機(jī)械制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210031）

隨著人類社會(huì)不斷發(fā)展和工業(yè)革命不斷進(jìn)步，原有的手工制品已無(wú)法滿足人們現(xiàn)在的物質(zhì)生活，借此機(jī)會(huì)機(jī)械制造業(yè)迅速發(fā)展起來(lái)。在機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中，整個(gè)行業(yè)的中心技術(shù)就是制造工藝，也是機(jī)械制造的重要手段。制造業(yè)既是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的體現(xiàn)也是一個(gè)國(guó)家市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)。機(jī)械制造工藝其實(shí)就是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)、加工制造以及維修的總稱[1]。隨著生活水平和生產(chǎn)力不斷上升，人們對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越嚴(yán)格，在要求經(jīng)濟(jì)實(shí)用的同時(shí)還要美觀時(shí)尚。因此，機(jī)械制造工藝已漸漸成為制造業(yè)當(dāng)中的核心技術(shù)。

1 機(jī)械制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，激光技術(shù)普遍使用于各行各業(yè)，尤其是機(jī)械制造領(lǐng)域。究其緣由，是因?yàn)榧す饧夹g(shù)具有方向好、亮度高、單色性強(qiáng)等特點(diǎn)，甚至可以說(shuō)聚集了諸多優(yōu)點(diǎn)于一身。因此，當(dāng)激光被應(yīng)用到機(jī)械制造業(yè)中以后，起到了重要作用。鑒于此，本文將重點(diǎn)介紹激光技術(shù)在機(jī)械制造工藝發(fā)展中的應(yīng)用現(xiàn)狀。

1.1 應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)中

現(xiàn)階段，自動(dòng)化生產(chǎn)、無(wú)人化生產(chǎn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)流水線中，特別在金屬零件、電子元器件生產(chǎn)過(guò)程中，以及對(duì)人體有毒或含有放射性物質(zhì)的情況下。上生產(chǎn)過(guò)程中，往往需要運(yùn)用激光與動(dòng)態(tài)定位技術(shù)來(lái)判斷零部件狀態(tài)、形狀等，以便自動(dòng)更正生產(chǎn)錯(cuò)誤。具體來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)掃描定位，先經(jīng)過(guò)機(jī)關(guān)器掃射零部件，同時(shí)輔以瞬時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)、攝像機(jī)，以零部件形狀特征為依據(jù)，觀察、辨別零部件狀態(tài)[2]。激光技術(shù)，是在運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)原理、建立數(shù)據(jù)模型的前提下，采集零部件單位信息，并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)判斷、糾正。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)判斷時(shí)，往往會(huì)發(fā)生line元件面、線不確定等情況，進(jìn)而降低信息采集的識(shí)別精度。但借助激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維坐標(biāo)實(shí)體建模，可以使這種情況得到較好改善，并創(chuàng)建特征識(shí)別模式，以便更精準(zhǔn)、更快速地進(jìn)行動(dòng)態(tài)識(shí)別，確保軟件識(shí)別系統(tǒng)高效可靠。

1.2 應(yīng)用于快速成型制造中

在機(jī)械制造工藝技術(shù)中，快速成型技術(shù)成本低廉而操作快捷，故廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域。其中，經(jīng)德克薩斯州大學(xué)（美國(guó)）發(fā)明的激光選取燒結(jié)技術(shù)（亦稱激光粉末燒結(jié)制模技術(shù)）是主要工藝技術(shù)[3]。該技術(shù)基本工作原理是，通過(guò)分層組合模型或待加工的零件，先在最底層撒上塑料粉末（金屬粉末亦可），再借助激光掃描，經(jīng)高溫熔化后使其凝固在一起，然后再逐層燒結(jié)，得到完整成型零件。該制造方法有眾多突出優(yōu)勢(shì)，如制模速度快，可以減少人力、物力投入；建模精度高，可以保證表面質(zhì)量，減少后期工藝處理問(wèn)題。

1.3 應(yīng)用于熔覆涂層中

如今，表面改造與處理技術(shù)發(fā)展較快，其中激光熔覆（亦稱激光熔敷）是典型代表。作為新型發(fā)展技術(shù)，激光熔覆可增強(qiáng)貴重金屬零部件性能，并對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)維修工作，它的工作原理較為簡(jiǎn)單，適當(dāng)選取熔敷材料，經(jīng)高能量激光束，融合凝固熔覆材料與機(jī)體，以便在機(jī)體表面覆蓋一層填充材料熔覆層[4]。由于熔覆材料不受冶合金熱力學(xué)等條件制約，它的選用范圍極其廣泛，既可以是陶瓷材料，也可以是傳統(tǒng)金屬，或者是復(fù)合材料等。激光熔覆主要優(yōu)點(diǎn)是，可精準(zhǔn)控制熔覆能量，并減少機(jī)體材料性能影響，合理控制稀釋作用限制范圍。

