)用已成為無(wú)可替代的特種加工技術(shù)。

激光快速成型技術(shù)已從研究開發(fā)階段發(fā)展到實(shí)際應(yīng)用階段，已顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

國(guó)內(nèi)70年代初已開始進(jìn)行激光加工的應(yīng)用研究，但發(fā)展速度緩慢。在激光制孔、激光熱處理、焊接等方面雖有一定的應(yīng)用，但質(zhì)量不穩(wěn)定。目前已研制出具有光纖傳輸?shù)墓腆w激光加工系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)光纖耦合三光束的同步焊接和石英表芯的激光焊接。完成了激光燒結(jié)快速成型原理樣機(jī)研制，并采用環(huán)氧聚脂和樹脂砂燒結(jié)粉末材料，快速成型出典型零件，如葉輪、齒輪。1.2 發(fā)展趨勢(shì)

激光加工技術(shù)今后幾年應(yīng)結(jié)合已取得的預(yù)研成果，針對(duì)需求，重點(diǎn)開展無(wú)缺陷氣膜小孔的激光加工及實(shí)時(shí)檢控技術(shù)、高強(qiáng)鋁(含鋁鋰、鋁鎂)合金的激光焊接技術(shù)、金屬零件的激光粉末燒結(jié)快速成型技術(shù)、激光精密加工及重要構(gòu)件的激光沖擊強(qiáng)化等項(xiàng)目的研究。實(shí)現(xiàn)高溫渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜孔無(wú)缺陷加工，可使葉片使用壽命達(dá)2000小時(shí)以上；以焊代替數(shù)控加工飛機(jī)次承力構(gòu)件，以及帶筋壁板的以焊代鉚；實(shí)現(xiàn)重要零部件的表面強(qiáng)化，提高安全性、可靠性等，從而使先進(jìn)的激光制造技術(shù)在軍事工業(yè)中發(fā)揮更大的作用。1）無(wú)再鑄層、無(wú)微裂紋渦輪葉片氣膜孔激光高效加工技術(shù)研究；

2）鋁合金、超強(qiáng)鋼、鈦合金、異種材料構(gòu)件以及大型空間曲面零件的激光焊接工藝研究；

3）三維激光切割工藝規(guī)范及表面質(zhì)量控制技術(shù)和在線測(cè)量控制技術(shù)研究； 4）提高高溫合金、鋁合金等重要部件抗疲勞性能的激光沖擊技術(shù)研究； 5）激光快速成型技術(shù)研究； 電子束加工技術(shù) 2.1 現(xiàn)狀

電子束加工技術(shù)在國(guó)際上日趨成熟，應(yīng)用范圍廣。

國(guó)外定型生產(chǎn)的40kV～300kV的電子槍(以60kV、150kV為主)，已普遍采用CNC控制，多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)化程度高。電子束焊接已成功地應(yīng)用在特種材料、異種材料、空間復(fù)雜曲線、變截面焊接等方面。目前正在研究焊縫自動(dòng)跟蹤、填絲焊接、非真空焊接等，最大焊接熔深可達(dá)300mm，焊縫深寬比20：1。電子束焊已用于運(yùn)載火箭、航天飛機(jī)等主承力構(gòu)件大型結(jié)構(gòu)的組合焊接，以及飛機(jī)梁、框、起落架部件、發(fā)動(dòng)機(jī)整體轉(zhuǎn)子、機(jī)匣、功率軸等重要結(jié)構(gòu)件和核動(dòng)力裝置壓力容器的制造。如：F-22戰(zhàn)斗機(jī)采用先進(jìn)的電子束焊接，減輕了飛機(jī)重量，提高了整機(jī)的性能；“蘇-27”及其它系列飛機(jī)中的大量承力構(gòu)件，如起落架、承力隔框等，均采用了高壓電子束焊接技術(shù)。

國(guó)內(nèi)多種型號(hào)的飛機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)和多種型號(hào)的導(dǎo)彈殼體、油箱、尾噴管等結(jié)構(gòu)件均已采用了電子束焊接。因此，電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)電子束焊接設(shè)備的需求量也越來(lái)越大。

國(guó)外的電子束焊機(jī)，以德國(guó)、美國(guó)、法國(guó)、烏克蘭等為代表，已達(dá)到了工程化生產(chǎn)。其特點(diǎn)是采用變頻電源，設(shè)備的體積、噪聲、高壓性能等方面都有很大提高；在控制系統(tǒng)方面，運(yùn)用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用了先進(jìn)的CNC及PLC技術(shù)，使設(shè)備的控制更可靠，操作更簡(jiǎn)便、直觀。

國(guó)外真空電子束物理氣相沉積技術(shù)，已用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片高溫防腐隔熱陶瓷涂層，提高了涂層的抗熱沖擊性能及壽命。電子束刻蝕、電子束輻照固化樹脂基復(fù)合材料技術(shù)正處于研究階段。2.2 發(fā)展趨勢(shì)

電子束加工技術(shù)今后應(yīng)積極拓展專業(yè)領(lǐng)域，緊密跟蹤國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)需求，重點(diǎn)開展電子束物理氣相沉積關(guān)鍵技術(shù)研究、主承力結(jié)構(gòu)件電子束焊接研究、電子束輻照固化技術(shù)研究、電子束焊機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究等。1）150kV、15kW高壓電子槍及高壓電源的技術(shù)研究； 2）電子束物理氣相沉積技術(shù)的研究；

3）大厚度變截面鈦合金的電子束焊接技術(shù)研究及質(zhì)量評(píng)定； 4）典型復(fù)合材料飛機(jī)構(gòu)件的電子束固化工藝研究及其工程化研究； 5）多功能電子束加工技術(shù)研究。離子束及等離子體加工技術(shù) 3.1 現(xiàn)狀

