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數控加工技術可以簡便的改變相關工藝參數，因此在進行換批加工與研制新產品時非常方便。另外，像普通機床很難完成的加工復雜零件與零件曲面形狀等，利用數控加工技術都可以高質量量完成。數控加工技術采用模塊化標準工具，在換刀與安裝方面都節省了很多時間，同時對工具的標準化程度與管理水平都有較大的提高。
2數控技術在機械加工技術中的應用意義
（1）數控技術在機械加工技術中的應用
提高了機床的控制力近年來數控技術在機械加工技術中的應用，對機床控制力有了很大程度上的提高，進一步提高了機械加工的工作效率。采用數控技術來控制機床設備，充分發揮了機床設備的功能，同時使機床設備的操作更加簡單，通過在數控器上預先編制好機械加工的流程與操作方法，并由控制器依據相關數字信息來控制機床運行，不但保證了機械加工的質量，同時也使機床設備更具高效化。
（2）數控技術在機械加工技術中的應用
推動了汽車制造業的發展數控技術對進一步發展汽車制造業有很大的幫助，通過將數控技術應用到機械加工技術中以提高機械加工技術的有效，為進一步發展汽車制造業提供了技術保障，在汽車零件的加工中運用數控技術可有效提高生產率，同時強化了汽車進行機械加工的效果，使原本復雜的操作更加簡單，提高汽車零件加工生產的效率同時促使汽車制造業實現最大化收益。
3有效提高數控技術在機械加工技術中的應用效果
（1）重視對數控技術的應用
近些年來，數控技術雖已被廣泛應用到機械加工技術中，但是仍然有一部分企業內部對數控技術的應用缺乏足夠的重視。因此，要想進一步將數控技術融入到機械加工技術當中，首先就必須要讓企業的經營管理者充分認識到數控技術在機械加工技術中的重要意義，給予充分的重視。同時，積極組織數控技術相關知識的培訓，提高工作人員數控技術水平，結合數控技術的實際操作與理論知識，以便更好的發揮數控技術的優勢，提高機械加工的質量與效率。
（2）在機械加工過程中實現自動編程
一般在機械加工的過程中都是采用人工手動進行對生產制造圖樣與編寫零件加工程序單以及工藝過程進行確定，這樣不僅效率低且容易出現人為計算失誤。因此，應注重對數控技術有效性的應用，盡快實現自動編程，使用計算機來替代人工操作，不但可保證加工質量，同時提高機械加工制造的效率，實現人力與物力的合理化配置，為加工企業節約制造成本，進一步推動機械制造業的發展。
（3）合理改進并更新機械加工中的原有設備
在全球經濟發展的推動下，我國工業大力發展，數控技術被越來越普遍的應用到了機械加工技術中，而時代新形勢對機械加工的要求越來越高，因此，應當積極創新數控技術，大力倡導經濟型數控機床的發展，以保證數控機床的穩定性與高效性。同時，對機械加工中的原有設備應當進行合理改進，提升機械加工的技術水平，完善數控技術的應用，提高我國機械制造業的生產水平。
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車工技術實訓的主要內容包括：認識車床、端面的車削、外圓面的車削、臺階的加工，切槽與切斷加工，螺紋加工，二次裝夾加工，圖1的是實習加工的典型零件，包含各個主要練習內容。該零件的加工工藝主要包括：裝料，車平外端面，試切對刀，車外圓面，粗車大徑，精車大徑，粗車小徑，精車小徑，車倒角，車退刀槽，車外螺紋，卸料，二次裝夾，試切對刀，車外圓面，粗車二階，精車二階，倒角，切斷。
1.2實習教學安排
完整的整個實習周期需要42學時。其中理論教學8學時，由老師利用多媒體教學，讓學生對機床的構造和操作上有了基本的了解，其余時間教師現場示教、學生上機操作。實習安排如下：從大量學生的實際情況來看，多數錯誤發生在上機前期，尤其是由于機床操作不熟練造成的扎刀、撞刀、試切不準等錯誤屢見不鮮，故在正式加工之前，先使用工程塑料毛坯，供學生練習。尼龍棒是最常用的塑性毛坯材料，它具有良好的韌性、耐磨力強、耐油、抗震、拉伸、彎曲強度好，并具有吸水性小、尺寸穩定性好等特點，在加過程廢屑成帶狀，避免了因廢屑飛出的危害，減少了學生因進退刀錯誤，加工切削量過大等造成的事故發生。因為工程塑料彈性系數大，在車削螺紋中讓刀明顯，所以取消螺紋車削的內容，使用工程塑料進行車削的時間約為20學時，剩余12學時實踐時間用于金屬切削及螺紋車削的教學。
2仿真加工訓練的優點
2.1學生操作中的重點和難點
車工技術實訓主要是實踐性訓練，受學校資源限制，在實習過程中不能對學生實現一對一輔導，而學生在獨立操作時，往往容易忘記操作要點，產生誤操作。表2是學生常見的誤操及其后果。從表中可以看出，在車工技術操作中，很多錯誤操作的原因是很簡單的，雖然教師三令五申，但是總是難以避免。學生在實訓中出現的誤操作往往是由于心理原因，而采用工程塑料作為加工工件后，學生的畏難情緒明顯降低，減少恐懼心理增加了學生的自信心去嘗試把工件做出來。即便不小心勿操作了也可避免刀具或機床的損傷，減少人身傷害。所以使用尼龍圓棒進行加工，對降低誤操作的嚴重后果有著重大的意義。
2.2實驗室建設的經濟效益分析
我校在以往的實訓中，平均磨刀間隔時間為25工時，采用塑料工件后，平均磨刀間隔為100工時，刀具的年損耗量有之前的3000元/年降低到1000元/年。以往用金屬材料直接練習加工，對45號鋼材消耗較多，以4.5元/公斤技算，平均每個實訓周期下來消耗的材料約2500元，而采用尼龍塑料作為練習材料，用45號鋼作為成品加工，這樣節省練習的消耗，每個周期大約能節省1000元，大大的節省的實驗耗材的損耗，節約實驗成本。
3仿真加工存在的不足之處
當然，工程塑料作為一種典型的塑性材料，在金工實習中也有一定的不足之處。首先在加工過程中，由于工件材料塑性較大，會產生一系列不良的切削現象，如變形和讓刀現象明顯，導致加工尺寸誤差較大，影響表面粗糙度；加工產生切屑為帶狀切屑，即使在有斷屑槽的情況也不斷屑，常常會纏繞在刀具和工件未加工表面上，需要在加工結束后從工件上取下，影響操作者視線。其次，塑料的熔點較低，在加工過程中不能采用較大的切削參數，有時切削速度較大時，甚至會出現材料熔化的現象，特別是在切斷的工序，由于切削熱難以排出，積聚在已加工表面，斷面呈凸凹不平。另外南方夏季塑料會軟化，工藝系統的動剛度不足，直接表現就是在裝夾中圓跳動很大，而且很難消除。第三點是隱形的影響，工程塑料材質很軟，對加工工藝的要求比較寬泛，可能會養成某些學生的錯誤習慣，如用手指觸摸刀尖或工件表面等；在車削中用手撕扯切屑；單次背吃刀量偏大等等。以上種種弊端，一般可以通過后期的金屬車削教學及操作中得到糾正，對實訓操作影響不大。
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1.2輕金屬材料
1.2.1鎂
鎂合金擁有高比強度和高比剛度的優點，采用鎂進行汽車零件的制造能夠提升輕量化的效果。鎂的熔點較低，能夠回升再利用，消耗能源也較少。鎂合金的零件，尺寸較為穩定，抗震性更好。上世紀中葉，鎂合金價格較低，德國的眾多汽車都使用其作為汽車的結構零部件。近些年隨著研發的進程不斷發展，鎂合金的抗腐蝕性也得以提升。
1.2.2鈦
鈦的質量較輕，強度很高，有很強的耐腐蝕性。但是鈦的價格過于昂貴，在汽車上的應用較少。鈦的應用，能夠減輕汽車重量，節約能源，減輕震動，降低噪音，減少污染，延長汽車壽命，提升汽車的安全和舒適性能。目前，鈦的運用范圍是汽車的發動機及相關零部件。而這些零部件恰恰都是經常遭遇腐蝕，磨損的部分。由于高昂的價格，只有賽車制造商，鈦應用較為普遍。
2技術創新成形工藝
汽車制造中的鍛造、沖壓、鑄造，焊接等成形的加工工藝是核心的、基礎的技術。該工藝進行創新，不僅能降低制造的成本，對汽車質量進行提高，還能促進汽車輕量化的進程。
2.1液壓
液壓的成形，主要介質是流體，實現對金屬進行塑性。該工藝較普遍的是內高壓，將高壓液體充滿金屬管中，用模具進行施壓變形。這種工藝能夠實現經濟效益最大化，簡化模具的結構，縮短生產的周期，能夠制造更復雜的工件，極大的提升了汽車的性能———安全性，舒適性。
2.2剪裁和拼接
傳統的零件制造，毛坯材料較為單一，過程方便，但是不夠優化。當前為了優化材料的應用和工藝，開始對毛坯材料進行剪裁拼接，不同種類的毛坯通過焊接，熱處理等方式進行結合，產生不同的作用。極大的提升性能，最大的節省材料。
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1.2數控加工的內容
數控加工的內容有挑選適宜在數控機床上加工的零件,對數控加工方案進行確定;詳細繪制所加工零件的圖紙;確定數控加工的詳細流程,如具體工作的分工、工作的前后順序、加工器具的選擇與位置確定、與其他加工工作的銜接等;修正數控加工的流程;確定數控加工中的允許誤差;指揮數控機床上一些工藝部分工作等。
2數控加工的工藝設計
2.1數控加工的工藝設計特點
采用數控加工的工藝設計具有加工程序簡單,解放枯燥工作的勞動力等特點。改進了傳統機床工藝的工序繁多,勞動強度大的弱點。如此便使數控加工工藝設計形成了自身的獨特的特點。正常來講,數控加工的內容要比傳統機床加工的內容繁多。數控加工的內容非常精確、工藝設計工作十分邏輯明確。數控加工的工作效率非常高。零件在一道工序中能完成多項工作項目。而這些工作如果換成傳統工藝則需要多個步驟才能做好[1]。所以,數控加工具有工作效率高的特點。將傳統加工工作中的幾個步驟在數控加工工藝中濃縮成更少的工作步驟,這讓零件加工所需要的專業工具數量大幅下降,零件需要加工的工序和所用時間也節省出很了多,進而大大提高所加工產品的成品率和生產效率。此外,在普通機床加工時,很多具體的工藝問題如加工時各類工序如何分類和順序如何安排、每道工序所使用工具的形狀大小、如何切割、切割多少等,在實際工作中都是靠工作人員根據自己的多年工作經驗和習慣慢慢鍛煉成的純熟的技巧來解決的。傳統加工的工藝設計正常情況下不需要加工人員在設計工藝流程時做出過多的計劃,實際工作做好就可以了。而在數控加工時,每個實際工藝問題必須事無巨細的都考慮到,而且每一個細節都必須在程序編輯時編入完全正確的加工指令,其結果也會是非常精細,這是數控加工最大的特點。
