【正文】 表面工程技術是通過運用各種物理、化學或機械工藝工程等手段，達到改變基體表面狀態(tài)、化學成分、組織結構和應力狀態(tài)等，從而使其具有某種特殊性能并能滿足某種使用要求的一項應用技術。2．綠色制造的內涵及體系結構綠色制造的內涵包括綠色資源、綠色生產過程和綠色產品3項主要內容和2個層次的全過程控制。④ 全新的生產概念。③ 柔性。精益生產則追求完全的目標，低成本、無廢品、零庫存和產品多種多樣，而且永無止境地提高，不斷奮斗。管理者、設計者、制造者、支持者（質量、銷售、采購、維護等）以至用戶集成為一個協(xié)調的整體。 圖710 超聲電解復合拋光原理圖 圖711 超聲電火花復合拋光原理圖* 現(xiàn)代制造生產模式 并行工程1．并行工程的概念 長期以來，人們一直采用串行工程的方法從事產品的研制和開發(fā)。在加工過程中，電解作用與磨削作用交替進行，其中電解作用是主要的，最后達到加工要求。經過三十多年的開發(fā)，現(xiàn)已發(fā)展成為能夠切削復雜的三維形狀的工藝方法。通過調整加速電壓，可以得到不同速度的離子束，以實現(xiàn)不同的加工?？刂齐娮邮芰棵芏鹊拇笮『湍芰孔⑷氲臅r間，可達到不同的加工目的。其中相變硬化和熔凝處理的工藝技術趨向成熟并產業(yè)化。按工藝過程中工具與工件相對運動的特點和用途不同，電火花加工可大體分為電火花成型加工、電火花線切割加工、電火花磨削加工、電火花展成加工、非金屬電火花加工和電火花表面強化等。 幾種典型的特種加工技術1．電火花加工電火花加工是在一定的液體介質中，利用脈沖放電對導電材料的電蝕來蝕除材料，從而使零件的尺寸、形狀和表面質量達到預定技術要求的一種加工方法。③ 加工過程中的機械力不明顯，工件很少產生機械變形和熱變形，有助于提高工件的加工精度和表面質量。將兩種以上的熱處理方法復合起來，比單一的熱處理具有更多的優(yōu)越性。② 表面覆層技術 表面覆層技術是指通過應用物理、化學、電學、光學、材料學、機械學等各種工藝手段，用極少量的材料，在產品表面制備一層保護層、強化層或裝飾層，以達到耐磨、耐蝕、耐（隔）熱、抗疲勞、耐輻射、提高產品質量、延長使用壽命的目的。封接技術影響到整個微系統(tǒng)的功能和尺寸，可以說是微機械系統(tǒng)的關鍵技術。如美國的研究人員正在用該技術制造雙向光纖維通信所必需的微型光學調制器，通過巧妙的光刻技術制造芯片，做一塊只需幾美分，而過去則要花5000美元。 圖72 電解在線修銳法 圖73 電火花修整法此外，尚有超聲波修整法、激光修整法等，有待進一步研究開發(fā)。（2）超精密磨削砂輪的修整砂輪的修整是超硬磨料砂輪使用中的一個技術難題，它直接影響被磨工件的加工質量、生產效率和生產成本。金剛石摩擦系數(shù)小，～，如切削條件正常，刀具磨損極慢，刀具耐用度極高。（3）超精密加工～、～，如金剛石刀具超精密切削、超精密磨料加工、超精密特種加工和復合加工等。（2）切削加工速度迅速提高隨著刀具材料的發(fā)展和變革，在近一個世紀時期內，切削加工速度提高了一百至數(shù)百倍。（2）廣泛性傳統(tǒng)制造技術通常只是指將原材料變?yōu)槌善返母鞣N加工工藝；而現(xiàn)代制造技術則貫穿了從產品設計、加工制造到產品銷售及使用維護的整個過程，成為“市場—設計開發(fā)—加工制造—市場”的大系統(tǒng)。（5）零件毛坯成型在向少、無余量方向發(fā)展零件毛坯成型是機械制造的第1道工序，有鑄造、鍛造、沖裁、焊接和軋制等常用工藝。