論機(jī)械制造技術(shù)的新工藝發(fā)展及應(yīng)用

王曉磊

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及人們生活水平的日益提高，人們對(duì)各類商品的需求也變得更加的嚴(yán)格起來(lái)，種類多樣化、更新變化的快捷化、質(zhì)量的高檔化、使用的方便化、價(jià)格的合理化、外形的美觀化、售后服務(wù)的從優(yōu)化、自動(dòng)化性能要高已經(jīng)成為了人們愈來(lái)愈高的要求，可是要想滿足大家越來(lái)越嚴(yán)格的要求，便必須借助更為先進(jìn)的機(jī)械制造新工藝與新技術(shù)。機(jī)械制造工藝在推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著十分重要的角色。機(jī)械制造新工藝、新技術(shù)在近幾年日益受到人們的普遍關(guān)注。本文在分析機(jī)械工藝的新技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)上，講述了機(jī)械工藝的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，以供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;工藝新技術(shù);形成特點(diǎn);技術(shù)發(fā)展應(yīng)用

一、機(jī)械制造新技術(shù)發(fā)展的重要性概述

從石器的制作，到第一次工業(yè)革命在發(fā)展到21世紀(jì)的集成電路和納米技術(shù)，工業(yè)化制造伴隨著人類社會(huì)發(fā)展不斷進(jìn)步。人類社會(huì)不斷運(yùn)用聰明才智將制造從一種手段發(fā)展為一種行業(yè)，其中的進(jìn)步性不言而喻。可以說(shuō)，社會(huì)的發(fā)展和制造業(yè)的發(fā)展兩者之間起著相輔相成的重要作用。當(dāng)今社會(huì)，工業(yè)早已成為了一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，是發(fā)展綜合國(guó)力最大的推動(dòng)力。而機(jī)械制造已經(jīng)成為工業(yè)的命脈所在，它是所有工業(yè)的支柱，在整個(gè)工業(yè)體系中占據(jù)著無(wú)法取代的重要地位。機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)成為整個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展水平不僅是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在就是制造技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，這是為科學(xué)技術(shù)發(fā)展所必須提供的先進(jìn)手段。

二、目前現(xiàn)代制造業(yè)形成的基本特點(diǎn)分析

1.制造加工形成獨(dú)立體系。并行工程，是由集成的、并行的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，在產(chǎn)品的制造加工生產(chǎn)的過(guò)程中，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)人員，在產(chǎn)品從抽象思維到形成概念理論，在實(shí)踐中制造加工生產(chǎn)，并經(jīng)過(guò)不斷對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)加工進(jìn)行改進(jìn)。到研發(fā)成功，大批生產(chǎn)銷售使用，再到產(chǎn)品使用周期年限報(bào)廢處理等等。整個(gè)生產(chǎn)使用周期的所有因素，是按照用戶的需求所生產(chǎn)的產(chǎn)品。因此它是采用動(dòng)態(tài)優(yōu)化的方式，來(lái)處理問(wèn)題的一種方法。精良生產(chǎn)，是產(chǎn)品在開發(fā)、生產(chǎn)中，精簡(jiǎn)組織機(jī)構(gòu)，進(jìn)行人員的優(yōu)化配備，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。來(lái)提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。敏捷制造是利用電腦的智能和信息技術(shù)，來(lái)改變傳統(tǒng)復(fù)雜的遞階結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大批量機(jī)械生產(chǎn)的過(guò)程。

2.設(shè)計(jì)與工藝一體化。人類處于小規(guī)模手工勞動(dòng)生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)和工藝制造是由同一個(gè)人設(shè)計(jì)生產(chǎn)，效率低生產(chǎn)落后。大規(guī)模的機(jī)械生產(chǎn)出現(xiàn)后，由于生產(chǎn)需要。設(shè)計(jì)與工藝分開了，出現(xiàn)了工藝從屬于設(shè)計(jì)的現(xiàn)象。隨著人類社會(huì)生活水平的發(fā)展和提高，多品種單件小批量機(jī)械生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中占的比重較大。產(chǎn)品的規(guī)格樣式在不斷的更新，對(duì)產(chǎn)品的多樣性需求越來(lái)越大，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)與工藝的一體化。

3.形成了制造科學(xué)。制造技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急，就是要發(fā)展它在生產(chǎn)過(guò)程中所需要的科學(xué)的，系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)在的制造技術(shù)以科學(xué)為基礎(chǔ)，靠理論、算法、實(shí)驗(yàn)、分析、模型、模擬、仿真等手段來(lái)開發(fā)和深化其內(nèi)涵，建立起了表達(dá)功能和模型之間的信息流和物質(zhì)流。可以對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行解析和控制，只有找出制造科學(xué)本身性能的潛規(guī)則，才能預(yù)測(cè)其在情況發(fā)生變化時(shí)所產(chǎn)生的影響。制造科學(xué)是由機(jī)械原理、計(jì)算機(jī)、信息、材料、自動(dòng)化等學(xué)科的有機(jī)結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一門綜合科學(xué)。它是以機(jī)械原理為主的，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，加速了制造科學(xué)的形成。制造技術(shù)的發(fā)展和制造系統(tǒng)的出現(xiàn)，是制造科學(xué)形成的前提和必備條件。