2 機(jī)械制造發(fā)展趨勢(shì)

2.1 集成化

制造工藝正在由以前比較分散的加工模式轉(zhuǎn)向集成化模式，集成化也是機(jī)械制造工藝一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。那些轉(zhuǎn)化成為完整的連續(xù)性、集成化生產(chǎn)、加工，高度自動(dòng)化的產(chǎn)物是因?yàn)榧苫陌l(fā)展，由機(jī)械制造工藝逐漸加工形成的[5]。技術(shù)與設(shè)備的集成是現(xiàn)階段集成化的體現(xiàn)，且集成化未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)就是成品的集成化制造和加工。

2.2 全球化

機(jī)械制造行業(yè)是世界各個(gè)國(guó)家都非常關(guān)注的一個(gè)行業(yè)，現(xiàn)在的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。其機(jī)械領(lǐng)域中的競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)底是技術(shù)和人才的競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)在信息資源網(wǎng)絡(luò)化，共享程度非常高，所以機(jī)械制造的發(fā)展趨勢(shì)是全球性共同合作通力研究[6]。在工業(yè)4.0時(shí)代的建設(shè)中，中國(guó)和德國(guó)已經(jīng)建立了中德實(shí)驗(yàn)室，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手共同進(jìn)行研究。

2.3 數(shù)字化

在我國(guó)機(jī)械制造工藝中，數(shù)字化發(fā)展也是其中的目標(biāo)之一。要求機(jī)械具有準(zhǔn)確性是機(jī)械制造的過(guò)程中必不可少的條件，而數(shù)字化發(fā)展在提高了機(jī)械制造的準(zhǔn)確性的同時(shí)也提高了整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。機(jī)械制造工藝的數(shù)字化發(fā)展主要包括了三個(gè)方面，其一是是數(shù)字化環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)，其二是機(jī)械制造數(shù)字化生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，其三是數(shù)字化管理運(yùn)用[7]。

2.4 精密化

嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木芑瘉?lái)制約無(wú)論是科學(xué)研究還是機(jī)械制造的過(guò)程中都是極其重要的。對(duì)于機(jī)械制造工藝的發(fā)展來(lái)說(shuō)，加工方式和材料中必不可少的一個(gè)條件就是加工制造的精密化。精密化不僅僅只是代表了先進(jìn)的機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)，它也是推動(dòng)未來(lái)機(jī)械工藝技術(shù)迅速發(fā)展的中堅(jiān)力量，零件加工精密化的程度更是影響零件壽命使用的關(guān)鍵[8]。精密化技術(shù)的發(fā)展在推動(dòng)了微型機(jī)械和納米技術(shù)的同時(shí)也帶領(lǐng)了各項(xiàng)技術(shù)在高精度和高效率的發(fā)展水平道路上的整體提升。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械制造品的需求量在越來(lái)越大的同時(shí)人們的要求也越來(lái)越高，原有的機(jī)械制造工藝技術(shù)已不能滿足人們的需求，在技術(shù)不斷進(jìn)步和需求不斷增加的條件下，機(jī)械制造工藝的科技水平也越來(lái)越高,在很大程度上大大地推動(dòng)了機(jī)械制造工藝的發(fā)展[9]。現(xiàn)代技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新結(jié)合是機(jī)械制造工藝的發(fā)展趨勢(shì)實(shí)質(zhì)。在發(fā)展我國(guó)機(jī)械制造工藝的時(shí)候，要結(jié)合我國(guó)的實(shí)際國(guó)情，預(yù)測(cè)我國(guó)以及整個(gè)世界的機(jī)械制造工藝的發(fā)展方向，要在提高機(jī)械制造工業(yè)技術(shù)質(zhì)量發(fā)展的同時(shí)加快步伐爭(zhēng)取立足于世界的機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中去[10]。

[1]熊淑秋，聶志剛.論機(jī)械制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].無(wú)線互聯(lián)科技,2012(11):180.

[2]畢艷麗.探究機(jī)械制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].四川水泥，2015(06):19.

[3]楊志偉，潘永波.現(xiàn)代化工機(jī)械制造技術(shù)工藝的發(fā)展探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014(17):87-88.

[4]劉會(huì)卿.機(jī)械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013(18):77+79.

[5]周金鋒.現(xiàn)代機(jī)械制造工藝的特點(diǎn)及發(fā)展探討[J].科技致富向?qū)В?014(02):189.

[6]王德文，王 鵬.淺談機(jī)械制造工藝的新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013(24):60.

[7]楊義生.探討高科技在機(jī)械制造工藝中的應(yīng)用[J].城市建筑，2013(22):299+337.

[8]鄒學(xué)汪，何青旭.淺析機(jī)械制造工藝現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].河北農(nóng)機(jī)，2015(02):50.

[9]陳子堯.機(jī)械制造工藝的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)微談[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015(10):31.

[10]張桂霞.論機(jī)械制造工藝發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].電子制作，2014(02):266.