表面功能涂層具有高硬度、耐磨、抗蝕功能，可顯著提高零件的壽命，在工業(yè)上具有廣泛用途。

美國(guó)及歐洲國(guó)家目前多數(shù)用微波ECR等離子體源來(lái)制備各種功能涂層。等離子體熱噴涂技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入工程化應(yīng)用，已廣泛應(yīng)用在航空、航天、船舶等領(lǐng)域的產(chǎn)品關(guān)鍵零部件耐磨涂層、封嚴(yán)涂層、熱障涂層和高溫防護(hù)層等方面。等離子焊接已成功應(yīng)用于18mm鋁合金的儲(chǔ)箱焊接。配有機(jī)器人和焊縫跟蹤系統(tǒng)的等離子體焊在空間復(fù)雜焊縫的焊接也已實(shí)用化。微束等離子體焊在精密零部件的焊接中應(yīng)用廣泛。我國(guó)等離子體噴涂已應(yīng)用于武器裝備的研制，主要用于耐磨涂層、封嚴(yán)涂層、熱障涂層和高溫防護(hù)涂層等。

真空等離子體噴涂技術(shù)和全方位離子注入技術(shù)已開始研究，與國(guó)外尚有較大差距。等離子體焊接在生產(chǎn)中雖有應(yīng)用，但焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。3.2 發(fā)展趨勢(shì)

離子束及等離子體加工技術(shù)今后應(yīng)結(jié)合已取得的成果，針對(duì)需求，重點(diǎn)開展熱障涂層及離子注入表面改性的新技術(shù)研究，同時(shí)，在已取得初步成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展等離子體焊接技術(shù)研究。

1）復(fù)雜零件“保形”離子注入與混合沉積技術(shù)研究，獲得高密度等離子體方法研究； 2）空間結(jié)構(gòu)焊接工藝參數(shù)自適應(yīng)控制及焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)研究，以及等離子弧焊過(guò)程中變形控制技術(shù)研究；

3）等離子噴涂陶瓷熱障涂層結(jié)構(gòu)、工藝及工程化研究； 4）層流湍流自動(dòng)轉(zhuǎn)換技術(shù)及軸向送粉、三維噴涂技術(shù)研究； 5）層流等離子體噴涂系統(tǒng)的研制及其噴涂技術(shù)的研究。4 電加工技術(shù) 4.1 發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外電解加工應(yīng)用較廣，除葉片和整體葉輪外已擴(kuò)大到機(jī)匣、盤環(huán)零件和深小孔加工，用電解加工可加工出高精度金屬反射鏡面。目前電解加工機(jī)床最大容量已達(dá)到5萬(wàn)安培，并已實(shí)現(xiàn)CNC控制和多參數(shù)自適應(yīng)控制。電火花加工氣膜孔采用多通道、納秒級(jí)超高頻脈沖電源和多電極同時(shí)加工的專用設(shè)備，加工效率2～3秒/孔，表面粗糙度Ra0.4μm，通用高檔電火花成型及線切割已能提供微米級(jí)加工精度，可加工3μm的微細(xì)軸和5μm的孔。精密脈沖電解技術(shù)已達(dá)10μm左右。電解與電火花復(fù)合加工，電解磨削、電火花磨削已用于生產(chǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)

【1】張遼遠(yuǎn) 現(xiàn)代加工技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002【2】劉晉春 特種加工 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004【3】張建華 精密與特種加工技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003【4】主編白基成, 郭永豐, 劉晉春 特種加工技術(shù) 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006【5】郭東明, 趙福令 面向快速制造的特種加工技術(shù) 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009 7

第三篇：計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展展望

對(duì)未來(lái)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展展望

------學(xué)科前沿知識(shí)聽課報(bào)告

通過(guò)對(duì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前沿課程的學(xué)習(xí)，我初步的了解了當(dāng)今機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀，機(jī)器人技術(shù)代表了如今科學(xué)技術(shù)的前沿，以后隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)也必然在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域有更加廣泛的應(yīng)用，各個(gè)領(lǐng)域更加智能的機(jī)器也將會(huì)不斷的涌現(xiàn)出來(lái)，具有更加智能化的機(jī)器人也會(huì)出現(xiàn)到我們?nèi)粘＜彝ド钪校蔀槲覀兩钪斜夭豢缮俚臇|西。因此對(duì)機(jī)器人技術(shù)研究也會(huì)成為以后的一門非常重要的學(xué)科內(nèi)容，作為機(jī)電學(xué)院的學(xué)生來(lái)說(shuō)，關(guān)注機(jī)器人技術(shù)的未來(lái)發(fā)展對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)研究有著重要指導(dǎo)作用，通過(guò)學(xué)習(xí)，我對(duì)未來(lái)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展有下面的幾點(diǎn)理解。

一、未來(lái)科學(xué)技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)關(guān)系越來(lái)越密切

從機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程可以看出，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、信息技術(shù)等的飛速發(fā)展，使機(jī)器人在功能和技術(shù)層次上有了很大的提高，機(jī)器人的視覺、觸覺、自主控制等技術(shù)就是典型的代表。由于這些技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)器人概念的延伸。20世紀(jì)80年代，將具有感覺、思考、決策和動(dòng)作能力的系統(tǒng)稱為智能機(jī)器人，這是一個(gè)概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導(dǎo)了機(jī)器人技術(shù)的研究和應(yīng)用，而且又賦予了機(jī)器人技術(shù)向深廣發(fā)展的巨大空間，水下機(jī)器人、空間機(jī)器人、空中機(jī)器人、地面機(jī)器人、微小型機(jī)器人等各種用途的機(jī)器人相繼問世，許多夢(mèng)想成為了現(xiàn)實(shí)。將機(jī)器人的單元技術(shù)滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域形成了各式各樣的新機(jī)器――機(jī)器人化機(jī)器。當(dāng)前與信息技術(shù)的交互和融合產(chǎn)生了“軟件機(jī)器人”、“網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人”；與納米技術(shù)、分子生物學(xué)的交叉和融合又產(chǎn)生了“納米機(jī)器人”；今后也許與克隆技術(shù)的結(jié)合將會(huì)產(chǎn)生“克隆機(jī)器人”問。這說(shuō)明了機(jī)器人所具有的創(chuàng)新活力，也說(shuō)明了客觀世界是一個(gè)相互作用，相互聯(lián)系的統(tǒng)一世界。任何一門學(xué)科都是對(duì)客觀世界某一方面或某種運(yùn)動(dòng)形式的本質(zhì)和規(guī)律的正確反映，客觀世界普遍聯(lián)系的特征也必然會(huì)在各門學(xué)科的思想、理論體系中反映出來(lái)，同時(shí)也決定了各門學(xué)科之間的相互聯(lián)系、相互依賴和相互作用的關(guān)系，決定了它們是一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的科學(xué)整體。機(jī)器人融合了計(jì)算機(jī)、信息、自動(dòng)控制、機(jī)械、仿生等技術(shù)，從而使機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與其它學(xué)科的技術(shù)發(fā)展極為密切?？v觀機(jī)器人的發(fā)展史，我們可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器人是隨著其它學(xué)科的興旺發(fā)達(dá)而呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)的。