2.2數控加工的工藝設計方法
工藝設計的任務就是明確零件的什么部位需要數控加工,經過什么流程,如何確定這些流程的前后順序等等。通常在數控加工時確定零件加工的工作步驟有如下幾種方法:按所使用的工作器具確定。為了減少切換工作器具次數,節省時間,可以采取將同一種工作器具集中使用的方法來確定工作步驟。在一個工序中使用同一個工作器具的全所有步驟率先集中,統一完成后然后再使用第二種工作器具進行該種工作器具所要加工的所有步驟,以此類推。平面孔系零件一般使用點位、直線操控數控機床來加工,制定加工的工作步驟時,著重于控制加工精度、成品率和加工所需時間。旋轉體類零件通常使用數控車床或磨床加工。在車床上加工時,一般加工成品冗余多,使用粗加工方法。數控車床上用到低強度加工器具加工細小凹槽的情況很頻繁,因此適于斜向進刀,一般不要崩刃。平面輪廓零件一般使用數控機床加工。方法上應該著重把控切入與切出的方向。使用直線和圓弧插補功能的數控機床在加工不規則零件的曲線輪廓時,一定要用最短的直線段或圓弧段來無限逼近零件輪廓,讓零件的誤差在合格的基礎上加工的直線段或弧段的數量最少為最佳方案[2]。立體輪廓零件:某些形狀的零件被加工時,由于零件的形狀和表面質量等多方面問題致使零件強度較差。機床的插補方法可以解決這一難題。在加工飛機大梁直紋曲面時,如果加工機床是三軸聯動便只能使用效率較低的球頭銑刀;如果機床是四軸聯動,則可以使用效率比球頭銑刀高的圓柱銑刀銑削。
2.3數控加工的工藝設計過程
數控加工的一般過程要經過閱讀零件,工藝分析,制定工藝,數控編程,程序傳輸。數控加工之前應該繪制好零件的加工設計圖稿。在數控機床上加工零件時,應該先按照之前繪制好的零件圖稿來分析零件的結構、材質、幾何形狀、大小和精度要求,并采用分析結果作為確定零件數控加工工藝過程的基礎。確定數控加工工藝過程,要先詳細了解零件數控加工的內容和原則;之后再設計加工過程,挑選機床和加工零件所需的器具,確定零件的加工位置和裝夾,確定數控加工中工作的步驟和順序,確定每個工作步驟中具體的工作器具的使用方法及切割大小;還需要填寫數控加工的工藝文件、加工程序及程序校驗等。通過實際的操作經驗總結,單純的按照之前設定的數控加工程序來實際操作加工零件依然存在很多缺陷。因為人力工作可能對程序的具體步驟和原理不夠明確,對編程人員的本意理解也不是很透徹,通常需要編程人員在零件加工時對加工人員進行現場的指導,這種情況對于零件數量較少的加工狀況還能勉強正常工作,但對于時間長、數量大的生產情況,就會生出很多問題。所以,編程人員對數控加工程序比較復雜和不易理解的部分進行適當的補充和說明的作用是不可小覷的,尤其是要針對那些需要長時間和大批量生產零件的數控加工程序特別關鍵。
2.4數控加工的工藝設計應注意的問題
在數控加工中一定要注意并且預防工作所使用的器具在工作中和零件等出現不必要的摩擦,所以一定要明確的強調工作人員數控加工的工藝設計編程中的加工器具的加工路線,使加工人員在加工前就都清楚明了的知道加工路線[2]。與此同時還應該設置好夾緊零件的位置,如此便可以減少不必要的問題出現。除此之外,對于某些程序問題需要調整程序及加工器具路線和位置時必須事先告知操作人員,以防出現不必要的問題。
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本工程是一座以灌溉為主的，并同時用來水產養殖和防洪的綜合開發利用的小型水利樞紐工程。該水庫樞紐工程的組成部分主要包括灌溉輸水管、溢洪道和大壩等三方面。通過對該水利工程的地質資料分析，可以看出該工程的壩基和壩肩的出露地層是強風化片麻巖，并且大壩的清基不徹底，其巖體屬于裂縫發育，容易發生透水，存在裂隙性滲漏問題。大壩的左右壩肩所在處強風化層巖體結構較為破碎，具有中等透水的特性，并且處于淺層部位的裂隙存在較為嚴重的繞壩滲漏問題。大壩心墻的填充材料的含水率為19.5%，大壩的填土含水率不符合規范的要求，并且由于大壩心墻的填充材料碾壓不充分，導致其填料的壓實度不能達到標準要求。
3施工內容
根據該工程的工程概況可以分析得出，本次水利工程的主要施工內容是：首先對大壩的壩體和壩基進行灌漿加固處理，并同時對大壩的心墻進行接高施工處理；然后對大壩的上游分別運用塊石護坡技術進行邊坡處理和下游進行反濾壩局部翻修；最后要對溢洪道做好完建工作，并對邊墻及堰體段底板進行混凝土護砌，還要對堰體連接段邊墻和泄槽段選用以及在進水渠部位以及漿砌石護砌開挖漿砌石護坡的方式進行處理。
4施工技術
4.1施工導流
通過對本工程的實際情況和施工環境進行分析，該工程在施工前可以借助原有輸水管進行施工導流，進而將水庫的水放空，然后在進行修建大壩上游的塊石護坡下部時，可以再次運用輸水管進行導流。在進行柱式塔和輸水管進口段進行施工時，可以通過施工圍堰進行擋水，然后在其施工完成后，就可以將施工圍堰進行拆除，然后再通過工作閘門來擋水。本工程可以按照施工簡便快速、運行安全可靠的原則進行施工，即在施工時可以就地取材，選用土袋圍堰的方式設計施工圍堰，并保證施工圍堰不能超過水圍堰的高度。即土袋圍堰要布置在建筑物附近并且寬度為1m以上的作業面內，并且大壩的頂寬為2m，內外邊坡比為1：2，并以此為根據確定圍堰頂面長度以及堰高最大值，分別為50m進而3.56m。在進行圍堰施工時，采取進占的方法進行施工，即讓自重為5t的自卸汽車分別從大壩岸的兩邊開始并慢慢向中間靠近然后最終合攏的施工方法，然后在用自重為10t的履帶式推土機進行碾壓工作，然后用自重為5t的自卸汽車將廢棄的殘渣運出施工現場。
4.2大壩加固施工
本水利工程主要采用充填灌漿的技術手段對壩體進行加固處理。這樣可以通過填充灌漿技術，增強大壩的抗滲能力，并且解決大壩壩體壓實不充分的問題。在進行充填灌漿施工時一定要嚴格遵循“稀漿開路、濃漿灌注、分序施灌、先疏后密、少灌多復、控制漿量”的原則進行灌漿施工。本工程主要是通過灌漿鉆孔的方式進行充填灌漿，且進行充填灌漿時應該選擇雙排，并且鉆孔間隔為2m，并同時在大壩心墻的軸線上設置主排孔，然后在大壩上游距離主排孔約為0.8m的位置設置副排孔。設置完畢后，然后開始進行充填灌漿施工，在進行施工時還應該注意以下幾個方面：（1）由于本工程的壩體較為松軟并且裂縫較多，所以在進行充填灌漿鉆孔施工時，應該選擇150型號的鉆機進行鉆孔，這樣可以保證大壩上層土體更加的密實，孔壁更加的牢靠，最大程度的防止孔壁發生塌落事故。在進行灌注時，應該采取較大的壓力對深層位置的縫隙進行灌注施工，這樣可以防止出現串漿和冒漿現象的發生，在進行灌漿時可以按照“從上至下，分段灌漿”的原則進行灌漿，每段的長度約為5~10m，充填灌漿的孔較深時，要以基巖面為基準。（2）在進行灌漿時，要注意控制灌漿量，可以采取選擇定量灌注的方法進行灌漿，嚴格按照“少灌多復”的原則進行灌漿。還應該按照鉆孔的孔深來確定需要灌漿的量，在進行鉆孔時，孔深應該在0.2~0.3m3之間。并且灌漿壓力應該小于孔口壓力的最大值。（3）在進行灌漿時，要嚴格控制灌漿的壓力，嚴格按照對灌漿施工過程中的壓力進行的控制《土壩壩體灌漿技術規范》和相關的施工經驗確定灌漿的壓力值然后進行灌漿施工注漿。灌漿機械管的上端部位的孔口壓力應該小于等于200kPa。在進行灌漿施工時應該先選擇小孔口壓力進行灌漿操作，然后孔口等到不吃漿的時候再緩慢增加孔口的灌漿壓力，并且增加的灌漿壓力值不能超過孔口壓力最大值。（4）在進行施工時，要嚴格控制橫向水平方向的位移。在進行壩體灌漿的過程中，大壩頂部上游和下游的肩部位置的橫向水平方向上的位移應該小于3cm。并且灌漿的間隔時間應該按照灌入裂縫內的漿體固結狀態為基礎，當上一次灌入裂縫內的泥漿基本上固結之后，在進行下一次的灌漿。（5）充填灌漿的觀測。為了保障大壩壩體的穩定安全，提高灌漿的質量，并且能夠及時對灌漿的效果進行衡量，應該在灌漿的過程中進行及時的觀測，從而能夠發現的問題及時解決，不斷完善灌漿的方法。在進行填充灌漿時，應該安排專業的人員進行灌漿觀測，這樣才能及時發現灌漿時出現的問題。此外，還要以根據觀測斷面，對觀測位移樁的水平位移進行觀測，觀測位移樁可以是混凝土樁也可以是木樁。觀測的頻率灌漿時期一般為一天2~4次，非灌漿時期為5d1次。在進行觀測時，要注意對該水利工程的資料進行研究和分析，并且在灌漿工作開始搶也要對其進行觀測額，并且觀測次數不能少于2次。
4.3對壩基進行的帷幕灌漿施工
為了提高大壩的防滲性能，從而保障大壩的安全穩定運行，應該通過對大壩壩肩和壩基進行帷幕灌漿處理，這樣可以從根本上解決該水庫大壩壩肩和壩基透水性強的問題。在進行帷幕灌漿處理時應該注意以下幾個方面：（1）帷幕灌漿的深度。帷幕的底線按壩基q=10Lu進行控制。（2）帷幕灌漿孔距。根據壩基地質特點，大壩壩基和壩肩進行單排帷幕灌漿處理，帷幕孔距為2m。（3）帷幕灌漿長度。大壩左、右壩肩帷幕長度參照規范規定為正常蓄水位與基巖透水率101u的交線，結合本工程實際，帷幕灌漿向左、右壩肩延伸10m。（4）灌漿壓力。采用自下而上的灌漿順序。（5）灌注材料。以水泥灌漿為主，為了確保灌漿質量，要求使用42.5級普通硅酸鹽水泥，細度要求通過4900孔標準篩的篩余量小于2%。4.4溢洪道施工本工程項目的溢洪道施工主要包括對泄槽段，邊墻以及堰體底板、進水渠和消力池等方面的施工。溢洪道石方的開挖工作主要是通過采用挖掘機對泄槽段和消力池進行開挖，使其成型到位。然后選用原溢洪道棄料進行石渣回填，并運用蛙式打夯機或者羊角碾對石渣回填進行分層碾壓夯實。
