数控技术的现状和发展

数控技术的现状和发展（共12篇）

数控技术的现状和发展 篇1

出发, 详细阐述了数控技术的概

念和主要内容。接着笔者又深入

分析了当前我国数控技术的发展

现状和未来发展趋势。最后, 关

于数控技术产业化发展的问题笔

者提出了观点性的思考。

1 数控技术内涵分析

数控技术是数字控制技术的简称, 数控进的技术, 主要是利用现代数字化的信息来实现对机器运作以及加工过程的控制。对于加工机床的控制采用数控技术, 或者装有数控系统的机床都叫数控机床。任何一种设备它的操作命令若是在控制的时候采用的是数字的形式, 那么, 在工作的过程中就一定要按照数字的规定程序来进行, 我们把它叫做数控技术设备。比如数控火焰切割机、数控机床、数控冲剪机以及数控绘图机等这些都是数控技术的自动化设备。它为现代的制造技术奠定了坚实的基础, 是把自动控制、计算机、精密机械以及自动检测有效的结合在一起的高新技术。如今, 普通的机械已被现代数控机械所替代, 尤其是数控机床的出现为经济效益带来很大的变化, 倍受人们的关注。数控技术的先进与否, 是对一个国家综合国力与工业现代化水平进行衡量的重要标志。数控技术的发展历史已有六十年了, 共经历了以下几个阶段, 电子管数控、晶体管数控、中小规模IC数控、小型计算机数控以及微处理器数控等, 数控系统装备的机床对于加工精度以及效率的提高起到很大的促进作用。

2 关于我国国内数控技术发展的状况分析

如今, 数控技术的发展从根本上发生了变革, 通用型开放式实时动态全闭环控制模式已代替了以往的专用型土产式开环控制的模式。以集成化为基础, 实现了超小型、超薄型的数控系统, 以智能化为基础, 把多媒体、计算机、神经网络以及模糊控制等技术进行整合, 达到速度非常高, 精度非常高, 并且具有高效率的数控系统, 在进行加工的时候, 修正是自动进行的, 另外, 以网络化为基础, 把进行数控的系统与相关的CAM/CAD集合在一起, 并对其进行机床的联网, 这样就可以使用中央的集中控制的群控进行加工, 我们国家的数控系统在关于体系方面的结构中是实现封闭式的, 因为环境的不同, 所以在加工中也会使用不同的刀具与材料, 导致这些工具的参数也不一样, 都没有办法随着外部干扰而实现动态的调整, 更没有办法通过控制环节而对CAD/CAM的设定量进行修正, 这样就会对CNC的产品加工质量与工作效率产生很大的影响。因此, 可以看得出CNC系统的控制模式的固定程序以及封闭式的体系, 对于CNC向多变量智能化控制的发展起到很大的限制作用, 对于现在复杂的制造过程来讲已不再适用了, 所以, 数控技术未来的发展方向就是对其进行变革。

3 我们国家数控技术的未来发展的趋势

关于在性能方面的具体发展表现如下:其一, 加工技术有着快速的发展, 机床运动的理论也有新的应用, 还有驱动的技术都在不断创新, 对加工的技术进行多方面的辅助, 就能保证制造的效率不断提高, 质量不断的提升。应用复合材料、涂覆技术的刀具材料, 使得刀具切削速度大大提高;换刀时间下降在一秒以下, 从速度来看, 提高了好多倍。其二, 精密加工有所突破。在机械制造技术的性能指标中最为关键的就是精度、速度以及效率。因为采用了RISC芯片、高速CPU芯片以及多CPU控制系统的数字交流系统, 在这个时候还能通过对机床的改善, 使之成为动态与静态相结合的, 首先是工艺的多轴化与复合性, 其主要的目的就是把工序与辅助的时间减少, 数控机床的工艺复合化指的是机床在进行工件的装夹以后, 通过对主轴头不断的旋转, 或者是把转台进行自动转换的方法, 这样能实现多道程序或多层表面的复合性的加工。这种集成法与复合法的技术使用, 对于制造业的发展带来很大的帮助, 使得新一类的机床诞生, 它的名字就叫做复合加工的机床, 它的用途非常多, 在制造业的应用非常广泛, 这说明了我们国家的制造业的技术水平又上了一个新的台阶。新技术的发明, 不断给制造业的发展带来更大的空间, 对我们国家的经济发展也起到很大的带动作用。另外, 在体系结构的发展方向中, 首先, 是进行了集成化, 采用各种高度的芯片以及集成化的CPU对电路进行集成, 对数控系统的运行带来很大的好处, 在一定程度上提高了它的速度。而且现在平板显示技术得到广泛的应用, 它最大的好处就是具有的科技含量非常高, 并且功耗也不高, 使用起来方便。通过对集成的电路的密度的提高使产品的价格得到降低, 其性能得到改进, 从而, 使得系统提高了可靠性能, 其次, 就是它的模块化, 硬件进行模块化的操作, 对数控系统来讲使它更具有标准化, 同时, 还实现集成的功能。由于它的功能的每一个需求都不一样, 把这些最基本的模块进行组成, 形成一个系列化的产品, 并且对模块的数量可以随时增加或减少, 并且对它们的功能可以进行调整, 以满足数控系统因为档次不一样而出现的结果。最后, 就是它实现了网络化, 机床联网实施网络化就可以对远程的机床进行控制, 或者进行无人化的操作流程, 机床实行联网的话, 就能在一台机床上进行控制其它的机床, 包括一系列的操作, 那么, 任何一台机床的屏幕上可以显示出不同机床的画面。最后, 对于开放式的环控制的模式的有着快速的发展, 在制造的时候也有很大的因素, 它具有多变性, 并且具有综合作用, 因此, 要在加工的时候实现多目标的优化, 就要多使用变量的控制, 这样, 才能在加工中对其进行动态的控制。采用这种形式进行管理, 就能运用计算机的网络技术, 这对于控制模式来讲非常重要。动态数据管理以及自适应控制进行整合, 形成一个非常严密的制造过程闭环控制体系, 进而实现智能化、集成化、网络化。

4 我们国家数控技术产业化战略发展规划思考

从我们国家基本的国情的角度考虑, 主要的导向就是国家的战略需求与国民经济的市场需求, 而提高我们国家制造装备业的综合竞争力与产业化水平是最终目标, 使用的方法要具有系统性, 能够主导二十一世纪初我们国家制造装备业的重要技术为基础, 进行不断的研究与开发, 以实现制造装备业的快速发展。市场需求永远是发展的导向, 也就是以数控终端产品为主题, 来带动数控产业的快速发展。其中最主要的就是把数控系统的生产规模与可靠性的问题解决掉。只有有了一定的规模才会有较高可靠性的产品出现, 没有规模产品就不会有竞争力, 如果没有规模我们国家的数控装备也就很难有出头之日。所以, 在对装备进行研发的过程中, 要把产、学、研以及最后的用户紧密的结合在一起, 严格按照国家的意志实施攻关, 这样才能使国家急需的问题得以解决。数控技术面对激烈的竞争, 重点强调的就是创新, 因此, 对研究开发的产品与技术的自主知识产权方面非常的重视, 这对于我们国家数控产业以及装备制造业, 甚至整个制造业的长期发展打下坚实的基础。

5 结束语

总之, 目前世界上每一个国家的制造业都在广泛的运用数控技术, 以此使得制造的水平与能力得到提高, 并且能够提高对这个变化多端的市场的竞争能力与适应能力。除此之外, 世界上在工业方面较为发达的一些国家, 还把数控技术及数控装备划到国家的战略物资中, 在数控技术以及数控产业的发展上采用了重大的措施, 并且在一些高精尖的数控关键装备与技术方面, 对我们国家还实行了限制与封锁的政策。所以, 我们国家的经济要快速发展, 就要大力发展先进的制造技术, 并且是以数控技术为核心的制造技术, 这样才能提高我国的综合力。

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数控技术的现状和发展 篇2

摘要：本文叙述了塑性成形技术的研究现状，介绍了现代塑性成形技术的发展趋势，提出了当代塑性成形技术的研究方向。关键词：塑性成形模具技术研究现状发展趋势

1引言

塑性成形技术具有高产、优质、低耗等显著特点，已成为当今先进制造技术的重要发展方向。据国际生产技术协会预测，21世纪，机械制造工业零件粗加工的75%和精加工的50%都采用塑性成形的方式实现。工业部门的广泛需求为塑性成形新工艺新设备的发展提供了强大的原动力和空前的机遇。金属及非金属材料的塑性成形过程都是在模具型腔中来完成的。因此，模具工业已成为国民经济的重要基础工业。

新世纪，科学技术面临着巨大的变革。通过与计算机的紧密结合，数控加工、激光成型、人工智能、材料科学和集成制造等一系列与塑性成形相关联的技术发展速度之快，学科领域交叉之广泛是过去任何时代无法比拟的，塑性成形新工艺和新设备不断地涌现，掌握塑性成形技术的现状和发展趋势，有助于及时研究、推广和应用高新技术，推动塑性成形技术的持续发展。

实施塑性成形技术的最终形式就是模具产品，而模具工业发展的关键是模具技术进步，模具技术又涉及到多学科的交叉。模具作为一种高附加值产品和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。

2塑性成形的现状

精密成形技术对于提高产品精度、缩短产品交货期、减少切削加工和降低生产成本均有着重要意义。近10年来，精密成形技术都取得了突飞猛进的发展。

精冲技术、冷挤压技术、无飞边热模锻技术、温锻技术、超塑性成形技术、成形轧制、液态模锻、多向模锻技术发展很快。例如电机定转子双回转叠片硬质合金级进模的步距精度可达2μm，寿命达到1亿次以上。集成电路引线框架的20~30工位的级进模，工位数最多已达160个。自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜和安全保护等功能的铁芯精密自动叠片多功能模具。新型轿车的大尺寸覆盖件成形、大功率汽车的六拐曲轴成形。700mm轮机叶片精密辊锻和精整复合工艺，楔横轧汽车、拖拉机精密轴类锻件。除传统的锻造工艺外，近年来半固态金属成形技术也日趋成熟，引起工业界的普遍关注。所谓半固态成形，是指对液态金属合金在凝固过程中经搅拌等特殊处理后得到的具有非枝晶组织结构，固液相共存的半固态坯料进行各种成形加工。它具有节省材料、降低能耗、提高模具寿命、改善制件性能等一系列优点，并可成形复合材料的产品，被

誉为21新兴金属塑性加工的关键技术。此外，在粉末冶金和塑料加工方面，金属粉末锻造成形，金属粉末超塑性成形，粉末注射成形、粉末喷射和喷涂成形以及塑料注射成形中热流道技术，气体辅助技术和高压注射的成功应用，大大扩充了现代精密塑性成形的应用范围。

3现代模具的发展趋势

模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。本文详细介绍了国内模具技术的现状，探讨了我国模具技术今后的发展趋势。还比较了我国和国外模具技术的差距及产生差距的原因。因此，我国要想提高技术，必须做出相应的调整，要向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。只有模具技术向着更高方向的发展，才能提高产品的设计制造质量和效率。

3.1我国模具技术的现状

我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高，模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头有所控制，模具出口稳步增长。

20世纪80年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以15% 左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。

中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48in大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量

和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。

进入21世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入WTO以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。

3.2我国模具技术与国外的差距

 产需矛盾

工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对模具的要求越来越高，尽管改革开放以来，模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，目前满足率只能达到70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如模具CAD/CAM技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、轻工等行业发展的后腿。

 产品结构、企业结构等方面

模具按国家标准分为十大类，其中冲压模、塑料模占模具用量的主要部分。按产值统计，我国目前冲压占50%-60%，塑料模占25-30。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模比例一般占30%-40%。国内模具中，大型、精密、复杂、长寿命模具比较低，约占20%左右，国外为50%以上。我国模具生产企业结构不合理，主要生产模具能力集中在各主机厂的模具分厂(或车间)内，模具商品化率低，模具自产自用比例高达70%以上。国外，70%以上是商品化的。 产品水平

衡量模具产品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的复杂程度、模具的使用寿命和制造周期等。

4现代模具工业的发展趋势

具制造技术，主要是根据设计图纸，用仿型加工，成形磨削以及电火花加工方法来制造模具。而现代模具不同，它不仅形状与结构十分复杂，而且技术要求更高，用传统的模具制造方法显然难于制造，必须借助于现代科学技术的发展，采用先进制造技术，才能达到它的技术要求。当前，整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争剧烈。为了适应市场对模具制造的短交货期，高精度、低成本的迫切要求，模具将有如下发展趋势：