相關(guān)學(xué)科理論與技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，而機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步又將刺激與推動(dòng)各相關(guān)學(xué)科理論與技術(shù)的不斷發(fā)展。機(jī)器人與其它學(xué)科的關(guān)系不僅僅是索取，它們是相互促進(jìn)，共同發(fā)展的伙伴。如微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等發(fā)展的同時(shí)，也促進(jìn)了機(jī)器人能力的發(fā)展，人工智能的發(fā)展，也促進(jìn)了智能機(jī)器人的產(chǎn)生和發(fā)展，納米技術(shù)的出現(xiàn)，導(dǎo)致了納米機(jī)器人的誕生，同時(shí)機(jī)器人的發(fā)展反過(guò)來(lái)又在促進(jìn)著生物科學(xué)、海洋科學(xué)、空間科學(xué)、人工智能等的發(fā)展，為它們提供必不可少的研究手段、研究載體，提高它們的研究效率和研究水平，縮短它們的研究周期。機(jī)器人的發(fā)展也給計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制、機(jī)械等提出了更高的要求，為它們提出了新的研究課題，促進(jìn)著它們的進(jìn)步和發(fā)展。

二、未來(lái)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)

隨著人類活動(dòng)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和對(duì)快捷舒適生活方式的要求，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和人工智能研究的逐步深入，本世紀(jì)機(jī)器人技術(shù)仍將會(huì)繼續(xù)保持高速的發(fā)展態(tài)勢(shì)，機(jī)器人的發(fā)展會(huì)呈現(xiàn)以下幾方面的趨勢(shì)：

1、開發(fā)具有高智能的智能機(jī)器人將成為機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)。智能機(jī)器人具有較高的思維判斷能力，語(yǔ)言理解和表達(dá)能力，能夠較好地與人類交流，并能夠完成比較復(fù)雜的任務(wù)。

2、較強(qiáng)的自適應(yīng)性將成為未來(lái)機(jī)器人的一個(gè)重要發(fā)展方向。自適應(yīng)性強(qiáng)意味著機(jī)器人能夠自發(fā)調(diào)整自己的行為狀態(tài)來(lái)適應(yīng)外部環(huán)境的變化，從而提高了機(jī)器人工作的穩(wěn)定性。

3、在工業(yè)機(jī)器人大力普及的同時(shí)，服務(wù)性機(jī)器人將快速走進(jìn)人類生活的方方面面，而且擁有較強(qiáng)的語(yǔ)言交流能力，仿人形的外部特征的仿人機(jī)器人將極大拉近人類與機(jī)器人之間的距離。

4、多機(jī)器人協(xié)作以發(fā)揮群體智能的多機(jī)器人系統(tǒng)將越來(lái)越受到重視。雖然隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的能力不斷提高, 機(jī)器人應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍也在不斷擴(kuò)展，但是對(duì)于一些復(fù)雜的任務(wù)，單個(gè)機(jī)器人不再是最好的解決方案,而由是多個(gè)機(jī)器人組成的系統(tǒng)。機(jī)器人技術(shù)將是決定一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。一個(gè)國(guó)家的機(jī)器人技術(shù)要發(fā)展首先需要國(guó)家的大力扶植,即國(guó)家從政策和資金上支持本國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期,日本出臺(tái)了一系列支持本國(guó)機(jī)器人發(fā)展的政策,如購(gòu)買本國(guó)機(jī)器人的公司會(huì)在稅收上得到優(yōu)惠,大力鼓勵(lì)購(gòu)買國(guó)產(chǎn)機(jī)器人,為機(jī)器人的發(fā)展提供了良好的環(huán)境；同時(shí)國(guó)家也在科研經(jīng)費(fèi)上支持機(jī)器人技術(shù)的研究,并以經(jīng)費(fèi)引導(dǎo)本國(guó)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展方向,為以后日本成為機(jī)器人行業(yè)最大的生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)奠定了基礎(chǔ)，所以這也會(huì)是今后各國(guó)發(fā)展機(jī)器人的一個(gè)趨勢(shì)。

三、機(jī)器人在未來(lái)的發(fā)展前景

當(dāng)今機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展有兩個(gè)突出的特點(diǎn)：一是在橫向上，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，機(jī)器人的種類日趨增多；一是在縱向上，機(jī)器人的性能不斷提高，并逐步向智

能化方向發(fā)展。21世紀(jì)，機(jī)器人技術(shù)將繼續(xù)是科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展必將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。在未來(lái)的100年中，科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展將會(huì)使機(jī)器人技術(shù)提高到一個(gè)更高的水平。機(jī)器人將成為人類的伙伴，更加廣泛地參與人類的生產(chǎn)活動(dòng)和社會(huì)生活。人類生產(chǎn)活動(dòng)的需要是生產(chǎn)作業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的基本動(dòng)力，社會(huì)的科學(xué)技術(shù)水平是機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)。