5結束語
綜上所述，本文通過對某水庫樞紐工程大壩存在的主要問題及如何進行大壩加固進行了分析和研究，通過采取充填灌漿的施工技術提高了壩體的抗滲性能，解決了大壩壩體壓實不充分、不密實的問題，并對大壩壩肩和壩基進行帷幕灌漿施工處理，從而對大壩進行了加固，使其更加的安全穩定。本文通過對大壩的加固技術和方法進行分析和探討，為以后同類工程提供參考依據。
作者:楊智超 單位:貴州大學明德學院土木工程系水電13151班
參考文獻
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在進行零部件加工時，數控銑削加工工藝發揮著十分重要的作用，因為它會影響機械零部件的加工成本，影響整個機械加工的質量。作為數控銑削加工工藝的主要設備，刀具的選擇就十分的重要。目前常用的刀具包括錐度銑刀、刀銑刀、以及圓角立銑等，不同的刀具在不同的應用過程中有著不同的使用效果，所以在選擇刀具的時候，必須有一定的原則。首先，在選擇刀具類型時應該考察其被加工型面形狀。再次，選取刀具時應采用從小到大的原則并考慮型面曲率的大小。最后，盡可能選擇圓角銑刀進行粗加工。
1.1.1考慮被加工型面形狀
為了保障被加工面的加工質量，在加工機械零部件時，有時也會對凹形進行精細加工處理，一般情況下，處理工具是球頭刀。然而，在加工凸形面時，人們一般都是用平端立銑刀作為加工工具。但是也有用圓角立銑刀工具進行加工的情況，就是如果人們明確要求凸形面的加工質量。
1.1.2考慮從小到大的原則
在進行機械零部件加工處理時，不能只使用一把刀具，因為機械型腔存在許多不同的曲面類型。為了順利完成整個機械加工處理過程，就必須在處理時采用從小到大的原則。這樣可以在對機械零件進行加工時有效避免明顯的質量問題，還可以提升機械零件的加工效益。
1.1.3考慮型面曲率的大小
為了保障機械零件的加工的精度，在進行機械零件精加工時，就應該用半徑較小的刀具進行處理，尤其在進行拐角加工時，施工人員選擇刀具時是根據型面曲率大小進行選擇，并且必須嚴格按照規范要求進行控制。
1.1.4考慮圓角銑刀進行粗加工
一方面，選用圓角銑刀進行粗加工，相比平端立銑刀留下較為均勻的精加工余量，而相比球頭刀有更好的切削條件。另一方面，在切削過程中，圓角銑刀可以在工件與刀刃接觸的90度以內的范圍的切削變化比較連續。
1.2刀具的切入與切出
由于機械加工型腔十分復雜，所以在機械加工數控銑削中，為了完成機械零部件的加工，需要經常更換不同的刀具。在精加工過程中，加工表面質量的差異往往受到切出和切入時的切削方式的變化的影響。因此，應該加強對刀具切出切入方式的選擇。在粗加工過程中，每次加工完成后留下的余量的幾何形狀不會相同，如果在下次盡進刀時選擇不正確的切入方式，就非常容易造成裁刀事故。CAM軟件提供的切入切出方式包括圓弧切入切出工件、刀具以斜線切入工件、刀具通過預加工工藝孔切入工件、以螺旋軌跡下降方式刀具切入工件以及刀具垂直切入切出工。切削方式最常用的，最簡單的方式便是刀具垂直切入切出，可用于機械型腔側壁的精加工以及從工件外部切入的凸模類工件的精加工和粗加工。凹模粗加工最常用的下刀方式是將預加工工藝孔切入工件；較軟材料的粗加工常用刀具以螺旋線或斜線切入工件；由于可以消除接刀痕，所以圓弧的切入切出工件常用于曲面的精加工。在進行粗加工過程中，如果是單項走刀方式，一般將一個加工操作開始時的切入方式作為CAD/CAM系統提供的切入方式，但是并不是每一次加工時都采用這種方式。而這主要導致了工件和刀具的損壞，解決方式一是減少加工步距，二是采用雙向走刀方式或走刀方式進行加工。
1.3切削方式和走刀方式的確定
加工時工件相對于刀具的運動方式就是切削方式，在加工工程中，刀具軌跡的分布形式即是走刀方式。機械零部件的加工效率與加工質量受到切削方式和走刀方式的影響。在保障加工精度的前提下，為了使刀具受力平穩，盡可能地縮短切削時間。在機械加工中，經常使用的走刀方式包括往復走刀、單向走刀和環切走刀三種形式。單項走刀方式切削效率較低，因為切削方式在加工中保持不變，這樣可以使順銑或逆銑一致，但加了空走刀和提刀。為了保證切削過程穩定和刀具均勻受力，在粗加工過程中，切削量較大，所以選用單項走刀方式。在加工過程中，進行逆銑和順銑交替加工，質量較差，因為在加工過程中，進行不提刀地連續切削。一般情況下，選用往復走刀的情況是半精加工和表面質量要求不高的精加工，而在粗加工時，不宜采用，因為加工時的切削量太大。加工過程的平穩性、加工表面質量和刀具耐用度銑削方式受到銑削方式。在進行圓周銑削時，選用順銑或逆銑，則是根據表面質量的要求和加工余量的大小。在實踐時，一般為了減少機床的震動，進行粗加工時余量較大，選用逆銑加工方式較好。而在進行精加工時，選擇順銑加工方式，以達到表面粗糙和精度的要求。
2CAXA制造工程師方面的機械數控加工編程技術
曲面實體相結合的CAD/CAM一體化軟件即是CAXA制造工程師。CAXA制造工程師功能強大，應用廣泛，效率高，代碼質量好，是國產AD/CAM數控加工編程軟件。CAXA制造工程師支持批處理功能和軌跡參數化，可直接設定實體、曲面模型，支持高速切削，可以大幅度提高加工質量和加工效率。CAXA制造工程師在高效數控加工過程中，具有通用后置處理；多軸的數控加工功能；支持高速加工；支持多軸加工；典型的加工仿真與代碼驗證；參數化軌跡編輯處理；加工工藝控制等。具有靈活的特征實體造型、強大的曲面實體復合造型、完美的曲面實體組合功能、NURBS自由曲面造型等功能。CAXA制造工程師的數控加工具體步驟是：
1）根據工件圖紙，造型工件；
2）數控加工方案設計；
3）根據被加工工件工藝要求、形狀、精度要求選擇加工參數和加工方法；
4）軌跡生成與仿真加工；
5）后置處理生成G代碼。工程師可以利用CAXA制造師自動編程系統進行各種造型設計，選取合適的設定數控加工工藝參數和加工方法，進行仿真加工，生成刀具軌跡，生成加工代碼，解決了復雜零件不能用手工編程、手工編程耗時的問題，大大提高編程加工和編程問題。
3宏編程技術方面的機械數控加工編程技術
宏編程是可以使用變量進行算術運算（+、-、*、/）、邏輯運算（AND、OR、NOT）和函數（SIN、COS等）混合運算與高級語言相像的程序編寫形式。在宏程序形式中，用于編制許多復雜的零件加工的程序，一般提供判斷、循環、子程序調用的分支和方法。在利用宏程序技術進行零部件加工不但可以加工復雜形狀的機械零部件，而且還可以格式化普遍加工，大大縮短編程時間。比如本零件中的橢圓短半軸、長半軸值發生變化，只要更改A、B值就行。但是進行宏程序編寫時難度很大，因為編程人員不僅需要知道關于基本機械工藝數控編程的知識，還需要知道深厚的計算機語言知識和數學建模知識。
篇7
在傳統機加工工藝中一些加工工藝由于不能進行精準掌控，所以輕易是不會用的，但利用數控機床進行加工時，這些慎用的加式方式都變得具有可行性。而且數控加工過程中，已利用圓孤插補、背幢法、數控修整法將傳統孔位加工使用的充填法、空刀法和修整法進行替代。而且硬切削加工工藝也開始在加工中進行應用，不僅有效的確保了加工效率的提升，而且對于加工成本在很大程度上有所降低，設備投入的資金也減少。同時相對于濕式切削方法相比，干切削可以說是一種綠色制造工藝，其在切削加工上具有十分明顯的優勢，但由于其切削力較大，切削過程中存在著變形及刀具磨損大的問題。
3切削用量
在傳統機加工工藝過程中，在對機床進行操作過程中，工人往往是憑借自已的實踐經驗和技術經驗進行操作，從人的控制能力和安全角度等方面考慮，一般是比較保守的，特別對復雜的曲線和曲面，工人操作易出現差錯，為減少廢品率，切削用量的選擇總是慎之又慎。數控機床是采用控制系統控制機床動作，不論什么形面都可用程序方便地控制加工過程，刀具在工件上的運動軌跡是全自動的和靈活、不間斷的，在程序中可對加工過程設置最為合理的切削用量，不會對材料帶來浪費和不必要的損耗，最大限度地提高加工效率，這是普通機床加工不可比擬的。
4熱變形
無論是傳統機加工藝還是數控加工工藝過程中，在進行切削時都不可避免的會存在著熱變形。而熱變形在精加工階段則會直接會影響到最終工件的加要精度。在傳統機加工工藝過程中，由于各工序之間具有較長的緩沖時間，可以對各加工階段進行明顯的劃分，所以在精加工階段開始可以等前面加工過程中產生的溫升完合恢復后再進行，而且在精加工階段還可以具體分為幾個工步，這樣可以有效的降低熱變形所帶來的不良影響。但數控加工工藝其是連續進行多個面的加要，而且具有高效性，這樣就導致切削過程中熱量沒有時間進行轉移，所以熱變形是數控加工工藝過程中較為突出的一個問題。目前在數控機床加工過程中，通常會利用切削液來達到降溫和斷屑的作用，從而確保無故障的進行生產。
篇8
一項技術轉移大致包含四要素:技術轉移的輸出方、接受方、技術轉移渠道和技術本身。當技術既定時,影響技術轉移水平的主要因素在于技術的收受雙方和技術轉移的方式。
對于發展中國家而言,跨國公司是技術轉移的輸出方,跨國公司轉移技術的主要目的,是在保持技術壟斷的前提下,獲得技術創新的利潤最大化。
以技術壟斷為前提,跨國公司進行的技術轉移都是成熟性技術,因此,不論處在全球化生產鏈條的哪個環節,從事加工貿易的東道國企業都不可能獲得最先進技術的轉移,依靠技術轉移也就不可能實現產業技術的趕超。這是對加工貿易技術轉移的起碼定位。即使位于較核心的產業鏈條,依靠技術轉移與核心技術的靠近仍是十分有限的。新興工業化國家(地區)面臨的情況就是很好的說明。與發達國家的技術差距越近,他們通過外部化購買就越困難,即使實施內部化轉移,與核心技術依然保持差距。
