激光冲击强化技术发展现状与展望
摘要：首先简介了激光冲击强化的基本原理和技术优势；然后简述了该技术在国内外的发展和应用情况，扼要介绍了我国激光冲击强化技术研究现状和近期取得的主要进展；最后对激光冲击强化技术的发展进行了展望。我国激光冲击强化设备和技术已基本成熟，可以进入工业应用。
关键词：激光冲击强化；冲击波；表面处理；疲劳
长期以来，我国多型航空发动机在使用过程中出现了由于发动机叶片打伤、疲劳断裂和腐蚀等造成的重大故障和事故，直接影响了发动机使用安全性和寿命，成为我军航空装备的重大问题。飞机结构连接件、壁板及小孔边等裂纹也成为限制寿命的重要因素。 飞机和航空发动机结构大量采用金属材料，金属材料的主要失效形式疲劳和腐蚀均始于材料表面，所以金属材料表面的结构和性能直接影响着材料的综合性能。为此，人们采用喷丸、滚压、内挤压等多种表面强化工艺来改善金属表面性能。利用强激光诱导冲击波来强化金属表面的新技术称为激光冲击强化技术（简称LSP ），由于其表面强化效果好，自产生之日起就得到了广泛的关注和研究。1998年该技术被美国研发杂志评为全美100项最重要的先进技术之一。美国上世纪90年代后期开始的航空发动机高频疲劳研究计划中，将激光冲击强化技术列为工艺技术措施首位。2005年，研制激光冲击强化系统的MIC 公司获美国国防制造最高成就奖。美国将该技术列为第四代战斗机发动机关键技术之一，足见该项技术的重大价值。
1 激光冲击强化技术简介
当短脉冲(几十纳秒内)的高峰值功率密度(9210/W cm )的激光辐射金属表面时，金属表面吸收层（涂覆层）吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发，产生高压(GPa)等离子体，该等离子体受到约束层的约束爆炸时产生高压冲击波，作用于金属表面并向内部传播。在材料表层形成密集、稳定的位错结构的同时，使材料表层产生应变硬化，残留很大的压应力，显著的提高材料的抗疲劳和抗应力腐蚀等性能，这就是激光冲击强化，其原理如图1所示。
靶内传播的冲击波
图1激光冲击强化原理示意图
激光冲击强化技术和其它表面强化技术相比较，具有如下鲜明特点：（1）高压，冲击波的压力达到数GPa，乃至TPa量级，这是常规的机械加工难以达到的，例如，机械冲压的压力常在几十MPa至几百MPa之间；（2）高能，激光束单脉冲能量达到几十焦耳，峰值功率达到GW量级，在10～20ns内将光能转变成冲击波机械能，实现了能量的高效利用。并且由于激光器的重复频率只需几Hz以下，整个激光冲击系统的负荷仅仅30KW左右，是低能耗的加工方式；（3）超高应变率，冲击波作用时间仅仅几十纳秒，
10S ,这比机械冲压高出10000倍，比爆炸成形高由于冲击波作用时间短，应变率达到71
出100倍。
激光冲击强化与传统的喷丸、冷挤压相比，有一定的相似性，因此国外又称其为激光喷丸，该技术具有非接触、无热影响区和强化效果显著等明显的技术优势。主要的优势包括：
（1）激光冲击强化在预防裂纹产生和降低已经产生裂纹的扩展速率方面效果更好。国内外的许多实验表明，激光冲击强化对裂纹扩展处于初始裂纹稳定扩展阶段和中期裂纹稳定扩展阶段早期的影响很大，往往可以降低裂纹扩展速率几十倍以上，使初始裂纹稳定扩展阶段后移，并可提高疲劳扩展门槛应力强度因子。2004年，美国进行了7075-T351铝合金未处理试样、喷丸试样和激光冲击处理试样的裂纹产生及扩展对比研究，结果显示激光冲击比喷丸强化减缓裂纹扩展时间2～3倍，激光冲击强化最大提高疲劳寿命50倍。国内研究表明，激光冲击比喷丸强化提高某典型铝合金叶片高频疲劳寿命约2倍；提高镍基高温合金疲劳寿命30倍。效果好的主要原因是激光冲击强化可以获得更深的残余应力层。激光冲击获得的残余压应力层可达1～2mm，是喷丸的5～
10倍；
（2）激光冲击强化适用于对表面不规则部件、薄件、小孔、沟槽和大结构件局部进行强化。挤压、撞击强化只适合平面或规则回转面，喷丸强化对表面不规则部件实施较困难或效果受影响，对薄件强化可能引起变形，对表面粗糙度或尺寸都可能产生影响，对大型结构件强化设备要求很高；而激光冲击强化能克服这些不足，可达性好，光斑可调，并对强化位置的表面粗糙度和尺寸精度基本没有影响；挤压强化等对小孔边强化不太适合，而激光冲击强化很有效；
（3）激光冲击强化对消除焊缝和激光熔覆等处理后的残余拉应力很有效。与其它消除残余拉应力的方法比，激光冲击强化有无热影响、效果显著和可达性好等优势。
2 激光冲击强化技术国内外发展现状
激光冲击强化技术最初开发于20世纪70年代初的美国贝尔实验室，我国著名物理学家钱临照教授早在60年代也提出过这方面的思想。1972年，美国巴特尔学院（Battelle Memorial Institute）的Fairand B.P.等人首次用高功率脉冲激光诱导的冲击波来改变7075铝合金的显微结构组织以提高其机械性能，从此揭开了用激光冲击强化应用研究的序幕。1978年秋，该实验室的Ford S.C等人与美国空军实验室联合，进行激光冲击改善紧固件疲劳寿命的研究，结果表明激光冲击强化可大幅度提高紧固件的疲劳寿命。当时由于缺少可靠的、高脉冲频率的大功率激光器而未能实用化。
上世纪80年代后期，欧洲、日本、以色列等国家和地区纷纷开展了激光冲击强化技术研究。但从公开报道的资料看，到目前为止，国际上还只有美国将激光冲击强化实际应用。上世纪90年代在美国高频疲劳研究国家计划等支持下，美国利佛莫尔国家实验室和GE、MIC公司等联合深入开展了激光冲击强化技术的理论、工艺和设备的研究，使激光冲击强化技术获得了很大发展，逐步走向了实用，用于F110、F101、F414等发动机的生产和修理。其中，F110、F101发动机在使用中发生多次风扇叶片故障，迫使F101每飞25小时和F110每天第一次飞行前要做一次能够发现0.127mm裂纹的精细检查，采用激光冲击强化解决了这一问题。
进入21世纪之后，激光冲击强化技术的应用取得了长足的进展。美国空军为提高激光冲击强化生产效率做出了很大的努力，设置了4个重要的制造技术计划(Air Force Manufacturing Technology Programmes)，取得了许多重要进展，解决了提高激光冲击强
化生产效率和可移动式生产等工业应用问题。2002年以来，美国已将激光冲击强化大规模用于航空部件的制造和修理中，例如，美国MIC公司将激光冲击强化技术用于军民用喷气发动机叶片以改善其疲劳寿命，不但提高了飞机发动机的安全可靠性，而且每月可节约飞机保养费几百万美元、节约零件更换费几百万美元。美国预计仅仅战斗机发动机叶片的处理，就能节约成本超过10亿美元。2003年，美联邦航空局（FAA）和日本亚细亚航空（JAA）将激光冲击强化批准为飞机关键件维修技术，当年这项技术即被用于波音777飞机的零部件处理。
2004年，美国激光冲击技术公司（LSP Technologies, Inc., LSPT）与美国空军实验室开展了F/A-22上F119发动机钛合金损伤叶片激光冲击强化修复研究，对具有微裂纹、疲劳强度不够的损伤叶片，经过激光冲击处理后，疲劳强度为413.7MPa，完全满足叶片使用的设计要求379MPa，取得了巨大成功。此外，对叶片楔形根部进行激光冲击处理后，其微动疲劳寿命至少提高25倍以上。目前，激光冲击强化技术已大量用于F119-PW-100发动机整体叶盘等部件的生产。LSP公司还提出了对飞机蒙皮铆接结构强化的专利，应用可移动激光设备在飞机装配现场对铆接后的铆钉及其周围强化，效果明显。