目前，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展尚存在許多待解決的瓶頸問題。從仿生學(xué)角度看，現(xiàn)代機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還是相當(dāng)笨重的，雖然人們?cè)?jīng)努力創(chuàng)造了數(shù)種用于機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但是現(xiàn)在還沒有任何驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能與人的肌肉相媲美；需要研究體積小、重量輕、出力大、靈敏度高的新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于取代現(xiàn)在使用的笨重的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，還需要解決可攜帶能源問題，研究新型高效能源?，F(xiàn)在使用的蓄電池的體積和重量，相對(duì)其蓄電容量來(lái)講，顯得太大、太重；計(jì)算機(jī)的信息傳輸與處理速度還不夠快，還不能滿足機(jī)器人實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)的需要；機(jī)器人的“思維能力”也將取決于計(jì)算機(jī)的智能化程度；傳感器的微型化和集成化仍然不能滿足機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展需要；納米機(jī)器人的研究，需要人們對(duì)生命過(guò)程分子水平生物學(xué)原理的每一步都有深刻的認(rèn)識(shí)；水下機(jī)器人的研究，要求解決動(dòng)力定位的控制問題、遠(yuǎn)距離水下通信和能源問題；為了提高太空機(jī)器人的可靠性和靈活性，促進(jìn)其智能化和微型化，需要研究用靈巧的、可變形的材料來(lái)代替電動(dòng)機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；機(jī)器人的進(jìn)化研究，需要人們搞情人類社會(huì)進(jìn)化的每一步，研究其機(jī)器實(shí)現(xiàn)的方法等。

總而言之，機(jī)器人作為一種高技術(shù)，是不斷發(fā)展和完善的，這種不斷的發(fā)展和完善是通過(guò)技術(shù)革命的內(nèi)在推動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，機(jī)器人的發(fā)展給現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提出了亟待解決的問題，問題的解決又將極大地推動(dòng)機(jī)器人的進(jìn)步。在21世紀(jì)的未來(lái)，科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達(dá)，機(jī)器人種類更加繁多，機(jī)器人家族將會(huì)越來(lái)越興旺，機(jī)器人也將越來(lái)越多才多藝，越來(lái)越聰明伶俐，伴隨著機(jī)器人的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，必然也會(huì)極大地推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步，因此我堅(jiān)信機(jī)器人發(fā)展將使世界的明天更加絢麗多彩。作為機(jī)電學(xué)院的一員，我們也要更多的了解和學(xué)習(xí)更多的學(xué)科前沿知識(shí)，了解科學(xué)技術(shù)的最新成果，不斷的學(xué)習(xí)和研究，用自己的知識(shí)為人類社會(huì)的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

第四篇：電鍍技術(shù)發(fā)展展望

電鍍技術(shù)發(fā)展展望

在我國(guó)電鍍工作者的共同努力下，無(wú)論在開發(fā)研究電鍍專用輔化工材料；務(wù)類光亮劑、添加劑；電鍍光亮劑中間體；電鍍主體設(shè)備與輔助設(shè)備都取得很大的進(jìn)步，為邁入二十一世紀(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)，主要鍍種的工藝水平已能滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的需要。展望未來(lái)，我們信心百倍。

8.1 培養(yǎng)與造就一批高素質(zhì)的電鍍復(fù)合型人材，培訓(xùn)一大批現(xiàn)場(chǎng)工程師與技師

二十一世紀(jì)我國(guó)將邁入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，我國(guó)的電鍍技術(shù)要與國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)同步發(fā)展，全體同仁要重視技術(shù)創(chuàng)新。技術(shù)創(chuàng)新的核心是科技，關(guān)鍵是人材。邁入二十一世紀(jì)，我們要提高電鍍技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率，要形成一個(gè)比較完善的電鍍技術(shù)研究開發(fā)體系。電鍍行業(yè)要培養(yǎng)造就一大批既懂化工，又懂電子、機(jī)械的復(fù)合型人材。高等學(xué)校與研究所要積極申報(bào)科研項(xiàng)目，選題要既有分工又有合作并緊密結(jié)合生產(chǎn)需要。目前從事電鍍現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)研發(fā)與管理的工程師、技師、工藝員奇缺。許多工廠的“打工仔”文化素質(zhì)不高，干了1年半載就是“師傅”，這些人化工基礎(chǔ)知識(shí)差，技術(shù)單一。與昔日上海電鍍工廠師傅的綜合技術(shù)素質(zhì)相差甚遠(yuǎn)，急待對(duì)他們進(jìn)行全面技能培訓(xùn)與考核，特別是對(duì)電鍍故障的分析與排除技術(shù)，不提高他們的整體技術(shù)素質(zhì)，加工“零缺陷”的目標(biāo)何日能實(shí)現(xiàn)！

8.2 形成比較完善的電鍍技術(shù)研究開發(fā)體系

今后若干年將會(huì)出現(xiàn)更多的以電鍍?yōu)閷I(yè)的公司，這些單位將派生出添加劑、基礎(chǔ)化工和專業(yè)電鍍?cè)O(shè)備的生產(chǎn)廠。技術(shù)成果商品化的趨勢(shì)會(huì)更明顯。更專業(yè)，特別是為電子電鍍生產(chǎn)服務(wù)的電鍍?cè)O(shè)備的研制、生產(chǎn)和供應(yīng)將向更專業(yè)化、系列化方向發(fā)展。

我國(guó)的高校與研究所要瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)國(guó)家電鍍技術(shù)的發(fā)展方向，結(jié)合我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中量大面廣的產(chǎn)品，開發(fā)新的工藝和材料，少搞純學(xué)術(shù)的研究，從事電鍍研究的碩士、博士論文要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐。如：