為實現利潤最大化目標,跨國公司按照各個子公司和分包體系在全球化生產體系中的位置決定其轉移的技術水平,并根據其技術綜合能力提升技術水平。因此,加工貿易發展初期,東道國當地產業的綜合技術水平和比較優勢決定了其在全球產業鏈條中的位置,進而確立了技術轉移的初期水平。長期來看,東道國如果能夠不斷推進產業技術的進步和比較優勢的動態轉換,進而提升其在產業鏈條中的位置,跨國公司將會穩步提升技術轉移的水平。為保持和提高跨國公司整體的競爭力量和盈利水平,在沉淀成本較大的情況下,跨國公司本身也需要不斷提高子公司和配套企業的技術水平。亞洲國家計算機產業技術轉移水平不斷提升的動力,就來源于母公司與子公司和配套企業雙方共同的利益要求。
不同的技術轉移方式也對技術轉移效果產生影響。與外部化轉移相比較,內部化轉移的相對優勢突出表現為兩方面。其一,許多不愿對非關聯方出售的有價值的新技術通常只有內部化方式才能獲得,這對于在瞬息萬變的市場競爭中保持出口競爭能力是十分關鍵的;其二,內部化轉移使子公司更容易獲得與轉移技術相配套的資金和新的管理與組織技術、營銷方法、培訓方法及其他知識,這是技術低成本、高速度轉化為生產力的條件。內部化轉移的最大缺陷在于東道國企業受到跨國公司“所有權優勢”的控制,因此,在跨國公司體系內部使用的新技術和相關經驗資產向東道國產業的深化和溢出可能會受到阻礙,子公司會傾向于依賴母公司的技術轉移而很少努力于新技術的消化、吸收和再創新。這樣,短期里,外資企業的加工貿易生產和出口效益顯著,但長期里,完全依靠外企從事加工貿易,產業的技術創新能力難有提高。
通過加工貿易推動現代產業發展的韓國和我國臺灣,在產業技術能力的建立和發展過程中,主要依靠的是外部化技術轉移,這種發展模式的前提是當地公司有能力通過外部化轉移形成有效的生產力和后繼的深化發展能力。隨著產業國際競爭力的提高、高新技術產業的發展和對尖端產品需求的增長,他們發現外部化轉移是遠遠不夠的。因此,內部化轉移和外部化轉移應并行,并相互促進。同時,無論是內部化還是外部化,東亞產業技術成長的成功經驗在于,政府采取一系列整合戰略促進轉移技術的深化和外溢,這一整合戰略包括建立廣泛的教育基礎和對民族產業技術創新能力的強力扶持。這一戰略對于消化吸收轉移技術、縮短技術差距、提升產業鏈條中的位置,進而最終形成產業自主創新能力是根本性的措施。
技術溢出是技術轉移的后續過程,對關聯產業的技術帶動是技術溢出的主要渠道。在開放經濟中,在產品質量、運輸成本等情況相同的條件下,公司傾向于當地采購以降低交易成本。在加工貿易發展初期,由于對當地企業缺乏了解并難以建立強有力的信任關系,或服從于跨國公司整體戰略需要,子公司會從國外采購,但隨著時間的推移和當地化戰略的實施,當地采購率會穩步增長。長期來看,關聯產業的發展狀況關鍵取決于當地企業的供應能力。加強當地企業與跨國公司之間的聯系,提高當地供應商的生產能力,是擴大技術溢出效果的主要措施。
有關跨國公司技術轉移和外溢的研究還發現,通常情況下,下列因素也可能對技術轉移和外溢的效果產生影響:其一,外資企業的股權安排。合資企業一般比獨資企業會產生更強的技術轉移和外溢效果(UNCTC1985,1987;OECD,1992,1993);其二,合資企業的建立方式。在內資企業基礎上建立的合資企業比新建企業有更強的技術吸收和轉化能力,因而會產生更好的效果(Lee,1991);其三,跨國公司來源。不同國籍的母公司技術水平和技術轉移戰略不同,進而形成的轉移和外溢效果不同(Vernon1981,1992;Dunning1988,1994)。歐美國家跨國公司技術轉移和外溢的效果多數較強。
研究表明(江小涓，馮遠：合意性、一致性與政策作用空間：外商投資高新技術企業的行為分析，管理世界，2000年第3期),受跨國公司戰略影響,面向東道國國內市場的外商投資,通常不會使用母公司最先進的技術,但由于面向國內市場,往往國內采購比例較高,發展配套產業意愿較強,研發行為較為積極,因而,其技術的溢出效應較大。然而,正是由于面向國內市場,這種跨國投資對民族產業的沖擊是直接的和強有力的;面向國際市場的加工貿易投資,為適應國際市場的需求結構變化,保持市場競爭力,絕大多數企業技術水平較高,一部分會跟隨母公司保持國際先進水平,但與國內產業關聯度較差,發展配套產業和進行研發的意愿較弱,因而,“飛地效應”明顯,技術溢出效應較小。另外,由于面向國際市場,這種跨國投資對民族產業的沖擊只是間接的。
理論和經驗都證實,東道國在加工貿易發展中存在著很大的努力空間。如果在加工貿易的發展中能夠適時提高技術水平,發展起配套產業體系,加工貿易的“飛地效應”就會得到有效抑制,產業關聯效應會得到發揮。此時,跨國公司會相應調整在該地區的戰略,出于成本最小化和利潤最大化的目的,跨國公司會提高子公司的技術水平,提升其在全球化產業鏈條中的位置,如此形成良性循環。80年代亞洲“四小”的產業升級就是建立在當地企業在加工貿易發展中迅速形成配套供應能力的基礎之上,在我國深圳、東莞和蘇州等地,加工貿易產業配套發展趨勢十分明顯,并且,這些配套產業能力成為吸引新一輪外商投資的優勢,產業升級的良性循環態勢已經顯現。
二、中國加工貿易的技術水平
我們首先考察加工貿易技術水平的現實狀況。表1展示了加工貿易企業對自身技術水平的評價。如表1所示,加工貿易企業的技術水平參差不齊。一方面,有近1燉4企業的技術水平屬于國內一般水平,另一方面,有1燉5強的企業使用母公司的先進技術。由于各項選擇可以復選,我們尚不能判定使用國內先進水平技術的企業是否超過3/4,但1/4企業使用國內一般技術,表明加工貿易企業的技術水平低于已有的各項調研中顯示的三資企業的技術水平,而且也低于人們的預期水平。
技術使用水平與加工貿易的行業特征息息相關。在勞動密集型行業,如木制品、雜項制品行業,我國產業的技術水平在國際市場上已相對較高,外資的優勢可能更多地表現在銷售渠道和提供服務等方面,而在高技術行業,外資帶入的技術水平會相對提升。這是加工貿易企業技術水平偏低的主要原因。
技術使用水平也受制于投資主體的影響。如表1所列,大型跨國公司為主體的加工貿易投資,使用母公司先進水平的企業比例最高,使用國內一般水平的企業比例最低,而中小企業則相反。中小企業投資的主要目的是利用廉價勞動力,他們進行的多是發達國家轉移的勞動密集型產業鏈條的再轉移,因而技術帶動作用相對較弱。
從企業類型上考察加工貿易的技術水平可以發現,國有和集體企業中居母公司先進水平的企業比例最小,三資企業該項比例最大。相反,在國內一般水平的企業比例中,集體企業最小,但國有企業的比例遠高于三資企業。總體看,內資加工貿易企業的技術水平落后于外資企業,其中,國有加工貿易企業的技術水平最低。國有企業是我國內資企業中技術整體實力最強的群體,國有企業的技術實力沒有顯現,是加工貿易發展中的一大不足。
表1加工貿易企業的技術水平企業數占有效樣本企業比例%
A、母公司先進水平12021.05
B、母公司一般技術水平8014.04
C、國內先進水平26847.02
D、國內一般技術水平14024.56
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表2加工貿易技術水平與投資主體
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表3加工貿易技術水平與企業類型
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表4加工貿易企業的相對競爭優勢
(與國外同行業企業相比)
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表5加工貿易企業的相對競爭優勢
資料來源:根據企業調查問卷計算。
我們再從相對競爭優勢角度考察加工貿易的技術水平。表4和表5分別展示了與國內外同行業企業相比,加工貿易企業的競爭優勢。與國外同行業企業相比,我國加工貿易企業的競爭優勢依次排列為:按客戶需求提供生產和服務能力強,勞動力成本低,質量一流,技術先進。其中,勞動力成本優勢位于第二位,表明勞動力價格低廉雖然仍是我國加工貿易的強項,但在勞動密集型產業的國際競爭中,靈活多變的生產和服務能力更為重要,過硬的質量也是競爭取勝不可缺少的要素,而這些恰恰是內資企業所缺乏的。技術要素在四項選擇中居末位,并且比重遠遠低于其他三項選擇,表明我國加工貿易出口總體上看并不具備技術優勢,勞動力優勢仍是競爭取勝的決定因素。這也是加工貿易總體技術水平不高的重要原因。
與國內同行業企業相比,我國加工貿易企業的競爭優勢依次排列為:擁有國際銷售渠道,工藝設備先進,技術先進,資金充足、規模大,管理成本低和生產成本低。其中,“擁有國際銷售渠道”比重最高,說明擁有國際銷售渠道是外資投資加工貿易的首要優勢,也表明獲得國際銷售渠道是我國內資企業發展加工貿易的主要突破口;“工藝設備先進”的比重緊隨其后,這是大部分技術密集型產品的生產通過將先進技術物化為先進設備,轉而采用廉價勞動力操作的結果,也從側面反映出我國相當一部分資本燉技術密集型產品的生產加工是以勞動密集型操作方式實現的。
我們最后考察加工貿易的技術來源和技術開發,前者是加工貿易企業技術的主要外部供給,后者是加工貿易企業技術的內部自我獲取能力。按照表6提供的數據,我國加工貿易企業的主要來源中,母公司提供和公司自主開發各占近一半的比重,在國內外購買比重不大。調查還顯示,母公司提供的技術中,35%是母公司先進技術,24%是母公司一般技術,41%是國內先進水平,仍有11%是國內一般水平,也就是說,母公司提供的技術中,有少部分僅屬國內一般水平,但有1燉3強的企業獲得了跨國公司母公司的先進技術,這是十分值得重視的。
