先進(jìn)制造工藝的技術(shù)發(fā)展趨勢

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先進(jìn)制造工藝的技術(shù)發(fā)展趨勢

先進(jìn)制造工藝的技術(shù)發(fā)展趨勢
 
1.采用模擬技術(shù),，優(yōu)化工藝設(shè)計
  成形,、改性與加工是機械制造工藝的主要工序,，是將原材料（主要是金屬材料）制造加工成毛坯或零部件的過程。這些工藝過程特別是熱加工過程是極其復(fù)雜的高溫,、動態(tài),、瞬時過程，其間發(fā)生一系列復(fù)雜的物理,、化學(xué),、冶金變化，這些變化不僅不能直接觀察,，間接測試也十分困難,，因而多年來，熱加工工藝設(shè)計只能憑“經(jīng)驗”,。近年來,，應(yīng)用計算機技術(shù)及現(xiàn)代測試技術(shù)形成的熱加工工藝模擬及優(yōu)化設(shè)計技術(shù)風(fēng)靡全球，成為熱加工各個學(xué)科最為熱門的研究熱點和跨世紀(jì)的技術(shù)前沿,。
  應(yīng)用模擬技術(shù),，可以虛擬顯示材料熱加工（鑄造、鍛壓,、焊接,、熱處理、注塑等）的工藝過程,，預(yù)測工藝結(jié)果（組織性能質(zhì)量）,，并通過不同參數(shù)比較以優(yōu)化工藝設(shè)計，確保大件一次制造成功,；確保成批件一次試模成功,。
  模擬技術(shù)同樣已開始應(yīng)用于機械加工、特種加工及裝配過程,，并已向擬實制造成形的方向發(fā)展,，成為分散網(wǎng)絡(luò)化制造、數(shù)字化制造及制造全球化的技術(shù)基礎(chǔ),。
  2.成形精度向近無余量方向發(fā)展
  毛坯和零件的成形是機械制造的第一道工序,。金屬毛坯和零件的成形一般有鑄造,、鍛造、沖壓,、焊接和軋材下料五類方法,。隨著毛坯精密成形工藝的發(fā)展，零件成形的型成形的形狀尺寸精度正從近凈成形（Near Net Shape Forming）向凈成形（Net Shape Forming）即近無余量成形方向發(fā)展,�,！懊�坯”與“零件”的界限越來越小。有的毛坯成形后,，已接近或達(dá)到零件的最終形狀和尺寸,，磨削后即可裝配。主要方法有多種形式的精鑄,、精鍛,、精沖、冷溫擠壓,、精密焊接及切割,。如在汽車生產(chǎn)中，“接近零余量的敏捷及精密沖壓系統(tǒng)”及“智能電阻焊系統(tǒng)”正在研究開發(fā)中,。
  3. 成形質(zhì)量向近無“缺陷”方向發(fā)展
  毛坯和零件成形質(zhì)量高低的一另一指標(biāo)是缺陷的多少,、大小和危害程度。由于熱加工過程十分復(fù)雜,，因素多變,，所以很難避免缺陷的產(chǎn)生。近年來熱加工界提出了“向近無“缺陷”方向發(fā)展”的目標(biāo),，這個“缺陷”是指不致引起早期失效的臨界缺陷概念,。采取的主要措施有：采用先進(jìn)工藝，凈化熔融金屬薄板,，增大合金組織的致密度,，為得到健全的鑄件、鍛件奠定基礎(chǔ),；采用模擬技術(shù),，優(yōu)化工藝設(shè)計，實現(xiàn)一次成形及試模成功,；加強工藝過程監(jiān)控及無損檢測,，及時發(fā)現(xiàn)超標(biāo)零件；通過零件安全可靠性能研究及評估,，確定臨界缺陷量值等,。
  4.機械加工向超精密、超高速方向發(fā)展
  超精密加工技術(shù)目前已進(jìn)入納米加工時代，加工精度達(dá)0.025μm,，表面粗糙度達(dá)0.0045μm,。精切削加工技術(shù)由目前的紅處波段向加工可見光波段或不可見紫外線和X射線波段趨近,；超精加工機床向多功能模塊化方向發(fā)展,；超精加工材料由金屬擴大到非金屬。
  目前起高速切削鋁合金的切削已超過1600m/min,；鑄鐵為1500m/min,；超高速切削已成為解決一些難加工材料加工問題的一條途徑。
  5.采用新型能源及復(fù)合加工,。解決新型材料的加工和表面改性難題
  激光,、電子束、離子束,、分子束,、等離子體、微波,、超聲波,、電液、電磁,、高壓水射流等新型能源或能源載體的引入,，形成了多咱嶄新的特種加工及高密度能切割、焊接,、熔煉,、鍛壓、熱處理,、表面保護(hù)等加工工藝或復(fù)合工藝,。其中以多種形式的激光加工發(fā)展最為迅速。這些新工藝不僅提高了加工效率和質(zhì)量,，同時還解決了超硬材料,、高分子材料、復(fù)合材料,、工程陶瓷等新型材料的加工難題,。
  6.采用自動化技術(shù)，實現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制