1)長(zhǎng)周期（10個(gè)周期以上）的光亮化學(xué)鍍工藝及其自動(dòng)補(bǔ)料裝備。

2)鋅、銅、鎳、鉻四個(gè)大鍍種光亮劑中間體及高性能光亮劑的研究，特別是高品質(zhì)酸性光亮銅工藝的研究。

3)納米新材料在電鍍工藝中的應(yīng)用。

4)三價(jià)鉻鍍鉻的工業(yè)應(yīng)用。

5)高裝飾、高耐蝕后處理工藝的研究。

6)電鍍涂裝復(fù)合工藝研究。

7)高工藝性能無(wú)氰電鍍工藝的研究。

8)新型環(huán)保設(shè)備、環(huán)保材料的開發(fā)研究，等等。

國(guó)家新高科技的發(fā)展也離不開電鍍技術(shù)，我們要加強(qiáng)對(duì)電子零部件的滾鍍、卷對(duì)卷選擇性電鍍，PCB前處理及終飾技術(shù)的研究，有經(jīng)濟(jì)實(shí)力與技術(shù)基礎(chǔ)的公司，也要有點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)精神，加大對(duì)電子電鍍科研的投入，爭(zhēng)取2年內(nèi)將一批接近國(guó)際水平的工藝與材料推向工業(yè)應(yīng)用。

8.3 我們基礎(chǔ)化工原材料、金屬材料品種還不夠齊全，質(zhì)量參差不一

特別是應(yīng)用于電鍍工藝材料中的特殊表面活性劑品種很少，阻礙了高品質(zhì)前后處理劑及光亮劑的開發(fā)。多年來(lái)我們的酸性鍍錫光亮劑SS820一直應(yīng)用TX-

10、OP21之類傳統(tǒng)表面活性劑，工藝性能欠佳，最近河北金日化工才開發(fā)應(yīng)用于Sn的ENSA和高速鍍錫的SH-13，但品種還是很少而且不配套，更未形成系列。

今后應(yīng)擴(kuò)大品種，并對(duì)量大面廣的基礎(chǔ)化工原材料，金屬材料、各種表面活性劑，進(jìn)行質(zhì)量控制并責(zé)令制訂相關(guān)的企業(yè)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從源頭卡住劣質(zhì)原材料影響電鍍產(chǎn)品的品質(zhì)。這塊的質(zhì)量與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)大家很少關(guān)心，但銷量驚人，廣東南海的高力、華創(chuàng)兩家全國(guó)最大的電鍍化工原材料供應(yīng)商年銷售額分別達(dá)8億元多，溫州有一家也愈四億。

8.4 電鍍生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制

電鍍加工過(guò)程中除了大量應(yīng)用掛、滾自動(dòng)線以外，還要普遍應(yīng)用電鍍生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的輔助設(shè)備，如化學(xué)脫脂過(guò)濾技術(shù)，槽液冷凍或加熱控溫技術(shù)，超聲波清洗技術(shù)，無(wú)油空氣攪拌應(yīng)用于水洗及允許采用的鍍槽；多級(jí)逆流漂洗節(jié)水技術(shù)；鍍液主成份分析調(diào)整技術(shù)；循環(huán)過(guò)濾技術(shù)；添加劑自動(dòng)補(bǔ)加技術(shù)等等。以保證電鍍加工過(guò)程的高品質(zhì)。溫州電鍍工作者敢于在輔助設(shè)備應(yīng)用上加大投資，已取得令人囑目的成績(jī)。

8.5 宣傳、貫徹質(zhì)量管理和質(zhì)量保證體系的ISO9000標(biāo)準(zhǔn)、ISO14000及電鍍國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)入二十一世紀(jì)，要爭(zhēng)取有更多的電鍍?cè)O(shè)計(jì)與研究單位、添加劑生產(chǎn)廠、電鍍?cè)O(shè)備廠、輔機(jī)生產(chǎn)廠和電鍍加工廠通過(guò)ISO9000，甚至ISO14000，自1985年9月以來(lái)的17年間，全國(guó)電鍍與精飾標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會(huì)（TC 57/SC1）組織全國(guó)各部委、各行業(yè)的電鍍專家與標(biāo)準(zhǔn)化工作者共同制訂、修訂了70多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。其中有工藝標(biāo)準(zhǔn)，亦有實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)。除了16項(xiàng)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之外，其余50多項(xiàng)均為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)仍需要向行業(yè)進(jìn)行宣傳、貫徹。今后也要注意標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)創(chuàng)新，在制、修訂新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，敦促添加劑廠、電鍍?cè)O(shè)備廠、重要輔機(jī)廠將典型產(chǎn)品制訂成相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

8.6 加強(qiáng)國(guó)際間的合作與交流，參加國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

我國(guó)的電鍍工作者自1980年以來(lái)與日本同行保持經(jīng)常聯(lián)絡(luò)較多，但對(duì)美國(guó)、德國(guó)較少，其他國(guó)家更是空白。

中國(guó)表面工程協(xié)會(huì)電鍍分會(huì)今后應(yīng)組織我國(guó)的專家、學(xué)者和企業(yè)家赴先進(jìn)國(guó)家考察學(xué)習(xí)?；蛘?qǐng)進(jìn)來(lái)交流技術(shù)，以擴(kuò)大全體同仁的視野，鼓勵(lì)更多的年輕學(xué)者出席國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議。學(xué)習(xí)先進(jìn)國(guó)家的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，使我國(guó)的電鍍生產(chǎn)走上科學(xué)化、規(guī)范化與國(guó)際接軌的道路。隨著我國(guó)加入WTO、對(duì)外開放及電鍍產(chǎn)品質(zhì)量的提高，國(guó)外的添加劑、設(shè)備及測(cè)試儀器目前已大量進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，中外合資企業(yè)的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)已占領(lǐng)一部分市場(chǎng)，使我國(guó)電鍍界更現(xiàn)實(shí)地認(rèn)識(shí)到世界電鍍技術(shù)水平與我國(guó)的差距，由此而帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)必然是劇烈的，這對(duì)我國(guó)初步形成的電鍍體系是一次嚴(yán)峻考驗(yàn)，我們應(yīng)有所準(zhǔn)備，迎接挑戰(zhàn)。我們的優(yōu)秀產(chǎn)品也要打入國(guó)際市場(chǎng)。

8.7 加強(qiáng)工藝管理及設(shè)備配套，切實(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量