从2005年开始美国又将激光冲击强化逐步扩大到大型汽轮机、水轮机叶片以及石油管道、汽车关键零部件等的处理。据报道仅石油管道焊缝的处理就能达到10亿美元以上的收益。
国内从20世纪90年代开始激光冲击强化技术的研究，主要进行了理论探讨和针对钢材、铝合金材料等的试验研究。开展了激光冲击强化研究的单位主要有中国科学技术大学、江苏大学、南京航空航天大学、华中理工大学、北京航空制造工程研究所、航空材料研究院、北京航空航天大学、空军工程大学等单位。
南京航空航天大学的探索研究比较早，初步验证了激光冲击强化是有作用的，在国内具有一定开创性。华中理工大学对L Y12铝合金冲击前后的试件做了疲劳实验，并进行了初步的微观机理研究，表明激光冲击强化使位错密度提高21倍、表面产生49.43MPa 的残余压应力。北京航空制造工程研究所对铝合金L Y112铆接试件的铆钉孔进行激光冲击强化实验，表明激光冲击强化能稳定提高铆接结构疲劳寿命约80%，该所从俄罗斯引进了可进行单次冲击试验用的激光器设备，但由于俄罗斯并未专门研制激光冲击强化用
激光器，该激光器不能满足工业应用要求。
90年代中期开始，中国科学技术大学和江苏大学对激光冲击强化的研究工作比较多。中国科技大学强激光技术研究所研制出了国内首台实验用的激光冲击处理机[12]，但是该设备只能单次冲击，且可靠性不高，仅能用于实验，不能满足航空部件的生产和修理需要。江苏大学从激光冲击强化机理、涂层约束层应用和强化工艺试验等方面进行了一系列研究，并与中国科技大学合作研制了有重复频率的钕玻璃激光器，取得了一定的进展，但该激光器仍不稳定，不能长期工作，因此仍不能满足工业应用要求。
近年来，尽管需求越来越迫切，但受设备和关键技术的限制，国内的研究不够活跃。针对重大的应用要求，空军工程大学与西安天瑞达光电技术有限公司、江苏大学、西安蓝鹰电器设备公司和镭宝光电公司等多家单位合作，对激光冲击强化技术的强化机理、关键技术、成套设备和在航空发动机上的应用工艺进行了大量研究，现已研制出适合强化高温合金、钛合金等高强度材料用的HGN-1、HGN-2型高能脉冲激光器，以及脉冲能量为25J，重复频率达到1Hz的YAG激光器及其强化生产成套设备，制定了航空部件冲击强化工艺操作流程和质量检查规范，并在西安蓝鹰电器设备公司建立了激光冲击强化示范生产线，为该技术在航空工业上的应用上奠定了基础。
3 激光冲击强化技术国内近期研究进展
近几年，针对激光冲击强化工业应用存在的问题，在中国科技大学、江苏大学和航空制造工程研究所等单位的研究基础上，空军工程大学联合西安天瑞达光电技术发展有限公司和镭宝光电技术发展有限公司等单位从高功率激光器及其配套设备、激光冲击强化机理、激光冲击强化关键工艺、质量控制和强化效果等方面进行了大量的研究，下面将其主要研究内容和成果简述如下：
3.1 激光冲击强化机理和效果研究
强化机理和效果研究的目的主要是为应用的范围、条件和工艺参数选择提供支撑。
2004~2006年，研究了激光诱导爆轰波的物理过程，建立了激光支持爆轰波的物理模型，计算了作用在构件上的冲击波压力时空分布，并进行了二维仿真，同时计算了等离子体点燃时间和爆轰波产生时间，根据仿真计算和试验结果，为了保证强化效果，确定理想的脉宽范围是10～20ns之间。
R e s i d u a l s t r e s s /M P a Distance from surface/mm
图2 镍基合金冲击强化后表面残余应力分布 图3 激光冲击强化后残余应力的层深分布
2004年～2007年从表面粗糙度、残余应力和微观组织结构方面研究了激光冲击强
化使材料表面抗疲劳、抗腐蚀、抗打伤能力提高的机理。图2、3分别为镍基高温合金激光冲击强化后表面残余应力分布和残余应力随深度的变化。激光冲击强化能大幅提高材料表面的残余压应力，表面残余压应力最高达-1180MPa 左右，且残余应力的影响深度达1.2mm 以上。残余应力的存在将改变结构表面的应力场分布，提高材料的疲劳强度。激光冲击诱发的残余压应力能使零件实际承受的应力比R 减小，其结果将使疲劳裂纹扩展门槛值ΔKth 获得提高，疲劳裂纹的扩展速率显著降低。残余应力层越深，裂纹产生的位置越靠近材料内部，裂纹越不容易产生，材料的疲劳性能就越好。
对有无激光冲击强化的GH742拉-拉疲劳试件进行断口金相对比研究，试件的断口
位置如图4(a)和(c)所示。未冲击试件断口特征分布如图4(b)所示,经过激光冲击强化后，试件断口特征分布如图4(d)所示。裂纹的扩展由于LSP 影响层的限制，使得裂纹扩展方向发生改变，在交界面附近产生大量的二次裂纹，随后快速断裂。因此，激光冲击强化使疲劳裂纹不容易萌生或扩展，提高了疲劳抗力，延长了试件的疲劳寿命。
图4 疲劳试件宏观断口与断口特征分布
（a ）未激光冲击强化试件断口；（b ）未冲击件断口特征分布；
（c ）激光冲击强化试件断口；（d ）激光冲击强化试件断口特征分布
(d)
(a) (b) (c)
2006年完成了LY2航空铝合金试件激光冲击强化改性研究和两种型号航空发动机叶片激光冲击强化的实验研究。研究表明：激光冲击强化可以提高铝合金叶片疲劳寿命2倍，比喷丸强化提高叶片寿命高1倍；激光冲击强化可以提高不锈钢叶片疲劳寿命1.5倍以上。
2007年针对某型航空发动机九级篦齿盘均压孔进行了激光冲击强化实验研究。实验进行了高低循环两种实验，研究表明：激光冲击强化可以使镍基高温合金试件低循环疲劳寿命在800MPa应力水平下提高6倍；激光冲击强化可以使篦齿盘均压孔试件振动疲劳寿命提高2～4倍。
2006~2008年还对某型航空发动机涡轮盘/叶片榫齿、某型航空发动机钛合金叶片和某型飞机铝材试件进行了激光冲击强化研究，均取得了很好的效果。
3.2 激光冲击强化设备和工艺研究
设备是制约激光冲击强化应用的瓶颈，其中激光器是关键，加工过程的自动化控制和监控也是关键技术。
2004～2007年，空军工程大学和天瑞达光电技术有限公司合作研制出了新型高性能脉冲钕玻璃固体激光器，并开发出了激光冲击处理的五自由度运动平台以及工艺过程控制系统。该型激光器的基本参数是：单脉冲能量40J；脉冲宽度10ns；重复工作频率0.1Hz。该激光器和相应的工艺系统已经可以进行小规模的航空部件激光冲击强化处理，但该激光器可靠性不够高，正在进一步工程化完善。
2007~2008年，空军工程大学和北京镭宝公司联合研制了可旋转倍频脉冲YAG激光器，主要用于具有微小面积和复杂型面的部件的激光冲击强化，如叶片伸根段凹槽、小孔周围等。该激光器已使用较长时间，表明稳定性、可靠性均较高，满足工业应用要求。
2007~2008年，空军工程大学和北京镭宝公司、西安天瑞达公司联合研制了脉冲能量25J，重复频率1Hz的高功率YAG激光器，可单路和分光后双路使用。并且进一步组成两路25J的激光光路，既可以通过偏振合成后会聚成单脉冲能量50J左右的激光脉冲，也可以作为两束同源25J激光同时冲击部件的正反两面。正反面同时冲击对防止叶片等薄壁件冲击变形有重要作用。这套设备系统已经达到国际先进水平，适合进行各种材料及薄壁部件的冲击强化。在应用上，还提出了防止漫反射增大静态光的专利技术。
2006～2007年，进行了冲击强化过程中涂层和约束层的相关理论研究，并对黑漆、铝箔涂层和水约束层（如图5所示）的应用和工艺参数进行了研究，结果已用于叶片强化实验。
