現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)

殷海訪，王振華

（山東華宇工學(xué)院，山東德州 253034）

0 引言

機(jī)械制造屬于重工業(yè)中非常重要的組成部分，在中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中屬于比較重要的動(dòng)力因素，該產(chǎn)業(yè)扮演著非常多的角色，不容忽視?？茖W(xué)技術(shù)的不斷變化，促使機(jī)械制造業(yè)不斷創(chuàng)新工藝，全面提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更好的利潤(rùn)，逐步實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。如何優(yōu)化機(jī)械制造當(dāng)中的現(xiàn)代技術(shù)和精密加工技術(shù)，屬于該行業(yè)發(fā)展當(dāng)中的一項(xiàng)重要課題。

1 具體的特點(diǎn)

1.1 柔性化

柔性化是一種柔性制造，通過使用成組的制造技術(shù)，把多組柔性制造單元和自動(dòng)化物流系統(tǒng)更好地連接在一起，更好地完成自動(dòng)化機(jī)械制造任務(wù)。柔性制造系統(tǒng)在成組技術(shù)的基礎(chǔ)上完成相應(yīng)的制造工作，在一定控制范圍內(nèi)自動(dòng)識(shí)別成組對(duì)象的類型，確定機(jī)械制造過程中的具體情況，自動(dòng)選擇符合制造工藝的柔性制造單元。與傳統(tǒng)的機(jī)械制造系統(tǒng)相比較，柔性制造系統(tǒng)非常利于我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)進(jìn)一步增強(qiáng)自身的適應(yīng)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，然而在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一定的局限性，如加工產(chǎn)品的具體規(guī)格或類型和系統(tǒng)加工的產(chǎn)品之間存在較大差異時(shí)，不能保障進(jìn)一步實(shí)施柔性化的機(jī)械加工[1]。

1.2 虛擬化

虛擬制造技術(shù)是使用較先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件來建設(shè)和模擬產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，包含對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)、制造和組裝等，可預(yù)先對(duì)全過程進(jìn)行詳細(xì)檢查。充分利用虛擬制造技術(shù)可以有效幫助我國(guó)的機(jī)械制造企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)資源的具體配置，縮短加工產(chǎn)品的開發(fā)周期，進(jìn)一步降低生產(chǎn)加工成本，提高制造質(zhì)量，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。這種機(jī)械制造技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是可以改變加工產(chǎn)品的制造方式，節(jié)省大量生產(chǎn)成本、時(shí)間成本，并提高加工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。在建模和仿真的過程中，可以輕松發(fā)現(xiàn)制造過程中存在的問題，幫助管理人員深入優(yōu)化制造系統(tǒng)，幫助客戶直觀了解產(chǎn)品的性質(zhì)和特性，對(duì)制造公司和客戶非常有利。在提高制造企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，提高制造企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量[2]。

1.3 敏捷化

敏捷化制造工作基于虛擬制造的基礎(chǔ)才可以實(shí)現(xiàn)，虛擬制造可以建立兩種制造方法的通用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，幫助制造公司快速應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變化，并進(jìn)一步提高其適應(yīng)性。與傳統(tǒng)的制造技術(shù)相比，敏捷制造具備更高的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，生產(chǎn)和加工成本更低。同時(shí)，敏捷制造具備非常高的制造設(shè)備利用率，對(duì)制造企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展非常重要。但是，敏捷制造的實(shí)施費(fèi)用非常高，這是我國(guó)沒有大力推廣的主要原因之一。

1.4 并行化

并行工程的主要工作是從設(shè)計(jì)階段就開始考慮產(chǎn)品的制造、組裝、使用和售后等問題，并行化處理已經(jīng)加工產(chǎn)品的整個(gè)生命周期和每個(gè)過程的具體集成技術(shù)。并行化工程不僅會(huì)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段起到良好作用，對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期中可能出現(xiàn)的具體問題進(jìn)行全面、精確的測(cè)試，降低產(chǎn)品開發(fā)過程的試制頻率，有效縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。恰當(dāng)規(guī)劃并行工程，可達(dá)成一次性開發(fā)成功的目標(biāo)[3]。

2 現(xiàn)代機(jī)械制造的意義

社會(huì)不斷發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用范圍和規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平不斷提高，不僅提升了生活水平，也促進(jìn)文化、工業(yè)和藝術(shù)等良好發(fā)展。如集成電路制造技術(shù)的發(fā)展提高了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)水平，納米技術(shù)的出現(xiàn)開創(chuàng)了微型機(jī)器，飛船、火箭，航天飛機(jī)和太空工作站等裝備使人類活動(dòng)從地球拓展到了太空。因此，人類活動(dòng)和機(jī)械制造技術(shù)之間的關(guān)系非常緊密。

3 存在的問題

3.1 創(chuàng)新發(fā)展速度緩慢

我國(guó)制造業(yè)在發(fā)展的過程中越來越重視現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)和精密加工技術(shù)的創(chuàng)新，但與較發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)的創(chuàng)新發(fā)展速度仍比較緩慢，過程和技術(shù)創(chuàng)新的程度仍然有待加強(qiáng)。與此同時(shí)，我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，為機(jī)械制造業(yè)的良好發(fā)展創(chuàng)造機(jī)遇，制造業(yè)企業(yè)的數(shù)量不斷增加，但管理方面存在非常多缺陷，加工技術(shù)并不平衡，難以有效提高現(xiàn)代機(jī)械制造工藝和精確技術(shù)水平。