 愈来愈高的模具精度；

 日趋大型化模具：一方面是由于用模具成形的零件日渐大型化，另一方面也是由于高生产率要求的一模多腔所致。

 扩大应用热流道技术：由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此热流道技术的应用在国外发展较快，许多塑料模具厂所生产的塑料模具50%以上采用了热流道技术，甚至达到80%以上，效果十分明显。热流道模具在国内也已生产，有些企业使用率上升到20%~30%。

 进一步发展多功能复合模具：一副多功能模具除了冲压成形零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，这种多功能复合模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件，可大大缩短产品的生产及装配周期，对模具材料的性能要求也越来越高。 日益增多高挡次模具; 进一步增多气辅模具及高压注射成型模具：随着塑料成形工艺的不断改进和发展，为了提高注塑件质量，气辅模具及高压注射成型模具将随之发展。 增大塑料模具比例：随着塑料原材料的性能不断提高，各行业的零件将以塑代钢，以塑代木的进程进一步加快，使塑料模具的比例日趋增大。同时，由于机械零件的复杂程度和精度的逐渐提高，对塑料模具的制造要求也越来越高。

 增多挤压模及粉末锻模：由于汽车、车辆和电机等产品向轻量化发展，如以铝代钢，非全密度成形，高分子材料、复合材料、工程陶瓷、超硬材料成形和加工。新型材料的采用，不仅改变产品结构和性能而且使生产工艺发生了根本变革，相应地出现了液态（半固态）挤压模具及粉末锻模。对这些模具的制造精度要求是高的。 日渐推广应用模具标准化；  大力发展快速制造模具。

上述的目标其实也是正是我国要努力发展的目标，是我国模具行业要改进与学习的地方，是不断缩小与国外水平的最好途径。

5塑性成形的新技术

5.1高速高能成形

一种在极短时间内释放高能量而使金属变形的成形方法。包括：  电液成形  电磁成形  少无切削成形

5.2精密模锻

在模锻设备上锻造出形状复杂、锻件精度高的模锻工艺。

5.3粉末锻造

该方法是粉末冶金成形和锻造相结合的一种加工方法。普通的粉末冶金件，其尺寸精度高，而塑性、韧度差。锻件的力学性能虽好，但精度低。将二者取长补短，便产生了粉末锻造方法。

5.4液态模锻

实质是把液态金属直接浇入金属型内，以一定压力作用于液态(或半液态)金属并保压，金属在压力下结晶并产生局部塑性变形。液态模锻实际上是铸造加锻造的组合工艺。它兼有铸造工艺简单、成本低，又有锻造产品性能好、质量可靠等优点。对于生产形状较复杂的工件，且在性能上又有一定要求时，液态模锻更能发挥其优越性。

5.5超塑性成形

超塑性成形指金属或合金在特定条件下。即低的变形速率(=10-2～10-4s-1)一定的变形温度(约为熔点的一半)和均匀的细晶粒度(平均直径为0.2～5μm)，其相对伸长率δ超过100％以上的特性。例如钢可超过500％、纯钛超过300％、锌铝合金超过1000％。

超塑性状态下的金属在拉伸变形过程中不产生缩颈现象，金属的变形应力可比常态下降低几倍至几十倍。因此，超塑性金属极易成形，可采用多种工艺方法制出复杂零件。

5.6微成形

微成形指以塑性加工的方式生产至少在二维方向上尺寸处于亚毫米量级的零件或结构的工艺技术。

5.7内高压成形

内高压成形是近10 多年来迅速发展起来的一种成形方法，它是结构轻量化的一种成形方法，是利用液体压力使工件成形的一种塑性加工工艺。作为生产支叉管等管路配件的一种方法，可追溯到30年前，但成形压力一般小于30MPa。近年来，由于超高压液压技术的成熟，德国和美国已将该成形技术用于机器零件的制造，其成形压力一般大于400MPa，有时超过1000MPa。目前，已用于汽车等机器制造领域的实际生产。

5.8可变轮廓模具成形

对于小批量多品种板料件成形，例如舰艇侧面的弧形板、航空风洞收缩体板、飞机的蒙皮都是三维曲面，但批量很小甚至是单件生产，由于工件尺寸大，这样模具成本很高，何况即使模具加工完成，也有一个需要修模与调节的过程，因此

用可变轮廓模具成形一直是塑性加工界及模具界的研究方向之一。

5.9半固态成形

半固态成形是20世纪70年代发展起来的金属成形新技术，指对经过特殊处理的固体坯料加热，或在液态金属凝固过程中加以搅拌等处理而得到的具有非枝晶结构的固相、液相组织共存的半固态坯料进行成形加工，得到所需形状和性能的制品的加工方法。它主要包括半固态锻造、半固态挤压、半固态轧制、半固态压铸等工艺类型，在汽车、通讯、航空、航天、国防等领域得到了越来越广泛的应用，被称为21世纪新兴的金属制造关键技术之一。

6当代塑性成形技术的研究方向

国内塑性成形技术与国外从上文可以看出还是有不小的差距，为了塑性成形技术逐步达到国际水平，不仅仅从理论分析，模具的设计、结构材料以及环保等方面来提升塑性成形技术的水平，随着现代数字化技术的迅猛发展，以上可以提升的方面在不久的将来就是拼的数字化的竞争力，所以我着重从数字化方面说一下数字化塑性成形的未来研究方向。

6.1设计数字化技术

为了提高设计质量，降低成本，缩短产品开发周期，近年来，学术界提出了并行设计、协同设计、大批量定制设计等新的设计理论与方法，其核心思想是：借助专家知识，采用并行工程方法和产品族的设计思想进行产品设计，以便能够有效地满足客户需求。实施这些设计理论与方法的基础是数字化技术，其中基于知识的工程技术（KBE）和反向设计技术是两项重要支撑技术。6.1.1反向设计

以实物模型为依据来生成数字化几何模型的设计方法即为反向设计。反向设计并不是一种创造性的设计思路，但是通过对多种方案的筛选和评估，有可能使其设计方案优于现有方案，并且缩短方案的设计时间，提高设计方案的可靠性。反向设计是产品数字化的重要手段之一，作为21世纪数字化塑性成形技术的重要环节，反向设计这种思想对于消化吸收国外模具设计的先进技术，提高我国的模具设计水平具有重要的意义。6.1.2基于知识的工程设计

众所周知，模具设计是一个知识驱动的创造性过程，它包含了对知识的继承、集成、创新和管理。随着世界制造业竞争的加剧，创新产品的开发已成为竞争的关键，而创新产品的竞争优势在于其所拥有的知识含量。随着智能技术的发展与完善，如何将人类知识作为改造传统产业的原动力已成为重要的研究课题。

6.2分析数字化技术

6.2.1数字化模拟

金属塑性成形过程的机理非常复杂，传统的模具设计也是基于经验的多反复性过程，从而导致了模具的开发周期长，开发成本高。面对激烈的市场竞争压力，模具行业迫切需要新技术来改造传统的产业，缩短模具的开发时间，从而更有效地支持相关产品的开发。塑性加工过程的数值模拟技术正是在这一背景下产生和发展的。6.2.2虚拟现实

虚拟现实技术是实际制造过程在计算机上的本质实现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上群组协同工作，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。

6.3制造数字化技术

6.3.1高速制造

高速加工技术是自上个世纪80年代发展起来的一项高新技术，其研究应用的一个重要目标是缩短加工时的切削与非切削时间，对于复杂形状和难加工材料及高硬度材料减少加工工序，最大限度地实现产品的高精度和高质量。由于不同加工工艺和工件材料有不同的切削速度范围，因而很难就高速加工给出一个确切的定义。6.3.2快速原型

现代意义上的快速成型技术始于70 年代末期出现的立体光刻技术（SLA），它是汹涌而来的数字化浪潮在加工领域中不可避免的延拓：连续的曲面被离散成用STL文件表达的三角面片，零件在加工方向上被离散成若干层。这种离散化使得任意复杂的零件原型都可以加工出来，加工过程也大大简化了。

进入新世纪后，制造技术的发展将随着市场的全球化、竞争的激烈化、需求的个性化、生产的人性化而体现出制造技术的信息化、科学化和服务化的趋势。数字化以其柔性好、响应快、质量高、成本低，正在成为先进制造技术的核心。特别是近些年来研究提出和发展的很多先进制造理论和方法，如计算机集成制造、智能制造、敏捷制造、虚拟制造、网络化制造等等，无一不是受益于数字化计算机技术的发展和应用。因此，我们必须从战略的高度大力开展数字化制造技术的研究开发和加速用数字化制造技术改造传统制造业的发展规划。

7总结

经过将近一个世纪的衍生与发展，塑性成形技术与科学这一古老而年轻的领域中已经结出茂盛的果实，但同时，我们更应感到新世纪所赋予在肩的重任。为了保持和促进学科旺盛的生命力，为了塑性成形技术与科学的崭新辉煌，我们责

无旁贷，我们任重道远！

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数控技术的现状和发展 篇3

关键词：超导电力技术；电力工业；电力系统

中图分类号：TM249 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0071-02

2010年上半年，世界范围内的超导电力技术的生产总值已经达到了80亿美元，预计在未来几年，这个数值还将持续增加。国内外的专家、学者普遍认为：在未来的电力工业领域中，超导电力技术将作为一项尖端技术储备，并得到广泛的应用。超导电力技术的发展情况将作为衡量一个国家生产力水平的重要标准之一。国内外的一些专家、学者纷纷表示，一个国家想要保持电力工业的尖端优势，超导电力技术的应用和发展是重中之重。

1 超导电力技术的发展是国家的战略需求

我国想要在超导电力技术产业的竞争当中占得先机，就必须积极制定超导电力技术的发展规划，部署科学的、符合我国国情的发展战略。同时，对国内的各种资源加以充分利用，对现有的机制进行改革创新，我们要深刻地明白，超导电力技术的发展是关乎国民经济持续增长的大事。我国电力系统的容量和电网的规模越来越大，现如今，我们正在致力于电网一体化的工作，力求将全国各个省份的电网联接起来。如此大规模的电网对于其自身的稳定性和安全性要求非常之高，因为一旦发生电力事故，其影响的范围将会非常大。当下，网络技术和信息技术在人们的工作和生活中已经成为了不可或缺的元素，并逐渐呈现出向工业领域渗透的趋势，而这些都要仰仗于强大的电能支持，现在生产企业对于电能的质量要求也越来越高，因为电能的质量会对一些生产设备产生巨大影响，严重的情况会直接导致设备的停机，从而产生严重的事故，给企业造成严重的经济损失。也正是因为电力系统中存在的种种缺陷，很大程度上制约了我国电力工业的发展。

现如今我国电力系统的短路容量非常大，如果对这些短路电流不加以控制，势必会对企业的工业生产造成严重的危害，甚至会致使整个电力系统的崩溃。据不完全统计，历史上美国发生的两次重大的停电事故造成的直接经济损失高达1000亿美元。目前，美国已经将停电事故提升到了国家安全的高度。而在我国的输电系统中还没有设置限流设备，而且快速熔丝更加不具备自动复位的基本功能，我国目前只能够着力于对电网运行方式以及结构上的改造，然而此项改造的造价非常之高。国际上在处理短路故障问题上，普遍采用断路器对线路开断的方法，而这种方法也存在一定的弊端，相对较为被动，想要提高开断容量更是难上加难，因此，我们必须对现有的技术进行创新，利用高新技术有效控制短路电流，进而扩大电网的规模。我国的电力系统仍旧存在着一些缺陷，这些缺陷严重地制约了电力系统的有效性以及灵活程度。电力系统的关键在于：电能在产生、输送、供应等环节中需要达到一个平衡状态，一旦出现失衡，便会造成严重的电力事故，进而给国家和企业造成巨大的经济损失。而随着电力系统的不断完善，我国的电力事故发生率已经呈现出了逐年下降的趋势，但是每次电力事故的规模以及损失却在大幅度攀升，特别是在信息科技高度发达的今天，电力事故会对各行各业的信息系统造成严重的影响。因此，提升电能的品质，让电力系统更加趋于稳定、安全、可靠是从业人员需要深入探究的重要课题。