图5 黑漆和铝箔涂层
2007~2008年，制定了某航空发动机篦齿盘均压孔边激光冲击强化和质量检查工艺，为工业应用中的质量控制提供了手段。
2008年，进行了小能量激光器激光冲击强化研究，研究表明：采用2.5焦耳、光斑直径1.2mm的激光器，可达到30焦耳、光斑直径5mm的激光器冲击效果。该项技术已用于某发动机涡轮叶片强化研究之中。这项试验，为采用低成本、技术成熟的激光器进行激光冲击强化，突破设备瓶颈有重要意义。
2007~2008年，空军工程大学联合北京镭宝激光技术公司研制了两种型号的Nd:YAG 激光器。其中一种高功率激光器的工作参数为：工作波长1064nm、最大单脉冲能量25J；脉冲宽度10ns；光斑直径3-5mm；重复频率1~5Hz；ASE能量≤0.3J；能量稳定度≤5% (RMS 值)。另外一种激光器的主要性能参数有：工作波长1064nm/532nm；最大单脉冲能量5J；脉冲宽度10ns；光斑直径1-2mm；光束发散角≤1mrad；重复频率1~5Hz；ASE能量≤0.05J。其特点是光斑面积小，重复频率高，能量较小，可以满足如榫齿、沟、槽等部位的激光冲击强化要求。
2008年，空军工程大学和西安天瑞达光电技术公司将激光器和运动平台进行了集成与控制，并指导陕西蓝鹰电器有限公司在阎良建立了我国第一条激光冲击强化工程应用示范线。该示范线可以实现复杂曲面（如叶片）双面激光冲击强化。
该激光冲击强化生产线与美国基本相当，实现了系统的集成控制，对强化过程的关键参数进行实时监控，脉冲工作频率1~2Hz；研制的Nd:YAG激光器比美国同类激光器性能指标更高，用于激光冲击强化，与美国钕玻璃（Nd:Glass）激光器效果相当。
法国针对激光冲击强化需要，研制了Nd:YAG激光器，但该激光器没有工业应用的
成套设备，且Nd:YAG激光器能量比国内小，ASE更大。
美国对激光冲击强化也有一个发展过程，如在初步应用的基础上，针对激光冲击强化技术存在的问题，美国空军组织了LSPT、P&W、GEAE和UTC等公司进行了多个制造技术计划。提出了快速涂层的RapidCoater技术，研制了先进的控制和监控技术以提高其工作可靠性和可重复性，成本至少降低了50～70％，增加产量6～9倍。国内外的研究均表明，激光冲击强化对各种铝合金、镍基合金、不锈钢、钛合金、铸铁以及粉末冶金等均有良好的强化效果，除了在航空工业具有极好的应用前景外，在汽车制造、医疗卫生、海洋运输和核工业等都有潜在的应用价值。
数控技术现状与发展 讲课目录提纲 华南理工大学机械与汽车工程学院 李伟光教授 2010年5月
目录
一数控技术概述 1.1数控技术与国民经济 1.2数控技术的起源 1.3研究数控技术的科技动力 1.4研究数控技术的社会环境 1.5数控技术的应用 1.6有关数控技术产业的国家政策 1.7国内外数控技术与设备行业情况介绍二数控设备的控制系统 2.1 数控系统概述 2.2 数控系统的组成、性能与体系结构2.2.1 数控系统性能的现状与发展趋势 2.2.2 数控系统功能的现状与发展趋势 2.2.3 数控系统体系结构的现状与发展趋势2.2.4 基于PC技术的智能开放式数控系统三数控技术发展与数控设备应用 3.1数控技术的发展与数控设备的应用 3.2应用数控设备的社会需求 3.3应用数控设备的工业环境 3.4应用数控设备的技术支持 3.5国内外应用数控技术的现状与差距 3.6数控机床领域的装置种类及技术发展
3.6.1 高速、高刚度大功率电主轴技术 3.6.2 多功能双摆角数控铣头技术 3.6.3 高刚度大扭矩双摆角数控铣头技术 3.6.4 车铣复合主轴头技术 3.6.5 高速、精密数控回转工作台 3.6.6 全数字交流伺服驱动装置 3.6.7 高速、精密、重载直线导轨精度保持性技术 3.6.8 高速、精密、重载滚珠丝杠精度保持性技术3.6.9 盘式结构大扭矩力矩电机及驱动装置 3.6.10 精密直线电机驱动装置及全闭环控制技术 3.6.11 复合加工技术 3.6.12 切削表面完整性技术 3.6.13 高速切削技术 3.6.14 高速、超高速磨削技术 3.6.15 五轴联动高速高精加工工艺技术 3.6.16 高精度刀具测量技术 3.6.17 刀具动平衡技术 3.6.18 柔性工装关键技术 四培养掌握数控技术与设备的人才 4.1国内外研究数控技术人才的基础与现状 4.1.1国外研究数控技术的现状与成果 4.1.2国内研究数控技术的机构与人才培养现状
物理学与人类文明发展 论文名称：高能激光武器的发展与未来导师：戴长建 学号：20115292 姓名：王晓鹏 专业班级：电科二班
激光武器在现代战争中发挥越来越重要的作用，高能激光武器虽然尚未大规模投入应用,但是呈现出蓬勃发展的态势, 一旦投入到大规模应用势必改变现有的作战样式,对各国产生不可估量的影响。本文论述了现阶段激光武器毁伤机理，介绍了各国高能激光发展现状和未来发展趋势. 1960年梅曼等人制成第一台红宝石激光器，从此人们就希望把光制成武器。在乔治·卢卡斯的著名科幻电影《星球大战》中便有激光剑的设想，不过这种设想在今天看来仍然遥不可及。激光剑虽然尚不能实现，但激光武器却早已成为各国科研人员的重要研究方向. 激光武器的特点 Ⅰ高速度，激光以光速进行传输，从激光器出口到目标的时间可以不计，争取了作战时间 Ⅱ反应灵敏，激光器射出的光束质量近于零，可在短时间内对不同方向的来袭目标进行打击
Ⅲ命中精度高，激光武器是将能量汇聚成很细的光束准确的对准某一方向射出 Ⅳ杀伤力可控，可通过调整和控制激光武器发射激光束的时间或功率以及射击距离来对不同目标分别实现非杀伤性警告，功能性损失，结构性破坏 Ⅴ抗电子干扰能力强，激光武器射出的是激光束，现有的电子干扰手段对其不起作用. 激光武器分类 低能：激光致盲武器 激光主动拒止武器 高能：波长在1.06~10.6微米 输出功率1~10兆瓦 激光致盲武器等低能武器专门针对人眼,会造成人眼永久性失明,而遭到世界人权组织极力反对,把该武器化为不人道武器之列一、毁伤机理 第一：热作用破坏，只要激光功率足够高，被激光照射的目标物体局部会瞬间汽化，当持续汽化很强烈时，材料蒸汽高速喷出，同时将部分凝聚态颗粒或液滴一起冲刷出来，从而造成凹陷甚至穿孔
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 国内数控机床现状简析及建议 国内数控机床现状简析及建议作者： 数控技术学习来源： 数控机床网日期： 2019-5-5 23:30:17 人气： 获取失败标签： 一、国内数控机床行业近年取得的成绩我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术方面也取得了重大突破。 据统计，目前我国可供市场的数控机床有 1500 种，几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。 领域之广，可与日本、德国、美国并驾齐驱。 这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。 近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。 如国产 XNZD2415 型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C 轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。 该构型为国际首创。 基于 RT 一 Linux 开发的数控系统具有的实时性和可靠性，能 1 / 3
