论机械制造技术的新工艺发展及应用

王晓磊

摘 要：随着社会经济的迅速发展及人们生活水平的日益提高，人们对各类商品的需求也变得更加的严格起来，种类多样化、更新变化的快捷化、质量的高档化、使用的方便化、价格的合理化、外形的美观化、售后服务的从优化、自动化性能要高已经成为了人们愈来愈高的要求，可是要想满足大家越来越严格的要求，便必须借助更为先进的机械制造新工艺与新技术。机械制造工艺在推动国民经济发展中扮演着十分重要的角色。机械制造新工艺、新技术在近几年日益受到人们的普遍关注。本文在分析机械工艺的新技术应用的技术上，讲述了机械工艺的特点及发展趋势，以供参考。

关键词：机械制造;工艺新技术;形成特点;技术发展应用

一、机械制造新技术发展的重要性概述

从石器的制作，到第一次工业革命在发展到21世纪的集成电路和纳米技术，工业化制造伴随着人类社会发展不断进步。人类社会不断运用聪明才智将制造从一种手段发展为一种行业，其中的进步性不言而喻。可以说，社会的发展和制造业的发展两者之间起着相辅相成的重要作用。当今社会，工业早已成为了一个国家的经济发展的基石，是发展综合国力最大的推动力。而机械制造已经成为工业的命脉所在，它是所有工业的支柱，在整个工业体系中占据着无法取代的重要地位。机械制造产业成为整个国家国民经济的支柱产业，它的发展水平不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。制造业发展的关键所在就是制造技术的发展和创新，这是为科学技术发展所必须提供的先进手段。

二、目前现代制造业形成的基本特点分析

1.制造加工形成独立体系。并行工程，是由集成的、并行的设计产品，在产品的制造加工生产的过程中，产品的设计开发人员，在产品从抽象思维到形成概念理论，在实践中制造加工生产，并经过不断对产品的设计加工进行改进。到研发成功，大批生产销售使用，再到产品使用周期年限报废处理等等。整个生产使用周期的所有因素，是按照用户的需求所生产的产品。因此它是采用动态优化的方式，来处理问题的一种方法。精良生产，是产品在开发、生产中，精简组织机构，进行人员的优化配备，获取最大的经济效益。来提升企业的市场竞争能力。敏捷制造是利用电脑的智能和信息技术，来改变传统复杂的递阶结构实现大批量机械生产的过程。

2.设计与工艺一体化。人类处于小规模手工劳动生产时，产品的生产设计和工艺制造是由同一个人設计生产，效率低生产落后。大规模的机械生产出现后，由于生产需要。设计与工艺分开了，出现了工艺从属于设计的现象。随着人类社会生活水平的发展和提高，多品种单件小批量机械生产，在生产过程中占的比重较大。产品的规格样式在不断的更新，对产品的多样性需求越来越大，从而导致设计与工艺的一体化。

3.形成了制造科学。制造技术的当务之急，就是要发展它在生产过程中所需要的科学的，系统的理论基础。现在的制造技术以科学为基础，靠理论、算法、实验、分析、模型、模拟、仿真等手段来开发和深化其内涵，建立起了表达功能和模型之间的信息流和物质流。可以对制造系统进行解析和控制，只有找出制造科学本身性能的潜规则，才能预测其在情况发生变化时所产生的影响。制造科学是由机械原理、计算机、信息、材料、自动化等学科的有机结合而发展起来的一门综合科学。它是以机械原理为主的，计算机技术的发展和应用，加速了制造科学的形成。制造技术的发展和制造系统的出现，是制造科学形成的前提和必备条件。

三、未来机械制造工艺发展新技术应用分析

1.超高速加工技术。超高速加工技术是指采用超硬材料刀具磨具和高速运动的自动化制造设备，以极大的切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。超高速加工能使被加工金属材料在切除过程中的剪切滑移速度达到或超过某个极限值，使切削加工过程所消耗的能量、切削力、加工表面温度、刀具磨具磨损、加工表面质量、加工效率等明显优于常规切削速度下的指标，它是提高切削和磨削效果、提高加工质量、加工精度和降低加工成本的重要手段。与常规切削加工相比，超高速加工有以下优点：（1）随着进给速度的提高，单位时间内材料的切除率可以增加3—6倍，可以大幅度缩短零件加工的切削工时，显著提高生产率。（2）切削力可以降低30%以上。（3）切削过程极其迅速，95%以上的切削热被切屑带走，来不及传给工件，故特别适合加工容易热变形的零件。（4）机床作高速运转，振动频率特别高，工作平稳振动小，因而能加工非常精密、非常光洁的零件。

2.超精密加工技术  超精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺。目前超精密加工的主要手段有：金刚石刀具超精切削，金刚石砂轮和CBN砂轮超精密磨削、超精密研磨和抛光、精密特种加工和复合加工。金刚石砂轮超精密磨削是当前超精密加工的重要研究方向之一，其主要加工方式有外圆磨、无心磨、沟槽磨和切割等，被加工材料有陶瓷、半导体等难加工材料，其关键技术包括金刚石砂轮的修整、微粉金刚石砂轮超精密磨削等。实现它的主要条件包括以下诸方面的高新技术：（1）超精密加工机床与装、夹具。（2）超精密切削刀具。（3）超精密加工工艺。（4）超精密加工环境控制。（5）超精密加工的测控技术等。

3.快速成形技术。快速原型/零件制造技术（简称RPM）是综合利用CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术等各种技术集成以实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。RPM技术的材料成形过程和传统的成形过程不同，它是利用CAD模型的离散化处理和材料堆积原理而制造零件，通过对CAD模型的离散化处理获得堆积的顺序、路径，利用光、热、点等物理手段，实现材料的转移、堆积、叠加形成三维实体。快速成形技术具有以下特点：（1）高度柔性。（2）技术的高度集成。（3）设计制造一体化。（4）快速性。（5）自由成形制造。（6）材料的广泛性。

4.计算机集成制造。计算机集成制造（CIM）是在计算机支持的信息技术环境下的制造技术和制造系统。它一般包括四个应用分系统和两个支撑分系统。四个应用分系统是：管理信息系统，工程设计系统，质量保证系统，制造自动化系统。两个支撑分系统是：数据库系统和通讯网络系统。

5.智能制造。所谓智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行诸如分析、推理、判断、构思和决策等智能活动。与传统的制造系统相比，智能制造系统有以下特征：（1）自律能力。（2）人机一体化。（3）灵镜技术。（4）自组织能力与超柔性。（5）学习能力和自我优化能力。（6）自我修复能力与强大的适应性。

6.并行工程。并行工程（CE）是目前国际上机械工程领域中重要的研究方向。CE是一种系统方法，以集成的并行方式设计产品及其相关过程，包括对制造过程、支持过程的设计。这种方法的目的是使产品开发人员从一开始就考虑到从概念形成到投放市场的整个产品生命周期中质量、成本、开发时间和用户需求等所有因素。CE的关键技术包括以下几个方面：（1）CAX和DFX技术。（2）CE过程的建模、仿真和设计技术。（3）产品数据管理PDM。（4）综合协调技术。（5）集成框架技术。

参考文献：

[1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程.2002年（3）.

[2]武永利.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J].机械制造与自动化.2003年（1）.