2 电力系统改造中遇到的问题和解决办法

我国现行的电力系统储备技术主要是以抽水的形式进行，这种技术的优点在于可以提供时间较长、功率较大的电能，其缺点在于，抽水储备技术的反应非常之慢，一旦电能功率发生瞬间失衡，不可能对其产生有效的补偿措施。对传统的电力系统进行改进和革新的工作难度很大，因为传统的电力系统中的导电材料主要以铜、铝等金属为主，这些金属材料具有不易更换、结构紧密的特点，这无形当中增加了系统改造的难度。此外，目前我国的大部分发电量都要依靠燃煤，这种形式会引发环境污染问题，严重不符合可持续发展战略。

在最近10年里，我国的经济发展速度令世人瞩目，城市化进程加快，这就使得城市人口越来越集中，人口密度的提高势必会导致电能需求量持续增加，同时电网建设的占地面积也会不断增长，想要从根本上解决这一问题，我们需要在工作中不断积累经验，拓展思维、积极创新，力求改变当前电力系统的格局，从实质上进行变革。此外，为了解决环境污染问题，我们应当将工作的重心转向开发新能源上，充分利用风力发电、太阳能发电等全新的发电模式，最大限度地降低环境压力。虽然目前这些利用可再生能源的发电方式还存在诸多不足，尤其会受到气候条件的影响，对此，我们应当开发出全新的技术手段，有针对性地弥补这些不足，进而改善电能品质。

3 超导电力技术的现状

现如今，国际上开发出的高温超导限流器、超导变压器已经进入了运行阶段，我国自主研发的高温超导电缆已经被广泛地应用到电力系统当中，在本世纪初，我国就成功研制出了交流高温超导电缆系统，并基于此提出了超导变压器原理，其开发工作仍旧在进行当中，预计在两年之内便可研制成功，到那时，我国将拥有世界上输出电流最高的超导变压器。目前，我国已经着手研制超导电动机，并在中国科学院的全面支持下，推动超导电力技术的快速发展。国内的一些科研单位启动了一个又一个高温超导技术科研项目。与此同时，国内的一些电力公司与国外企业的进行合作，致力于超导电缆的研发，并取得了一定的进展，单相高温超导电缆的开发已经初见成效，并预计在短期内投入运行。

4 超导电力技术的发展趋势

目前，高温超导限流器已经与高压输电网相适应，其开发原理应逐渐趋于多元化，未来的高温超导电缆将主要应用于距离短的场景，而对于长距离超导输电电缆目前还有许多技术障碍亟待解决，想要将其实用化仍旧需要克服许多技术难题。

就目前的超导变压器而言，容量只有达到一定标准才能发挥出其优势，所以我们应当重点开发出大型设备，然而有些场合对设备的占地具有明确的限制，而高温超导变压器恰恰可以发挥出其占地面积小的优势。

多电压等级和交直流输电功能仍旧存在于电力系统当中，这就导致了超载现象频发，加之电气设备的老化，严重影响电力系统的供电能力，而解决这一问题的最有效办法就是采用超导电力技术。因为该技术可以有效提高电网的输送量，同时最大限度地降低电网的损耗，对于电能的质量有明显的改善作用，而且利用此技术对电网进行改造，具有造价成本低、安全、稳定性能高等特点，加速了建造大规模电网的进程。除此之外，利用超导电力技术建造的输电系统，完全可以将发电厂建在远离市区或是煤矿附近，在节约能源的同时，更加有利于环境的改善，进而从实质上解决环境污染问题。

5 结语

超导电力技术的应用与开发在很大程度上推动了我国电力工业的发展，利用该技术可以解决电力系统中的诸多问题，进而使电力系统稳定、安全、高效地运行。可以说这是一项关系到工业生产和人民生活的重大课题，对于我国的经济发展具有重要的现实意义。

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作者简介：梁章水，男，广东开平人，阳春市新光电力工程有限公司助理工程师，研究方向：电力施工技术。

硅片切割技术的现状和发展趋势 篇4

随着世界各国对能源需求的不断增长和环境保护意识的日益加强,清洁能源的推广应用已成必然趋势,太阳能可以说是取之不尽,用之不竭的清洁能源。目前,我国正在加大太阳能方面的建设和利用,2011年太阳能发电的装机容量大约100万千瓦,预计到2015年及2020年,我国太阳能发电装机容量分别将达到1000万千瓦和5000万千瓦。这是一个快速增长的时期,商业化太阳能利用也已成为发展的必然趋势。硅系太阳能电池包括单晶硅电池、多晶硅薄膜电池等,其中单晶硅大阳能电池转换效率最高, 光电转换率最大可以达到23%,在现阶段的大规模应用和工业生产中占据主导地位。太阳能电池的重要部件是硅片,随着太阳能工业的快速发展,硅材料的需求不断增长,单晶硅和多晶硅的价格不断上涨,其成本已占太阳能电池板总成本的55%左右,由于硅片的厚度不会影响太阳能电池的光电转换率,所以对于如何降低太阳能电池组件的成本,国内外的研究机构和太阳能电池板的生产厂家都围绕如何切出更多的硅片,如何降低硅片加工期间发生崩边的可能性,如何提高材料的利用率进行探索。本文将介绍太阳能用硅片的传统切割方法和太阳能硅片切割方法的发展方向。

2 硅片的切割技术

太阳能硅片加工工艺流程一般经过晶体生长、切断、外径滚磨、平边、切片、倒角、研磨、腐蚀、抛光、清洗、包装等阶段。近年来光伏太阳能和半导体行业的迅速发展对硅片的切割和加工提出了更加苛刻的要求:一方面为了降低生产和加工成本,硅片向大直径的方向发展,而硅片的厚度则逐年降低(表1可以看出硅片的厚度在逐年降低,但是2009年硅片厚度降低20μm,2010年只降低10μm)。另一方面要求生产出的硅片具有较高的平面精度和较低的的表面粗糙度。这些要求都加大了硅片的加工难度,由于硅材料具有脆、硬等特点,直径增大造成加工中的翘曲变形,加工精度不易保证。厚度降低、芯片厚度减薄造成了材料磨削量大、效率下降等[2]。

切片作为硅片加工工艺流程的关键工序,其所采用的加工方式和所采用的加工技术将直接影响加工效率和加工质量。对于切片工艺技术的原则要求是:

(1)切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。

(2)断面完整性好,无拉丝、刀痕和微裂纹。

(3)提高成品率,缩小刀(钢丝)切缝,降低原材料损耗。

(4)提高切割速度,实现自动化切割。

2.1 内圆切割

内圆切割正如它的名称一样,切割的位置在刀片的表面。刀片是由不锈钢制成的大而薄的圆环。刀片的内侧边缘镀有带金刚石颗粒的镍层。这一金刚石-镍的镀层提供了用来切割晶棒的表面。内圆切割时,刀片的高速旋转会产生轴向振动,刀片与硅片的摩擦力增大,切割时会产生较大的残留切痕和微裂纹,切割结束时易出现硅片崩片甚至飞边的现象。随着硅圆片直径的增大,高速旋转带来的硅片表面损伤也会增大,约为30～40 μm。对于Φ200mm硅片,为能够使粘有碳板的晶棒都能通过,刀片的外圆直径可达到32英寸左右。由于内圆切割一次只能加工一片,切片厚度达到350 μm,切缝损失较大,约为300～500μm,这些缺点限制了内圆切割的适用范围,只能小批量的加工直径不大于200mm,精度要求不高的硅片[3]。

2.2 多线切割

尽管线切割已使用了几个世纪,但被应用到半导体厂家仅仅是在最近20年内。第一台实用的光伏切片机台诞生于 上世纪80年代,它源于 Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。Charles Hauser 博士是瑞士HCT切片系统的创办人,该系统也就是现在的应用材料公司 PWS精确硅片处理系。

线切割最初需要昂贵的投资,但因在切片损失上的减少能使其很快收回成本。目前,在直径大于100mm的硅片加工中,尤其是在大于200mm以上的硅单晶棒切片加工中,已广泛采用多线切割系统切割硅片。线切割使用研磨砂浆来切割晶棒,砂浆黏附在接触并进入晶棒的钢线上,钢线会产生压力压迫研磨剂与晶棒接触,通过在砂浆和晶棒间的压力接触使材料被磨去。

传统的线切割利用镀铜钢线带动砂浆进行切割,切割后的废弃砂浆需要进行回收利用,为了降低硅片切割成本,减少生产工艺环节,国内一些企业开始引用国外先进硅片切割技术,采用金刚石线进行硅片切割,以提高生产效率,减少不必要的环节,节约成本。金刚石线是一种在钢线表面均匀镀上一层微细的金刚石颗粒的特制钢线,在硅片切割中彻底摆脱了对液(PEG)、砂( SiC)的依赖。目前,国内对金刚石线的研究比较少,生产还处于起步阶段,硅片切割用金刚石线主要依赖进口。用于切割硅片的金刚石线主要有三种,电镀金刚石线,树脂金刚石线和电积固定金刚石线。树脂结合剂金刚石线具有制作工艺简单,生产成本低,锯切效率高,环境污染少的优点,但是树脂的耐磨性、耐热性较低,树脂结合剂线锯的使用寿命较短。Asahi Diamond Industrial采用了电积固定磨粒的方法。根据被切削材料,可将磨粒大小调整到最佳。并且,由于每单位长度的金刚石磨粒量根据不同被切削材料而设定,实现了比树脂类固定磨粒金刚石金属丝切割更高的性能。多线切割中研制更小直径的,结合强度更加牢固的金刚石线将成为一种趋势

线切割的基本结构很简单,一根小直径的钢线绕在几个导轮上使钢线形成梯形的形状。导轮上有凹槽能确保钢线以一定距离分隔开。一根连续的钢线分别绕在导轮的一个个凹槽上,形成许多相同间隔的切割表面。线之间的空间决定了想要的硅片厚度。钢线的移动由线轴控制,因为整个系统只有一根钢线。线的两端分别绕在线轴上,晶棒慢慢向上(或向下)移动,穿过钢线,钢线能从晶棒上同时切割下许多硅片[2]。

多线切割技术是硅片加工行业、太阳能光伏行业标志性的革新,它替代了原有的内圆切割设备,是目前采用最广泛的硅片切割技术。硅片多线切割技术与其他技术相比有效率高,产能高,所切晶片与内圆切片工艺相比具有弯曲度(BOW)、翘曲度(WARP)小,平行度(TAPER)好,总厚度公差(TTA)离散性小,刃口切割损耗小,表面损伤层浅,晶片表面粗糙度小等优点。但是也存在切割片平均厚度误差较大(相比于内圆切割),切割过程智能检测不易实现,切割过程成功率要求较高,风险较大,一旦断丝而不采取相应措施时会造成整体的单晶硅棒浪费,不能够实现单片的质量监控,一次切割完成后才能够检测一批圆片的质量并且圆片的质量也不相同等缺点。

2.3 电火花线切割

WEDM加工是利用工件和电极丝之间的脉冲火花放电,产生瞬间高温使工件材料局部熔化或气化从而达到加工目的的技术; 它是一种非接触、宏观加工力很小的加工方式。根据走丝速度的快慢, 电火花线切割加工分为低速走丝线切割加工(WEDM-LS)和快速走丝线切割加工(WEDM-HS )。

电火花切割硅片技术是目前国外研究硅片切割的一种新方法,近年来国外相关的大学和机构对于电火花切割在硅片切割方面的应用也做了相关的研究。比利时的鲁汶大学和美国的内布拉斯加大学均采用低速走丝线切割技术切割硅片,这对于单晶硅和多晶硅在低电阻率的条件下具有可加工性[4]。东京农工大学研究在电火花切割工艺条件之下,电阻率为0.02Ω·cm的单晶硅,在不同的工作液中对单晶硅切割表面质量的影响,结果显示:以煤油为工作液的加工表面优于以去离子水为工作液的加工表面[5]。

南京航空航天大学在国内也开展了电火花电解复合切割硅片技术的研究,通过研究工作方式、工作液类型、电源及控制策略等因素对硅片表面质量和加工效率的影响,以掌握减少切割表面显微裂纹及热影响区等关键技术为研究目标 ,进行了低电阻率硅片切割的基础研究工作。最高切削效率已达到600mm /min,切割厚度小于120 μm[6]。

1-储丝筒2-电极丝3-张力控制系统4-电极丝导轮5-电极丝导丝器

由于电火花线切割属于无宏观力切削加工,理论上切削硅片的厚度可以很薄,目前的实验条件下可以达到120μm以下。这一指标内圆切割和线切割目前是无法达到的。相关数据显示用线切割放电加工法所获得的硅片总厚度变化(TTV) 和弯曲程度(Warp) 与多线切割结果几乎一样, 切缝造成的硅材料损失与多线切割法得到的数值相当。

