先进制造技术与机械制造的工艺若干分析

李向前

桂林长海发展有限责任公司 广西桂林 541001

随着科学技术的发展，制造技术和机械制造工艺已经和过去有了很大的区别，为了提升竞争力，就需要加强对先进制造技术和机械制造工艺的研究，推动机械制造行业的稳定发展[1]。

1 先进制造技术内涵分析

制造业在计算机技术崛起之后出现了体系结构的变革，不仅更看重生产效率，同时也朝着实用、节能、高质量、无冗余、全生命周期、环保的方向发展。在生产模式上，从过去的大批量生产，发展到现在多品种、小批量、柔性化等生产模式，生产周期相比过去大幅度缩短，而生产过程则朝着高速、高精密、全自动化、少切削甚至无切削的方向发展，取代了传统制造业高能耗、高污染、高浪费的生产模式。

先进制造技术的实现来自于计算机和信息技术的高速发展，以及在全球化制造业竞争背景下，人们对制造活动中管理、研发更加重视，催生了并行工程、敏捷制造、虚拟制造、精益生产等等。尤其是计算机技术的高速发展，转变了制造业原本的发展模式，而且催生了制造技术的全新理念。

图1 先进制造技术构成

一般情况下，将先进制造技术视为以提高综合经济效益为目的技术，该技术以人为主体，计算机技术作为支柱，会综合利用信息、材料和能源以及相关环保技术进行制造系统的管理，改造传统制造业的过程，是控制产品整个生命周期的技术。

2 先进制造技术群

2.1 现代制造工程设计技术群

工程设计技术群包括了所有和产品、工艺设计有关的基础，包括概念设计、CAX技术、DFX技术、动态设计、疲劳设计、模块化设计、仿真设计、并行设计等等。

2.2 现代制造管理技术群

管理技术群包括所有和管理有关的技术，而且强调在管理中的信息集成和生产模式的创新，在人作为生产主导的模式下，发挥技术在管理中的作用。在先进制造技术中，管理技术群的新技术对制造水平发展影响最大。其中包括了成组技术、精益生产、全面质量管理、管理信息系统、集成技术等等。

2.3 物料处理方法和技术群

该技术群是和物料处理、物流相关的各项技术，与优质生产、高效制造、节能低耗和柔性化生产关系密切。例如对材料的生产工艺、零件的精加工、无切削加工、增材加工、精密加工技术等等，能够实现特种加工技术、零件自动化生产、车间调度管理等。

3 先进制造技术下的机械制造工艺

3.1 机械制造工艺概述

制造工艺是利用原材料、半成品进行制造，使之成为成品的方法和过程。而机械制造工艺就是将各种原材料、半成品加工成机械成品的方法和过程，是机械工业的基础。机械制造工艺的流程包括了原材料、能源供应、毛坯和零件成型、材料改性、装配包装、搬运和储存等等。根据功能，可以将机械制造工艺分为三类，首先是对形状、尺寸、性能、零件位置的加工过程，包括了热处理、毛坯制造等等；其次是搬运、储存、包装等工艺，可以间接创造产品价值；最后是对产品进行检测、自动控制等不构成独立工艺的过程[2]。

3.2 柔性制造工艺

柔性制造利用计算机辅助制造技术，将数控机床、加工中心、材料自动储存、辅助控制装置都交由计算机统一控制，从而构成柔性生产线。柔性制造中，使用多种工艺方法对某一零件组的加工，比如铣、钻、攻螺纹等加工，而且在制造过程中能自动改变零件的加工工序。同时，使用柔性制造工艺在生产过程中的容错性很强，可利用自动变更零件加工路径的功能，调整加工路径解决设备故障问题，系统也能根据负荷自动改变加工生产线，减少等待时间。

在机械生产的过程中，可以专门构建柔性制造单元，利用1到3台数控机床，完成多个品种的机械零件的工艺控制，达到小批量的灵活生产的目的。也可以根据需要扩展柔性制造单元，适应生产规模的需求。机械生产企业可以建造柔性制造工厂，完全利用计算机自动化控制机械加工工艺、物料储运的全过程。柔性工厂中利用分布式多级计算机系统制定生产计划、控制日生产进度，以及对相关生产进度和计划的自动调整，还可以综合应用机器人技术实现无人化加工。

3.3 精密和超精密加工

精密技工是加工精度在0.1-1μm的加工技术，表面粗糙度在0.1μm以下；超精密加工是加工精度小于0.1μm，表面粗糙度在0.025μm以下的加工技术，也被称之为微米级加工和纳米级加工。在机械制造和生产中，精加工和超精加工对确保机械的精度十分重要，决定了机械使用中的工作精度。

实现精密、超精密加工需要有加工机床作为基础，为实现超微量切削，则必须配有微量移动工作台、微进给驱动装置，以及数字控制刀具角度。切削加工主要使用金刚石、立方氮化硼；磨削加工中使用立方氮化硼、金刚石砂轮；研磨和抛光工作中使用聚酯、铸铁等材料作为研具，磨料为金刚石、氧化铝等等。

精密加工和超精密加工对加工环境的要求很高，需要保证环境的恒温、洁净，以及隔绝振动。生产中，温度应控制在是19.94-20.06℃之间，湿度控制在40%-50%之间，避免湿度过低造成静电和湿度过高增加生锈；生产环境的洁净度一般控制在100级，生产当中气流必须以匀速朝着一个方向流动，并且保持正压。为了防止振动影响，会将机床放置于地下室，以及使用隔振气垫[3]。

4 结语

先进制造技术和机械制造工艺对于提升我国制造业的整体水平都有着决定性的作用，政府、企业、科研单位都应该认识到它们的重要性，结合目前国内制造业的发展水平，采取有效的措施，提升机械制造质量和水平，促进制造业的发展。