論機(jī)械制造技術(shù)的新工藝發(fā)展及應(yīng)用

劉曉飛

摘要：現(xiàn)代技術(shù)不斷更新?lián)Q代，我們的傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)已不能滿足當(dāng)代人的需求，必須大力發(fā)展先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)，文章論述了機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)探究。

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

引言

通常意義上講我們所涉及的機(jī)械制造技術(shù)是對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、出售、使用、維修以及回收等整個(gè)過程進(jìn)行研究的學(xué)科。當(dāng)今大量應(yīng)用先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的最終目的是迎合社會(huì)發(fā)展，提高產(chǎn)品質(zhì)量以及企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。技術(shù)的革新極大程度上提高了我們技術(shù)的進(jìn)步，人民群眾對(duì)其要求也是越來越高，不僅要求外形美觀，質(zhì)量高檔，價(jià)格合理，使用方便，還要求有多樣的品種，快捷的更新，滿意的服務(wù)以及高程度的自動(dòng)化。為了迎合社會(huì)的發(fā)展，滿足當(dāng)代人越來越高的要求，就必須采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。

1、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?？梢哉f，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。

2、目前現(xiàn)代制造業(yè)形成的基本特點(diǎn)分析

2.1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，來處理問題的一種方法。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)的過程。

2.2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越大，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)與工藝的一體化。

2.3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?？梢詫?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。

3、未來機(jī)械制造工藝發(fā)展新技術(shù)應(yīng)用分析

3.1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程中的剪切滑移速度達(dá)到或超過某個(gè)極限值，使切削加工過程所消耗的能量、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）切削過程極其迅速，95%以上的切削熱被切屑帶走，來不及傳給工件，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。

3.2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。

3.3快速成形技術(shù)

快速原型/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)。快速成形技術(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。

3.4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)庫系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3.5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。

3.6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)過程，包括對(duì)制造過程、支持過程的設(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)。

結(jié)語

在技術(shù)飛速發(fā)展的今天，我們?cè)絹碓侥馨l(fā)現(xiàn)機(jī)械制造行業(yè)的重要性。我們國(guó)家近些年來逐漸將機(jī)械制造業(yè)發(fā)展成為我國(guó)工業(yè)中的核心，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中有著不可替代的作用，對(duì)于提高我國(guó)的綜合技術(shù)實(shí)力有著十分關(guān)鍵的作用。這就是要求我們從業(yè)人員不斷加強(qiáng)機(jī)械制造技術(shù)水平，掌握好相關(guān)的發(fā)展方向，也就能在最終實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)品質(zhì)量及企業(yè)效益的目標(biāo)，保證我國(guó)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地。

參考文獻(xiàn)

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