接受調研的加工貿易企業的技術開發狀況優于預期水平。70%強的樣本企業設有技術開發機構,近半數的樣本企業能夠提供企業所需大部分技術。這部分技術開發的層次受制于加工貿易生產產品的性質,但對于先進技術而言,它能夠成為有效的技術進步和外溢的渠道。
表6加工貿易企業技術的主要來源
企業數占有效樣本企業比例%
A、主要由海外母公司提供26145.79
B、主要由國際市場購買5710.18
C、主要由國內市場購買417.32
D、本公司自主開發27048.21
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表7母公司轉移技術的技術水平
企業數占有效樣本企業比例%
A、母公司先進水平9235.25
B、母公司一般技術水平6424.52
D、國內先進水平10841.38
E、國內一般技術水平2911.11
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表8加工貿易企業的技術開發
企業數占有效樣本企業比例%
A、有技術開發機構并能提供企業所需大部分技術26748.28
B、有技術開發機構但只能提供企業所需少部分技術12222.06
C、有技術開發機構且出售技術專利71.27
D、沒有技術開發機構15828.57
資料來源:根據企業調查問卷計算。
三、加工貿易的產品性質
考察加工貿易產品性質,可以測度其產品的技術含量,進而得出有關技術進步的狀況。課題組調查的加工貿易樣本企業中,57%的企業從事成品組裝生產,20%的企業從事零部件生產,35%的企業從事中間產品生產,同時,67%的企業的生產屬于勞動密集型,7%的企業生產屬于資本密集型,17%的企業生產屬于技術密集型。總體來看,加工貿易擺脫勞動密集型生產的企業在20～30%之間。
從外方投資者的角度來觀察,大型跨國公司的加工貿易在加工貿易階梯中的狀況與其它投資者相比沒有明顯的差別,說明無論發達國家大型跨國公司還是亞洲新興工業體的中小企業,他們移入中國的全球化產業鏈條的性質基本相同。但考察加工貿易要素密集度,來自投資者的差異就十分
明顯,大型跨國公司投資的加工貿易中,勞動密集型生產的比例遠遠小于其他投資者,而技術密集型生產的比例遠遠大于其他投資者,說明即使在相同的生產鏈條中,跨國公司投資進行的加工貿易具有更高的技術含量,這對于我國提高產業的技術密集度、實現制造業的技術密集化具有重要意義。
表9加工貿易的外方投資者與加工貿易階梯(%)
成品組裝零部件生產中間產品生產
A、大型跨國公司58.2618.2634.78
B、個人投資者55.1715.5241.37
C、中小企業51.4124.6533.80
D、其他68.756.4525.80
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表10加工貿易的外方投資者與加工貿易的要素密集度(%)
勞動密集型資本密集型技術密集型其他
A、大型跨國公司56.938.7630.668.03
B、個人投資者78.313.616.0213.25
C、中小企業75.542.7213.0411.96
D、其他61.1111.1113.8922.22
資料來源:根據企業調查問卷計算。
加工貿易企業出口產品的升級換代情況反映了加工貿易發展的技術進步狀況。在表11中可以看到,與投資初期相比,44%的企業產品已經進行了升級換代,還有15%的企業產品面臨新的升級換代。產品的升級換代主要取決于企業在市場競爭中的需要,其次是母公司戰略的決定,再者,產品升級換代與否還受樣本企業投資設廠的時間的影響,因此,沒有產品的升級換代并不代表技術陳舊和落后,44%的升級換代比例表明加工貿易近半數的企業在市場競爭中實現了技術進步。
從產品性質考察加工貿易的技術含量,結果表明,我國加工貿易生產和出口大部分位于全球化生產經營鏈條的勞動密集型環節,技術含量不高,實現技術進步的企業比例尚不足半數,與我國加工貿易發展推動技術進步的意愿顯然有一定的距離。但是也可以看到,在樣本企業中,有35%的企業進入了中間產品的生產,30%的企業在跨國公司的全球化鏈條中從事著技術密集型的生產活動,這是我國加工貿易向技術密集化制造業發展的良好開端。
表11加工貿易企業出口產品的升級換代
企業數占有效樣本企業比例%
A、與初期產品相比，實現了升級換代24044.28
B、與國內產品相比，實現了升級換代10319.00
C、競爭能力強，不需要升級換代7614.02
D、母公司沒有升級換代計劃478.67
E、面臨升級換代8315.31
資料來源:根據企業調查問卷計算。
四、加工貿易的產業關聯
發展配套產業,是加工貿易帶動產業升級的主要途徑,也是加工貿易實現技術轉移和技術外溢的直接渠道。通過當地采購,通過對當地配套商產品生產的質量監督、技術援助,跨國公司可以帶動配套供應商和分包商的生產發展和技術進步。當本地產業還沒有具備配套生產能力時,外資配套企業的進入,可以通過示范效應、技術資本和人力資本的投入以及再配套等環節為當地企業培育和發展配套能力提供間接條件。通常情況下,當地采購率越高、采購產品的技術含量越大、內資企業進入配套體系越多,技術轉移和外溢效果越明顯,則加工貿易通過配套產業發展對技術進步的積極作用發揮越充分。
表12、13、14分別展示了樣本企業加工貿易的國內采購情況。根據表中展示的情況可以看到,46%的企業在國內進行原材料和零部件的采購,與其它采購來源相比,國內采購成為加工貿易企業原材料和零部件最廣泛的來源途徑(表12)。但調研數據也顯示,加工貿易企業國內采購的原材料和零部件在企業零部件采購總量中的比重較低,在機器設備總量中的比重更低(表13),并且,國內采購的原材料和零部件基本都是初級產品和勞動密集型產品,資本和技術密集型產品只占13%(表14)。國內采購的狀況說明,加工貿易的國內配套作用很低,大進大出的局面沒有徹底改觀。在這種情況下,加工貿易對關聯產業的技術帶動作用難以發揮,技術外溢效果也深受抑制。
表12接受調查企業原材料和零部件主要來源
企業數比重
A.母公司內部采購9516.8%
B.母國進口10718.9%
C.訂購方提供13724.2%
D.其他國際采購20436.1%
E.中國國內采購26146.2%
接受此項調查的企業565142.3%
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表13接受調查企業國內采購比率
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表14接受調查企業在國內采購的原材料與零部件屬性
企業數比重
A.初級產品28149.7%
B.勞動密集型工業制成品23140.9%
C.資本技術密集型工業制成品7413.1%
接受此項調查的企業565103.7%
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表15顯示了加工貿易企業對配套企業的技術援助狀況。可以看到,實施了技術援助的企業占有效樣本企業的36%,64%的企業沒有實施技術援助,其中,27%的企業認為沒有必要進行技術援助。技術援助比例不高,這既與國內采購產品的技術含量不高有關,也與大量采購來源于國外配套企業的跟隨進入有關。從不同的投資主體進行考察,大型跨國公司比其他投資者具有較強的技術援助傾向,47%的大型跨國公司投資的加工貿易企業對配套企業進行了技術援助,這一比例比中小企業高出近18個百分點,大型跨國公司子公司的技術援助在技術水平和援助效果上顯然也要高于中小企業,因而,調研結果表明,他們在推動配套產業技術發展中的作用總體上優于其它投資者。
表15加工貿易企業對配套企業的技術援助
企業數占有效樣本企業比例%
A、進行技術援助19135.97
B、沒有技術援助15128.44
C、準備技術援助509.42
D、不必進行技術援助14126.55
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表16不同投資主體對配套企業的技術援助(%)
大型跨國公司個人投資中小企業其他
A、進行技術援助46.9232.472
9.5243.75
B、沒有技術援助27.6925.9727.7131.25
C、準備技術援助6.159.0912.053.13
D、不必進行技術援助19.2332.4731.3321.88
資料來源:根據企業調查問卷計算。
亞洲“四小龍”的經驗表明,以內資企業為主體的供應商群體是加工貿易避免“飛地效應”、加速升級換代的重要保證。因此,在現有產業基礎上,發揮現有產業的生產和技術能力,推動現有內資企業尤其是國有企業融入配套體系,是我國加工貿易發展中有效拉長產業鏈條、促進跨國公司技術轉移和外溢的重要方面。根據表17的調研數據,有49%的企業與國有企業有配套關系,僅次于外資企業51%的比例,其余依次是民營企業、集體企業和鄉鎮企業。拋開配套產品的技術含量來看,國有企業在配套體系中的地位有所上升,這有利于推動加工貿易的技術進步步伐和提高技術外溢效果。但實地考察調研表明,為加工貿易配套的內資企業,尤其是國有企業配套產品的技術含量很低,加工貿易的主要配套產品,特別是中間產品的配套生產基本是由跟隨進入的外資配套廠家完成的。
表17加工貿易配套企業的構成
企業數占有效樣本企業比例%
A、國有企業27649.11
B、集體企業14024.91
C、鄉鎮企業12021.35
D、民營企業16629.54
E、外資企業28550.71
資料來源:國務院發展研究中心對外經濟研究部課題組企業調查。
表18在國內采購原材料與零部件(或設備)的主要障礙
企業數比重
A.國內產品價格高于進口品8915.8%