2.4 超声振动切割

超声加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中产生磨料的撞击、抛磨、液压冲击及由此产生的空化(气蚀)作用来去除材料,或给工具、工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工,或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。几十年来,超声加工技术的发展迅速,在超声振动系统、深小孔加工、超声复合加工领域均有较广泛的研究和应用,尤其是在难加工材料领域解决了许多关键性的工艺问题,取得了良好的效果[7]。苏联在20世纪60年代就生产出带磨料的超声波钻孔机床,上世纪90年代,日本东京大学在超声加工机床上,利用电火花线切割加工工艺在线加工出微细工具,并成功地利用超声加工技术在石英玻璃上加工出直径为Φ15μm的微孔。1998年又成功地加工出直径为Φ5μm的微孔[8]。

超声加工的基本原理是在工具头与工件之间加入液体与磨料混合的悬浮液,并在工具头振动方向加上一个不大的压力,超声波发生器产生的超声频电振荡(一般为20～30kHZ的超声波)通过换能器转变为超声频的机械振动,变幅杆将振幅放大到0.01～0.15mm,再传给工具,并驱动工具端面作超声振动,迫使悬浮液中的悬浮磨料在工具头的超声振动下以很大速度不断撞击抛磨被加工表面,把加工区域的材料粉碎成很细的微粒,从材料上被打击下来。虽然每次打击下来的材料不多,但由于每秒钟打击16000次以上,所以仍具有一定的加工速度。

超声加工的特点:

(1)根据其加工原理,主要为磨料和液体分子对加工对象的不断冲击和空化实现加工的目的,其切割对象主要为脆而硬的非金属材料及一些难加工的超硬材料。

(2)工具可用较软的材料做较复杂的形状。

(3)工具与工件相对运动简单,易于利用现有的机床进行改装和维护。

(4)由于去除材料是靠粒度极微小的磨料瞬时、局部的撞击作用以及超声空化作用,所以工件表面的宏观切削力很小,切削应力、切削热很小(即使产生很小的切削热也会被磨料悬浮液及时带走),不会引起变形及烧伤。

(5)加工精度与表面质量也较好,加工尺寸精度可以达到0.01～0.02 mm表面粗糙度可以达到0.08～0.63μm,明显优于电火花、电解加工。

(6)其切削效率介于内圆切割和多线切割之间,相当于普通无振动切割的三倍[9]。

3 总结

由表2数据可以看出,对于直径小于200mm的硅片,厚度和精度要求不高的,一般采用内圆切割,适宜小批量的加工。直径大于200mm的硅片,厚度和精度要求较高的,一般采用线切割,适宜大批量生产。线切割,电火花线切割和内圆切割相比较,线切割生产出的硅片质量优于电火花线切割,电火花线切割优于内圆切割。电火花线切割硅片技术还不太成熟,切割效率、硅片表面破坏深度和切缝损失相比线切割而言相对较差,但是表2中数据,电火花线切割所用切割线为Φ250mm,线缝损失为280～290mm,线缝损失有减少的潜力,有实验表明,电火花线切割最薄可达120μm,有可能达到线切割水平并且超过线切割水平。电火花线切割硅片技术发展潜力巨大,很有可能在将来替代现有的传统的硅片切割技术。

超声振动切割技术作为一种新的硅片切割技术,其性能明显优于其它四种加工技术所生产出的硅片,其加工精度更高,精度可以达到0.01～0.02 mm,表面粗糙度可以达到0.08～0.63 μm,切削应力较小,不存在电火花线切割可能产生的表面烧伤。可以看出超声振动切割是一种理想的硅片切割技术。

由表1可以看出,硅片的厚度在不断减少,在短暂的7年时间里,硅片厚度从320μm到150μm,厚度减少一倍,未来的太阳能技术的发展和半导体技术的发展要求直径更大,更薄,精度更高的硅片。我们相信,电火花线切割和超声振动切割将有更大的发展空间。

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[7]曹凤国,张勤俭.超声加工技术[M].北京:北京化工出版社,2004.

[8]曹凤国,张勤俭.超声加工技术的研究现状及其发展趋势[J].电加工与模具,2005:25-30.

数控技术的现状和发展 篇5

[摘要]语文作为一门语言交流工具的学科，重在培养学生灵活运用语言的能力，在训练学生正确、得体、灵活运用所学语言的过程中促进学生口语表达能力的发展。我认为阻碍农村学生口语表达能力的主要因素有：“恐讲心理”的影响，缺少口语表达的氛围，重视程度不够，学生的“惰性心理”。我们又该如何提高农村孩子的口语表达能力呢？本文就从以下四个方面说起：立足课堂，营造民主气氛；巧设情景，激发学习兴趣；利用多种形式，加强学生的口语表达训练；循序渐进，培养学生的口语表达能力。

[关键词]农村语文教学阻碍口语表达能力的因素解决的方法

语文作为一门语言交流工具的学科，重在培养学生灵活运用语言，在训练学生正确、得体、灵活运用所学语言的过程中促进学生口语表达能力的发展。但是在教学中我发现，农村大部分学生只是乐意于做一些笔头上的练习，而口语表达能力却远远不如城市的孩子，常不敢口语表达，不会用语言表达，更不善于口语表达，当众讲话缩头缩脑，结结巴巴，词不达意。为什么城乡的学生之间有如此的差异，我们又该如何提高农村孩子的口语表达能力呢？

一、阻碍农村学生口语表达能力的因素

1、“恐讲心理”的影响

农村的孩子一般都比较胆小，羞于说话。很多学生怕开口说错，受到老师的责备和同学的嘲笑，这种恐惧心理导致学生口语表达时显得焦虑和紧张，影响他们正常的思维和顺利的表达，说话时吞吞吐吐，结结巴巴的。而造成恐惧心理的原因就是学生平时缺少足够的口语练习机会，在平时没有一种自主感，同时又过多考虑所说句子的对错，因而阻碍了口语训练的顺利进行。

2、缺少口语表达的氛围

交际教学思想的倡导者欧莱特认为语言学习的成功在于将学生放在一个需要用目的语交际的环境之中，这样才能培养学生对语言形式的得体与否做出判断的能力和结合语境理解语言形式与意义的能力。但是我们农村学生接触真实口语表达的机会非常有限，因为在家中和父母交谈主要靠方言，很少说普通话。他们的语言学习和习得的主要环境就是课堂，而且由于受师资力量的局限，老师在课堂上的用语用得较少，往往是一支粉笔、一本书、一言堂、一板书的形式，口语练习也局限于书本上机械的操练，缺乏师生和学生间思想上、信息上、情感上有意义的交流，老师和学生的交流仅在于课堂，伴随着下课优美的铃声口语表达已经和他们变成了最熟悉的陌生人。

3、重视程度不够

在农村，仍有许多家长认为学习语文只是为了应付考试，以笔试的成绩来衡量语文学得好坏，甚至有的家长说“反正不做官，好不好无所谓”，根本不重视孩子的口语表达能力。大家都对口语表达能力未引起足够的重视，教与学都仍停留在语言知识点上，对教材中口语活动也只是浮于表面，做做形式而已，结果造成学生只会读、写不会讲。

4、学生的“惰性心理”

语文学习不同与其他学科，它具有其独有的特点，需要学生课后花时间去听、去说、去写，要勤奋好学。但有部分学生懒学，课后对语文不闻不问，只是局限与课上的一点时间，口语表达受到了严重的局限性。认为会说不会写是在浪费时间，所以懒惰的他们只好把仅有的时间放在写上，而忽视了语文的本质。

二、提高农村学生口语表达能力的方法

1、立足课堂，营造民主气氛

口语表达的教学过程是一个互动的过程，是活泼的、生动的、有趣的言语交际过程。大部分学生胆小不愿意说话，是处于一种胆怯心理，尤其在课堂上，不敢回答老师的提问，羞于发表自己的见解，生怕说错被老师批评，同学嘲笑。课堂是训练学生口语表达能力的主阵地。因此，教师在课堂上对学生进行说的训练是非常必要的。这就需要教师做好引导工作，创造民主、平等、和谐的交际氛围，充分尊重学生的个体差异，给学生尽可能多的自由度和自主权，使作为主体的学生愿意说，敢于说，乐于说。在课堂教学中，开展口语表达训练，可以根据教学内容让学生复述课文或看图说话，教师要认真指导读，坚持指导说，特别是对一些叙事类文章或图片，根据不同的学生提出不同的要求，对语文水平较高的学生要求他们进行创造性复述，但要围绕主题；对一般学生要求按课文复述。

2、巧设情景，激发学习兴趣

我国古代教育家孔子曰：“知之者不如好知者，好知者不如乐知者。”口语表达是在特定的语言环境中产生的言语活动，口语表达离不开特定的语言环境。口语表达的内容应联系学生的生活，从他们的生活经历出发，让他们敢于说自己的真心话和亲身经历。可以事先布置一些诸如“一件难忘的事”、“我喜爱的故事”、“我的烦恼”等联系学生生活的话题去训练，说话的内容是具体的，可感的，可操作性的，同时有时灵活的。让学生进行推测可能出现的情形，这样一来，可以激发学生的好奇欲望，使其临场发挥，随机“说话”，又可活跃课堂气氛，做到“活而不乱”，使学生的语言表达能力得到提升发展。

3、利用多种形式，加强学生的口语表达训练

口语表达的训练既可以结合课堂教学、生活实践进行，还可以根据需要组织专门的训练活动，它的训练方式是丰富多彩的`，训练的时空也是不受限制的。介绍以下几种常见的训练方式。

课前演说。每节语文课前利用两分钟的时间进行口语训练，让1到2名学生上台，就一个话题，如自我介绍、介绍朋友、介绍家庭等进行演说，全班轮流进行，人人参与，对口语能力进行训练。

模拟对话。利用实物或多媒体创设情景与角色的模拟对话活动。训练打电话、购物、借物等对话的技巧。

讲故事。利用故事可以激发学生的兴趣，丰富学生的想象力，提高学生的语言表达能力。

表演课本剧。这是一种既能增添学生情趣，又能训练艺术语言，还能训练形体语言的综合训练方式。

4、循序渐进，培养学生的口语表达能力

口语表达能力的训练不可急于求成，而应在坚持培养学生口头交际能力的前提下，有阶段、有步骤、系统地去训练。在初始阶段，应设置一些简单题目去训练，诸如采用“自我介绍”、“我的父亲（或其他家人）”、“我的愿望”等“介绍类”“独白类”话题。允许学生在日记本上先“写话”，有准备而说话。训练一个阶段后，可设置一些“表演类”或“交往类”的话题去训练。如设置情景对话“道歉”、“借物”、“回到家后”等话题，有广泛性。在有一定的基础后，可设置一些随机性的话题去训练他们的临场发挥的随机交流能力，达到真正“表达”的目的。在每次训练时，还要适时进行思想教育，如上台的同学会受到其他学生热烈掌声的欢迎，而鼓掌的学生亦会受到上台同学的鞠躬致礼。教师要要求观众以期待的目光对说话者表示鼓励，使他们懂得相互尊重的重要性。

浅谈环境监测技术的现状和发展 篇6

关键词：环境监测；环境问题；现代化发展；多元化发展

引言

随着经济的发展，资源被不断开发与利用，我们生存的自然环境面临着越来越大的压力。要想实现我国的可持续发展，就要协调环境保护与经济进步的平衡发展。环境监测技术是我们实现环境保护与管理的技术支持，掌握环境质量和发展趋势的基础手段。我们目前的生存环境，由于过渡的开发与利用，已经在一定程度上遭到了影响和破坏，这给人们群众的生命健康造成了极大的威胁，所以环境质量监测是不容忽视的，这将直接影响到我们社会的发展。

一、环境监测技术的发展现状

（一）国内环境监测技术发展情况

目前我国的环境监测技术已采用了化学、生物、物理等许多先进的科学技术，已经初步形成了具有中国特色的、适合中国国情的环境监测体系。我国生产环境监测设备的企业达100多家，年产值在6亿元左右，已占全国环保产品总产值的5%。我国的环境监测技术已取得了很大的成就，但是与国际水平相比，仍存在着很大的差距，环境监测行业仍存在着许多的问题：国内大多数环境监测企业的规模较小，整体水平不高，过于模仿国外产品，技术含量低等。我国的很多环境标准还没有跟国际上保持一致，统计显示，每年我国环境监测高质量产品的进口比例高达63.2%，许多对技术和质量要求高的产品还需要依赖进口，并且各地区的技术发展很不平衡。