在同一网络中与多台 PLC 相连接，可控制机床的五轴联动，实现人机对话。 该机床的作业空间 4．5mx1．6mx1．2m，A 轴转角1050,C 轴连续转角 0 一 4000，主轴转速(无级)最高 10000r/min，重复定位精度0．01mm，可实现三维立体曲面如水轮机叶片，导叶的五轴联动高速切削加工。 超精密球面车床为陀螺仪的加工提供了基础设备，这类车床也可用于透镜模具、照相机塑料镜片、条型码阅读设备、激光加工机光路系统用聚焦反射镜等产品的加工。 高速五轴龙门铣床采用铣头内油雾润滑冷却、横梁预应力反变形控制等技术。 这类铣床可用于航空、航天、造船、水泵叶片、高档模具等的加工。 SSCKZ80 一 5 型五轴车铣复合加工中心可满足航天、航空、船舶及铁路运输业对高精度、高刚度、形状复杂的大型回转体零件加工的要求，如飞机发动机主轴、起落架的加工，船舶发动机活塞、增压器蜗杆差速换向器及螺旋叶片的加工等。 TW250 型高速、高效车削中心采取双主轴对置结构，两个刀架分别位于主轴轴线上下方，控制轴数 8 个，可实现 4 轴联动。 装有 12 位伺服驱动双向动力刀台的上下刀架可对任一主轴进行 2 轴或 4 轴加工。 该机床采用模块化设计技术，可根据用户的不同要求派生为双刀
专家讲座课程报告 题目名称：数控技术 学院：机械工程学院 专业年级：机械设计制造及其自动化12 级 姓名：任庆贺 班级学号：机制12-2-11 授课教师：范久臣 二Ｏ一五年十一月十三日
1 数控技术发展现状 (1) 1． 1 国外数控技术发展现状 (1) 1． 2 国内数控技术发展现状 (3) 2 数控技术发展趋势 (6) 2． 1 高速、高精度化 (7) 2． 2 智能化、开放式、网络化 (7) 2． 3 环保化 (8) 2． 4 采用五轴联动加工和复合快速力 (9) 2． 5 重视新技术标准、规范的建立 (9) 3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考 (10) 4 自身发展 (10)
1数控技术发展现状 1．1 国外数控技术发展现状 20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计 算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。 自从 1952 年美国第 1 台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专 机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20 万台，产值上 百亿美元。“十五“刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6．8亿元，用于对1．2 －1．8万台机床的数控化改造。目前，国际上最大的数控系 统生产厂是日本FANUC公司，1 年生产5 万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占 15％以上，再次是德海德汉尔、西班牙发 格、意大利菲地亚、法国的 NUM、日本的三菱、安川。国产数控系统厂家主要有华 中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南 京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过 300～400 套。 国外具有世界影响力的机床公司有很多，在此重点介绍以下几家。 (1)日本山崎马扎克公司开发出了2 种可使用长镗杆切削工件的复合加工机床， 一种是以卧式车床为原型，与卧式加工中心 (MC)组合而成的卧式复合加工机 床“ INTEGREX e一 650H II ”；另一种是以立式车床为原型，与立式MC组合而 成的立式复合加工机床“INTEGREX e一 1060V／8 II RAM ”。 INTEGREX e II系列装载了MAZATROL MATRIX以及各种新功能，以Mark II 为名称，是对2l 世纪的制造工厂带来革命性冲击的划时代的复合加工机。其主 要特点是主轴最高转速 1 600 r ／min，快移速度 40 m／min，刀具库容量 40 把，刀 具更换时间 ( 刀到刀 )1 ．8 s( 刀具质量 20 kg 以下 ) 。 新的卧式复合加工机床在MC端的主轴轴头上安装一个带有长849 mm镗杆的 “长镗杆架”。该镗杆架自顶端起依次由刀具、长柄和刀架组成。该镗杆架的后端有 4 个固定位置，由操作人员将其装在 MC一侧设计有相同固定位置的主轴轴头上。 MC一侧的主轴除从机床正面观察处于纵深方向的 y 轴外，还有一个 B 轴 ( 位 于l ，轴四周的轴 ) 。l ，轴的可动范围为 650mm， B轴的转动范围在 1800 以上。 长镗杆架与 MC一侧的主轴轴头的上述动作联动。 在由车床主轴 ( 工件主轴 ) 固定的工件外周上能够加工任意角度的轴孔。而且 还能在最后形成的轴孔内径上切削沟槽等。 而立式复合加工机床并没有在 MC主轴轴头上安装用于镗杆加工的刀架，而
我国数控机床的现状和发展 数控机床是数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。 因而了解和提升数控机床对我国的制造业的发展至关重要。 一.国内外数控机床的发展 （1）我国数控机床的发展 我国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。建国初期在1958—1979年间为第一阶段，第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。改革开放，从1979年至今为第二阶段。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国家(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、多轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。 （2）国外数控技术的发展 数控机床的起源 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。标志着制造领域中数控加工时代的开始。 数控机床的兴起 1952年美国麻省理工学院和吉丁斯·路易斯公司首先联合研制出世界上第 一台数控升降台铣床，随后德国、日本、苏联等国于1956年分别研制出本国的第一台数控机床。60年代初，美国、日本、德国、英国相继进入商品化试生产，由于当时数控系统处于电子管、晶体管、和集成电路初期，设备体积大、线路复杂、价格昂贵、可靠性差，数控机床大多是控制简单的数控钻床，数控技术没有普及推广，数控机床技术发展整体进展缓慢。 70年代，出现了大规模集成电路和小型计算机，特别是微处理器的研制成功，实现了数控系统体积小、运算速度快、可靠性提高、价格下降，使数控系统