B.國內產品質量不穩定39470.1%
C.國內產品交貨不及時7413.2%
D.缺乏國內供貨商的信息519.1%
E.國內采購運輸環節沒有保障234.1%
F.母公司的發展戰略安排285.0%
G.國外客戶要求使用進口原材料或零部件14926.5%
H.國內采購出口退稅時間太長10719.0%
I.深加工結轉手續太繁瑣10418.5%
J.其他142.5%
接受此項調查的企業562183.8%
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表18是樣本企業對國內采購原材料和零部件障礙的信息反饋。從表中可以看到,“國內產品質量不穩定”是排在第一位的障礙,選擇該項因素的企業比例高達70%,并與其他選擇拉開了很大的距離,表明我國企業進入全球化產業鏈條、拉長加工貿易產業鏈的主要、最大障礙是產品質量問題。其余幾項選擇比例相對較大的障礙性因素依次分別是,國外客戶要求、出口退稅時間較長、深加工接轉手續繁瑣、國內產品價格高和國內產品交貨不及時。除去出口退稅和深加工結轉兩項政策面問題外,其余都與企業的技術管理水平息息相關。因為長期里,客戶出于降低成本考慮,都希望采購本地化,只有當本地企業產品質次價高時,才會要求使用進口原材料和零部件。因此,推動內資企業積極提高技術管理水平,提高內資企業的分包供應能力,形成加工貿易技術進步與產業關聯的良性循環,成為我國加工貿易今后發展的核心問題。
五、加工貿易的人力資源投入
隨著跨國經營的當地化發展,對當地人力資源的培育和人力資源的流動成為技術外溢的間接渠道。對于投資方而言,相對于資金和設備,掌握技術資源的人力資本的沉淀是其撤資轉移時100%的損失,因而也是東道國最保險的收益。所以,鼓勵外資企業人力培訓、促進人力資源流動是各東道國外資政策中的重要內容。通常情況下,外資企業技術與管理人員當地化比例越高、人力培訓狀況越好、流動性越強、向內資企業流動越多,技術外溢效果越好。
表19、20顯示了對加工貿易企業技術與管理人員聘用和培訓情況的調研結果。從表中數據可以看到,加工貿易企業當地化比例很高,近80%的企業技術與管理人員主要來自本地招聘。同時,加工貿易企業的人員培訓狀況也較好,85%的企業對員工進行國內培訓,還有24%的企業對員工進行出國培訓。高比例的當地聘用率和培訓率有利于提高員工素質、培養精良的技術管理人才和熟練技術工人隊伍,同時也為員工流動進而產生技術外溢創造了條件。
表19加工貿易企業管理與技術人員的主要來源
企業數占有效樣本企業比例%
A、主要來自外商投資國6711.45
B、投資國和本地招聘457.69
C、主要本地招聘46779.83
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表20加工貿易企業員工培訓狀況
企業數占有效樣本企業比例%
A、出國培訓12721.30
B、國內培訓50985.40
C、沒有培訓538.89
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表21、22顯示了對加工貿易企業員工流動情況的調研結果。根據表中數據,加工貿易企業員工隊伍基本穩定,同時,72%的企業存在合理的流動,這種流動為技術外溢提供了前提條件。但如表22所示,加工貿易企業技術與管理人員主要在外資企業之間“跳槽”,流入外資企業的技術與管理人員占流動的70%,這使得通過人才流動實現的間接的技術外溢效果大打折扣。除去外資企業外,人才流動的主要去向依次是自創企業、民營企業和國有企業,其中,向國有企業流動比例最低,并與前兩者差距較大,表明國有企業對人才的吸引力很差,民營企業是未來實業界接受技術外溢和實現技術進步的主要載體。
表21加工貿易企業員工流動狀況
企業數占有效樣本企業比例%
A、很穩定，基本沒有跳槽14524.09
B、存在合理流動43371.93
C、流動過于頻繁264.32
資料來源:根據企業調查問卷計算。
表22加工貿易企業技術與管理人員流動方向
企業數占有效樣本企業比例%
A、外資企業37669.12
B、國有企業529.56
C、私營企業10118.57
D、自己創立企業10619.49
資料來源:根據企業調查問卷計算。
考察加工貿易企業員工聘用、培訓和流動情況可以看到,加工貿易企業人員聘用的當地化比例很高,培訓狀況良好,流動性也很強。但由于當地企業在用人機
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我國的木工企業規模較小、發展緩慢，單靠自身品牌效應和能力很難進行數控設備的開發。中國很少運用數控鏤銑機，所以國外生產這批數控鏤銑機幾乎無法進行銷售，更何況是暢銷。國內的木工機械數控的大市場，雖然已被跨國公司控制，但是它們卻無法包攬整個市場，這是由于我國的特殊國情決定的。數控技術自出現以來，其發展已經與木工機械數控相適應。
2.1數控技術產業的人才缺乏
我國所有的木工機械生產企業共有1000多家，然而只有不足20家企業，可以進行自主研發，不足100家企業有測繪仿制能力。而我國木材加工企業共有3萬多家，不足300家企業購買了數控木工機械，若要在其中找出能進行設備二次開發能力并且能夠進行生產的企業，還不及總數的一半。除此之外，木材加工的相關企業的薪資水平較低，很少有人愿意嘗試其生產、銷售和操控設備的工作，又進一步地阻礙了數控木材加工設備在我國的發展。另有一些企業以裝點門面為由，購買數控木材加工設備，而沒有真正地發揮其作用。2.2數控系統是木工機床的中心我國木工機床的發展能力有限，數控技術方面和硬件設備的開發難以取得階段性進展，但是由金屬加工數控機床的系統所產生的數控木工機械技術還不夠完善，有許多問題亟待解決，沒有將木工企業的特點體現出來。而由于語言問題，無法直接引用國外的優秀軟件，所以，現在的首要任務，要根據木工數控設備的特點研究，引進能夠適應國內數控木工機械系統的設備或軟件。
2.3明確數控木工設備的發展方向
憑借著良好的售后服務，國外的數控木工機械生產機構才能不斷地獲得訂單。但我國的技術水平和售后服務都還不足，無法滿足群眾的需求。而且我國傳統的木工企業與群眾之間缺乏溝通，所以始終達不到跨國企業的銷售量。而我國的這些企業也很少購買能夠提高產量和生產效率的先進設備，無法獲取更高的利益。從現在木工機械數控市場的發展來看，我國傳統的時代已經過時，需要研究出為企業創造生產價值的數控設備。管理者需要考慮企業的開發方向是否正確，例如現在很多用戶需求的是小批量的生產方式，所以，木工機械企業應準確掌握發展方向。
2.4企業售后的重要性
數控木工機械加工企業應該對企業售后進行專項管理，并加強售后內容培訓和技術支持，這種方式才能打開市場，加大企業的知名度，吸引用戶的目光。與此同時企業自身也要給用戶提供機械系統的保修，提高企業在用戶心中的地位。對于中、小型木工機械企業等服務，應該根據我國的數控技術和機床的應用基礎，采用合理的開發模式。
2.5加強與高等院校的合作
我國應著重加強中小企業的木工機械數控技術的開發，并以其為研究主體，因其生產技術都是剛剛起步，對于數控生產技術方面還有很大的空間。而經營成功的企業已經形成了技術體系，很難創新技術，而很多企業實際上對數控技術沒有一個全面的了解。首先要加強與各大高校的技術連接，開發初期要以高校給出的發展方案為主，自身進行加工工作，購買低成本的配件，并采用先進的生產方式。如今的市場競爭中，沒有一家企業能夠壟斷整個市場，也不可能生產自身產品的全部零件，應杜絕這種落后的生產模式，加強社會分工協作，時刻與時俱進。以目前的數控技術發展速度，數控設備的普及將很快到來。建立產學研合作與開發能夠加快其進度，并且更加順利。
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基于機械加工過程中對能源消耗和環境的影響，應該大力發展綠色制造技術，通過綠色制造技術改善機械加工過程中所出現的各種問題：
2.1優化綠色制造技術工藝參數。工藝參數優化是綠色制造工藝過程規劃的關鍵技術，通過對零件加工工藝參數的優化，可以實現物料消耗最低化的目的，基于在機械加工中工藝參數對機械加工產品的質量、消耗以及噪音等方面的影響，綠色制造技術選擇的工藝參數要綜合考慮這些因素，并且要通過對多種參數方案進行對比、評價，選出最優化的加工工藝參數，實現機械加工的低物料消耗。
2.2綠色制造工藝路線的優化。工藝路線是機械加工環節中的重要步驟，合理的工藝路線不僅能夠大大提高機械產品的生產效率，提高產品質量，還可以實現綠色生產的要求，通過優化工藝路線可以降低一些不必要的機械加工，有效地降低了能源的消耗和對環境的污染。比如在機械加工中采取少無切削生產工藝的精鍛、精沖等近似成型的工藝不僅能夠提高原材料的使用效益，還能降低污染物的排放，并且通過簡化生產流程，降低了設備與能源的消耗。
2.3采取多工件多機床節能型調度優化技術。機械加工實現綠色制造，從根本角度講需要改善零件加工過程的機床設備：一是要改進機床加工技術，提高機床加工設備與環境的相適應程度，滿足機床加工與環境和諧發展的要求；二是要優化配置機床設備，通過采取合理的組合方式降低無功率生產，實現加工過程的綠色性目的。比如在生產過程中，有的機床加工過程會產生大量的無功率作業，造成機械設備的消耗。因此通過采取多工件多機床節能型調度優化技術，通過對工件和機床的合理調度實現總體能量消耗的降低。
2.4加強機械加工綠色制造的評價。機械加工綠色制造的關鍵就是實現經濟效益與生態效益的最大化，而評價綠色制造技術效果的標準就是根據機械加工綠色制造評價指標體系，重點對加工時間、加工質量、加工成本、資源利用率以及環境影響進行分析與評價。