（二）我国环境监测手段发展现状

我国的监测手段在近几年得到了迅速发展，不再是原来简单的分析和监测，化学监测、生物监测、物理监测、生态监测、卫星监测等许多先进的监测手段已经运用成熟。对水、声、气、渣的等情况的数据的处理和分析也实现了信息化，信息化率达到89%左右，现代的科技手段使得环境监测周期得到了大幅度地缩减，提高了环境监测的效率，为连续系统地监测环境质量提供了基础，使得我们能够及时地掌握环境质量的实时情况，以便做出迅速而准确的反应。网络化的普及使得我们的环境监测系统实现了进一步的发展，如今我们能够实现24小时不断监测，为实现我国经济增长和环境保护的协调发展保驾护航。

（三）我国环境监测仪器发展情况

我国的环境监测企业规模较小，大约只有到行业的34%，并且发展相对不够成熟，对于一些技术要求低的监测仪器我们是可以自产自用的，但是我国的地域广，地理情况和环境问题相对复杂，对于监测设备的技术要求十分高，许多先进技术发展地尚不成熟，我们还需要进口许多监测仪器。把收集来的样本带进实验室进行分析和研究是我国环境监测技术普遍使用的方法，实验室里有现代化的监测仪器和设备，提高了环境监测的准确性，为我国的环境管理和改善提供了可靠的支持。

二、环境监测技术的发展前景

（一）环境监测技术趋于多元化发展

虽然我国目前的环境监测技术与国际先进水平还存在着一定的差距，但是我们对于未来的发展应保持信心。未来，我国环境监测技术将趋于多元化的方向发展，我们看得出，我国的环境监测技术已经不单单采用传统的化学方法，而是发展成为融合了物理技术、生物艺术、地理信息技术、卫星技术的先进的环境监测技术。多元化的发展，要求我们增加对环境监测的重视程度，提高整体研究水平。

（二）环境监测仪器趋于现代化发展

我国地域辽阔，区域间发展水平不均，造成了地区间经济、教育、环境等多方面的发展差异，这些差距都导致了现代的环境监测仪器的分布不均匀，区域间的环境监测技术水平失衡。

信息化时代的到来，将推动我国的环境监测体系发展完善。我国的实时监测水平整体提高，建立的质量信息共享平台基本完成，促进了各级间环境质量问题的交流与监测，真正做到实时监测。除此之外，先进的环境监测仪器的出现将进一步推动我国环境监测技术朝着快速分析的方向发展，使我们不仅能够应对突发的环境污染事故，而且可以完善我国环境监测应急系统。随着国家综合实力的不断提高，对于环境问题我国将继续加强重视，环境监测仪器将趋于现代化发展。

（三）环境监测技术发展的前景广阔

实施环境监测，是为了我们在迅速发展经济的同时，有效地保护好我们的生存环境，使二者平衡，国家和人类获得可持续性发展。综合目前的情况，我国的经济得到了很大的发展，人们的生活质量也得到了提高，但是我国面临的自然环境问题十分严重，已经危及我们的生命健康，环境保护势在必行，那么环境监测技术是我们必须要发展的重要技术，这样才能为保护环境打下坚实的基础。我们不仅要引进国际上先进的监测设备，更要重视环境监测技术人才的培养，学习国际先进的环境监测技术，这样才能使得环境保护得以持久。总体来说，我国环境监测技术的发展空间很大，需要我们不断地为之付出努力。

三、结束语

任何一个国家在发展的过程中都会遇到环境的问题，这不是我们国家的特有问题，而是一个全球性的问题，人类的发展不能建立在牺牲自然环境的基础之上。时至今日，我们应暂缓我们发展经济的脚步，重新整理我们的发展策略，为保护环境做出贡献，实现人类的可持续发展。环境监测是环境保护的基础，我们应实时关注我们的环境动态，切实地贯彻科学的环境质量监测方法，环境问题才能在根本上得到解决。

参考文献：

[1]张凡秀.赵鹏.张思宝，浅析我国环境监测现状及对策[X].山东化工，2008.37.

[2]但德忠，我国环境监测技术的现状与发展[X].中国测试技术，2005.31（5）.

[3]刘青松，环境监测[M].北京：中国环境科学出版社，2003.

数控技术的现状和发展 篇7

1 煤炭物探技术的现状

地下层和岩石的某一物理性质存在差异会引起地球物理场的变化, 物探技术正是利用仪器来观测这种变化, 从而处理分析来探究地质构造状态和矿藏分布等问题的一门科学。煤炭物探按照观测空间和工作场所可以分为地面物探、矿井物探、孔中物探和孔间物探四种类型。

煤炭资源预查阶段一般利用重力、磁法勘探, 将重点叙述地面和井下地震勘探与电磁法勘探技术及装备的发展现状。

1.1 三维地震技术应用范围不断扩大

三维地震勘探技术最早在平原地区的煤矿采区进行使用并获得成功。三维地震勘探技术在出现之后就不断地进行创新, 取得了一系列的技术突破, 在地质勘测上应用的广度和深度得到加深。在经过进一步的发展与完善之后, 三维地震勘探技术已不仅仅适用于平原地区的煤矿采集区, 其被进一步应用到海洋、山区、隔壁、沙漠等地区。三维地震勘探技术的使用者种类也逐渐增多, 包括国有、民营、个体等多种煤炭经营者。服务从以往的资源勘查, 上升到服务于煤矿安全高效开采。总之, 三维地震勘探技术大大提升了地质勘探工作的精度和能力, 成为地质勘探工作首选的技术手段, 取得了令人瞩目的进展和地质勘探工作者一致的称赞与认可, 得到了大范围的推广和应用。三维地震勘探技术以其浅层、高分辨率地震勘探的优点, 逐渐渗透到断层地质的调查中, 并发挥了重要作用。

1.2 地震勘探逐步实现岩性勘探

与地震构造勘探不同, 岩性勘探不仅仅利用地震波的运动学原理, 还利用了地震波的动力学特征来对地层的岩性进行研究。地震岩性反演技术是一门多学科为一体的综合地球物理勘探技术。钻孔测量技术可以很好地测量地质的纵向分布特点, 并且分辨率很高。而地震剖面技术则可以很好地测量水文地质的横向分布特点, 且横向分辨率很高。地震反演剖面技术很好地结合了钻孔技术与地震剖面技术的优势, 既具有很高的纵向分辨率又可以很好地探测横向分布特征, 成为岩性勘探的桥梁和纽带。地震岩性反演剖面的高纵向分辨率有助于提高对于深部薄煤层的勘探和煤层顶、底板岩性信息的获取能力。该技术有望在圈定导水裂隙带的分布范围、围岩的透气性等开采地质问题中, 发挥重要作用。

1.3 地面瞬变电磁法的广泛应用

在我国煤炭电法勘探的初期主要是引进和学习前苏联的先进技术方法。随着勘探技术的不断发展, 以直流电法为主的勘探技术逐渐发展为以电化学法为主的勘探方法。煤炭勘探的主要任务由原来的隐伏区寻煤逐渐发展为老窖采空区、岩溶和断层的勘探。目前, 我国在地质填图、普查找煤、断层探测、探测熔岩裂隙及找水等方面取得了丰硕成果。随着国外先进技术与装备的引进, 煤炭电法勘探在适应性和可靠性问题上得到了进一步的提高, 其对工作环境的适应能力增强, 解决地质问题的可靠程度增大。此外, 我国地面瞬变电磁法的出现大大提升了长距离地质探测工作的效率和质量, 地面瞬变电磁法是一种全方位、定性好的勘测技术, 因此受到广大地质工作者的青睐。

1.4 煤矿井下物探技术的新阶段

地面三维地震和瞬变电磁法虽然能够为煤矿开采提供一些水文地质信息, 但是对于煤矿安全高效生产来说, 地面三维地震和瞬变电磁法对地质条件的查明程度还不够。地面物探距离探测目标较远, 且极易受到地表条件的影响, 所以其分辨率往往比较低, 难于满足生产要求。针对此, 我国对国外先进的地面物探技术进行了引进和学习, 如无线电波坑道透视、槽波地震等技术。在充分学习和研究国外先进技术的基础上, 我国进行了自主创新, 形成了一系列物探设备, 开展了大量的现场试验和方法研究。槽波地震技术以其探测距离大、抗干扰能力强和波形易识别等特点得到了重视, 并广泛应用于探查小断层、陷落柱、煤层分叉与变薄带及废弃巷道等地质。槽波地震技术在全国一些煤矿中得到推广和应用, 但是由于其自身存在的设备笨重等缺点, 再加之三维地震技术的兴起, 这都使得槽波地震技术的发展和推广逐渐被限制。但是, 随着技术的更新和新技术的出现, 槽波地震技术在超大超宽工作面的煤炭开采工作中开始重新焕发出勃勃生机的态势。

1.5 创新地质保障模式

在煤矿的开采过程中需要不断地对煤矿开采的地质条件进行超前、可靠地跟踪探测和及时地预测预警。因为煤矿开采的水文环境和地质条件是动态变化的, 因此, 煤矿开采的地质条件探测工作也应该是动态的、实时的。近年来, 有些国有大型煤炭企业在地质探测工作中与科研院所进行合作, 对所辖区域的煤炭矿井进行动态探测, 排除潜在的突水隐患。这些工作取得了较大成效, 有效避免了多起井下突水灾害, 对于煤炭企业提高地质物探能力提供了宝贵的平台和机会。

2 我国煤炭物探技术的未来发展

由于中国特有的复杂的煤炭地质条件, 目前我国煤炭物探队伍的仪器装备水平是较先进的。但是, 我们在许多方面尚存在较大的不足。例如, 我国煤炭探物重要的物探仪器装备几乎全部依靠国外进口, 欠缺基础理论研究和自主研发能力, 综合研究与集成分析能力不足。我们需要走的路还很长。我国煤炭资源储存状态多样、地质条件复杂, 这都给煤炭物探技术带来巨大难度和挑战。要从现在起抓住时机, 集中力量, 才能实现核心技术“中国创造”。深入分析和探讨影响我国煤炭产业发展的主要地质问题, 开展煤炭物探基础研究, 提高我国煤炭物探仪器的设计与制造水平, 实现具有世界一流的技术水平的物探技术。

3 结论

物探技术在煤矿的应用, 需建立专业性的物探发展研究机构, 构建新技术体系与机制;实现适应煤矿的物探体系, 可以更好地为国民经济、社会可持续发展提供高新技术支撑。推动物探技术的进步, 其任重而道远。

参考文献

[1]程建远, 石显新.中国煤炭物探技术的现状与发展[J].地球物理学进展, 201, 28 (4) :52-53.

[2]韩俊彪.物探技术在采空区勘查中的应用[J].煤炭技术, 2010, 29 (1) :15-16.

