機械制造技工工藝是當(dāng)前工程科技建設(shè)的主要方面，同時對于機械的新應(yīng)用上來說也是大家十分在意的方面。

　　文章選自：《機械科學(xué)與技術(shù)》主要反映機械科學(xué)與技術(shù)的研究成果及其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用成果，刊登理論研究、設(shè)計計算、機構(gòu)分析、實驗研究、CAD/CAM及機電一體化方面的學(xué)術(shù)論文、成果報道及評述，介紹新方法、新工藝、新材料、新設(shè)備。

　　摘要：進(jìn)入21世紀(jì)來,機械制造業(yè)迎來的是一個更為激烈的競爭和生存環(huán)境。新知識、新概念的不斷涌現(xiàn)和新產(chǎn)品、新工藝的迅速更新加速了市場的變化,企業(yè)面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　關(guān)鍵詞：機械制造,機械工程,機械應(yīng)用,機械論文

　　一、當(dāng)前我國機械制造加工發(fā)展情況

　　進(jìn)入21世紀(jì),我國己基本建立社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制。全球性的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重新組合和國際分工不斷深化,科學(xué)技術(shù)在突飛猛進(jìn)地發(fā)展,各國都把提高產(chǎn)業(yè)競爭能力及發(fā)展高新技術(shù),搶占未來經(jīng)濟(jì)的制高點,作為科技工作的主攻方向。在機械制造技術(shù)方面我國與世界各國的聯(lián)系日益緊密,中國市場與國際市場進(jìn)一步接軌,面對國內(nèi)外市場的激烈競爭,我國企業(yè)對技術(shù)的需求更加迫切和強烈。

　　新產(chǎn)品的開發(fā)水平提高了大批重點骨干企業(yè)在關(guān)鍵工序增加了先進(jìn)、精密、高效的關(guān)鍵設(shè)備,從而進(jìn)入到高技術(shù)開發(fā)企業(yè)行業(yè)研制出如超重型數(shù)控龍門銑、高精度五軸數(shù)控鏜銑床、sx—T大規(guī)模集成電路光柵數(shù)顯儀、大噸位超重水壓機等;制造技術(shù)水平不斷提高,船泊制造精度可達(dá)5微米,高精度外圓磨達(dá)o.25微米、粗糙度達(dá)0.08微米,精密及超精密加工精度已達(dá)到亞微米級和亞納米級,已形成完整的先進(jìn)數(shù)控機床、新型刀具開發(fā)的制造體系。

　　二、現(xiàn)代機械的先進(jìn)加工工藝與制造技術(shù)的應(yīng)用

　　特別是在市場不斷高速變化的21世紀(jì),企業(yè)不僅需要有對市場變化的快速反應(yīng)能力,而且還需要通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品更新來不斷開拓市場、引導(dǎo)市場的能力。現(xiàn)代制造技術(shù)就是為了適應(yīng)這種競爭環(huán)境而產(chǎn)生的。它是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上,不斷吸收和發(fā)展機械、電子、能源、材料、信息及現(xiàn)代管理等技術(shù)成果,并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗、管理、服務(wù)等生產(chǎn)周期的全過程,以實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活、清潔”的生產(chǎn)技術(shù)模式,取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。

　　(一)現(xiàn)代機械的先進(jìn)加工工藝特點

　　隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)和機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展及其在機械制造方面的應(yīng)用,由系統(tǒng)論、信息論和控制論所組成的系統(tǒng)科學(xué)和方法論與機械制造科學(xué)的密切結(jié)合,組成了機械制造系統(tǒng),并形成了現(xiàn)代制造工程學(xué)。制造系統(tǒng)就是人、機器以及物料流和信息流的一個組合體。現(xiàn)代制造技術(shù)特別強調(diào)入的主體作用,強調(diào)入、技術(shù)和管理三者的有機結(jié)合,因此,現(xiàn)代制造技術(shù)具有以下特征:

　　1.現(xiàn)代機械制造技術(shù)己成為一門綜合性學(xué)科。現(xiàn)代制造技術(shù)是由機械、電子、計算機、材料、自動控制、檢測和信息等學(xué)科的有機結(jié)合而發(fā)展起來的一門跨學(xué)科的綜合性學(xué)科。現(xiàn)代制造技術(shù)的各學(xué)科、各專業(yè)間不斷交叉融合,并不斷發(fā)展和提高。