激光武器原理及应用分析 摘要 激光武器在现代战争中发挥越来越重要的作用。本文论述了现阶段激光武器应用原理、毁伤机理、特点及分类。对激光武器的发展现状进行了介绍和讨论，并对其未来发展趋势和重要作用进行了展望。着重介绍以美国为主的国家在激光武器技术方面进行的研究和进展。 关键词：激光；武器；应用 Abstract Laser weapons are playing a more and more important role in modern warfare. The paper discusses the application of the principle ,damage mechanism, characteristics and classification of the present laser weapon .The status of the development of laser weapons are introduced and discussed, meanwhile the future trends and the important role of the laser weapons are prospected . Focuses on the research and progress of laser weapons technology in the United States-based nations . Keywords: Laser; Weapon; Application
引言 激光武器是一种定向能武器，它利用强大的定向发射激光束直接毁伤目标或使之失效。用高能量，大功率的激光束代替常规子弹攻击目标物体，是由于激光武器具有：（1）高速度，激光以光速进行传输，从激光器出口到目标的时间可以不计，争取了作战时间。（2）反应灵敏，激光器射出的光束质量近于零，可在短时间内对不同方向的来袭目标进行打击。（3）命中精度高，激光武器是将能量汇聚成很细的光束准确的对准某一方向射出。（4）杀伤力可控，可通过调整和控制激光武器发射激光束的时间或功率以及射击距离来对不同目标分别实现非杀伤性警告，功能性损失，结构性破坏.(5)抗电子干扰能力强，激光武器射出的是激光束，现有的电子干扰手段对其不起作用。基于这众多优势，激光武器将在反导，反卫星和破坏敌方信息系统中得到广泛应用。
机床数控技术的现状及未来发展趋势 一、数控机床的简单介绍 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装数控系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。 1、数控机床的特点如下： （1）加工精度高，具有稳定的加工质量； （2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； （3）加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）； （4）机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； （5）对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
2、数控机床的组成部分主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。数控技术，简称“数控”。英文：NumericalControl（NC）。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。 二、国内外机床数控技术的现状 1、国内数控机床技术现状我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。
高能激光武器发展态势 李怡勇，王建华，李智 (中国人民解放军装备学院，北京 101416) 基金项目：国家863计划项目(2015AAXXX6102) 作者简介：李怡勇(1982—)，男，本刊审稿专家，博士，主要从事空间安全技术与应用研究。 本文引用格式：李怡勇，王建华，李智.高能激光武器发展态势[J].兵器装备工程学报，2017(6):1-6. Citation：format:LI Yi-yong, WANG Jian-hua, LI Zhi.Development Situation of High-Energy Laser Weapons[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(6):1-6. 摘要：高能激光武器在防空反导、信息对抗、精确打击等方面具有革命性的应用潜力，目前正处于由技术突破向作战应用蜕变的转折期。以战术级应用为目标，系统分析高能激光武器的发展态势，指出其作战应用需求与发展现状，以及走向实战化应用的发展瓶颈与可能的解决途径，为武器系统的需求论证、技术发展和应用研究提供参考。 关键词：高能激光武器；技术发展；战术应用 高能激光武器利用定向发射的高功率激光束直接杀伤目标或使之失效，具有传输速度快、命中精度高、抗电磁干扰、能多次重复使用、效费比高、作战方案灵活[1]等优点，被认为具有使传统武器系统发生革命的应用潜力，并可能改变战争的概念和战术。 近年来，随着固体激光器、光纤激光器等小型化、实用性新一代高能激光器的快速发展，具有战术应用潜力的、发射功率在数万瓦至几十万瓦的战术高能激光武器如雨后春笋般井喷式出现，成为当前研究的热点，并多次获得试验成功，极大地增强了军事界和工业界的兴趣和信心。可以说，高能激光武器的战术级应用日益临近，目前正处于由技术突破向实战应用蜕变的历史转折期，在未来5～10年内有望在战场上广泛部署与使用。 1 高能激光武器作战应用需求 1.1 需求分析
数控机床故障诊断与维修现状和发展趋势 数控机床故障诊断数控机床是个复杂的系统，组成数控机床的这些部分，由于种种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致数控机床不能正常工作。故障诊断是进行数控机床维修的第一步,它不仅可以迅速查明故障原因，排除故障,也可以起到预防故障发生与扩大的作用。 一、数控机床故障诊断的基本方法 数控设备是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行，故障诊断是进行数控机床维修的第一步，它不仅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。一般来说，数控机床的故障诊断方法主要有以下几种： (一)常规诊断法 对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查，通常包括:(1) 检查电源的规格(包括电压、频率、相序、容量等)是否符合要 求;(2)CNC、伺服驱动、主轴驱动、电机、输入/输出信号的连接是否正确、可靠；(3)CNC、伺服驱动等装置内的印制电路板是否安装牢固，接插部位是否有松动；(4)CNC、伺服驱动、主轴驱动等部分的设定端、电位器的设定、调整是否正确；(5)液压、气动、润滑部件的油压、气压等是否符合机床要求;(6)电器元件、机械部件是否有明显的损坏。(二)状态诊断法 通过监测执行元件的工作状态判定故障原因。在现代数控系统中伺服进给系统、主轴驱动系统、电源模块等部件主要参数的动、静态检测,及数控系统全部输入输出信号包括内部继电器、定时器等的状态,也可以通过数控系统的诊断参数予以检查。(三)动作诊断法通过观察、监视机床的实际动作，判断动作不良部位，并由此来追溯故障源。 (四)系统自诊断法 这是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊断、测试的诊断方法。主