我國(guó)電鍍技術(shù)最大差距在于大規(guī)模生產(chǎn)中的工藝管理，溶液的維護(hù)太差，不能保證成熟的研究成果在生產(chǎn)中穩(wěn)定地體現(xiàn)出來(lái)，生產(chǎn)中，往往表現(xiàn)在前處理工藝不完整也不精細(xì)，很多工廠不采用連續(xù)循環(huán)過(guò)濾。其他輔助設(shè)備也不完善，這就決定了我國(guó)電鍍產(chǎn)品在抗蝕性和外觀質(zhì)量等方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大的差距。今后努力縮小這方面的差距，反之，工藝研究者，產(chǎn)品開發(fā)者也要千錘百煉，注意自己成果的真實(shí)性與可操作性，特別要緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際。現(xiàn)場(chǎng)說(shuō)“OK”才行。工藝員（工程師或技師）要對(duì)自己加工的產(chǎn)品有“零缺陷”的信心，因此對(duì)工藝管理要“勤”，即對(duì)每一個(gè)槽、上、下午都得作赫爾槽試驗(yàn)，每日都要有分析報(bào)告，做到防微杜漸。

注意開發(fā)為未來(lái)經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)型的新高科技服務(wù)的工藝。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)同仁做了太多的低層次重復(fù)研究工作，對(duì)那些未來(lái)會(huì)大幅度提高產(chǎn)品附加值的工藝，由于困難大開發(fā)成本高，很少研究。如電子電鍍中的選擇電鍍工藝與裝備，高效的線材、板材連續(xù)電鍍生產(chǎn)線。生產(chǎn)的高要求會(huì)迫使我們動(dòng)腦筋改變觀念與思維方式。過(guò)去傳統(tǒng)的光亮鍍鎳都設(shè)計(jì)所謂“大處理”備槽。筆者曾看到一個(gè)為20萬(wàn)升光亮鍍鎳槽服務(wù)的電解循環(huán)處理重金屬裝置。集低DK電解、活性碳吸附和循環(huán)過(guò)濾于一身形成沒有大處理電鍍?nèi)芤旱母拍畹男略O(shè)備。

8.8 縮小南北、東西差距，重新思維觀念定位

無(wú)可爭(zhēng)辨的事實(shí)反映出電鍍技術(shù)在廣東珠江三角洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)，溫州地區(qū)以及以上海為中心的江、浙沿海地區(qū)、金華地區(qū)、山東、東北的沿海地區(qū)、重慶地區(qū)得到了更大的發(fā)展，他們思維敏捷，觀念更新，這些地區(qū)的電鍍企業(yè)有一個(gè)共同的特點(diǎn)：

1)依托沿海的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，或地區(qū)機(jī)電產(chǎn)品出口的優(yōu)勢(shì)，對(duì)國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)電鍍加工的需求了解快、行動(dòng)快，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)隨市場(chǎng)需求而作調(diào)整。從低價(jià)位、低檔次上升到高檔次、大批量的“多商品大市場(chǎng)”格局。

2)重視前處理、后處理，解決電鍍加工中的質(zhì)量問題，眾所周知，電鍍加工中的故障有80%來(lái)自前處理不良，他們重視前處理，下決心引進(jìn)設(shè)備，用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)優(yōu)秀設(shè)備解決前處理不良，同時(shí)加強(qiáng)后處理解決外觀漂亮與良好的耐蝕性。

3)對(duì)電鍍主、輔設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和增添。

4)不怕冒風(fēng)險(xiǎn)，敢于引進(jìn)新工藝和實(shí)踐新工藝，敢干創(chuàng)新電鍍新工藝，溫州就是一個(gè)典型的例子；如變電流電鍍類似24K的仿金電鍍，一陰極電泳復(fù)合工藝對(duì)付高附加值產(chǎn)品，創(chuàng)新的多色調(diào)金色對(duì)付新開發(fā)的出口產(chǎn)品。這一切都是國(guó)際、國(guó)內(nèi)電鍍加工的要求而迫使我們的電鍍加工廠從工藝、材料、設(shè)備、觀念作出的快速反應(yīng)。幾年間昆山的同心電鍍廠就發(fā)展到一個(gè)加工產(chǎn)值超億元的工廠，這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)值得內(nèi)地的電鍍廠學(xué)習(xí)和借鑒。

5)采取“請(qǐng)進(jìn)來(lái)，派出去”頻繁進(jìn)行國(guó)內(nèi)、國(guó)際交流與合作，促進(jìn)新工藝、新材料、新設(shè)備很快落戶并為生產(chǎn)服務(wù)。

8.9 環(huán)境保護(hù)與資源回收利用

電鍍工作者必需考慮自己開發(fā)研究的工藝對(duì)環(huán)境的影響并尋求可靠的對(duì)策。今后要努力推行清潔生產(chǎn)工藝，盡可能應(yīng)用少污染、低濃度、易處理的工藝。推廣應(yīng)用化學(xué)法+綜合治理電鍍廢水自動(dòng)控制系統(tǒng)；微生物處理電鍍廢水系統(tǒng)。開發(fā)高效固液分離裝置；開發(fā)污染空氣的各有害排氣的傳感器和高效吸收裝置。研究電鍍過(guò)程中重金屬回收裝置?？梢韵葟腁u，Ag，Ni，Cu，Cr做起。

為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)“可持續(xù)發(fā)展”的宏圖大略，我們電鍍工作者任重而道遠(yuǎn)，讓我們這些老、中、青企業(yè)家、專家相結(jié)合活躍在中國(guó)表面工程協(xié)會(huì)的一支龐大隊(duì)伍中，在上級(jí)協(xié)會(huì)的正確領(lǐng)導(dǎo)下，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)再立新功。

致謝：1）本文以胡如南教授和張立茗高工撰寫聯(lián)合署名的文章作基本框架，但增添許多新的內(nèi)容，特向他們致謝！

2）本文撰寫過(guò)程中，得到一些地方協(xié)會(huì)與老專家的幫助，在此表示深深的謝意；

3）電子電鍍篇幅很大，希望引起同行的高度重視。許多電子電鍍專家提供了素材，作者僅向他們的無(wú)私支持表示感謝！

4）我國(guó)幅員遼闊，對(duì)許多企業(yè)在開發(fā)應(yīng)用電鍍新工藝、新材料、新設(shè)備、新的檢測(cè)儀器、儀表方面的業(yè)績(jī)不可能一一列舉，甚至對(duì)十分優(yōu)秀的工

