机械制造技术发展和创新论文

机械制造技术的发展和创新

【摘要】制造业作为整个国家国民经济的支柱产业，其发展水平也是整个国家工业化程度的重要标志之一。制造技术则是发展制造业的关键，为科学技术发展提供先进手段。文章通过对世界先进制造技术特点和发展现状的了解和学习，掌握先进制造技术发展的趋势，希望能为我国机械制造技术人员提供一些帮助和研究思路。

【关键词】机械制造技术;发展趋势;特点

从猿人时代石器的制作，发展到第一次工业革命前后蒸汽机和内燃机的出现，再到21世纪集成电路和纳米技术的开创，人类社会的每一次重大突破和发展都与制造技术密不可分。在经济高速发展的今天，工业是一个国家的基石，是发展综合国力的基础，机械制造又是工业的命脉所在，是所有工业的支柱，有着十分重要的地位。

1.制造自动化技术的发展

1.1机械制造刚性自动化

机械制造刚性自动化是发达国家早期也是我国现在主导的一种制造模式，其主要特点是加工实现了“全部”自动化，在进行某个加工任务时，其工艺路线、加工尺寸和工具设置均设定好了，在加工过程中无需更改，它适应大批量单一化生产。

纵所周知，流水线是众多企业十分依赖也是主要的一种生产模式，它的优势在于可以大大缩短生产前置期，工人的效率提高，物流强度降低，它是机械制造刚性自动化的主要代表之一。21世纪被

称为面向环境的新世纪，环境保护倍受全球关注，并已成为人类最迫切研究的课题，对于生产流水线也是如此。汽车及其零部件的涂装是汽车制造过程中能耗最高且产生三废最多的环节之一。因此，减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。汽车等涂装生产流水线如使用溶剂涂料产生大量voc，还有重金属问题，各汽车公司走创新之路是大势所趋。戴姆勒奔驰汽车公司首先推出了涂装用覆膜技术替代涂装，涂装尽量采用水性与粉末涂料，使车身涂装的voc排放量达到7g/o，远低于欧洲排放法规要求。一些先进的汽车涂装生产线更进一步提出零voc排放的概念。表面处理中有磷化与钝化多步工序，并且采用重金属铬钝化剂，cr6+是致癌物质，对人危害大。国外在简化磷化工艺、精简铬化工序的研发工作有较大进展。水性醇酸涂料与磷化、钝化同步工艺已成功应用，不仅简化了工序，还革除了含cr6+的钝化剂。环氧底漆、无voc的丙烯酸乳胶、气干性清漆的涂装与磷化钝化同步工艺也已开发成功。用于制造飞机的铝合金、不锈钢等表面处理，传统工艺是采用磷酸盐磷化处理后，水洗吹干后，用溶解的六价铬盐和铬酸混合物钝化，然水洗后吹干，再涂底漆。采用改性的烷氧基硅烷和烷氧基前驱体，用溶胶-凝胶法制备转化涂膜，代替磷化与钝化工艺也有较大进展。

1.2机械制造柔性自动化

随着计算机技术的迅猛发展，其在机械制造业上的应用也是越来越广泛。在秉承刚性自动化优点的基础上，柔性自动化的推广大

大缩短了产品的制造周期，其代表模型就是数控设备的出现。高速化，精密化加工，高效能，开放化以及复合化已成为研发的主要方面。美国cincinnati公司的hypermach机床进给速度最大达

60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min；cam系统的发展也为精密化加工以有力的支撑，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级。开放化和复合化系统拥有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性。这也预示着数控技术变革时期的来临。

1.3机械制造综合自动化

机械制造综合自动化是集刚性自动化和柔性自动化为一身的新型自动化，同时在此基础上进一步提高了对市场的影响能力。现今社会，是一个高度信息化的竞争市场。对信息的把握是一个企业的立身之本。cims（计算机集成制造系统）就在这样的环境下孕育而生。在当前全球经济环境下，它将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业全生命周期各个阶段，通过信息集成，过程优化及资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行，达到人、经营和技术三要素的集成，以加强企业新产品开发的t、q、c、s、e，从而提高企业的市场应变能力和竞争力。

2.特种加工技术的发展

特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去

除或增加材料的加工方法。一般运用在难加工材料、难加工零件和低刚度零件上，现今许多新型武器装备的研制和生产都要用的特种加工技术。其中以激光加工技术，电子束加工技术，离子束和等离子体加工技术以及电加工技术为主要代表。世界上现已拥有大功率co_2激光器、千瓦级高光束质量的nd—-yag固体激光器，有的可配上光导纤维进行多工位、远距离工作。激光加工设备功率大、自动化程度高，已普遍采用cnc控制、多坐标联动，并装有激光功率监控、自动聚焦、工业电视显示等辅助系统。

另一个比较典型的就是精密化与自动化相结合的产物，数控电火花加工技术。电火花加工作为模具制造技术的重要组成部分，随着模具工业的迅速发展，其自身也有了长足的进步。现在正朝着更深层次和更高水平的数控化方向发展。为适应这样的要求，数控电火花加工技术也在不断发展和创新。主要体现在精密化，智能化，自动化和高效化上。它的精度已有全面提高，尺寸加工要求可达±2-3μm、底面拐角r值可小于0.03mm，最佳加工表面粗糙度可低于ra0.3μm。它的智能性则体现在精确的检测技术和模糊控制技术两方面。专家系统采用人机对话方式，根据加工的条件、要求，合理输入设定值后便能自动创建加工程序，选用最佳加工条件组合来进行加工。在线自动监测、调整加工过程，实现加工过程的最优化控制。专家系统在检测加工条件时，只要输入加工形状、电极与工件材质、加工位置、目标粗糙度值、电极缩放量、摇动方式、锥度值等指标，就可自动推算并配置最佳加工条件。模糊控制技术是由计

算机监测来判定电火花加工间隙的状态，在保持稳定电弧的范围内自动选择使加工效率达到最高的加工条件。目前最先进的数控电火花机床在配有电极库和标准电极夹具的情况下，只要在加工前将电极装入刀库，编制好加工程序，整个电火花加工过程便能日以赴继地自动运转，几乎无需人工操作。高效化则体现在机床的自动编程功能，配置电极与工件定位的夹具、装置。

3.先进制造技术的发展方向

当今社会，人们对产品的要求不断提高。在保证质量的同时，对产品的样式，更新的速率，使用的便捷，价格的合理以及外形的美观等等方面也有了更高的要求，这也为制造技术的发展提供了一个方向。

3.1管理方面

先进制造技术通常采用计算机辅助管理，重视组织和管理体制，以及生产模式的更新发展。提出了许多新的管理思想和技术。如准时生产，敏捷制造，精益生产，并行工程等概念。让还处在经验管理阶段的企业体验到一种全新的管理模式

3.2设计方面

cam（计算机辅助设计技术）系统的发展，对以往的工业设计方式产生了重大的冲击。以前的设计数据和准则都进行了相应的修改和调整。有些工业发达国家和跨国大企业，甚至开始了无图纸的设计和生产。让还在运用常规设计的技术人员和企业能够了解到更先进的设计理念和模式