激光冲击强化技术发展现状与展望
激光冲击强化技术发展现状与展望 摘要：首先简介了激光冲击强化的基本原理和技术优势；然后简述了该技术在国内外的发展和应用情况，扼要介绍了我国激光冲击强化技术研究现状和近期取得的主要进展；最后对激光冲击强化技术的发展进行了展望。我国激光冲击强化设备和技术已基本成熟，可以进入工业应用。 关键词：激光冲击强化；冲击波；表面处理；疲劳 长期以来，我国多型航空发动机在使用过程中出现了由于发动机叶片打伤、疲劳断裂和腐蚀等造成的重大故障和事故，直接影响了发动机使用安全性和寿命，成为我军航空装备的重大问题。飞机结构连接件、壁板及小孔边等裂纹也成为限制寿命的重要因素。 飞机和航空发动机结构大量采用金属材料，金属材料的主要失效形式疲劳和腐蚀均始于材料表面，所以金属材料表面的结构和性能直接影响着材料的综合性能。为此，人们采用喷丸、滚压、内挤压等多种表面强化工艺来改善金属表面性能。利用强激光诱导冲击波来强化金属表面的新技术称为激光冲击强化技术（简称LSP ），由于其表面强化效果好，自产生之日起就得到了广泛的关注和研究。1998年该技术被美国研发杂志评为全美100项最重要的先进技术之一。美国上世纪90年代后期开始的航空发动机高频疲劳研究计划中，将激光冲击强化技术列为工艺技术措施首位。2005年，研制激光冲击强化系统的MIC 公司获美国国防制造最高成就奖。美国将该技术列为第四代战斗机发动机关键技术之一，足见该项技术的重大价值。 1 激光冲击强化技术简介 当短脉冲(几十纳秒内)的高峰值功率密度(9210/W cm )的激光辐射金属表面时，金属表面吸收层（涂覆层）吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发，产生高压(GPa)等离子体，该等离子体受到约束层的约束爆炸时产生高压冲击波，作用于金属表面并向内部传播。在材料表层形成密集、稳定的位错结构的同时，使材料表层产生应变硬化，残
数控技术的发展及国内外现状 数控技术的发展及国内外现状 摘要：数控技术（Numerical Contrl）是一种采用计算机对生产过程中各种控制信息进行数字化运算、处理，并通过高性能的驱动单元对机械执行构件进行自动化控制的高新技术。本文对数控技术的发展经行了研究，并比较对比了国内外数控技术的发展现状，对国内数控未来的发展提出了建议。 关键词：数控技术；发展；国内外现状 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光、电技术于一体的现代制造业的基础技术。它具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。 1.数控技术的发展概述 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院（MIT）开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（ MC Machining Center），使数控装置进入了第二代。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称 DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称 CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机
激光武器现状综述 06061232李腾海子 摘要本文介绍了激光武器的分类、现状，并给出了其发展趋势 关键词激光武器 “激光 ”、“原子能”、“半导体”和“计算机”称为20世纪的“新四大发明”，对人类社会文明产生了极其深远的影响。激光技术用于军事，不仅可以提高现有常规武器的命中率，而且可为军队提供新型战术武器，从而大大增强军队在现代战争中的作战能力，其应用领域涉及雷达、测距、定向能武器、导弹、航空航天、电子对抗等方面，受到各大军事强国的重视，未来有望成为军事技术最活跃的一个领域。 到目前为止，激光技术在军事上应用主要有以下几个方面：激光制导、激光雷达、激光通信、激光测距、激光模拟、激光侦察、激光武器、激光对抗、激光告警。激光武器是一种定向能武器，它利用强大的定向发射激光束直接毁伤目标或使之失效。与传统武器相比，激光武器作为一种新概念武器，具有速度快、精度高、拦截距离远、火力转移迅速、不受外界电磁干扰、持续战斗力强等优点，而且激光武器每次使用的费用很低，通常在几美元左右，与每枚成本达几百万美元的导弹相比十分便宜。正是激光武器具有其他武器无法比拟的优点，目前世界上各军事强国都投入了大量人力和资金进行研发。根据作战用途，这种新型武器分为战术激光武器和战略激光武器两大类。战术激光武器是利用激光作为能量,像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等,打击距离一般可达20 km。这种武器是一种近程激光武器,主要有使人致盲的激光枪,也有用来对付来袭飞机、导弹、军舰、坦克的激光炮。战略激光武器可攻击数千公里之外的洲际导弹,还可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。根据能量大小、激光的打击方式可分为软打击和硬打击两种：软打击主要是打击导弹的导引头和整流罩，破坏其传感器和电子线路，致使导弹不能准确飞向目标。这种打击射程可超过10 km。而硬打击则是把导弹的壳体、燃料室以及整体结构彻底摧毁，使导弹在空中爆炸。按搭载载体的不同,激光武器可分为:舰载式、车载式、机载式、地基式、星载式(天基)激光武器系统。据报道，目前美、俄等世界军事大国已投入巨资用于新型高能激光武器的研发，将高能激光武器作为其提升威慑力和打击能力的重要手段.对于激光技术的研究，俄罗斯的理论研究处于领先地位，美国与以色列在激光武器应用中处于领先地位。但是在新兴激光的军事技术方面，由于我们与美国起步点相差不大，所以我们的研究处于世界领先地位，由目前我们已有能力使用激光武器拦截低空巡航导弹，如何把攻击激光雷达装载于卫星，是我国目前正在全力研究攻关的目标。 激光武器计划一直伴随着激烈反对的声音,主要阻力是技术暗礁和经费短缺。总的来说,制约激光武器发展的主要因素有:1、研制与部署费用过高。如天基激光武器的核心-“阿尔法”激光器系统的发射成本按改进型一次性运载火箭5650 美元/kg计算,全部研制与发射成本总计近1000亿美元。2、系统作战效能有限。如MTHEL系统很庞大(相当于6辆城市公共汽车) ,不便于快速机动部署;在烟雾和阴雨天,激光武器很难发挥作用等。3、后勤保障困难并存在安全隐患。在作战时,如何保燃料的供应,涉及到复杂的后勤供应问题,包括应该在哪里建两种燃料的化工厂以及如何快速运输等问题。而且激光器会排放出有毒气体,现在还没有找到可以处理这些毒气的有效办法。4、技术障碍。激光武器的几个关键技术挑战包括：在功率和效率上能远距离摧毁导弹的激光器，能使保证激光器光学性能最佳又可以保护其不受激光加热损害的光学涂层；以及控制大气扰动的主动系统。在真空高空中的激光器性能和整套系统在高空的性能都无法在地面进行验证等等。 综上所述，激光武器的发展呈现多元化现象，各国都在加紧研究激光武器，但激光武器并不像人们想象的那么简单，其研制和发展需要付出大量的时间和金钱，还有科研人员的不懈努力。目前各国普遍反对建立天基激光武器系统,因为激光武器的强大威力能使一些军事强国可以随心所欲的实时打击地球上的任何目标,科技的进步使人类自身生存和发展面临巨大挑战。 参考文献： [1]吕明春，梁红卫，高能激光武器及其技术发展，激光杂志，V.29,2008