① 極高的硬度、耐用度和彈性模量，以保證刀具有很長的壽命和很高的尺寸耐用度。圖中A為極限臨界點，在A點以上被加工材料將堆積起來形成切屑，而在A點以下，加工材料經彈性變形形成加工表面。① 車削法用單點、聚晶金剛石筆、修整片等車削金剛石砂輪以達到修整的目的。下面分別介紹微機械基本特征與微細加工工藝方法。① 超微機械加工用超小型精密金屬切削機床和電火花、線切割等加工方法，制作毫米級尺寸以下的微機械零件是一種三維實體加工技術，加工材料廣泛，但多是單件加工、單件裝配，費用較高。利用其探針的尖端可以俘獲和操縱分子和原子，并可以按照需要拼成一定的結構，進行分子和原子的裝配制作微機械，這是一種納米級微加工技術，是一種從物質的微觀角度來構造、制作微機械的工藝方法。如鋅浴淬火，實質上它是一種淬火與鍍鋅相結合的復合處理工藝。③ 解決各種精密的、有特殊要求的零件加工問題，如航空航天、國防工業(yè)中表面質量和精度要求都很高的陀螺儀、伺服閥以及低剛度的細長軸、薄壁筒和彈性元件等的加工。工具電極由自動進給調節(jié)裝置控制，以確保工具與工件在正常加工時維持一很小的放電間隙（～）。當激光照射到工件表面時，光能被工件吸收并迅速轉化為熱能，光斑區(qū)域的溫度可達10000℃以上，使材料熔化甚至汽化。激光焊接一般無需焊料和焊劑，只需將工件的加工區(qū)域“熱熔”在一起即可。噴氣發(fā)動機上的冷卻孔和機翼吸附屏的孔，其孔徑微小，孔數(shù)巨大，達數(shù)百萬個，最適宜用電子束打孔。這就是近代發(fā)展起來的納米加工工藝。② 高壓水束不會變鈍，各個方向都有切削作用，使用水量不多；加工時不需要進刀槽、孔，工件上任意一點都能開始和結束切削，可加工小半徑的內圓角；與數(shù)控系統(tǒng)相結合，可以進行復雜形狀的自動加工。被去掉鈍化膜的表面迅速產生陽極溶解，溶解下來的產物不斷被電解液帶走。這種生產方式是將時間上先后的知識處理和作業(yè)實施過程轉變?yōu)橥瑫r考慮和盡可能同時處理的一種作業(yè)方式，如圖713所示。④ 技術集成。③ 在生產制造過程中實行“拉動式”的準時化生產，把上道工序推動下道工序生產變?yōu)橄碌拦ば蛞罄瓌由系拦ば蛏a，杜絕一切超前、超量生產。企業(yè)針對競爭規(guī)則及手段的變化、新的競爭對手的出現(xiàn)、國家政策法規(guī)的變化、社會形態(tài)的變化等作出快速反應的能力。（2）敏捷制造是虛擬制造系統(tǒng)敏捷制造系統(tǒng)是一種以適應不同產品為目標而構造的虛擬制造系統(tǒng)，其特色在于能夠隨環(huán)境的變化迅速地動態(tài)重構，對市場的變化作出快速的反應，實現(xiàn)生產的柔性自動化。（2）產品的綠色度綠色度是衡量產品滿足上述特征的程度，目前還不能定量地加以描述。（4）現(xiàn)代制造生產模式是應用推廣先進制造技術的組織形式。③ 回收處理的綠色度。企業(yè)組織是動態(tài)的，傾向于分布化，講究輕薄和柔性，呈扁平網狀結構。簡化過程，不斷改進過程；提倡以“人”為中心，用分散決策代替集中控制，用協(xié)商機制代替遞階控制機制：提高經營管理目標，精益求精，盡善盡美地滿足用戶的特殊需要；敏捷企業(yè)強調技術和管理的結合，在先進柔性制造技術的基礎上，通過企業(yè)內部的多功能項目組與企業(yè)外部的多功能項目組—虛擬公司把全球范圍內的各種資源集成在一起，實現(xiàn)技術、管理和人的集成。