自动排管技术的发展现状和趋势 篇8

目前，国内钻具排放工艺仍停留在20世纪60年代的水平，仅用气动绞车代替人力来拉钻柱，其作业工艺并无大的提升，井架工人的劳动强度大、危险系数高，与钻机行业整体发展水平不相适应。与国外相比，近十几年来国外新投入使用的钻机大多配备了包括二层台自动排管装置在内的全套管子处理系统，管子处理系统的使用减少了工人的劳动强度，改善了工人的作业条件，并提高了作业效率。

从当前国内各钻机制造厂家承接的国外订单来看，越来越多的钻机要求配套自动化工具乃至全部自动化工具的全自动化钻机。因此，钻机配套设备的自动化已成为制约全自动化钻机发展和推广的瓶颈。为此，加大钻机配套设备的自动化工具研制投入，尤其是二层台管柱自动排放装置对我国钻机自动化水平的发展有着重要意义。

1 国内井场二层台钻具排放现状

我国现有钻机在钻井过程中，起下钻作业时，从井口将立柱排放到二层台指梁，以及从二层台指梁取出立柱送到井口的过程，主要以手工操作配合游车大钩实现，其具体过程如下:

a．起钻具。首先游车将一个立柱从井口提升到钻台面高度，井口卡瓦卡住钻具，液压大钳或铁钻工卸扣，游车大钩提升立柱，钻台工人用铁钩钩住立柱下部，慢慢将立柱下部推到立根盒内定位，井架工靠简单的工具和气动小绞车将立柱上端推入二层台指梁，完成一次排管操作。

b．下钻具。井架工先将立柱从指梁拉到中间位置，用铁钩钩住立柱端头往井口方向送，等游车大钩下挂的吊卡到了立柱位置，将吊卡卡在立柱接箍处，游车起升，钻台面工人用铁钩勾着立柱底部，慢慢将立柱送到井口位置，与井口钻柱对扣，然后液压大钳和铁钻工上扣，井口卡瓦松开，完成一次送管操作。

上述整个操作过程需要司钻、井架工和钻台工配合完成，除司钻外至少需要4～5名工人配合操作，工作效率低，工人劳动强度大，工作环境恶劣，尤其对于二层台操作工人来说，危险性很大。

2 国外自动排管技术

目前，国外先进钻机大多配备了二层台自动排管装置(又名钻柱自动排放系统)。自动排管装置在国外早就有研究和应用，尤其在海洋钻井平台和俄罗斯市场，其钻机全部要求配套自动化“猫道”、自动卡瓦和自动排管装置。在挪威，挪威石油局的标准规定:作业于挪威领海内的钻机必须配备自动钻杆排放系统，且所能操作的管柱范围必须包括钻铤和套管[1]。美国国民油井及加拿大CANRIG等公司都进行了这方面的研究，并不断地推出新产品。

通过查阅大量国外文献和对国内外钻机的对比分析，按照钻柱抓取方式分类，目前国外常用自动排管装置主要有上持下扶式排管装置、下持上扶排管装置和双/三机械抓手排管装置3类。

2.1 上持下扶式排管装置

上持下扶式排管装置的主要特点是在钻机二层台上增加了一套直角坐标系机械抓手，机械抓手完全承受一柱钻具(3根钻杆为一柱)的重量，一套正交滑轮组保证机械手可以将立柱放入二层台指梁的任何位置，下方由钻台工辅助操作，对立柱在立根盒进行定位，实现对钻具立柱的自动排放。

该方式的优点在于这种排管装置结构简单，实施成本低，只需要对常规二层台做改动即可实施。缺点是采取上持下扶的方式，钻台面仍需工人配合操作，只依靠上部抓手承重，一旦抓手脱落，立柱倾斜，容易发生安全事故。国外NOV公司的自动排管系统采用此种方式[2]，其中垂直管子处理系统如图1所示。

2.2 下持上扶排管装置

下持上扶排管装置的主要特点是在钻台面与二层台上增加一套x-y型坐标系机械装置，钻台面下部机械手安装在一个沿x轴运动的小车上，由液压马达驱动，可以在左右两个立根盒之间移动，机械手的y轴运动由机械手油缸通过四边形机构驱动;同理，上部机械扶手的x轴运动由马达驱动链条带动小车驱动，y轴运动由油缸驱动。立根的重量由下部机械手承担，上部机械手只起到扶正作用。上下部机械手可以同步动作，也可以分开动作。

这种方式可以使二层台的井架工和钻台工解脱出来，而且下持上扶方式立柱重量主要由下部机械手承重，如果发生滑落，上部机械手依然可以确保立柱不会倾倒，确保人员设备安全;其缺陷在于依靠下部机械手承重的力有限，下部机械抓手的承载能力是一个设计难题。中石化石油工程机械有限公司第四机械厂与德国HVG公司合作研发的自动排管装置如图2所示。

2.3 双/三机械抓手排管装置

双/三机械抓手排管装置的主要特点是依靠固定在井架上靠近钻台面和二层台附近的机械臂同时抓取立柱进行钻柱的排放，机械臂多用于海洋钻机和对安装布置空间有特殊要求的钻机，如二层台在井架一侧及不在井架的正前方的塔式井架钻机等。

此种方式的优点是处理管子能力强、速度快且自动化程度高;缺点是不易维修、成本高而且安装复杂，不宜频繁拆装和运输，而且对液压元件和自动化控制程度的要求也高[3]。

3 技术展望

近年来，动力“猫道”、铁钻工、动力卡瓦及自动吊卡等井口自动化工具在国内各大油田推广使用，在目前油价低迷的情况下，国内各大石油公司都提出“减员增效”的战略口号，集成各自动化工具的自动化钻机将成为未来钻机需求的主流。相对于动力“猫道”、顶驱及铁钻工等井口自动化工具，二层台自动排管系统的研制和应用在国内还处于初期阶段，因此二层台自动排管技术已成为制约我国全集成自动化钻机发展的瓶颈。

目前，国内石油装备制造厂家宝石机械、石油四机、四川宏华和三一重工都各自推出不同形式和适用范围的二层台自动排管装置，宝石机械采用上持下扶排管方式，石油四机则采用下持上扶排管方式，四川宏华正在研发适应海洋平台的双三机械抓手方式，三一重工则针对修井机开发了一款上持下扶式排管装置并在进行型式试验。

上述二层台自动排管装置型式中，上持下扶式排管机构由于立柱重量都由二层台来承受，在不改变现有井架强度的前提下，更加适用于小型钻修井机;双/三机械抓手排管机构结构复杂且成本高，适用于海洋石油钻井平台。石油钻机井架作为典型的大型钢结构长期处于野外环境，经受风雨和冰冻侵蚀，在搬运过程中也易被磕碰和挤压变形，长期积累会造成井架主体结构的损伤[4]而下持上扶式排管装置钻柱主要由钻台面机械手承载，对井架强度没有更高要求，不需要对井架做强度改造。

4 结束语

纵观国内外自动排管技术的发展现状，该装置作为自动化钻机的关键部分正向着设计人性化、技术先进化和安全可靠性高的方向发展，结构简单、性能好、自动化程度高且操作简便的井口自动化工具将显著提高钻井作业效率和钻机的整体自动化水平，这也将成为自动排管装置的发展趋势。结合我国现有大型陆地钻机的实际情况，着力研究我国钻机配套适用的自动排管装置，对于满足国内和国际市场对高端钻机配套的要求，提高我国钻机整机安全性和自动化水平意义重大。

参考文献

[1]Jacques M E,Herst N W.Pipe Racking Systems:are They Cost Efficient?[C].(SPE/IADC 21957).SPE/IADC Drilling Conference:Amsterdam.Holland,1991:11~14.

[2]Bayard B.New Products of National Oilwell Varco[EB/OL].http://www.nov.com,2009-01-05.

[3]Kuhn M.New Products of Carig[EB/OL].http://www.canrig.com,2009-03-07.

数控技术的现状和发展 篇9

从本世纪初开始,单个计算机终端服务器不再作为独立的智能设备存在,借助互联网串联在同一网络系统中完成了跨空间的连接,同时导致建立在此基础之上的信息安全内涵也产生了本质性的改变,它不仅仅从传统的安全信息防范转变为系统性的防护,更成为信息有效性的保证。但是随着现代网络技术的复杂化,网络安全成为了信息网络时代发展的关键,基于此通过对现阶段网络技术安全中存在的问题进行分析找到网络技术的未来发展途径是现代社会发展的必要选择,也是必经之路。

1 网络安全技术的现状

计算机网络安全,是指在电子计算机基础之上形成的互联网络的安全性,以及在主网络基础之上的各个网络系统所蕴含的信息安全。网络安全的目的,首要要保证静态、动态数据免受恶意攻击,计算机中的数据不会出现被窃取、篡改等问题,保证整体计算机网路的安全。

目前,计算机网络通信被广泛应用,人们利用计算机网络实现了高智能的生活模式,相比较传统生活模式与工作,其效率以及准确性被极大程度的提高了,它增加了个体之间的交流频率,扩大了个人交际圈。

就目前来看,对计算机网络安全的分析,大多从防护、策略以及恢复与检测等多个方面进行,并在此基础之上建立了PPDRR网络安全模型,该模型是在传统网络安全信息评估与分析的基础之上,针对不同特性网络所建立起来的,能够实现最有效的评估、分析以及度量,并保证整体信息安全的有效性,该模式的是一种主动防御模式。

计算机网络同社会组织系统一样,都具备相应的基础安全属性,它包括计算机网络的安全需要,相应的系统设备,严格网络权限设置以及主体连接关系建模等多个方面。

2 网路安全的影响因素

网路安全问题的存在并不是偶然的存在,更不是单一因素引起的,它是受到多种因素的影响下所产生的安全性问题,具体而言,该因素包括以下几个方面:

第一,网络信息容易出现泄漏,且被利用进行篡改、并被非法传输。目前因技术问题以及设备等问题,导致计算机网络中漏洞百出,计算机中的关键数据容易被窃听或控制,甚至出现信息篡改与拦截等问题。

第二,现有网络本身存在安全漏洞以及某些开发软件中存在漏洞,它是影响计算机网络安全的核心因素,计算机的两大主要构成部分存在明显漏洞,就会导致用户的资源以及关键信息出现外泄,会让用户暴露在没有防护的恶意攻击之中,容易被控制。

第三,随着现代互联网技术的发展,黑客的攻击行为也在加剧。黑客为了某种利益与目的,在对互联网扫描以及搜索的基础之上,来寻找互联网的漏洞,并利用漏洞来窃取用户信息。

第四,网络安全策略的研究以及策略相对比较匮乏,虽然众多的网站建设中都增加了防火墙建立,并扩大了用户的访问权限,但是在实际的防护应用中却在一定程度上忽视了某些人为权限的遗留可能导致其他违法人员的非正常目的的利用。

第五,因网络系统同时满足多人连接,并实现了云服务与云计算,因此网络系统中的访问控制相比较而言具有复杂性与多样性,尤其在系统的配置过程中如果存在某些人为性的忽略,极有可能导致网络维护漏洞的出现。

第六,现阶段互联网分为广域网与局域网两种类型,其中局域网是通过固定空间范围内实现网络的互联,从而完成空间范围内资源的共享与互传,但是因局域网内部并没有设置非常严格的端口切入点,因此其内部是一种开放式的数据库,这就容易导致局域网内部的数据通过内部操作被篡改或删除,严重影响数据的安全性与有效性。现阶段,针对局域网的攻击手段最常用的是“网络钓鱼攻击”手段,通过在网络门户进行伪装处理切入到局域网内部,从而剽窃数据库中用户的敏感资料,一般的伪装手段是伪装成知名网站,让用户通过局域网连接进入,从而为其打通进入渠道。

3 网络安全技术的发展

3.1 网络安全技术模型

针对目前网络安全技术中存在的问题,首先利用隐藏在计算机网络中的安全因素,并根据计算安全属性,建立相应的计算机网络安全性分析模型。目前,现有的计算机网络安全分析建模都是以网络本身体质为出发点来进行分析的,把握在计算机网络中存在的潜在缺陷,并利用换位模式,模拟网络攻击者进攻路线,从而对整体计算机网络的安全性进行分析,从根本上提高计算机网络的安全等级,主要的计算机网络分析模型包括两类:

第一种是拓扑结构模型,它是借助物理模型构造出来的模型,是在现有计算机资源的基础之上,利用计算机或相关的信息传输设备形成媒介点,从而实现点与线的结构模型。该模型必须借助计算机网络设备与网络连接关系之间的切合点,才能实现最终的计算机网络分析,实现最终的计算机网络改造。在计算机网络当中,应该利用IP地址以及设备的名称对设备实现标识,从基础设备上来有效的提高计算机网络的安全性。在拓扑结构模型之中,其核心点是实现媒介与硬件设备的链接,以此来完成设备与媒介之间的链接有效性。

第二种是攻击模型,目前影响计算机网络安全的要素表现出多样化,其中以黑客攻击为主,因此,为了提高计算网络的安全性,应该以黑客攻击路线为出发点,对计算网络的访问权限、攻击属性等要素进行分析与加强。从访问权限出发,对系统管理员所管理的用户信息以及资源种类记性全面监控,实现对管理员的网络信息保护;对各个层次之间的管理内容进行监控,控制底层访问权限,增加防火墙的信任度;建立木马、病毒防患,加强对黑客攻击的防护,建立有效的保护模型,强化弱点。

3.2 网络安全技术发展

在网络安全模型的基础上,通过分析云计算本身的技术特点,实现内部风险控制,这就要求网络技术应该在云计算层面上以及安全管理制度层面上都要提出相应的改进,并制定相应的防范体制。

第一,根据网络云端技术处理特点,建立科学合理的云服务制度。应该根据云服务运行环境与要求,加强政府在其中所发挥的作用,建立相应的安全制度,提供知识、技术、信息以及知识产权的保护,建构完整的第三方审计系统,制定合理的评估体系与指标,应该根据SSAE16标准来制定云计算安全服务标准。