藝與產(chǎn)品介紹疏漏，在此作者深表歉意；

5）由于時(shí)間倉(cāng)促，文章涉及到的技術(shù)內(nèi)容寬廣，作者水平有限文中不可避免有錯(cuò)誤或疏漏

之處，敬請(qǐng)同行批評(píng)指正。

本講座來(lái)自中國(guó)表面工程信息網(wǎng)，沒有刪節(jié)

第五篇：特種加工論文

特種加工技術(shù)的現(xiàn)代應(yīng)用及其發(fā)展研究

摘要：特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光化學(xué)能或者復(fù)合能實(shí)現(xiàn)材料切削的加工方法，是難切削材料、復(fù)雜型面、低剛度零件及模具加工中的重要工藝方法。本文介紹了概念、特點(diǎn)、分類以及近些年應(yīng)用于特種加工的一些新方法、新工藝。

關(guān)鍵詞：特種加工 電火花加工 電化學(xué)加工 高能束流加工 超聲波加工 復(fù)合加工

1、特種加工技術(shù)的特點(diǎn)

現(xiàn)代特種加工（SP，SpciaI Machining）技術(shù)是直接借助電能、熱能、聲能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能及特殊機(jī)械能等多種能量或其復(fù)合以實(shí)現(xiàn)材料切除的加工方法。與常規(guī)機(jī)械加工方法相比它具有許多獨(dú)到之處。

1.1以柔克剛。因?yàn)楣ぞ吲c工件不直接接觸，加工時(shí)無(wú)明顯的強(qiáng)大機(jī)械作用力，故加工脆性材料和精密微細(xì)零件、薄壁零件、彈性元件時(shí)，工具硬度可低于被加工材料的硬度。

1.2用簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)加工復(fù)雜型面。特種加工技術(shù)只需簡(jiǎn)單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)即可加工出三維復(fù)雜型面。特種加工技術(shù)已成為復(fù)雜型面的主要加工手段。

1.3不受材料硬度限制。因?yàn)樘胤N加工技術(shù)主要不依靠機(jī)械力和機(jī)械能切除材料，而是直接用電、熱、聲、光、化學(xué)和電化學(xué)能去除金屬和非金屬材料。它們瞬時(shí)能量密度高，可以直接有效地利用各種能量，造成瞬時(shí)或局部熔化，以強(qiáng)力、高速爆炸、沖擊去除材料。其加工性能與工件材料的強(qiáng)度或硬度力學(xué)性能無(wú)關(guān)，故可以加工各種超硬超強(qiáng)材料、高脆性和熱敏材料以及特殊的金屬和非金屬材料，因此，特別適用于航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料的加工。

1.4可以獲得優(yōu)異的表面質(zhì)量。由于在特種加工過(guò)程中，工件表面不產(chǎn)生強(qiáng)烈的彈、塑性變形，故有些特種加工方法可獲得良好的表面粗糙度。熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)及毛刺等表面缺陷均比機(jī)械切削表面小。各種加工方法可以任意復(fù)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

由于特種加工技術(shù)具有其它常規(guī)加工技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代加工技術(shù)中，占有越來(lái)越重要的地位。許多現(xiàn)代技術(shù)裝備，特別是航空航天高技術(shù)產(chǎn)品的一些結(jié)構(gòu)件，如工程陶瓷、渦輪葉片、燃燒室的三維型腔、型孔的加工和航空陀 螺、傳感器等精細(xì)表面尺寸精度達(dá)0.001Pm 或納米（nm）級(jí)精度，表面粗糙度#$ <0.01Pm 的超精密表面的加工，非采用特種加工技術(shù)不可。如今，特種加工技術(shù)的應(yīng)用已遍及到各個(gè)加工領(lǐng)域。

2、特種加工的幾種方法及分類

2.1電火花加工（也叫放電加工，EDM，ElectrosparkDischarge Machining）是一種電加熱加工過(guò)程。它是將工具電極和工件置于絕緣的工作液中，工件和工具分別接直流脈沖電源正極和負(fù)極，加上電壓，因電極之間的放電效應(yīng)，產(chǎn)生火花放電對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕來(lái)進(jìn)行加工。由于電極之間工件材料的微小體積上可集中很高的能量（106 ~ 107W / mm2）足以使材料熔化和蒸發(fā)。總能量的一部分也釋放到工具電極上造成工具磨損。因此，工具電極磨損和加工精度低是電火花加工的重要問題也是研究發(fā)展工作的主攻方向。

電火花加工方法，按其加工過(guò)程中工具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式和加工用途的不同，可分為電火花穿孔和成形加工、電火花線切割、電火花磨削、電火花同步回轉(zhuǎn)加工及電火花強(qiáng)化與刻字等幾大類。電火花加工這種工藝方法在航空工業(yè)中直接進(jìn)入產(chǎn)品加工的比重是比較小，大多數(shù)用于工具和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造。它已廣泛用于加工各種模具、曲面零件、異形孔和盲孔，用電火花切割可切割沖模，二次曲面或空間曲面的零件，用電火花鏜、磨可加工高精度的小孔、外圓、內(nèi)外螺紋和齒輪等。如今，電火花加工和線切割電火花加工技術(shù)和設(shè)備都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，無(wú)論從設(shè)備自動(dòng)化完備程度、加工精度、效率和功能都有很大改觀。

2.2電解加工（ECM，Electrochemical Machining）屬于電化學(xué)加工范疇，它是利用金屬在電解液中發(fā)生“陽(yáng)極溶解”的原理，將零件加工成形的。加工時(shí)，工件接直流電源的正極（陽(yáng)極），按要求形狀制成的工具接負(fù)極（陰極），具有一定壓力的電解液從兩極間隙中迅速流過(guò)，于是工件表面的金屬按工具陰極的形狀迅速溶解，并隨即被高速的電解液沖走，這種加工方法沒有機(jī)械加工中切削力和切削熱的作用，也沒有電火花加工中的熱影響，在航空工業(yè)中，發(fā)動(dòng)機(jī)新結(jié)構(gòu)、新材料構(gòu)件廣泛利用電解加工，如鈦合金零件、高溫渦輪深細(xì)冷卻孔、整體渦輪和葉輪以及大型環(huán)形殼體件的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)表面、中小型支承件、盤形件腹板、特形孔均可采用電解加工。如今，電解加工技術(shù)已成為研制先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵制造技術(shù)之一。

