現(xiàn)代機(jī)械的先進(jìn)加工工藝與制造技術(shù)綜述

方 靜

（山西尚風(fēng)科技股份有限公司， 山西 太原 030006）

1 現(xiàn)代機(jī)械加工特點(diǎn)

在機(jī)械制造中，先進(jìn)技術(shù)如傳感技術(shù)、及計(jì)算機(jī)技術(shù)以及機(jī)電一體化技術(shù)得到了較多的應(yīng)用。在信息、控制以及系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)結(jié)合的情況下，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造系統(tǒng)的組成。對(duì)于制造系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其正是人、機(jī)器、信息同物料間的組合，在現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展應(yīng)用當(dāng)中，對(duì)人、管理以及技術(shù)這幾者間的有機(jī)結(jié)合具有積極的強(qiáng)調(diào)。具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代機(jī)械加工所具有的特點(diǎn)有：

1）一體化。在傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)當(dāng)中，通常是指具體制造當(dāng)中所使用的方法與工藝。而在現(xiàn)代制造技術(shù)中，則對(duì)產(chǎn)品加工制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及維護(hù)的過(guò)程進(jìn)行了貫穿，即形成了一個(gè)系統(tǒng)，也因此成為面向制造設(shè)計(jì)的重要方式。

2）綜合性。在現(xiàn)今機(jī)械制造中，已經(jīng)具有了較多技術(shù)的集合，如計(jì)算機(jī)、信息檢測(cè)、電子以及材料等學(xué)科，成為了一門具有跨學(xué)科特征的綜合性學(xué)科。在此過(guò)程中，不同的專業(yè)與學(xué)科也處于不斷融合交叉過(guò)程中，并在不斷交融的情況下相互促進(jìn)、共同發(fā)展。

3）系統(tǒng)性。對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)來(lái)說(shuō)，其并非為一個(gè)具體性的技術(shù)類型，而是一個(gè)由生命科學(xué)、系統(tǒng)工程技術(shù)以及信息科學(xué)等多種學(xué)科門類形成的有機(jī)整體，即成為了一個(gè)能夠?qū)ιa(chǎn)過(guò)程進(jìn)行駕馭的信息、物料以及能量流工程。

4）結(jié)合性。在現(xiàn)今機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展當(dāng)中，對(duì)經(jīng)營(yíng)管理同工程技術(shù)間的結(jié)合具有較高的重視程度。同傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，現(xiàn)代制造技術(shù)對(duì)管理體制的簡(jiǎn)化以及制造過(guò)程的組織十分重視，并在此基礎(chǔ)上形成了一系列管理同技術(shù)相結(jié)合的生產(chǎn)方式，如并行工程、制造資源計(jì)劃以及全面質(zhì)量管理等。

5）環(huán)保性。在現(xiàn)代制造技術(shù)應(yīng)用中，對(duì)資源的節(jié)約性應(yīng)用以及環(huán)境保護(hù)具有較高的重視，即在實(shí)現(xiàn)人同自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[1-2]。

2 現(xiàn)代機(jī)械工藝技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

1）制造系統(tǒng)自動(dòng)化。在不斷的技術(shù)發(fā)展當(dāng)中，我國(guó)的機(jī)械制造自動(dòng)化逐漸經(jīng)歷了單機(jī)自動(dòng)化、數(shù)控機(jī)床加工以及計(jì)算機(jī)制造等階段，目前，已經(jīng)向著智能化以及自動(dòng)化的方向發(fā)展。

2）精密特種加工。在該技術(shù)類型中，具有著精密、超精密以及納米加工這幾個(gè)層級(jí)。超精密以及精密加工方式屬于非傳統(tǒng)加工類型，即指具有化學(xué)、物理特征的加工方式，如超聲波、激光、電火花、電解、離子束以及電子束加工方式等。對(duì)于特種加工方式來(lái)說(shuō)，其主要應(yīng)用在那些難以加工的材料當(dāng)中，如陶瓷以及金剛石等具有較硬質(zhì)地材料的加工等。就目前來(lái)說(shuō)，在使用這部分技術(shù)加工時(shí)已經(jīng)能達(dá)到分子或者原子級(jí)單位，也成為了現(xiàn)今超精密、精密加工當(dāng)中的重要應(yīng)用手段。