　　2.產(chǎn)品設(shè)計與機械制造工藝一體化。傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)通常是指制造過程的工藝方法,而現(xiàn)代制造技術(shù)則貫穿了從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造到產(chǎn)品的銷售、服務(wù)、使用維護(hù)等全過程,成為“市場調(diào)查十產(chǎn)品設(shè)計十產(chǎn)品制造十銷售服務(wù)”的大系統(tǒng)。如并行工程就是為了保證從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造到銷售服務(wù)一次成功而產(chǎn)生的,已成為面向制造業(yè)設(shè)計的一個新的重要方法和途徑。

　　3.現(xiàn)代機械制造技術(shù)是一個系統(tǒng)工程。現(xiàn)代制造技術(shù)不是一個具體的技術(shù),而是利用系統(tǒng)工程技術(shù)、信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會科學(xué)等各種科學(xué)技術(shù)集成的一個有機整體,已成為一個能駕馭生產(chǎn)過程的物科流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。

　　4.現(xiàn)代機械制造技術(shù)更加重視工程技術(shù)與經(jīng)營管理的有機結(jié)合。現(xiàn)代制造技術(shù)比傳統(tǒng)制造技術(shù)更加重視制造過程的組織和管理體制的簡化和合理化,由此產(chǎn)生了一系列技術(shù)與管理相結(jié)合的新生產(chǎn)方式。如制造資源計劃(MRP)、準(zhǔn)時生產(chǎn)(HT)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)和全面質(zhì)量管理(TQC)等。

　　5.現(xiàn)代機械制造技術(shù)追求的是最佳經(jīng)濟(jì)效果。現(xiàn)代制造技術(shù)追求的目標(biāo)是以產(chǎn)品生命周期服務(wù)為中心,以新產(chǎn)品開發(fā)速度快、成本低、質(zhì)量好、服務(wù)佳、靈活性強取勝,并獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。

　　6.現(xiàn)代機械制造技術(shù)特別強調(diào)環(huán)境保護(hù)。現(xiàn)代制造技術(shù)必須充分考慮生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)和有限資源的有效利用,做到人與自然的和諧、協(xié)調(diào)發(fā)展,建立可持續(xù)發(fā)展倡議。未來的制造業(yè)將是“綠色”制造業(yè)。

　　(二)現(xiàn)代機械的先進(jìn)加工工藝應(yīng)用分類

　　現(xiàn)代制造技術(shù)的分類及發(fā)展大體上可從5個方面來論述。

　　1.制造系統(tǒng)的自動化、集成化、智能化

　　機械制造自動化的發(fā)展經(jīng)歷了單機自動化、剛性自動線、數(shù)控機床和加工中心、柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計算機集成制造等幾個階段,并向柔性化、集成化、智能化進(jìn)一步發(fā)展。

　　2.精密工程和特種加工方法

　　超精密加工和納米加工三個檔次。精密加工和超精密加工特種加工方法又稱非傳統(tǒng)加工方法,它是指一些物理的、化學(xué)的加工方法。如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、電子束加工、離于束加工等。特種加工方法的主要對象是難加工的材料,如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工,其加工精度可達(dá)分子級加工單位或原于級單位,所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段*。

　　3.快速成形(零件)制造

　　零件是一個三維空間實體,它可由在某個坐標(biāo)方向上的若干個“面”疊加而成。因此,利用離散/堆積成形概念,可將一個王維空間實體分解為若干個二維實體制造出來,再經(jīng)堆積而構(gòu)成三維實體,這就是快速成形(零件)制造的基本原理,其具體制造方法很多,較成熟的商品化方法有疊層實體制造法和立體光刻等。如疊層實體制造,根據(jù)各疊層幾何信息,用數(shù)控激光機在鋪上一層箔材上切出本層輪廓,去除非零件部分,再鋪上一層箔材,用加熱輥輾壓,以固化粘接劑,使新鋪上的—層箔材牢固地粘接在己成形體上,再切割該層的輪廓,如此反復(fù)多次直至加工完畢。

　　4.零件的分類編碼系統(tǒng)