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2.數控機床發展趨勢
2.1性能發展方向
2.1.1高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
2.1.2柔性化包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。
2.1.3工藝復合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。
2.1.4實時智能化早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境(environment)，其運用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的探討和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理(manage)及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。
2.2功能發展方向
2.2.1用戶界面圖形化用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機(computer)軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。
2.2.2科學計算可視化科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境(environment)技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理(manage)數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
2.2.3插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
2.2.4內裝高性能PLC數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。
2.2.5多媒體技術應用多媒體技術集計算機(computer)、聲像和通信（communicate）技術于一體，使計算機(computer)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
2.3體系結構的發展
2.3.1集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可*性。
2.3.2模塊化硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。
2.3.3網絡化機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
3.存在的問題及相關解決方法深度思考
3.1不斷加強技術創新是提高國產數控機床水平的關鍵國產數控機床缺乏核心技術，從高性能數控系統到關鍵功能部件基本都依賴進口，即使近幾年有些國內制造商艱難地創出了自己的品牌，但其產品的功能、性能的可*性仍然與國外產品有一定差距。近幾年國產數控機床制造商通過技術引進、海內外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進數控技術，但缺乏對機床結構與精度、可*性、人性化設計等基礎性技術的研究，忽視了自主開發能力的培育，國產數控機床的技術水平、性能和質量與國外還有較大差距，同樣難以得到大多數用戶的認可。
3.2制造水平與管理手段依然落后一些國產數控機床制造商不夠重視整體工藝與制造水平的提高，加工手段基本以普通機床與低效刀具為主，裝配調試完全*手工，加工質量在生產進度的緊逼下不能得到穩定與提高。另外很多國產數控機床制造商的生產管理依然沿用原始的手工臺賬管理方式，工藝水平和管理效率低下使得企業無法形成足夠生產規模。如國外機床制造商能做到每周裝調出產品，而國內的生產周期過長且很難控制。因此我們在引進技術的同時應注意加強自身工藝技術改造和管理水平的提升。
3.3服務水平與能力欠缺也是影響國產數控機床占有率的一個重要因素由于數控機床產業發展迅速，一部分企業不顧長遠利益，對提高自身的綜合服務水平不夠重視，甚至對服務缺乏真正的理解，只注重推銷而不注重售前與售后服務。有些企業派出的人員對生產的數控機床缺乏足夠了解，不會使用或使用不好數控機床，更不能指導用戶使用好機床;有的對先進高效刀具缺乏基本了解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶自然對制造商缺乏信心。制造商的服務應從研究用戶的加工產品、工藝、生產類型、質量要求入手，幫助用戶進行設備選型，推薦先進工藝與工輔具，配備專業的培訓人員和良好的培訓環境，幫助用戶發揮機床的最大效益、加工出高質量的最終產品，這樣才能逐步得到用戶的認同，提高國產數控機床的市場占有率。
3.4加大數控專業人才的培養力度從我國數控機床的發展形式來看需要三種層次的數控技術人才：第一種是熟悉數控機床的操作及加工工藝、懂得簡單的機床維護、能夠進行手工或自動編程的車間技術操作人員;第二種是熟悉數控機床機械結構及數控系統軟硬件知識的中級人才，要掌握復雜模具的設計和制造知識，能夠熟練應用UG、PRO/E等CAD/CAM軟件，同時有扎實的專業理論知識、較高的英語水平并積累了大量的實踐經驗;第三種是精通數控機床結構設計以及數控系統電氣設計、能夠進行數控機床產品開發及技術創新的數控技術高級人才。我國應根據需要有目標的加大人才培養力度，為我國的數控機床產業提供強大的技術人才支撐
參考文獻
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隨著現代的機械制造業大力發展，納米的加工技術包含的方面也越來越廣泛，越來越受到各國的關注。微型機械的納米加工技術總體可以歸結為以下幾個方面：第一，微加工技術，此項技術對于環境的要求較高，需要較為清潔的環境，主要是微型機械的零件刻蝕技術上的應用。第二，控制方面，比如微型傳感器的應用，驅動器和控制器在傳感器的作用下，可以協調的進行工作。第三，微裝配技術，這項技術主要是把微型機械所用到的微型機構、微型執行機構等結合起來，成為一個有機的整體。下面是一些納米技術在機械應用方面的例子。無摩擦微型納米軸承最新的世界納米技術成果是美國科學家研究出的接近無摩擦的納米軸承，它的直徑僅為頭發的直徑大小。這種新技術下的軸承在進行使用時基本上實現了無磨損和無撕裂，這將被投入到微型裝置的原件使用中。微型機械本身的尺寸就相當于頭發的直徑，而納米幾點系統的尺寸更小，接近1nm，是普通微型機械的千分之一。在微型的機電中摩擦問題是一大難題，新型的納米軸承基本上解決了這一難題，達到了最小摩擦的極限。納米陶瓷刀具我國某工業大學材料學院就完成了我國地方重大的納米項目，研究出了金屬陶瓷刀具的制作技術，并且這一技術已經通過認定，這將是一項利用納米技術進行材料制作的新標志。納米磁性液體密封磁性液體是一種新型的材料，它同時具有磁性和流動性，是世界上很多發達國家目前使用較多的一種密封技術.普通的材料根本無法達到同時具有這兩種性質。這種新型的材料滿足了一些高硬度物料超細粉體的密封要求，在密封時利用磁場將磁性的液體固定在要密封處，此時就會形成一個磁液圈，這樣不僅使得污染和浪費都減少了，還提高了效率。
3納米材料在閥片上的應用
我國中科院上海硅酸鹽研究所同上海電瓷廠共同研究出的特殊功能的閥片，主要應用于功能陶瓷材料中，這里可以提高閥片的絕緣強度，也即提高了閥片大電流耐受力。這也是我國納米技術的一項在機械方面的應用。納米發動機材料納米復合氧化鋯是納米材料中應用于工業方面比較成功的材料之一。納米復合鋯材料能夠實現導氧及儲氧的功能，同時它的耐高溫性也很強，主要被應用到最新的汽車發動機及尾氣排放等的系統中。納米技術馬達納米技術馬達是由美國研制，在中國首次面世的一項納米技術。納米技術馬達體積很小，是傳統電磁馬達的0.05倍，長度是平常使用火柴的3/4，負載能力是4kg以上，與傳統的馬達相比，壽命也高了很多。主要用在玩具和汽車的一些電動設施中。納米燃油裝置我國的專家成功的研制出具有世界先進技術水平的納米燃油裝置。這種裝置與傳統的裝置相比，燃油更加充分。主要應用到了極地車輛中。納米劑技術的產生很好地解決了摩擦和機械磨損。納米劑的發明使得很大一部分零件不再需要頻繁的更換，同時這些機械的使用壽命有了很大程度的提高。
4納米技術在機械應用中的優勢
與傳統的機械工程相比，納米技術在機械應用中體現出了很多方面的優勢，在不斷的發展中獲得了明顯的成果。納米技術的尺寸效應優勢納米技術使傳統的一些使用部件的尺寸縮小了很多，將過去的毫米級別的進化到了納米級別。納米技術在機械應用中，降低了機械體積，這也促進機械方面形成一種心動的機械：微型機械。微型機械不僅僅是在尺寸上減小了很多，在微機構、微驅動器、微能源以及微傳感器等裝置都有了改進，形成了一整套微型機電系統。這些微型機電構置都是納米技術的研究成果。這種技術遠遠超出了傳統機械的范疇，是現代的一種創新思維下的科技納米技術成果。納米技術的多元化應用納米材料的特殊性，使得納米技術的應用多元化。納米材料在納米技術下形成的產品，不僅形態更加微小，而且功能更加強大。對于傳統材料無法完成的功能，納米材料產品可以完成，而且還在不斷的發明出更多新型的材料。納米材料可以將微量元素融入到基礎材料當中，從而達到更好的功能效果。納米材料摩擦性能的提升納米技術在機械應用中最為突出的應用是解決機械摩擦的性能。再繼續額運動中，軸承間的摩擦是無法消除的。過去的軸承在使用當中摩擦問題是一個難題。當納米技術出現后，一方面使得各類機械結構尺寸減小了很多，零件尺寸越小摩擦力的影響越大，如果摩擦力過大，那么更嚴重的還會磨損到零件，影響到正常的使用。但是納米技術也解決了這一問題，納米材料實現了機械的最小摩擦極限，達到了理想的運行狀態。納米技術節能效果納米技術不僅實現了體積上的減小、功能上的強大，還能實現環保節能，真正實現了集功能、實用、環保于一體。隨著納米技術的不斷發展，很多新型的材料也被研發出來，這些新型的材料實現了材料的節約目標，所以傳統的機械工程中有些需求量較大的材料使用率大大降低了，對于原材料的節省，起到了很大的節約作用。
