論機械制造技術的新工藝發展及應用

王曉磊

摘 要：隨著社會經濟的迅速發展及人們生活水平的日益提高，人們對各類商品的需求也變得更加的嚴格起來，種類多樣化、更新變化的快捷化、質量的高檔化、使用的方便化、價格的合理化、外形的美觀化、售后服務的從優化、自動化性能要高已經成為了人們愈來愈高的要求，可是要想滿足大家越來越嚴格的要求，便必須借助更為先進的機械制造新工藝與新技術。機械制造工藝在推動國民經濟發展中扮演著十分重要的角色。機械制造新工藝、新技術在近幾年日益受到人們的普遍關注。本文在分析機械工藝的新技術應用的技術上，講述了機械工藝的特點及發展趨勢，以供參考。

關鍵詞：機械制造;工藝新技術;形成特點;技術發展應用

一、機械制造新技術發展的重要性概述

從石器的制作，到第一次工業革命在發展到21世紀的集成電路和納米技術，工業化制造伴隨著人類社會發展不斷進步。人類社會不斷運用聰明才智將制造從一種手段發展為一種行業，其中的進步性不言而喻。可以說，社會的發展和制造業的發展兩者之間起著相輔相成的重要作用。當今社會，工業早已成為了一個國家的經濟發展的基石，是發展綜合國力最大的推動力。而機械制造已經成為工業的命脈所在，它是所有工業的支柱，在整個工業體系中占據著無法取代的重要地位。機械制造產業成為整個國家國民經濟的支柱產業，它的發展水平不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。制造業發展的關鍵所在就是制造技術的發展和創新，這是為科學技術發展所必須提供的先進手段。

二、目前現代制造業形成的基本特點分析

1.制造加工形成獨立體系。并行工程，是由集成的、并行的設計產品，在產品的制造加工生產的過程中，產品的設計開發人員，在產品從抽象思維到形成概念理論，在實踐中制造加工生產，并經過不斷對產品的設計加工進行改進。到研發成功，大批生產銷售使用，再到產品使用周期年限報廢處理等等。整個生產使用周期的所有因素，是按照用戶的需求所生產的產品。因此它是采用動態優化的方式，來處理問題的一種方法。精良生產，是產品在開發、生產中，精簡組織機構，進行人員的優化配備，獲取最大的經濟效益。來提升企業的市場競爭能力。敏捷制造是利用電腦的智能和信息技術，來改變傳統復雜的遞階結構實現大批量機械生產的過程。

2.設計與工藝一體化。人類處于小規模手工勞動生產時，產品的生產設計和工藝制造是由同一個人設計生產，效率低生產落后。大規模的機械生產出現后，由于生產需要。設計與工藝分開了，出現了工藝從屬于設計的現象。隨著人類社會生活水平的發展和提高，多品種單件小批量機械生產，在生產過程中占的比重較大。產品的規格樣式在不斷的更新，對產品的多樣性需求越來越大，從而導致設計與工藝的一體化。

3.形成了制造科學。制造技術的當務之急，就是要發展它在生產過程中所需要的科學的，系統的理論基礎。現在的制造技術以科學為基礎，靠理論、算法、實驗、分析、模型、模擬、仿真等手段來開發和深化其內涵，建立起了表達功能和模型之間的信息流和物質流。可以對制造系統進行解析和控制，只有找出制造科學本身性能的潛規則，才能預測其在情況發生變化時所產生的影響。制造科學是由機械原理、計算機、信息、材料、自動化等學科的有機結合而發展起來的一門綜合科學。它是以機械原理為主的，計算機技術的發展和應用，加速了制造科學的形成。制造技術的發展和制造系統的出現，是制造科學形成的前提和必備條件。

三、未來機械制造工藝發展新技術應用分析

1.超高速加工技術。超高速加工技術是指采用超硬材料刀具磨具和高速運動的自動化制造設備，以極大的切削速度來達到提高材料切除率、加工精度和加工質量的現代加工技術。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到或超過某個極限值，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、加工表面質量、加工效率等明顯優于常規切削速度下的指標，它是提高切削和磨削效果、提高加工質量、加工精度和降低加工成本的重要手段。與常規切削加工相比，超高速加工有以下優點：（1）隨著進給速度的提高，單位時間內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，顯著提高生產率。（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）機床作高速運轉，振動頻率特別高，工作平穩振動小，因而能加工非常精密、非常光潔的零件。

2.超精密加工技術 ?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。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、精密特種加工和復合加工。金剛石砂輪超精密磨削是當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、半導體等難加工材料，其關鍵技術包括金剛石砂輪的修整、微粉金剛石砂輪超精密磨削等。實現它的主要條件包括以下諸方面的高新技術：（1）超精密加工機床與裝、夾具。（2）超精密切削刀具。（3）超精密加工工藝。（4）超精密加工環境控制。（5）超精密加工的測控技術等。

3.快速成形技術。快速原型/零件制造技術（簡稱RPM）是綜合利用CAD技術、數控技術、材料科學、機械工程、電子技術等各種技術集成以實現從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統技術。RPM技術的材料成形過程和傳統的成形過程不同，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，通過對CAD模型的離散化處理獲得堆積的順序、路徑，利用光、熱、點等物理手段，實現材料的轉移、堆積、疊加形成三維實體。快速成形技術具有以下特點：（1）高度柔性。（2）技術的高度集成。（3）設計制造一體化。（4）快速性。（5）自由成形制造。（6）材料的廣泛性。

4.計算機集成制造。計算機集成制造（CIM）是在計算機支持的信息技術環境下的制造技術和制造系統。它一般包括四個應用分系統和兩個支撐分系統。四個應用分系統是：管理信息系統，工程設計系統，質量保證系統，制造自動化系統。兩個支撐分系統是：數據庫系統和通訊網絡系統。

5.智能制造。所謂智能制造系統是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在制造過程中能進行諸如分析、推理、判斷、構思和決策等智能活動。與傳統的制造系統相比，智能制造系統有以下特征：（1）自律能力。（2）人機一體化。（3）靈鏡技術。（4）自組織能力與超柔性。（5）學習能力和自我優化能力。（6）自我修復能力與強大的適應性。

6.并行工程。并行工程（CE）是目前國際上機械工程領域中重要的研究方向。CE是一種系統方法，以集成的并行方式設計產品及其相關過程，包括對制造過程、支持過程的設計。這種方法的目的是使產品開發人員從一開始就考慮到從概念形成到投放市場的整個產品生命周期中質量、成本、開發時間和用戶需求等所有因素。CE的關鍵技術包括以下幾個方面：（1）CAX和DFX技術。（2）CE過程的建模、仿真和設計技術。（3）產品數據管理PDM。（4）綜合協調技術。（5）集成框架技術。

參考文獻：

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[2]武永利.機械制造技術新發展及其在我國的研究和應用[J].機械制造與自動化.2003年（1）.