  微電子,、計算機,、自動化技術(shù)與工藝設(shè)備相結(jié)合，形成了從單機到系統(tǒng),，從剛性到柔性,，從簡單到復(fù)雜等不同檔次的多種自動化成形加工技術(shù)，使工藝過程控制方式發(fā)生質(zhì)的變化，其發(fā)展歷程及趨勢為：
  1）應(yīng)用集成電路,、可編程序控制器,、微機等新型控制元件、裝置實現(xiàn)工藝設(shè)備的單機,、生產(chǎn)線或系統(tǒng)的自動化控制,。
  2）應(yīng)用新型傳感、無損檢測,、理化檢驗及計算機,、微電子技術(shù)，實時測量并監(jiān)控工藝過程的溫度,、壓力,、形狀、尺寸,、位移,、應(yīng)力、應(yīng)變,、振動,、聲、像,、電,、磁及合金與氣體的成分、組織結(jié)構(gòu)等參數(shù),，實現(xiàn)在線測量,、測試技術(shù)的電子化、數(shù)字化,、計算機及工藝參數(shù)的閉環(huán)控制,，進(jìn)而實現(xiàn)自適應(yīng)控制。
  3）將計算機輔助工藝編程（CAPP）,、數(shù)控,、CAD/CAM、機器人,、自動化搬運倉儲,、管理信息系統(tǒng)（MIS）等自動化單元技術(shù)綜合用于工藝設(shè)計、加工及物流過程,，形成不同檔次的柔性自動化系統(tǒng),；數(shù)控加工、加工中心（MC）,、柔性制造單元（FMC）,、柔性制造島（FMI）,、柔性制造系統(tǒng)（FMS）和柔性生產(chǎn)線（FTL），及至形成計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）和智能制造系統(tǒng)（IMS）,。
  7.采用清潔能源及原材料,、實現(xiàn)清潔生產(chǎn)
  機械加工過程產(chǎn)生大量廢水、廢渣,、廢氣,、噪聲、振動,、熱輻射等,，勞動條件繁重危險，已不適應(yīng)當(dāng)代清潔生產(chǎn)的要求,。近年來清潔生產(chǎn)成為加工過程的一個新的目標(biāo)，除搞好三廢治理外,，重在從源頭抓起,，杜絕污染的產(chǎn)生,。其途徑之一為：一是采用清潔能源,，如用電加熱代替燃煤加熱鍛坯，用電熔化代替焦炭沖天爐熔化鐵液,；二是采用清潔的工藝材料開發(fā)新的工藝方法,，如在鍛造生產(chǎn)中采用非石墨型潤滑材料,，在砂型鑄造中采用非煤粉型砂,；三是采用新結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備的噪聲和振動,。如在鑄造生產(chǎn)中，噪聲極大的震擊式造型機已被射壓,、靜壓造型機所取代。在模鍛生產(chǎn)中,，噪聲大且耗能多的模鍛錘，已逐漸被電液傳動的曲柄熱模鍛壓力機,、高能螺旋壓力機所取代。在清潔生產(chǎn)基礎(chǔ)上,，滿足產(chǎn)品從設(shè)計,、生產(chǎn)到使用乃至回收和廢棄處理的整個周期都符合特定的環(huán)境要求的“綠色制造”將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征。
  8.加工與設(shè)計之間的界限逐漸淡化,，并趨向集成及一體化。CAD/CAM,、FMS、CIMS,、并行工程,、快速原型等先進(jìn)制造技術(shù)及哲理的出現(xiàn),，使加工與設(shè)計之間的界限逐漸淡化，并走向一體化,。同時冷熱加工之間,，加工過程,、檢測過程,、物流過程、裝配過程之間的界限亦趨向談化,，,、消失，而集成于統(tǒng)一的制造系統(tǒng)之中,。
  9.工藝技術(shù)與信息技術(shù),、管理技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展
  先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)是一個由技術(shù),、人和組織構(gòu)成的集成體系,，三者有效集成才能取得滿意的效果,。因而先進(jìn)制造工藝只有通過和信息,、管理技術(shù)緊密結(jié)合,，不斷探索適應(yīng)需求的新型生產(chǎn)模式，才能提高先進(jìn)制造工藝的使用效果,。先進(jìn)制造生產(chǎn)模式主要有：柔性生產(chǎn),、準(zhǔn)時生產(chǎn)、精益生產(chǎn),、敏捷制造、并行工程,、分散網(wǎng)絡(luò)化制造等,。這些先進(jìn)制造模式是制造工藝與信息、管理技術(shù)緊密結(jié)合的結(jié)果,，反過來它也影響并促進(jìn)制造工藝的不斷革新與發(fā)展

livecs68

微精密,我國有差距,有幾個公司在搞,可惜都太小,發(fā)展很慢.我原來也想進(jìn)入這個行業(yè),可惜無法生存,沒有資助,沒有風(fēng)險投資,無法貸款.做傳統(tǒng)行業(yè)掙的錢又不夠能撐過新技術(shù)的發(fā)展初期.