数控机床现状及发展趋势分析 数控机床的概念 数控机床就是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。 国产数控机床的发展现状 一、国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小 数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历{HotTag}了30年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1,500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。 它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。
五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于2台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多，国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。 二、国产数控机床存在的问题 由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可*性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可*性还较差，数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前主要问题有： 三、核心技术严重缺乏 统计数据表明，数控机床的核心技术—数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国90%需要国外进口。如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅路机床集团，在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社，所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口，国内真正大而强的企业并不多。目前世界最大的3家厂商是：日
目录 摘要 (1) 1绪论 (1) 2数控技术国外现状 (1) 2.1开放结构的发展 (1) 2.2伺服系统 (1) 2.3 CNC系统联网 (1) 2.4功能不断发展扩大 (1) 3数控技术发展趋势 (1) 3.1性能发展方向 (1) 3.2功能发展方向 (1) 3.3体系结构发展方向 (1) 3.4智能化新一代PCNC数控系 (1) 3.5新一代数控技术关键问题 (1) 结语 (1) 参考文献 (1) 致 (1)
数控技术的现状和发展趋势 CNC technology, the status quo and development trends 摘要 本文简要介绍了当今世界数控技术发展的趋势及国外数控技术发展的现状，在此基础上本文从性能、功能和体系结构三个方面介绍了数控技术的发展方向。阐述肯定了当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能并提出了实现文中所述发展方向的关键技术。 关键词：数控，发展趋势，功能，性能，开放性。 Abstract: This paper mainly introduces the current d evelopment ambition of numerical control technology a nd the developing .ON the basis of this the paper introduce the development direction from the aspect s of capacity, function and structure. PCNC is the key technology to achieve this, because PCNC adapt s to the complex producing procedure and is a new generation of intelligence. Key words：NC, trends, features, performance, openness
《现代设计理论与方法》 基于ABAQUS的激光冲击金属表面强化 班级机械工程 学号 姓名
基于ABAQUS的激光冲击金属表面强化 一、激光冲击金属表面强化的国内外现状 金属材料的失效形式主要是于材料表面的疲劳、腐蚀和磨损,所以材料表面的结构和性能直接影响着材料的综合性能。激光冲击强化是利用短脉冲( 一般在5 0s n以内)、高功率密度的激光通过透明约束层，作用于金属表面所涂覆或帖附的吸收层上，吸收层吸收激光能量后迅速气化。形成稠密的高温、高压等离子体，该等离子体继续吸收激光能量后急剧升温膨胀，然后爆炸形成高强度冲击波作用于金属表面。当冲击波的峰值压力超过材料的动态屈服强度时，材料发生塑性变形并在表层产生平行于材料表面的拉应力。激光作用结束后，由于冲区域周围材料的反作用，其力学效应表现为材料表面获得较高的残余压应力。 激光冲击的研究可以追溯到1963年，White首先发现了激光诱发冲击波现象[5l,这一发现为激光冲击技术的应用拉开了序幕。目前激光冲击强化在美国已历经三十多年的发展，技术逐渐成熟。2000年以来,高能激光冲击强化技术研究水平有了新突破,应用领域有了新的拓展,其中一些成果受到世人瞩目。利弗莫尔(livemore)实验室在YMP研究计划中进行了304不锈钢的耐腐蚀实验,证实激光冲击后的不锈钢试样耐腐蚀性能获得了极大提高。高能束激光冲击技术可用于核废料储存容器焊缝的处理,以及改善核反应器的安全性与可靠性,延长反应器零件的工作时间,从而使沸水反应器和压力水反应器具有更长的服役时间和更低的运行成本。日本东芝为了将激光冲击处理技术用于核反应堆中型芯零件和焊接构件焊缝的强化,专门设计了激光冲击伸缩强化头,可深入内壁实施强化。 我国对激光冲击处理技术的研究始于上世纪90年代。中国科技大学、华中科技大学、南京航空航天大学等单位在这方面已做了大量的基础研究,但还没有工化应用。1991年我国高功率(109w/cm2)激光装置通过鉴定,激光冲击强化的研究才真正开始。1993年,在国家有关部门支持下,中国科技大学与南京航空航天大学、成都飞机设计研究所等单位合作,采用特制的激光冲击处理实验装置,对激光冲击进行了一系.列的研究,有效地强化了碳钢、合金钢及镍基高温合金钢。“九
