1.2 21世纪的先进制造工艺技术
21世纪先进制造工艺技术具体体现在下列方面[2]:
(1)切削与磨削加工的高精度化
精密零件的精度要求达到nm级,切削与磨削加工的高精度化是今后技术革新的重要基本课题。
(2)切削与磨削加工的高速化和高效率化
目前研究的主轴转速已达300000r/min以上,进给速度υf=120m/min。用PCD(Poly Crystalline Diamond)刀具切削铝合金时,切削速度可达υc≥10000m/min;用CBN(Cubic Boron Nitrogen)刀具切削球墨铸铁时,切削速度υc ≥5000m/min。各国都在开展研究高速加工钢材及不锈钢、高温合金、钛合金等难加工材料的工作。
(3)降低加工成本
加工成本若不能降低,就无法使先进制造技术产生应有的经济价值。
(4)缩短加工周期
制造业中计算机集成制造CIM(Computer Integrated Manufacturing)的采用,使得工业产品的生产周期大幅度地缩短。
(5)切削与磨削加工的自动化和无人化
产品从订货、生产到交货均可完全由CIM控制,实现无人化车间。
(6)使自动生产系统向多品种、小批量的自动化和无人化加工方向发展
(7)开发新材料难加工材料的加工技术
Inconel超耐热合金(高温合金)、Ti合金(Ti-6Al-4V)等已不局限用于航空航天领域,在船舶、汽车、核能、石化、海水淡化设备、垃圾处理焚烧炉及热分解炉等各工业领域也已逐渐采用各种各样的难加工材料。包括有纤维增强塑料FRP(Fiber Reinforced Plastics)、纤维增强金属FRM(Fiber Reinforced Metal)、工程陶瓷、非晶态合金、高熔点金属及其合金的用量也在不断增多。
技术革新的历史也是材料不断革新的历史,具有优异性能的新材料不断地被开发出来。一般认为,新材料的切削加工都较困难。
21世纪将是新材料和难加工材料应用不断增多的时代,切削与磨削加工技术也将面临更大地考验。