5納米加工技術與微型機械
納米加工技術的出現和不斷發展為微型機電系統的發展提供了條件，使微型機電系統進入了一個全新的領域。微型機械現在世界上的微型機械的研究已經發展到了一個很高的水平，已經能夠制造出很多類型的微型機構和微型零部件。在三維的機械構件上已經有了很多研制品，比如微齒輪、微軸承、微彈簧等。其中微執行器是相對較為復雜的微型器件，但是也研制出了微開關、微電動機、微泵等器件。微型機電系統微型機電系統就是相對比較復雜的機電系統，比如微型機器人，它可以用于搜集情報、竊聽等。微型機電系統在醫學上也有荷藕使用的意義，比如微型醫學機器人可以進入人體的血管進行一些操作。總之這些微型機電系統越來越接近實用化，接近人的生活。在航空航天上微型機電系統也有很重要的使用，比如慣性儀表，它具有體積小，重量輕、精度高等優點。現在微型器件的發展也有了一定的應用水平，加上微電子的工業集成電路的經驗可以應用到這個新的方面，所以縱觀各方面的技術和經驗，現在MEMS的發展條件已具備。
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強壓處理電拋光處理截錐形彈簧的設計
前言
應出版社的要求，筆者對近四十年以來國內（包括國外譯著）機械設計手冊中有關彈簧設計與制造方面的內容進行了研讀，從中注意到這些著作中的一些指導性論述和我們在生產實際中的應用是有一定的差異的。現在將這些手冊中的一些內容節錄，并與筆者根據實踐和分析后的結果闡述如下。
一、關于彈簧的強壓（拉、扭）處理
《GB1805彈簧術語》對彈簧強壓（拉、扭）處理作了如下定義：“將彈簧壓縮（拉伸、扭轉）至彈簧材料表層產生有益的與工作應力反向殘余應力，以達到提高彈簧承載能力和穩定幾何尺寸的一種工藝方法”。
化學工業出版社出版的《機械設計手冊》第15章“彈簧的強化處理及熱處理—強壓（強拉、強扭）處理”一節中，以理論力學做了分析后得出結論認為：“以上結論表明：設計彈簧時，如以彈簧材料扭轉屈服極限τ2為設計計算應力。壓縮彈簧經強壓處理后，材料截面表層可能存在近于τ2/3的負殘余應力，故彈簧承載時，截面表層的實際應力比計算應力低約1/3。…故亦相當于承載能力提高了1/3。”該手冊還認為：不同類型的彈簧其強壓處理的方法…扭桿彈簧是將扭桿在工作載荷的方向，加以超過扭桿切變彈性極限的扭矩；壓縮彈簧和拉伸彈簧分別加以超過彈簧材料切變彈性極限的壓縮和拉伸載荷；扭轉彈簧加以超過彈簧材料極限的扭矩，都可以提高彈簧的承載能力。
機械工業出版社出版的《機械設計手冊》（1993年版）第30篇提出：“經過強壓（拉）處理的彈簧，可以提高彈簧的許用應力τP，最高可以達25%……”根據《機械設計手冊》提供的資料，可以統計并得到彈簧強壓（拉、扭）處理前和強壓處理后可以達到的許用應力[τ]值。列表如下：
彈簧種類許用應力強壓處理后可以達到的許用應力
壓縮彈簧
Ⅰ類[τ]=（0.35～0.4）σb
Ⅱ類[τ]=（0.4～0.47）σb
Ⅲ類[τ]=（0.5～0.55）σb
[τ]=（0.44～0.532）σb
[τ]=（0.50～0.625）σb
[τ]=（0.62～0.731）σb
拉伸彈簧
Ⅰ類=[τ]（0.28～0.32）σb
Ⅱ類=[τ]（0.32～0.38）σb
Ⅲ類=[τ]（0.40～0.44）σb
[τ]=（0.35～0.425）σb
[τ]=（0.40～0.505）σb
[τ]=（0.50～0.585）σb
扭轉彈簧
強扭處理前的工作極限彎曲應力σf
Ⅱ類[τ]=0.625σb
Ⅲ類[τ]=0.80σb
強壓處理后可以達到的極限彎曲應力σf
[τ]=（0.78～0.83）σb
[τ]=（1.00～1.06）σb
注：（1）Ⅰ類載荷(106以上)；Ⅱ類載荷(103～105)；Ⅲ類載荷(103以下)（2）強壓（拉、扭）處理后可以達到的許用應力是按強壓（拉、扭）處理前的許用應力的1.25～1.33倍計算得到的。
通過強壓處理能夠使彈簧一下子就提高承載能力25%～33%，這對于剛剛接觸機械零件設計的技術人員來說，確實是一個有非常吸引人的數據。
但是，經過筆者的實踐和分析，認為：通過強壓（拉、扭）處理來提高彈簧的承載能力是有條件的。因為在強壓處理過程中，只有將彈簧材料表層產生有益的與工作應力反向殘余應力，才能獲得強壓的效果，并且只有在強壓（拉、扭）時，使得彈簧材料產生的殘余應力即塑性變形越大，彈簧材料的彈性極限提高得就越大。但每種材料的彈性極限都是有一定的限度的，一旦超過這個極限，材料不僅會產生塑性變形，而且會“完全屈服”變形，許多彈簧在強壓（拉）到材料的0.5σb就已經“完全屈服”變形。各種材料屈服極限值也有差異，屈服極限值只能通過強度驗算和試驗后才能確定。另外，強壓（拉、扭）處理的效果與彈簧的外形結構、特性、以及強壓處理的工藝方法都有密切的關系。就彈簧的外形結構而言，旋繞比大或者螺旋升角小的（壓縮彈簧）就不可能通過強壓處理來提高它的承載能力，旋繞比和螺旋升角究竟多少能達到目的，需要通過強壓設計和試驗才能確定。所以，并非僅僅是簡單的將彈簧壓一壓、拉一拉或者扭一扭，就能夠一下子提高承載能力多少多少的。
綜上分析，彈簧強壓處理的壓應力τQy或者壓力PQy首先應該滿足以下公式要求：τQy=8DPQy/πd3＞τS≥0.5
同時，當τQy/σb＞0.8時，會使材料達到屈服極限，彈簧出現永久變形，反而使載荷減少。
因此強壓處理的壓應力τQy/σb必須在0.5～0.8范圍內。從上面表格中可以看出：除非是高應力彈簧，一般的壓縮、拉伸和扭轉彈簧都不具備強壓（拉、扭）的必備條件，但可以通過對彈簧進行“預制高”的工藝來創造條件。例如：對于壓縮彈簧和扭轉彈簧，可以通過對它預留強壓的“預制高”和“預制角”來實現兩個目的：一是使得彈簧材料截面表層可以產生殘余應力的“壓縮量”和“扭轉量”；二是經過強壓處理后彈簧的高度尺寸或角度正好符合設計的要求。對于拉伸彈簧來說第一個目的就不容易實現。
根據以上的分析和筆者以往對截錐形彈簧強壓處理效果的探討，得到對彈簧強壓處理的意見是：
1、在考慮要對彈簧作強壓處理時，應該先對彈簧進行強壓設計，以確定該彈簧是否適合做強壓處理。
2、具備強壓處理條件并受高應力的壓縮彈簧、扭轉彈簧等，經過強壓處理后力學性能會得到明顯的改善。
3、有初拉力要求的拉伸彈簧，在強拉處理時初拉力會減少甚至消失，這類彈簧不能做強拉處理。而無初拉力要求的拉伸彈簧，是不容易通過強拉處理來提高承載能力的。
4、高溫（超過+60℃）及腐蝕條件下工作的彈簧作強壓處理，只能起穩定尺寸的作用，不能提高承載能力。
5、通過用強壓處理的方法來提高截錐形彈簧的承載能力在實際上是不可取的，并以此可以推斷出：對于各種變剛度的彈簧，是不適合用強壓處理的方法來提高它的承載能力的。
二、關于電拋光處理
為了滿足對要求精密的彈性零件的力學性能，一些文獻提出：“可以對用精密合金、銅合金和不銹鋼絲制造的彈簧進行電拋光或者化學拋光處理，以微量削減材料表層，來達到需要的尺寸和特性。”筆者經過實踐后認為，采用電拋光是可以削減彈簧表層的尺寸的，這對一些壓縮彈簧、彈簧片和波紋管可以適當的采用，但是對拉伸、扭轉等無間隙的彈簧，不適合用電拋光來降低其力學性能。
因為，電拋光的電流及其電介液（含硫酸、硝酸等）在極短的時間內（拋光的時間一般2～8秒）不可能均勻地通過彈簧圈與圈之間的縫隙，這樣經過電拋光處理后的拉、扭簧材料的截面直徑成了不均勻、不規則的多棱邊形，這對精度要求比較高的彈簧來說是不可取的。從電拋光對彈簧性能的影響考慮出發，是不宜用過多的時間去電拋光，因為在酸溶液的時間過長，對彈簧強度的影響是絕對存在的，而且是有害的。其次，電拋光的溶液使用期較低，工藝參數變化大，每批彈簧都需要經過試驗后才能確定，從經濟上考慮也提高了成本。目前各種牌號各種直徑規格的彈簧鋼絲都有供應，基本上能滿足各種精密要求彈簧的力學性能。
綜上所述對拉伸彈簧和扭轉彈簧，想通過電拋光來削減其微量尺寸，以達到需要的特性，并不可取的。對化學拋光也存在同樣的問題。
三、關于截錐形彈簧的設計
1982年以后，我國出版的各種機械工程手冊中介紹了等螺旋升角截錐形彈簧的設計計算方法，其中都提到等螺旋升角截錐形彈簧所形成的螺旋線，在與彈簧中心線相垂直的支承面上的投影是對數學螺線，即：R＝R1emθm＝In（R2-R1）/2π
但是，在實際介紹這種彈簧的變形和應力計算以及其幾何尺寸時，又將它和等節距截錐形彈簧混為一談。這就給有精度要求的等螺旋升角截錐形彈簧的設計和制造帶來困難。筆者因為工作需要，曾經推導過等螺旋升角截錐形彈簧的設計計算方法，也曾經查閱過國外有關等螺旋升角截錐形彈簧的設計計算方法，其中前蘇聯的計算公式是完全正確的、精確的。
另外，等節距截錐形彈簧的設計計算公式也存在一些問題。今后將在專門的文章里提出討論。
在截錐形彈簧的設計計算這個問題上，對于《機械設計手冊》這部中國機械零件設計指導性手冊的正確性和精確性，是否有些小小的遺憾。