在實(shí)際生產(chǎn)和制造業(yè)當(dāng)中，我國(guó)制造業(yè)應(yīng)該繼續(xù)提高創(chuàng)新意識(shí)和能力，不斷提高現(xiàn)代化水平和精度，以更好滿足當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展的具體需要[4]。首先，不斷優(yōu)化機(jī)械制造和加工工藝是非常必要的，并始終堅(jiān)持低成本、高質(zhì)量的原則，爭(zhēng)取為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。其次，提高企業(yè)相關(guān)生產(chǎn)制造設(shè)備的質(zhì)量，選擇符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，重點(diǎn)測(cè)試設(shè)備的實(shí)際工作性能。此外，應(yīng)該建立專業(yè)化的工藝技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)，不斷改進(jìn)、創(chuàng)新，以進(jìn)一步增強(qiáng)現(xiàn)有工藝技術(shù)的具體科研能力。

3.2 自動(dòng)化程度較低

發(fā)達(dá)國(guó)家很好結(jié)合了信息自動(dòng)化控制技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)與具體的精密加工技術(shù)，如在CNC 機(jī)床和柔性制造中實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的自動(dòng)化和智能化的結(jié)合與發(fā)展。我國(guó)由于某些制造業(yè)受到傳統(tǒng)制造工藝和加工技術(shù)的局限性限制，工藝和技術(shù)研發(fā)實(shí)力非常不足，自動(dòng)化和智能化的水平比較低，非常不利于提高生產(chǎn)效率。在信息化時(shí)代中，應(yīng)該有效整合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和自動(dòng)化控制等技術(shù)的具體使用，以更好促進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的更好轉(zhuǎn)型，全面提高其生產(chǎn)效率，保障自動(dòng)化的高效實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)前，精密產(chǎn)品深深受到消費(fèi)者的青睞，因此在實(shí)際制造中，首先應(yīng)不斷改進(jìn)具體的加工方法，利用計(jì)算機(jī)控制以更好地監(jiān)控切割過程，從而縮短產(chǎn)品的加工周期。其次，提高精密切削速度，利用TIC（碳化鈦）硬質(zhì)合金工具等高性能切削工具實(shí)施切削。最后，引入全新的加工技術(shù)和工藝是非常必要的，如用于加工制造的激光技術(shù)與EDM（電火花加工）。按照加工材料的不同特性選擇合適的加工工藝，需充分考慮切削技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用條件[5]。對(duì)于某些難以處理的材料，可以在加熱或振動(dòng)的條件下進(jìn)行切割。通過上述方法，逐漸提高制造過程中的自動(dòng)化水平和精密技術(shù)，應(yīng)用于家用電器和電子產(chǎn)品的改進(jìn)，以不斷提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

4 精密加工技術(shù)

4.1 精密的切割技術(shù)

通常情況下，精密切割技術(shù)主要利用切割方法來提高加工精度，對(duì)切割產(chǎn)品的精度有非常高的要求。切削過程不僅要滿足表面粗糙度的要求，還需注意其他問題。如應(yīng)對(duì)表面粗糙度的具體要求，分析機(jī)床、工件和工具等外部因素是非常必要的，設(shè)法在加工過程中消除這些因素，才能提高加工精度。當(dāng)前，精密加工技術(shù)已經(jīng)受到非常廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)的實(shí)施可以極大促進(jìn)產(chǎn)品細(xì)化，改善了之前的粗糙現(xiàn)象。此外，在精密切割技術(shù)的具體應(yīng)用中，可以按照不同的加工要求和市場(chǎng)消費(fèi)趨勢(shì)，有效改進(jìn)某些細(xì)節(jié)，以保障消費(fèi)者獲得更加良好的產(chǎn)品體驗(yàn)[6]。

4.2 精密化的研磨技術(shù)

在現(xiàn)代化的工作過程中，精密加工技術(shù)的實(shí)施也需要在多元化上做出努力，單一的內(nèi)容沒有辦法滿足廣泛的要求，并且非常容易在許多方面造成比較嚴(yán)重的缺陷。超精密研磨技術(shù)屬于社會(huì)和工業(yè)追求的主流內(nèi)容之一，具備非常積極的影響。在零件的具體加工過程中，控制零件的表面粗糙度是非常必要的，可以利用原子級(jí)的研磨實(shí)施拋光；在之前傳統(tǒng)的研磨技術(shù)當(dāng)中，其不能更好適應(yīng)精度要求，因此在提高精度的過程中需要和實(shí)際理論相結(jié)合?，F(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)一直在快速發(fā)展，超精密研磨技術(shù)也有了非常迅速的發(fā)展，已相對(duì)成熟，在機(jī)械加工領(lǐng)域中顯示出非常好的優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的社會(huì)科學(xué)技術(shù)一直在不斷發(fā)展，需不斷加強(qiáng)機(jī)械制造工藝的具體研究和開發(fā)，必須保障精密加工技術(shù)和機(jī)械制造工藝之間的相互結(jié)合，才可以在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，使我國(guó)的制造技術(shù)在國(guó)際上有更好的立足之地。