摘要:随着我国机械制造技术的快速发展,制造工艺水平也得到了显著提高。本文通过对目前机械制造工艺发展的现状进行分析,详细介绍了各种技术手段在机械制造工艺中的应用,为未来制造工艺的发展趋势指明了方向。
关键词:机械;制造工艺;现状;技术手段;分析;发展趋势
1 前言
机械制造工艺是维护生产安全、保障质量的一个有效方法,在机械制造工艺采用新技术可以进一步的提高产品质量,增强产品在市场的竞争力。同时机械制造工艺的发展水平也是衡量一个国家工业化程度高低的重要指标。
2 机械制造工艺的概念
工艺是制造技术的灵魂,也是核心力量。现代制造工艺可以说是先进制造技术的重要组成部分,也是其最有活力的部分。一件产品从设计变为现实必须通过生产加工才能完成,故而工艺是设计、制造的桥梁,设计的可行性一般会受到工艺水平的制约,由此工艺也就很容易成为设计的“瓶颈”,所以,不是所有被设计师设计出来的产品都能被加工出来,也不是所有设计出来的产品都能通过加工达到预定的技术要求。“设计”和“工艺”非常重要,缺一不可。很多人把二者割裂或对立起来,这显然不正确,应用广义的“制造”概念把它们统一起来。现在,人们常会较为看重设计师在产品创意上的作用,却未能正确评价工艺制造师的作用。事实上,很多例子都能生动说明制造技术的成功离不开较高的工艺水平。
机械制造是一门历史悠久的学科,在人类文明的发展进程中占据了重要地位。而机械制造工艺是专门研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科。随着社会的发展,人类在进入2l世纪后对产品的要求也发生了极大的变化,品种多样、更新快捷、使用方便、物美价廉成为产品必须具备的品质,如果产品还包含自动化程序,则进一步要求售后服务必须到位。综上所述,为适应时代要求,必须采用现代机械制造技术。
3 机械制造工艺的发展现状分析
我国的现代制造技术主要沿着“广义制造”(或称“大制造’,)的方向发展,具体的发展方向可以归纳为4个方面和多个大项目。这4个方面体现为现代设计的技术、现代成形和改性的技术、现代加工的技术、制造系统和管理的技术,大项目则包括反求工程、分层制造技术、微纳米技术、中尺度制造技术、极限制造技术、高速加工技术、表面工程技术、质量控制工程、虚拟制造、智能制造、协同制造、绿色制造和共生制造等。当前,我国工艺发展的重点是并行设计、创新设计、改性技术与现代成形、材料成形过程仿真和优化等。
3.1 激光技术的应用
3.1.1 快速成型的技术。
在这里主要是利用激光切割优势和计算机的CAD模块相配合,来制造样品或者零件。其特征就是利用计算机的模块进行指挥,实现自动直接快捷的切削和成型,可以制造零件的模型也可以直接制造零件。在不需要模具和辅助工具的帮助下就可以实现零件的一次性加工,尤其是对复杂零件的加工。这项技术在产品的设计和快速评价及设计修改中有着不可替代的优势。因此在机械制造工艺中得到了广泛的应用,而且大有普及的趋势。目前广泛采用较为成熟的激光快速成型技术有激光选区烧结、光固化法、叠层法等。
3.1.2 激光热处理技术。
机械制造中很多的零件都需进行热处理,以此达到其使用中提高寿命或者机械性能的目的。尤其是一些磨损较快的零件,为了提高其使用的寿命往往都需要在其表面进行必要的处理。在这里常见的一种处理方式就是利用表面添加熔覆材料来提高耐磨性。这时就可以利用激光的高温特性来实现对基材和熔覆材料的热处理,并使其形成一种表面“合金”。借鉴这种方式,机械制造可以将激光的高温性能用于某些材料的表面热处理,达到表面固化的作用;同时还可以利用其修复某些生产模具,使其提高寿命,且不会改变原有的形状和尺寸。
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3.2 自动化技术的应用
首先,自动化制造单元已经得到了逐步的普及,其特征就是由单台或多台的加工中心或者工业机器人、数控机床、物料输送设备构成,其特征就是可以适应多种产品的加工,较为灵活。制造单元可以看做是一种小型的自动化系统,是自动化生产与成本节约相配合的产物,而且突出的优势就是可以实现单机的自动化,从而提高效率而降低成本。
其次,是自动化制造系统的实用性推广,这个系统主要是由多台自动化数控机床或者车削中心构成,集中由统一的计算机系统控制,并由物料运输装置进行连接,从而形成一个简单的加工流水线,在不停机的状况下实现多品种小批量的机械制造。这种方式已经在我国的企业中逐渐推广。自动化流水线的主要特征是其介在非自动化和中小规模量产自动化系统之间,其加工的设备是加工中心,数控机床;也可以采用专用的数控机床组成,对物料搬运的自动化要求低于自动化制造系统,但是生产的效率较高。控制方式以离散生产中的自动化制造和连续生产中的分散控制为主导,特征是实现生产线的自动化,这项技术已经在我国得到了完善和提高,已经进入到实用阶段。
最后,自动化制造工厂,即整个制造过程都是由多个自动化制造系统连接起来,配备有自动化程度较高的储运系统,并有计算机系统进行统一的调度和指挥,即从原材料、生产、装配、成品等一系列的生产过程都在“自动化”的运转中完成。这样的自动化工厂在我国还并不多见。
4 现代机械制造工艺的发展方向
4.1 全球化。
机械制造业的国内、国际市场竞争越来越激烈,不少企业,甚至包括知名企业,在无情的竞争中落败,倒闭的倒闭,被兼并的被兼并,不少暂时还得以在国内市场立足的知名企业只能另辟蹊径,拓展新市场。网络通讯技术的快速发展进一步推动了企业间既竞争又合作的发展趋势,它与激烈的市场角逐相互作用,成为了制造业全球化的发展动力。当然我们也需要明确,全球化机械制造的基础是技术网络化,是网络通讯技术的发展使得制造全球化得以完整实现。
4.2 自动化。
自动化信息管理一直是机械制造工艺领域追求的终极目标,制造技术自动化可以提高产品的质量和生产率,同时又能降低成本,减轻工人的劳动强度。目前,制造技术自动化的研究方向主要是制造系统中的集成和系统技术、制造单元技术、人机一体化制造系统、工业机器人、制造过程的计划和调度、柔性制造技术以及适应现代化生产模式的制造环境等。
4.3 网络化。
网络通讯技术的迅速发展和普及为企业生产、经营等活动带来了新的变革,零件制造、产品设计、产品销售与市场开拓都变得可以在异地甚至异国进行。网络通讯技术的快速发展同时也加快了技术信息的交流,加强了产品开发的合作与经营管理模式的学习,在一定程度上推动了企业向既竞争又合作的方向发展。现代机械制造技术突出表现为现代技术和工业创新的集成,它不仅是国民经济的重要组成部分,也是衡量国家科技发展水平的重要标志,是国际问科技竞争的重点。我们要抓住机遇,了解机械制造技术工艺的发展特点,把握现代机械制造技术的发展趋势,紧跟发展先进制造技术的世界潮流,将发展现代机械制造工艺放在战略优先地位,尽快缩小与发达国家的差距,才能在全球化的激烈竞争中立于不败之地。
5 结束语
综上所述,针对现阶段的机械制造工艺的水平,在为了新技术的应用下,机械制造工艺将呈现出无穷的爆发力,推动力和发展空间,将朝着全球化、自动化、数字化、精细化、微纳化方向发展。
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论文作者:胡兴阳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/4
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