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现代制造技术的发展方向

(1)制造系统的自动化:机械制造过程是一种离散的生产过程,与连续的生产过程相比,实现自动化更为困难。机械制造自动化的发展经历了单机自动化、刚性自动线、数控机床和加工中心、柔性制造系统和计算机集成制造系统等几个阶段,并向柔性化、集成化、智能化进一步发展。自动化的目的不仅是提高生产效率和改善劳动条件,而且往往是保证产品质量的必要措施。

    (2)精密工程:它包括精密加工和超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米(10-9m)技术等方面。20世纪初由于发明了能测量0.001mm的千分表和光学比较仪等,加工精度逐渐向微米级过渡,当时将达到微米级的加工称为精密加工‘(精密加工指加工精度为1~0.1,表面粗糙度为0.1~0.01的技术),本世纪50年代末以来,由于生产航天飞机、大规模集成电路、高密度硬磁盘、激光器等的需要,出现了各种微细加工工艺(微小尺寸零件亚微米级加工精度的加工技术),使机械加工精度提高1- 2个数量级,提高到目前的纳米(nm)级(lnm=10-9m),从而进入了超精密加工的时代。所谓超精密加工是指加工精度达到0.01,表面粗糙度R。值达到0 . 001的加工技术,这些超精密加工往往反映在某些精密装置与仪器零部件制造上,如高精度的圆柱气浮轴承、激光反射镜、电液伺服阀、零零级块规、超高精度的母机床等的制造上。从机械加工的内容来看,大体上是加工精度为0.1以下的球体或圆柱面圆度加工0.1以下的平面与镜面多边体加工,±0.1角秒的圆分度机构加工,精密导轨与精密丝杆加工,精密齿轮制造等等。

    实现超精密加工,就需要高于加工精度高精度加工机床和相应的抗热、抗振特性。    高精度机床必须有极高的回转0。01um以下的精度测量技术和监控技术,就需要精度,其主轴的结构必须简单又便于加工,许多国家普遍采用空气静承的主轴结构来提高回转精度,空气静承,当转速为534r/s时,径向跳动量仅为0。05,轴向窜动量在0。01以内。除此而外,实现超精密加工尚需要锋利的刀具和的对刀和微量进给、微量进刀机构。刀具的锋利程度以刀刃的刃口圆角半径的大小来表示,刀具与刀片材料的晶体微观结构有关,单晶体金刚石刀具的可达到0 。 05,并且硬度、耐磨性极高。是实现镜面车削的理想刀具材料之一。其它新型刀具材料如聚晶立方氮化硼、应用涂层硬质合金等也在开发采用。

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