3）快速成型。對(duì)于零件來(lái)說(shuō)，其是一個(gè)具有三維特征的實(shí)體，在某個(gè)坐標(biāo)方向上由較多個(gè)面經(jīng)過(guò)疊加形成。對(duì)于該特點(diǎn)，則可以通過(guò)堆積成形以及離散概念的應(yīng)用對(duì)三維空間進(jìn)行分解處理，使其形成一定數(shù)量的二維實(shí)體進(jìn)行制造，并在制造完成之后通過(guò)堆積方式的應(yīng)用還原為三維實(shí)體，這即是快速成型技術(shù)應(yīng)用的原理。具體來(lái)說(shuō)，其也具有較多的制造方式，其中，應(yīng)用較為成熟的方式有立體光刻以及疊層實(shí)體制造等方式。以疊層實(shí)體制造方式為例，其在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中將在以疊層幾何信息的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)控激光機(jī)的應(yīng)用在箔材上對(duì)本層的輪廓進(jìn)行切除，在將非零件部分去除之后將一層在上方鋪設(shè)，通過(guò)加熱輥對(duì)其進(jìn)行碾壓處理之后對(duì)固化黏結(jié)劑進(jìn)行使用，以此使新鋪設(shè)的箔材能夠在已成的形體當(dāng)中牢固黏結(jié)。之后，再對(duì)該層的輪廓進(jìn)行切割，再反復(fù)以該方式處理后，直至加工完成。

4）零件分類編碼。它是識(shí)別零件相似性的一種方式，即是以數(shù)字方式的應(yīng)用對(duì)零件的尺寸、工藝特征以及幾何形狀進(jìn)行描述，即是零件特征的數(shù)字化處理。對(duì)于零件分類過(guò)程來(lái)說(shuō)，將根據(jù)零件特征所具有的相似性進(jìn)行處理。零件所具有特征表現(xiàn)為：首先，結(jié)構(gòu)特征。即零件的尺寸大小、結(jié)構(gòu)功能、幾何形狀以及毛坯的類型等。其次，工藝特征。即零件的加工精度、材料類型、毛坯形狀、機(jī)械加工方式、機(jī)床選用類型以及表面的粗糙度等。最后，生產(chǎn)計(jì)劃特征。主要包括有零件的制造資源情況、加工批量以及工藝具體過(guò)程當(dāng)中不同車間的協(xié)作情況等。在具體零件分類當(dāng)中，通過(guò)對(duì)應(yīng)標(biāo)志的應(yīng)用表示其特征，通過(guò)分類系統(tǒng)當(dāng)中對(duì)應(yīng)環(huán)節(jié)的應(yīng)用描述具體標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。在具體處理當(dāng)中，按照一定的規(guī)則將零件特征表示進(jìn)行排列，其中，每一個(gè)列即稱之為碼位，也是處理當(dāng)中的縱向分類環(huán)節(jié)。在不同列當(dāng)中，還要進(jìn)行的設(shè)置，每一個(gè)行稱之為項(xiàng)，即是處理當(dāng)中的橫向分類環(huán)節(jié)。在零件分類編碼系統(tǒng)當(dāng)中，可以說(shuō)正是成組技術(shù)具體實(shí)施的關(guān)鍵基礎(chǔ)性內(nèi)容，通過(guò)對(duì)零件的成組分類處理，能夠使零件在設(shè)計(jì)當(dāng)中能夠具有通用、標(biāo)準(zhǔn)以及系列化的特征，輔助計(jì)算機(jī)以及人工對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行編制，在實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工程序編制改進(jìn)的基礎(chǔ)上保障所使用的工藝具有更為合理的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。同時(shí)，其還能夠使相關(guān)工藝以及工裝路線具有標(biāo)準(zhǔn)化的特征，為輔助制造工作的開(kāi)展打下良好的基礎(chǔ)并以成組的方式實(shí)現(xiàn)具體生產(chǎn)活動(dòng)的組織。具體內(nèi)容方面，其分類編碼情況對(duì)零件的功能、形狀、名稱、工藝特征以及結(jié)構(gòu)等信息進(jìn)行了反映，對(duì)于不同零件種類來(lái)說(shuō)，其并非具有唯一的類碼，即不同零件也能夠擁有相近甚至是相同的分類碼，在此基礎(chǔ)上對(duì)具有相似工藝或者結(jié)構(gòu)的零件組進(jìn)行劃分與加工。其特點(diǎn)既可以根據(jù)實(shí)際需求從毛坯到產(chǎn)品在同類型上設(shè)備加工，也可以根據(jù)自身的需求選擇其中的幾道工序加工。

5）柔性制造。對(duì)于柔性制造系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，即在生產(chǎn)的當(dāng)中一臺(tái)主機(jī)的應(yīng)用連接一定數(shù)量的數(shù)控機(jī)床，同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息流以及物料流的配備，是一種具有自動(dòng)化特征的生產(chǎn)系統(tǒng)。在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，其不僅能夠?qū)ψ詣?dòng)化生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，且能夠?qū)ο嗨屏慵M當(dāng)中的零件在經(jīng)過(guò)一定調(diào)整之后對(duì)不同工序的加工目標(biāo)進(jìn)行形成。該組織生產(chǎn)方式的存在，也可以說(shuō)是現(xiàn)今制造技術(shù)發(fā)展方向的代表，具有較好的發(fā)展應(yīng)用前景[3-4]。

3 結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械制造當(dāng)中，機(jī)械制造工藝是其中的關(guān)鍵性內(nèi)容，將直接關(guān)系到機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量與水平。因此，需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加大技術(shù)研發(fā)力度，以促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。