　　零件分類編碼是對零件相似性進(jìn)行識別的一個重要手段,也是GT的基本方法。是用數(shù)字來描述零件的幾何形狀、尺寸和工藝特征,即零件特征的數(shù)字化。零件分類是根據(jù)零件特征的相似性來進(jìn)行的,這些特征主要分為以下三個方面;

　　1)結(jié)構(gòu)特征。零件的幾何形狀、尺寸大小、結(jié)構(gòu)功能、毛坯類型等。

　　2)工藝特征。零件的毛坯形狀及材料、加工精度、表面粗糙度、機械加工方法、定位夾緊方式、選用機床類型等。

　　3)生產(chǎn)組織與計劃特征。加工批量,制造資源狀況,工藝過程跨車間、工段、廠際協(xié)作等情況。零件的特征用相應(yīng)的標(biāo)志表示,這些標(biāo)志由分類系統(tǒng)中的相應(yīng)環(huán)節(jié)來描述。零件各種特征的標(biāo)識按一定規(guī)則排成若干個“列”,每“列”就稱為碼位,也叫縱向分類環(huán)節(jié);在每個列(碼位)內(nèi)又安排若干“行”,每一“行”稱為“項”,也叫橫向分類環(huán)節(jié)。零件分類編碼系統(tǒng)是實施成組技術(shù)的基礎(chǔ)和重要手段*對零件進(jìn)行分類成組,可以便零件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化,輔助人工或計算機編制工藝過程和進(jìn)行成組加工車間的平面設(shè)計,改進(jìn)數(shù)控加工的程序編制,使工藝設(shè)計合理化:促進(jìn)工裝和工藝路線標(biāo)準(zhǔn)化,為計算機輔助制造打下基礎(chǔ),進(jìn)一步以成組的方式組織生產(chǎn)。

　　零件的分類編碼反映了零件固有的名稱、功能、結(jié)構(gòu)、形狀和工藝特征等信息。類碼對于每種零件而言不是唯一的,即不同的零件可以擁有相同的或接近的分類碼,由此能劃分出結(jié)構(gòu)相似或工藝相似的零件組來加工。它的特點是從毛坯到產(chǎn)品多數(shù)可在同一種類型的設(shè)備上完成,也可僅完成其中某幾道工序的加工。如在轉(zhuǎn)塔車床、自動車床加工的中小零件,多半屬于這種類型。這種組織形式是最初級的形式,最易實現(xiàn),但對較復(fù)雜的零件,需用多臺機床完成時,其效果就不顯著。值得一提的是,自從出現(xiàn)加工中心以來,成組單機加工又重新得到重視。

　　5.柔性制造系統(tǒng)

　　柔性制造系統(tǒng)一般是指用一臺主機將各臺數(shù)控機床連接起來,配以物料流與信息流的自動控制生產(chǎn)系統(tǒng)。它一方面進(jìn)行自動化生產(chǎn),而另一方面又允許相似零件組中不同零件,經(jīng)過少量調(diào)整實現(xiàn)不同工序的加工。這一組織生產(chǎn)的方式,代表著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展方向。值得一提的是,成組技術(shù)是計算機輔助工藝設(shè)計(CAPP)的基礎(chǔ)之一,在成組技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的派生cAPP設(shè)計方法,已成為工藝現(xiàn)代化的一種主要方法。另外,成組技術(shù)作為一種生產(chǎn)哲理,對柔性制造技術(shù)和集成制造技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。

　　三、結(jié)語

　　總之,現(xiàn)代機械的先進(jìn)加工工藝與制造技術(shù)的應(yīng)用以新興微電子、光電技術(shù)為基礎(chǔ),著力發(fā)展重型成套設(shè)備裝備能力,提高轎車大批量制造技術(shù)的水平,提高生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的精密儀器及工藝裝備的能力,為新產(chǎn)品的投產(chǎn)及形成規(guī)模提供新工藝、新裝備,形成合理比例的常規(guī)制造技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)及高新技術(shù)并存的多層次結(jié)構(gòu),這將成為我國機械加工技術(shù)近期發(fā)展的倡議任務(wù)。機械工業(yè)科技發(fā)展正面臨著挑戰(zhàn)與機遇并存的新形勢,我們應(yīng)當(dāng)抓住機遇,迎接挑戰(zhàn),堅決貫徹“以科技為先導(dǎo),以質(zhì)量為主體”的方針,進(jìn)一步推動我國機械工業(yè)的發(fā)展。