因此，敏捷制造的企業(yè)，其敏捷能力應當反映在以下6個方面。（2）逆境中的拼搏精神精益生產方式是市場競爭的產物，來自于逆境中的拼搏精神。（3）協(xié)同特征并行工程特別強調團隊設計小組的協(xié)同工作（Teamwork）。超聲電火花拋光的工作原理如圖711所示。下面簡單介紹幾種復合加工。④ 離子注入離子注入是采用5～500keV能量的離子束，直接轟擊被加工材料。4．離子束加工離子束加工的原理與電子束加工基本類似，也是在真空條件下，將離子源產生的離子束經過加速后，撞擊在工件表面上，引起材料變形、破壞和分離。如火箭發(fā)動機和柴油機的噴油嘴、化學纖維的噴絲板、鐘表上的寶石軸承和聚晶金剛石拉絲模等零件上的微細孔加工。固體激光器中常用的工作物質除了釔鋁石榴石外，還有紅寶石和釹玻璃等材料。圖74 電火花加工原理圖由上可見，進行電火花加工必須具備3個條件：必須采用脈沖電源；必須采用自動進給調節(jié)裝置，以保持工具電極與工件電極間微小的放電間隙；火花放電必須在具有一定絕緣強度（103～107W④ 聲能與機械能作用方式：超聲波加工（USM）。這種技術具有靈活性和重復性，可低溫操作，是一種快速和可控的方法，通常用于高度精密表面處理以及普通技術不能處理的一些表面。③ 復合表面處理技術 單一的表面處理技術往往具有一定的局限性，不能滿足人們對材料越來越高的使用要求。表面工程技術將成為21世紀的主導技術之一。干法腐蝕是利用等離子體取代化學腐蝕液，把基體暴露在電離的氣體中，氣體中的離子與基體原子間的物理和化學作用引起刻蝕。③ 能耗低，靈敏度和工作效率高 微機械所消耗的能量遠小于傳統(tǒng)機械的十分之一，但卻能以10倍以上的速度來完成同樣的工作，如5mm180。④ 電解在線修銳法該法適用于以鑄鐵纖維為結合劑的金剛石砂輪，應用電解加工原理完成砂輪的修銳過程。（1）超精密磨削砂輪在超精密磨削中所使用的砂輪，其材料多為金剛石、立方氮化硼磨料，因其硬度極高，故一般稱為超硬磨料砂輪。① 具有極高的硬度，其硬度達到6000～10000HV；而TiC僅為3200HV；WC為2400HV。目前，一般加工、精密加工、超精密加工以及納米加工可以劃分如下。 現(xiàn)代制造工藝技術 現(xiàn)代制造工藝現(xiàn)代制造工藝的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個方面?，F(xiàn)代制造技術不是以追求技術的高新度為目的，而是注重產生最好的實踐效果，以促進國家經濟的快速增長和提高企業(yè)的綜合競爭力。 超精密加工技術超精密加工是指加工精度和表面質量達到極高程度的精密加工工藝，從概念上講具有相對性，隨著加工技術的不斷發(fā)展，超精密加工的技術指標也是不斷變化的。（2）金剛石刀具的性能特征 目前超精密切削刀具用的金剛石為大顆粒（～，1克拉=200mg）、無雜質、無缺陷、淺色透明的優(yōu)質天然單晶金剛石，它具有如下的性能特征。超精密磨削的關鍵在于砂輪的選擇、砂輪的修整、磨削用量和高精度的磨削機床。③ 噴射法將碳化硅、剛玉磨粒從高速噴嘴噴射到轉動的砂輪表面，從而去除部分結合劑，使超硬磨粒凸出，這種方法主要用于修銳。② 性能穩(wěn)定、可靠性高由于微機械的體積小，幾乎不受熱膨脹、噪聲、撓曲等因素影響，具有較高的抗干擾性，可在較差的環(huán)境下穩(wěn)定地工作。濕