三、未來(lái)機(jī)械制造工藝發(fā)展新技術(shù)應(yīng)用分析

1.超高速加工技術(shù)。超高速加工技術(shù)是指采用超硬材料刀具磨具和高速運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化制造設(shè)備，以極大的切削速度來(lái)達(dá)到提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代加工技術(shù)。超高速加工能使被加工金屬材料在切除過(guò)程中的剪切滑移速度達(dá)到或超過(guò)某個(gè)極限值，使切削加工過(guò)程所消耗的能量、切削力、加工表面溫度、刀具磨具磨損、加工表面質(zhì)量、加工效率等明顯優(yōu)于常規(guī)切削速度下的指標(biāo)，它是提高切削和磨削效果、提高加工質(zhì)量、加工精度和降低加工成本的重要手段。與常規(guī)切削加工相比，超高速加工有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）隨著進(jìn)給速度的提高，單位時(shí)間內(nèi)材料的切除率可以增加3—6倍，可以大幅度縮短零件加工的切削工時(shí)，顯著提高生產(chǎn)率。（2）切削力可以降低30%以上。（3）切削過(guò)程極其迅速，95%以上的切削熱被切屑帶走，來(lái)不及傳給工件，故特別適合加工容易熱變形的零件。（4）機(jī)床作高速運(yùn)轉(zhuǎn)，振動(dòng)頻率特別高，工作平穩(wěn)振動(dòng)小，因而能加工非常精密、非常光潔的零件。

2.超精密加工技術(shù) ?超精密加工是指加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到極高程度的精密加工工藝。目前超精密加工的主要手段有：金剛石刀具超精切削，金剛石砂輪和CBN砂輪超精密磨削、超精密研磨和拋光、精密特種加工和復(fù)合加工。金剛石砂輪超精密磨削是當(dāng)前超精密加工的重要研究方向之一，其主要加工方式有外圓磨、無(wú)心磨、溝槽磨和切割等，被加工材料有陶瓷、半導(dǎo)體等難加工材料，其關(guān)鍵技術(shù)包括金剛石砂輪的修整、微粉金剛石砂輪超精密磨削等。實(shí)現(xiàn)它的主要條件包括以下諸方面的高新技術(shù)：（1）超精密加工機(jī)床與裝、夾具。（2）超精密切削刀具。（3）超精密加工工藝。（4）超精密加工環(huán)境控制。（5）超精密加工的測(cè)控技術(shù)等。

3.快速成形技術(shù)?？焖僭?零件制造技術(shù)（簡(jiǎn)稱RPM）是綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、機(jī)械工程、電子技術(shù)等各種技術(shù)集成以實(shí)現(xiàn)從零件設(shè)計(jì)到三維實(shí)體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)。RPM技術(shù)的材料成形過(guò)程和傳統(tǒng)的成形過(guò)程不同，它是利用CAD模型的離散化處理和材料堆積原理而制造零件，通過(guò)對(duì)CAD模型的離散化處理獲得堆積的順序、路徑，利用光、熱、點(diǎn)等物理手段，實(shí)現(xiàn)材料的轉(zhuǎn)移、堆積、疊加形成三維實(shí)體?？焖俪尚渭夹g(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）高度柔性。（2）技術(shù)的高度集成。（3）設(shè)計(jì)制造一體化。（4）快速性。（5）自由成形制造。（6）材料的廣泛性。

4.計(jì)算機(jī)集成制造。計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）是在計(jì)算機(jī)支持的信息技術(shù)環(huán)境下的制造技術(shù)和制造系統(tǒng)。它一般包括四個(gè)應(yīng)用分系統(tǒng)和兩個(gè)支撐分系統(tǒng)。四個(gè)應(yīng)用分系統(tǒng)是：管理信息系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)，質(zhì)量保證系統(tǒng)，制造自動(dòng)化系統(tǒng)。兩個(gè)支撐分系統(tǒng)是：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

5.智能制造。所謂智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過(guò)程中能進(jìn)行諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等智能活動(dòng)。與傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)相比，智能制造系統(tǒng)有以下特征：（1）自律能力。（2）人機(jī)一體化。（3）靈鏡技術(shù)。（4）自組織能力與超柔性。（5）學(xué)習(xí)能力和自我優(yōu)化能力。（6）自我修復(fù)能力與強(qiáng)大的適應(yīng)性。

6.并行工程。并行工程（CE）是目前國(guó)際上機(jī)械工程領(lǐng)域中重要的研究方向。CE是一種系統(tǒng)方法，以集成的并行方式設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程，包括對(duì)制造過(guò)程、支持過(guò)程的設(shè)計(jì)。這種方法的目的是使產(chǎn)品開發(fā)人員從一開始就考慮到從概念形成到投放市場(chǎng)的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中質(zhì)量、成本、開發(fā)時(shí)間和用戶需求等所有因素。CE的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾個(gè)方面：（1）CAX和DFX技術(shù)。（2）CE過(guò)程的建模、仿真和設(shè)計(jì)技術(shù)。（3）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM。（4）綜合協(xié)調(diào)技術(shù)。（5）集成框架技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬曉春.我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].森林工程.2002年（3）.

[2]武永利.機(jī)械制造技術(shù)新發(fā)展及其在我國(guó)的研究和應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化.2003年（1）.