天氣

同感。,。做機械行業(yè)投資不當(dāng)會如同掉進(jìn)吃錢的無底洞

yhkfc060610

天氣樓主“先進(jìn)制造工藝的技術(shù)發(fā)展趨勢”的主題好象太大了一點，涉及專業(yè)太多,，并非三言兩語就可說得清楚,。建議分專題引導(dǎo)網(wǎng)友參與討論,，局面可能會好一些,。

yhkfc060610

本人曾接觸過多種計算機輔助工藝編程軟件（CAPP）,，做過一些計算機輔助工藝編程,。實際上CAPP并不是什么先進(jìn)工藝技術(shù)，只不過是將一個產(chǎn)品的工藝過程或工藝過程中的工序運用計算機軟件編制出來,，成為一份工藝文件,。用CAPP可以解輕一點勞動強度，并不能智能自動地編制出一個產(chǎn)品的工藝,。至于用CAPP編制的工藝文件是否合理,、有效，能不用來生產(chǎn)出一個合格的產(chǎn)品,，則完全取決于使用者的工藝學(xué)基礎(chǔ),，以及對制造該產(chǎn)品工藝設(shè)施的了解程度等等多方面的因素。本人認(rèn)為,，不少媒體對CAPP的宣傳太過份了,，大量的出于其商業(yè)目的。

yhkfc060610

制造工藝技術(shù)發(fā)展很快,，同行應(yīng)該都有比較清楚,。可是,，能否被我們應(yīng)用,，我認(rèn)為很大程度取決于應(yīng)用的載體——企業(yè)，其次是應(yīng)用先進(jìn)工藝的人,。這兩大方面從現(xiàn)狀來看,，都有很大的困難，絕大多數(shù)企業(yè)老板是私人,、個體,，他們的素質(zhì),、資本、經(jīng)營理念,，...,；工人、技術(shù)人員能克苦的少得可憐,，...�,，F(xiàn)狀已到了只能看著別人先進(jìn)、發(fā)展的地步,。我這是干著急,，并不是悲觀！

天氣

這兩天對這個欄目我也在思考,，謝謝榴島人的建議,。。希望你能多參與一些討論,，多給我一些建議

憨老馬

瀏覽過該欄目大部分的帖子,，均有榴島人同感。想回復(fù)卻又欲言又止,，曲高和寡啊,。向世界先進(jìn)技術(shù)靠攏，在中國開放改革初期就已經(jīng)是大部分技術(shù)人員的夢想,，但是當(dāng)時這些投入,，大都變成了某某公司（或某某領(lǐng)導(dǎo)）的門面。至今,，正如榴島人在六樓所說的一樣,，機械加工行業(yè)趨向個體化，那在這種狀況之下,，要他們?nèi)绾螒?yīng)對本欄目主題呢,？

天氣

深表同意，但將來先進(jìn)制造絕對不只是公司的門面,，就看誰先意識到這點啦

憨老馬

同意樓主先見。綜觀近幾年機械加工行業(yè)的發(fā)展趨勢,，在廣州剛閉幕的“國際機床展/德國國際金屬加工展”就可以看到,，外國先進(jìn)的加工手段及設(shè)備，已逐步被國人接受,。同時國內(nèi)也有較為先進(jìn)的加工設(shè)備亮相,，盡管外觀、功能等等指標(biāo)與進(jìn)口的有差距,，也比傳統(tǒng)設(shè)備高出一截,。但是本人亦同時留意到,，一些太理想化的系統(tǒng)如CCAP、MIS等,，近來比較少亮相,，早些年本人亦接觸過這類技術(shù)，90年代在歐洲視察時,，當(dāng)時就連葡萄牙,，也用上這類系統(tǒng)。他們機械加工廠的圖紙資料,、各式各樣的零配件,，全部統(tǒng)籌管理。值得一提的是,，當(dāng)年他們加工設(shè)備,，還沒有CNC、加工中心,，還是傳統(tǒng)的普車等等�,，F(xiàn)在回想起來，真佩服他們管理層的先見之明,。為什么人家老外能做,，國人不做呢。我想國人主要是在效益方面考慮,，什么時候算盤能敲下來,，國人一定做。