電解加工的發(fā)展趨勢(shì)：進(jìn)一步拓寬電解加工的應(yīng)用范圍，提高加工精度，降低加工成本，提高生產(chǎn)率，建立電解加工柔性制造系統(tǒng)（FMS），開展計(jì)算機(jī)數(shù) 2 控仿形電解加工技術(shù)研究，開展理論研究和建立過(guò)程模型。

2.3復(fù)合加工（CM，Combined Machinin）是指用多種能量組合進(jìn)行材料去除的工藝方法，以便能提高加工效率或獲得很高的尺寸精度、形狀精度和表面完整性。對(duì)于陶瓷、玻璃和半導(dǎo)體等高脆性材料，復(fù)合加工是經(jīng)濟(jì)、可靠地實(shí)現(xiàn)高的成形精度和極低的表面粗糙度（可達(dá)10nm），并是使表面和亞表層的晶體結(jié)構(gòu)組織的損傷減少至最低程度的有效方法。復(fù)合加工的方法大多是在機(jī)械加工的同時(shí)，應(yīng)用流體力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、電力、磁力和聲波等能量進(jìn)行綜合加工。也有不用常規(guī)的加工方法而僅僅依靠化學(xué)、光學(xué)或液動(dòng)力等作用的復(fù)合加工。復(fù)合加工的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：復(fù)合加工是對(duì)傳統(tǒng)中常用的單一的機(jī)械加工、電加工和激光加工等方法的重要發(fā)展和補(bǔ)充。隨著精密機(jī)械大量使用脆性材料（如陶瓷、光學(xué)玻璃和寶石晶體等）以及電子工業(yè)要求超精密的晶體材料（如超大規(guī)模集成電路的半導(dǎo)體晶片、電子槍的單晶體LaB4 和藍(lán)寶石等），將促使對(duì)其他能量形式的加工機(jī)理進(jìn)行深入研究，并發(fā)展出多種多樣的適用

于各類特殊需求的最佳復(fù)合加工方法。發(fā)展虛擬制造技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真模擬有限元分析方法來(lái)精確優(yōu)化加工參數(shù)。如對(duì)脆性材料的物理化學(xué)特性多樣的研究，可以開發(fā)出對(duì)脆性材料進(jìn)行無(wú)微細(xì)裂紋且經(jīng)濟(jì)性高的有效的工藝，并可預(yù)測(cè)出各種不同的復(fù)合加工工藝的物理參數(shù)和磨料特性下的表面精整質(zhì)量、形狀精度和材料去除率，以利于對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制。

2.4高能束流加工 高能束流加工也稱為三束流加工，是利用能量密度很高的激光束 電子束或離子束等去除工件材料的特種加工方法的總稱，其中電子束加工技術(shù)改變了原有的設(shè)計(jì)思想，可將原有的高精度復(fù)雜難加工型面或無(wú)法加工的大型整體零件分成若干個(gè)易加工的單元，精加工和熱處理以后，用電子束將其焊接成整體零件。

2.5超聲波加工 它是利用加工工具的超聲頻振動(dòng)，通過(guò)磨料懸浮液加工硬脆材料的一種成形方法、超聲波加工的尺寸精度可達(dá)0.05 0.01mm，表面粗糟度Ra值可達(dá)0.8 0.1 m，它適宜加工任何脆硬材料，可加工各種孔和型腔，也可進(jìn)行套料切割、開槽和雕刻等，由于超聲波加工的生產(chǎn)效率比電火花加工低，而加工精度和表面粗糟度相對(duì)較好，所以常用于對(duì)工件的拋磨和光整加工。

3、特種加工的發(fā)展趨勢(shì)

為進(jìn)一步提高特種加工技術(shù)水平及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍 , 當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn): 3 3.1、采用自動(dòng)化技術(shù)。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化 , 加大對(duì)特種加工的基本原理、加工機(jī)理、工藝規(guī)律、加工穩(wěn)定性等深入研究的力度 , 建立綜合工藝參數(shù)自適應(yīng)控制裝置、數(shù)據(jù)庫(kù)等(如超聲、激光等加工), 進(jìn)而建立特種加工的 CAD /CAM與 FMS(Flexible ManufacturingSystem,柔性制造系統(tǒng))系統(tǒng) , 使加工設(shè)備向自動(dòng)化、柔性化方向發(fā)展 , 這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。

3.2、趨向精密化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展 , 對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì) , 特種加工的精密化研究已引起人們的高度重視 , 因此 , 大力開發(fā)用于超精加工的特種加工技術(shù)(如等離子弧加工等)已成為重要的發(fā)展方向。

3.3、開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。為適應(yīng)產(chǎn)品的高技術(shù)性能要求與新型材料的加工要求 , 需要不斷開發(fā)新工藝方法 , 包括微細(xì)加工和復(fù)合加工 , 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟(jì)型的復(fù)合加工 , 如工程陶瓷、復(fù)合材料以及聚晶金剛石等。

3.4、污染問題是影響和限制有些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙。加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣如果排放不當(dāng) , 會(huì)造成環(huán)境污染 , 影響工人健康。必須花大力氣處理并利用廢氣、廢液、廢渣 , 向“ 綠色 ” 加工的方向發(fā)展。

3.5進(jìn)一步開拓特種加工技術(shù)。以多種能量同時(shí)作用 , 相互取長(zhǎng)補(bǔ)短的復(fù)合加工技術(shù) , 如電解磨削、電火花磨削、電解放電加工、超聲電火花加工等 ,需要不斷。

參考文獻(xiàn)

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