第二,网络技术中的云计算技术作为一种新型技术,其中依然存在着一些问题,技术上的缺陷决定了云计算技术存在缺陷,这就要求从技术领域出发,更新云计算技术。在云计算中,普通的技术很难实现对云数据的保护,尤其是加密技术,因此,云计算领域中的加密技术必须是一种更为复杂,难以破解的冗长密钥,它可以保证云计算中的数据安全,为用户提供有效的数据存储与迁移环境。利用相关技术,建立独立的密钥备份系统,恶意保证密钥完整。

第三,在现有网络技术的基础之上,建立有效的动态监控体系,对网络服务器中数据的变化进行动态的监控,防止第三方的恶意攻击与窃取,并要建立一套完整的事前、事中以及事后监控体系。网络监控系统要保证对云攻击的探测与化解,防止信息泄露。

第四,根据网络的实际运行效果建立完整的评估体系,网络运行的效果评估必须建立在对其潜在的安全因素监控与测试之上,尤其是对网络运行系统环节中存在的潜在风险。

4 结论

数控技术的现状和发展 篇10

1 网络安全技术的发展现状

网络安全技术发展到今天的地步,已经成为大量信息的源头和集散地。网络安全技术的开放共享使得网络安全技术成为新业务、新思维的集散地,P2P、播客、CDMA、电子商务、社区等新的应用形式层出不穷。此外,网络安全技术也是酝酿新一代科技的源头,WEB4.0、P2P、多媒体速发等新技术不断出现。

计算机网络安全技术接口虽能比较有效地控制网络数据,然而有效性(MCD,服务质量)低下,宽带不够快捷,还不支持电话和实时图像功能,网络安全技术接口的安全性还很低。如图1所示。

目前,几乎所有的企业用户都已在研发、制造、管理和销售等部门建立了完善的网络协同环境,并将关键业务从线下转移到线上。因此,计算机网络的安全问题变得十分重要。笔者在本文中将以影响计算机网络安全的主要因素为突破口,重点分析、归纳各种不利于计算机网络安全运行的防范措施,从不同角度透析影响计算机网络安全的各种情况,帮助读者做到心中有数,并将不利因素解决在萌芽状态,确保企业计算机网络的安全管理与有效运行。

此外,由于用户数量多,网络结构和应用环境也十分复杂,网络故障因而极为普遍,故障的种类也很多。如果把网络故障进行归类,那么无疑有助于迅速而准确的寻求故障根源,消除网络故障。

2 影响计算机网络安全的主要因素

为了全面和彻底地消除计算机网络中的安全隐患,必须首先分析和总结影响计算机网络安全的主要因素。

1)网络系统在稳定性和可扩充性方面存在问题。由于系统设计不规范、不合理,或者缺乏安全性考虑,因而使其安全性受到影响。

2)网络硬件的配置不协调。一是文件服务器。它是网络的中枢,其运行稳定性和功能完善性直接影响网络系统的质量。网络应用的需求没有引起足够的重视,设计和选型考虑欠周密,从而使网络功能发挥受阻,影响网络的可靠性、扩充性和后续的升级换代。另一方面是网卡选配不当,导致网络不稳定。

3)缺乏安全策略。许多站点在防火墙配置上无意识地扩大了访问权限,忽视了这些权限可能会被其他人员滥用。

4)访问控制配置的复杂性,容易导致配置错误,从而给他人以可乘之机。

5)管理制度不健全,网络管理、维护任其自然。

6)局域网大部分用于资源共享,由于共享资源的“数据开放性”,导致数据信息容易被篡改和删除,数据安全性较低,如“网络钓鱼攻击”,最常用的手法是冒充知名网站骗取用户的敏感数据。以往此类攻击往往伪装成大型或著名网站,但由于大型网站反应迅速,而且所提供的安全功能不断增强,网络钓鱼已越来越多地把目光对准了较小的网站。同时由于用户缺乏数据备份等数据安全方面的知识和手段,因此会造成经常性的信息丢失。

网络核心技术本来是为了解决和适应计算机网络安全技术之间的连接而提出和发展起来的。由于网络核心技术可以解决用同一编码格式表示话音、数据、各种图像信号,从而将各种信号在同一网络上传输的难题,同时具有在当前网络和下一代网络安全技术上也能传输的优点,因此,网络核心技术必然成为当前网络向下一代网络安全技术过渡的最合理的技术。

虽然网络安全技术目前还存在很多缺陷,比如根据网络核心技术的许多协议还并不成熟,网络的服务质量(MCD)还不高,但是这些都属于网络核心技术发展中的问题,这些问题必然会在发展的过程中得到解决。基于网络核心技术的话音、数据和图像等业务在整个网络业务中的比例在不断提高,IP化核心技术取代传统的网络交换技术,这已经是未来的趋势。

3 网络安全技术的防范措施

网络病毒的防范。在网络环境下,病毒传播扩散快,仅用单机防病毒产品已经很难彻底清除网络病毒,必须有适合于局域网的全方位防病毒产品。校园网络是内部局域网,就需要一个基于服务器操作系统平台的防病毒软件和针对各种桌面操作系统的防病毒软件。如果与互联网相连,就需要网关的防病毒软件,加强上网计算机的安全。如果在网络内部使用电子邮件进行信息交换,还需要一套基于邮件服务器平台的邮件防病毒软件,识别出隐藏在电子邮件和附件中的病毒。所以最好使用全方位的防病毒产品,针对网络中所有可能的病毒攻击点设置对应的防病毒软件,通过全方位、多层次的防病毒系统的配置,通过定期或不定期的自动升级,使网络免受病毒的侵袭。

漏洞扫描系统。解决网络层安全问题,首先要清楚网络中存在哪些安全隐患、脆弱点。面对大型网络的复杂性和不断变化的情况,仅仅依靠网络管理员的技术和经验寻找安全漏洞、做出风险评估,显然是不现实的。解决的方案是,寻找一种能查找网络安全漏洞、评估并提出修改建议的网络安全扫描工具,利用优化系统配置和打补丁等各种方式最大可能地弥补最新的安全漏洞和消除安全隐患。在要求安全程度不高的情况下,可以利用各种黑客工具,对网络模拟攻击从而暴露出网络的漏洞。

配置防火墙。利用防火墙,在网络通讯时执行一种访问控制尺度,允许防火墙同意访问的人与数据进入自己的内部网络,同时将不允许的用户与数据拒之门外,最大限度地阻止网络中的黑客来访问自己的网络,防止他们随意更改、移动甚至删除网络上的重要信息。防火墙是一种行之有效且应用广泛的网络安全机制,防止Internet上的不安全因素蔓延到局域网内部,所以,防火墙是网络安全的重要一环。

Web,Email,BBS的安全监测系统。在网络的www服务器、Email服务器等中使用网络安全监测系统,实时跟踪、监视网络,截获Internet网上传输的内容,并将其还原成完整的www、Email、FTP、Telnet应用的内容,建立保存相应记录的数据库。及时发现在网络上传输的非法内容,及时向上级安全网管中心报告,采取措施。

采用入侵检测系统。入侵检测技术是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未授权或异常现象的技术,是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。在入侵检测系统中利用审计记录,入侵检测系统能够识别出任何不希望有的活动,从而达到限制这些活动,以保护系统的安全。在校园网络中采用入侵检测技术,最好采用混合入侵检测,在网络中同时采用基于网络和基于主机的入侵检测系统,则会构架成一套完整立体的主动防御体系。

利用网络监听维护子网系统安全。对于网络外部的入侵可以通过安装防火墙来解决,但是对于网络内部的侵袭则无能为力。在这种情况下,我们可以采用对各个子网做一个具有一定功能的审计文件,为管理人员分析自己的网络运作状态提供依据。设计一个子网专用的监听程序。该软件的主要功能为长期监听子网络内计算机间相互联系的情况,为系统中各个服务器的审计文件提供备份。

总之,网络安全技术是一个系统的工程,不能仅仅依靠防火墙等单个的系统,而需要仔细考虑系统的安全需求,并将各种安全技术,如密码技术等结合在一起,才能生成一个高效、通用、安全的网络安全技术系统。

4 未来网络安全技术发展的趋势

1)网络安全技术产业链要转变成生态环境

随着网络安全技术的不断发展进步和跨界融合的不断进行,网络安全技术的概念都发生了巨变,这就使得网络安全技术产业链逐渐变化。网络安全技术链中不断出现新的进入者,开发商在选择战略伙伴时也将突破原来的旧思维,代替原先的那种“谁有钱就跟谁结盟”的思维,战略伙伴也将成为计算机产业链中无法取代的重要因素,广告代理公司等也都成为新的合作伙伴,合作伙伴的背景将越来越复杂,它们在产业链的各个环节上扮演重要角色。产业链日益复杂,使得计算机产业从价值链时代向生态环境时代进化。

伴随着计算机行业的融合和计算机产业的不断成长,产业价值链不断地发生着裂变和分化,聚合和重组,价值链的结构越来越复杂,参与者之间的竞合关系也日益错综复杂,我们慢慢地就无法再用“价值链条”而必须改用“生态网络”来描绘这种状况。

生态环境时代有生态环境时代的生存法则:没有任何环节是绝对不可替代的,参与者的价值取决于他对整个生态环境的影响力;生态环境的变化速度远快于从前,参与者必须对产业未来的变化有敏锐的洞察能力和足够的适应能力。

2)在标准方面,基于SIP的MSDN是目前比较完善的体系结构,标准组织ETSI、ITU-T等已经有固定领域应用IMS架构的明确倾向,以后的固定NGN的多媒体域网络架构,将可能在基于MSDN架构基础上发展。同时,ITU-T、ETSI所定义的NGN业务需求包括了计算机、信息、娱乐等业务,移动性已经成为固定NGN的一个重要需求,NGN网络将在IMS架构基础上扩展支持固定接入。

3)网络安全技术优化向智能化、自动化方向发展

网络安全技术优化是一个长期的过程,贯穿于网络发展的全过程。网络优化通过参数采集、统计数据分析、信令跟踪、测试信息采集分析等多种手段对整个网络安全技术进行综合分析,查明网络存在的问题,通过调整网络的软、硬件配置,使整个网络运行达到最佳状态,使有限的资源得以高效利用。随着网络优化工作的进一步发展,网络优化的工具和手段不断向人工智能和专家系统的思想和技术发展,出现了网络分析、规划和优化工具软件,通过引入智能决策支持系统,建立合理的无线网络优化知识库,运用有效的推理机制,可以针对网络存在的某些运行和服务的质量问题,向网络优化人员提供合适的问题解决方案建议,还可以对所给出的方案进行必要的数据分析,做出相应的解释说明。

因此,基于MDHN架构扩展支持固定网络接入需求和未来网络的各种业务需求,以便实现未来固定、移动网络在核心业务控制层的共享和融合,并提供对高层多种业务的支持已经成为固定NGN网络的发展方向。

虽然基于IMS的固定NGN已经成为未来网络安全技术发展趋势,但是,要真正付诸实施,则还存在若干关键问题没有解决,比如在网络融合的整体架构、控制层组网和路由体系、业务层体系架构和承载网服务质量、网络管理等诸多关键问题上还未成熟。

4)向大容量网络发展随着互联网业务的飞速增长,以IP为主的数据业务对路由器、交换机的处理能力及容量提出了更高的要求。据有关专家预测,每过10个月,互联网骨干链路的带宽就增长一倍。能否有效地支持和处理这种高速增长的业务需求是计算机网络发展的关键。为满足数据、语音和图像综台承载的业务需求,IP网络应具有高速的包转发和处理能力、强大的VPN组网能力以及完善的质量保证机制,这些都使得网络设备向超大容量方向发展,由现在的吉比特路由器向太比特路由器过渡。为实现路由器设备的超大容量化,主要应采取如下措施:越来越多的使用基于硬件的交换和分组转发引擎,原来由软件实现的功能可通过硬件实现,大大提高了系统性能;采用并行处理方式,如由大容量交换矩阵替代共享式总线,由若干微处理器和相关硬件处理器构成的网络处理器结构,均已得到普遍共识;提高接口密度和接口带宽,有助于降低对空间资源的占用。高速接口速率已从STM5上升到STM7,最后又掀起向STM8升级的浪潮。

5 总结

进入21世纪以来,新一轮信息技术革命潮流逐步形成,这就要求对未来网络安全技术的正确认识并进行相关部署,对指导今后的研发工作至关重要。在“物联网”、“三网融合”等即将展开的大潮流下,立足先进无线技术研究中心的研发基础,有针对性地开展技术攻关,为中科院计算所在未来的信息技术变革中占领制高点做出卓越贡献。

摘要：随着计算机网络技术的飞速发展,尤其是互联网的应用变得越来越广泛,在带来了前所未有的海量信息的同时,网络的开放性和自由性也产生了私有信息和数据被破坏或侵犯的可能性,网络信息的安全性变得日益重要起来,已被信息社会的各个领域所重视。该文先研究网络安全技术的发展现状,分析影响网络安全技术的因素,最后研究网络安全技术的发展趋势。该文先分析了网络安全技术的发展现状,提出了未来网络安全技术发展的一些核心问题和发展特点研究,并结合当前的实际对未来网络安全技术的发展趋势进行了展望。

关键词：网络安全技术,发展现状,发展趋势,产业链

参考文献

[1]王刚.网络安全技术的务实发展分析讨论[J].中国网络技术安全,2009(7,8,9).