激光武器的现状与发展趋势 班级： 学号： 姓名： 邓小平同志曾明确指出：“下一个世纪是高科技发展的世纪”，中国必须发展自己的高科技，在世界高科技领域里面占有一席之地。”高技术是建立在现代科学技术全面发展的基础上，处于当代科学技术前沿的对提高生产力、促进社会文明、增强国防实力起先导作用的技术群。军事中应用的高技术主要有军用电子技术、军用计算机技术、军用探测技术、军用制导技术、隐身技术、军用激光技术、军用智能技术、军用航天技术。 激光技术是人类二十世纪六十年代的重大科学技术成就，比较成熟或影响较大的军事应用主要有：一、激光制导；二、激光雷达；三、激光测距；四、激光通信；五、激光对抗； 六、激光模拟；七、激光武器。 激光武器是利用激光具有方向性强、亮度高的特点，把能量集中射到目标上，产生热破坏、力学破坏和辐射破坏等效应，从而毁伤目标。目标受到激光照射后，其表层材料会吸收激光能量而被加热，产生软化、熔融、气化、穿孔而毁坏。当用短脉冲的强激光照射目标时，气化物高速外喷会在极短时间内对目标产生反冲作用，在材料内部产生应力，引起变形、断裂等力学破坏。目标受到强激光照射后，表层气化形成的高温等离子体，能够辐射紫外线和X射线，损伤或破坏目标结构及其内部的电子、光学元部件。它是一种利用激光束摧毁飞机、导弹、卫星等目标或使之失效的定向能武器。按搭载的载体不同,激光武器可分为:舰载式、车载式、机载式、地基式、星载式(天基)激光武器系统。 激光武器与常规武器相比，有些以下特点：一是速度快。激光束以光速射向目标，比枪弹、炮弹的飞行速度要快30万倍，在几十公里的距离内，光束的飞行时间只需万分之一秒左右，射击运动目标时不必计算提前量。二是灵活。发射激光束时，由于光束几乎没有质量，不会产生后坐力，因而激光武器易于迅速变换射击方向，能在短时间内拦击多个来袭目标。三是精确。可将聚焦的狭窄光束精确地对准某一方向，选择攻击目标群中的某一目标，甚至击中目标上的某一脆弱部位。四是不受电磁干扰。但是，激光武器也有弱点。随着射程增加，落到目标上的激光光斑增大，功率密度降低、使破坏力减弱。大气对激光有较强的衰减作用，难以做到全天候使用。 激光武器经过不断地开发和研究,目前已有了重大的进展:低功率激光武器已开始装备部队,高功率激光武器则在技术上已基本成熟,将在未来现代化战争或局部战争中发挥举足轻重的作用。激光武器按其功能不同，可分为用于致盲、防空的战术激光武器和用于反卫星、反洲际弹道导弹的战略激光武器。 激光武器的发展现状和趋势:一是发展小型战术机载激光武器;二是实施ABL 计划;三 是研发天基激光武器;四是研究固体激光器。发达国家在激光武器这一领域都投入了大量的人力物力。美国把激光武器的研究作为重点项目，正在积极进行大功率激光器和激光精密跟
数控机床与编程的结课论文 专业：弹药工程与爆炸技术 班级：弹药一班 姓名：高万鹏 学号：1460090128 指导教师：吴伟涛
浅谈我国数控机床的现状与发展趋势 摘要：数控机床是制造业发展的基础，可极大地提高制造业生产率。介绍了数 控机床的组成，还就我国数控机床的发展和现状进行了详细说明；对我国数控机床的发展趋势进行了介绍，并对我国数控机床的发展提出了建议。 关键词：数控机床；现状；发展趋势 0 引言 数控（NC）是数字控制（Numerical Control）的简称，是20世纪中叶发展起来的一种用数字化信息进行自动控制的一种方法。装备了数控技术的机床，称为数控机床，也简称为NC机床。 世界上第一台数控机床是由美国麻省理工学院于1952年首先研制出来的；日本于1958年研制出首台数控机床。我国数控机床的研制是从1958年起步的，由清华大学研制出了最早的样机。但是经过50多年的发展，2010年我国已经跃居世界第一大机床生产国。在2012年5月27日，在湖北省数控一代机械产品创新应用示范工程启动大会上，中国工程院院长周济强调：“全世界的机械工业正处于产品数字化发展时期，我们必须抓住这一契机，在10年内实现机械产品总体升级为‘数控一代’，使我国机械工业实现由‘大’到‘强’的转变。” 1 数控机床的组成数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，如图1所示。 .图2 图2为我国第一台数控机床设计团队的照片
1 控制介质 控制介质是储存数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物，它记载着零件的加工程序，因此，控制介质就是指将零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。控制介质有多种形式，它随着数控装置类型的不同而不同，常用的有穿孔带、穿孔卡、磁带、磁盘等。随着数控技术的发展，穿孔带、穿孔卡趋于淘汰，而利用CAD/CAM软件在计算机编程，然后通过计算机与数控系统通信，将程序和数据直接传送给数控装置的方法应用越来越广泛。 1.2 数控装置 数控装置是数控机床的核心，人们喻为“中枢系统”。现代数控机床都采用计算机数控装置，即CNC（Computer Numerical Control）。数控装置包括输入装置及中央处理器(CPU)和输出装置等构成数控装置能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。 1.3 伺服系统 伺服系统是接收数控装置的指令、驱动机床执行机构运动的驱动部件。包括主轴驱动单元、进给驱动单元、主轴电机和进给电机等。工作时，伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的要求与位置、速度反馈信号相比较后，带动机床的移动部件或执行部件动作，加工出符合图纸要求的零件。 1.4 反馈装置 反馈装置是由测量元件和相应的电路组成，其作用是检测速度和位移，并将信息反馈回来，构成闭环控制。一些精度要求不高的数控机床，没有反馈装置，则称为开环系统。 1.5 机床本体 机床本体是数控机床的实体，是完成实际切削加工的机械部分，它包括床身、底座、工作台、床鞍、主轴等。 2 我国数控机床的现状 我国数控机床的研制工作起步比较晚，于1958年由清华大学和北京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床，并于1958年开始试制成功第一台电子管数控机床。1965年开始研制晶体管数控系统，直到20世纪60年代末至70年代初成功研制。从1980年起，我国加大改革开放的力度，先后从日、德、美、西班牙等西方国家引进CNC系统，对各种机、电、液、气等基础原件进行合作生产，极大地提高了产品的质量。 总体来说，从1958年研制出第一台数控机床到现在，我国数控机床的发展大体可以分为三个阶段：1958至1979年为第一阶段，在这一阶段内我国受到西方国家的封锁和国内环境的影响，数控机床的发展采用的是封闭式摸索前进，数控机床的一些关键技术，如电、气、液等核心技术达不到可靠性要求，故障常出；1980年至1995年为第二阶段，我国提出了改革开放的政策，积极引进国外的先进数控技术，利用国外的先进产品配置和技术，期间我国的数控机床取得了长足