[2]李伟成.新世纪中的网络安全技术与中国的发展策略考虑[J].网络技术科学,2009,17(3).

[3]旺有国.“杀手锏”、“产业链”问题及创新与发展策略[J].网络技术科学,2003(7).

[4]王学彬.网络安全技术问题及其发展策略思考[J].中国数据网络技术,2008(1,2).

数控技术的现状和发展 篇11

关键词：胶管编织机 技术水平 现状 发展

中图分类号：TQ336.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（c）-0023-01

1 胶管编织机的市场需求情况

据不完全统计，国内生产胶管厂家达到200余家，其中国有大型橡胶厂就有30余家。从80年代开始这些国有大橡胶厂陆续引进国外胶管设备，如从美国引进的有可提高钢丝合股质量的钢丝合股机、ROCKWELL公司的WSW-Ⅲ型四盘钢丝胶管精密编织机、225-Ⅱ型和RB-2型编织机及Mayer公司的MR-Ⅰ和ME-Ⅱ型编织机。

胶管市场需求不断增加，各生产企业不断扩大生产规模。为提高编织胶管的产量，胶管生产厂家只能采取如下方法来解决：（1）扩大场地，增加现有规格的编织机数量；（2）在没有多余场地、资金紧张的情况下，一天24 h不停机工作，对编织机的质量提出较高要求；（3）购置高转速的编织机来取代现有低速编织机。一般企业倾向于购置高转速的编织机，目前，我国胶管纺织机生产企业只能生产低速编织机，难以满足企业需求。

2 胶管编织机生产和技术水平现状

国内生产胶管设备属于传统生产设备。所谓传统胶管生产设备是指用于生产工业和农业生产中常用的钢丝、棉线编织胶管，夹布胶管的设备，编织机为GBG型属低速型。低速式钢丝、棉线编织机型号规格共有十来种，有立式和卧式两种形式，最大锭数为64锭，编织直径最大180 mm钢丝胶管，这种编织机在国内制造使用有40余年的厂史，虽然对机器有所改造，仍有转速低，噪音大和编织质量差的缺点。生产编织机的厂家在国内共有几家，据调查了解，建国以来生产编织机只有上海大中华机制厂一家，编织机技术图纸资料是从英国引进的。1962年开始由化工部定点辽宁橡塑机械厂（此企业原在沈阳）生产编织机，上海大中华机制厂所有技术资料转让于该企业，成为该企业主导产品，也是当时国内独一家生产编织机企业，已有40余年生产历史。从改革开放以来，据了解国内又有几家生产胶管设备，辽宁省内就有两家，南方也有一两家生产，均属个体小批量生产，国内知名度比较低。国内产品水平与国外先进机型相比，已明显落后，制造技术急需更新换代，提高产业整体水平。

3 国外胶管编织机的技术水平

目前，国际上生产开发中高速编织机是主流趋势。如韩国的一家企业开发GBG-SW型胶管编织机，该机属于中速，是我国现有产品编织速度的2.4倍，可提高胶管生产能力180%。

该机的关键技术是编织机的编织机构，在编织机构上，装有若干个锭子分两部分沿顺、逆时针两个方向交叉运行。与国产机型相比，其运行原理相同，均采用“五月柱”式原理，锭子运行轨迹为正弦曲线形，但其结构有很大区别。国产编织机的轨迹盘采用整体式，拨齿轮组件采用组合式，该结构精度低，锭子与轨迹盘间无配合可言，间隙很大。锭子运行不平稳，转数低。本新产品采用了分体式轨迹盘，整体式的拨齿轮组件。锭子与轨迹盘的配合采用了精度配合。锭子可以平稳地运行。提高了锭子运行速度，该结构是“五月柱”式原理在设计上的一个巨大的突破，为提高编织速度，垫定了坚实的基础。

产品技术指标：

（1）编织胶管直径 50～100 mm

（2）结构形式 卧 式

（3）最大生产速度 139.8 m/h

（4）锭子转速 23.3 r/min

（5）编织节距 10～100 mm

（6）编织角度 54°44′

（7）钢丝线径 0.3～0.5 mm

（8）锭子张力 3.5～12 kg

（9）电机功率 11 kW

（10）电机转速 970 r/min

韩国的这家企业开发的胶管编织机具有效率高，编织质量好的优点，从20锭可扩大到48锭的编织机直径范围，锭子转速可以达到37.5 r/min，最大生产速度可达到225 m/h。机型在国内处于领先水平，是我国现产品编织速度的2.4倍，可提高胶管生产能力180%。上述机型是国内特别是本企业发展方向，是国内各大橡胶厂需要急待开发的设备。

4 加强技术合作与创新，研发中、高速编织机

中高速编织机是国产钢丝编织机的换代产品，市场前景非常看好。目前，全国几百家软管企业所使用的钢丝编织机有90%以上都是国产钢丝编织机，10%以下为进口钢丝编织机。大部分软管企业迫切需要对原机进行更新换代。但是进口编织机的价格昂贵，用户难以接受。

为改变我国胶管编织机生产技术落后局面，我们应积极开展国际技术合作，引进美、韩等国的先进制造技术，加大技术研发投入，对国外先进技术进行消化吸收再创新，掌握自主知识产权，从而在技术研发方面占据优势地位，为我国胶管编织机行业的健康快速发展提供强大的技术支撑。

参考文献

[1]刘玉田.我国胶管行业现状、技术创新及发展预测[J].中国橡胶，2002（2）：3-7.

[2]高新文.橡胶型氯化聚乙烯与丁腈橡胶共混体系的研究及应用[D].青岛科技大学，2009.

数控技术的现状和发展 篇12

1 超高速切削技术的优越性

在现代工业科学技术的不断发展进步中, 高速与超高速切削刀具与机床设备等关键技术取得了突破性的进展, 使得朝高速切削工艺逐渐走向成熟。超高速切削工艺技术不断进步, 切削速度范围不断扩展, 在实际的生产应用过程中, 铝合金的超高速切削速度已经能够达到每分钟1 500m~5 500m, 铸铁的超高速切削速度为每分钟750m~4 500m, 普通刚的切削速度为每分钟600m~800m, 给进速度达到每分钟20m~40m。随着现代工艺的发展, 超高速切削的技术还在不断发展, 实验室中铝合金的切削速度已经超过了每分钟6 000m, 给进加速度已经能够达到3倍重力加速度。超高速切削的具体特点与优势包括以下几点。

1.1 可提高生产效率

在机床加工的切削过程中, 生产效率的提高是核心。而生产效率的主要影响因素包括加工系统的自动化程度、机床机械的动作时间与辅助加工时间。根据文献资料, 机床主轴给进与转动的速度大幅度提高, 使得加工时间减少一半, 从而简化了机床的机械结构, 减少了1/4的零件数量, 简化了维护的过程。

1.2 可获得较高的加工精度

现代机械技术的发展, 减少了1/3以上的切削力, 使得工件的加工精度增加。由于减少了变形程度, 降低了切削热量向工件的传导, 能够使工件的温度加热程度减少, 减少了热变形程度, 从而提高了加工精度。在大型薄板件、框架见、薄壁槽型件的加工过程中, 要实现加工过程的高效率与高精度, 主要的有效加工方式即为超高速切削。

1.3 能获得较好的表面完整性

生产效率不断提高的工艺改进中, 能够实现进给量的减少, 以较小的进给量增加加工表面的光滑程度, 同时切削力改变幅度降低且减少切削力的作用, 工艺系统的固有频率相比机床激振频率小很多, 所有振动对加工工件表面质量的影响较小, 切削热传人工件的比率大幅度减少, 加上表面的受热时间短, 切削温度低, 加工表面可保持良好的物理力学性能。

2 超高速磨削技术的现状与发展趋势

20世纪60年代初, 高速磨削的砂轮速度曾一度达到90m/s, 但更多的还是在45m/s~60m/s之间使用。20世纪70年代初, 高速磨削在各工业发达国家得到较快的发展, 砂轮圆周速度基本达到80m/s~90m/s, 少数磨床砂轮线速度达到120m/s。高速磨削作为最早开发应用的一种高效磨削技术曾风靡一时, 但是, 高速磨削并未按原先预料的方向发展。通过研究, 高速磨削时, 一方面由于磨屑厚度变小, 磨削能会增加, 磨削热增加;另一方面磨削液难以进入磨削区, 使传入工件的热流比例增大。这就使工件受热变形和表面烧伤等成为限制砂轮速度进一步提高的主要因素。此外, 早期的高速磨削技术在当时技术水平下还受到了普通砂轮的强度、普通磨料的耐磨性、机床结构和成形砂轮修整等多方面因素的制约。高速磨削技术在一段时间内发展缓慢, 只是在对磨削温度没有限制的高效磨中, 砂轮速度发展到120m/s。在20世纪50年代末, 德国的ELB磨床公司首创了另一种高效磨削加工方法——缓进给磨削, 即砂轮的线速度保持普通磨削时的水平, 而加大切削深度, 降低工件进给速度, 使砂轮像铣削那样工作, 从而提高材料去除率, 获得磨削的精度和表面粗糙度。缓进给磨削几乎是同高速磨削同时发展起来的一种高效磨削技术。自1963年缓进给磨削机床正式投入工业应用以来, 一直受传统砂轮速度 (u。<35m/s) 的限制。人们普遍认为高砂轮速度不适合于深磨场合, 因为砂轮速度的提高会引起磨削温度上升, 导致磨削烧伤的危险性增加。

1979年, 德国的P.G.Wemer博士预言了高效深磨区存在的合理性, Wemer在试验基础上将缓进给磨削的深磨机制推广到高速磨削领域, 提出了高效深磨的新概念。该磨床成功应用于螺杆齿轮、丝杠、工具沟槽、转子槽、齿槽等零件的机械加工中, 用磨削加工代铣加工。在这种情况下, 外界才真正开始意识到HEDG技术的巨大能量, 并受到全世界的极大关注。HEDG技术将传统的磨削加工工艺提高到了难以想象的程度, 材料去除率Q+达到50-1000m3/ (mm·s) , 磨削比一般在20 000以上。这种技术能够实现零件毛坯到成品的直接加工, 同时结合粗加工与精加工, 与传统铣削、车削加工工艺相比较, 极大程度提高了加工效率、缩短了加工时间。HEDG真正使磨削实现了高效优质的结合, 因而被誉为磨削技术发展的高峰。近年来, 随着人造金刚石和立方氮化硼超硬磨料砂轮的推广应用和高速磨削机制研究的进一步深入, 高速磨削得以再度兴起, 并实现了砂轮线速度高于普通磨削5倍~6倍的超高速磨削。20世纪80年代末期, 市场上已出现了80m/s~120m/s的磨床, 实验室的磨削速度已达230m/s。德国居林公司已制造出砂轮线速度为14m/s~160m/s的CBN磨床, 现在工业上实用磨削速度已达到了150m/s~250m/s, 实验室中达到400m/s, 并表现出非常优异的磨削效果。

3 结论

超高速切削对机床结构的要求是最基本的关键技术, 其技术包括直线驱动告诉进给系统、主轴结构改进单元、数字控制与伺服驱动的高性能系统、超高速切削刀具技术工艺与配套系统、实时监控系统、稳定的安全装置、高效的冷却系统、高阻尼和高刚度的机床床体结构、方便可靠的换刀装置、良好的动态特性和热特性。

此外, 超高速切削工艺也非常重要, 忽视这点也很难实现高速与超高速切削。

参考文献

[1]宋昌才.高速机床与高速切削在现代机械加工中的应用[J].新技术新工艺, 2002 (9) :2-5.