机械制造中的新概念、新技术、新装备

机械制造发展中的新概念、新技术及的应用向捷摘要：当今的世界正处于经济与科技飞速发展时期，新技术的研发十分重要与关键。经济发展对工业的巨大需求要求人们不断地革新技术，使用新工艺达到节省成本、提高效率的目的。机械制造是工业的主体和灵魂，发展机械工艺的新技术成为各机械制造企业的重中之重。在机械制造中有很多新概念、新技术不断出现，比如：智能制造、虚拟制造、干式加工、高精度加工技术等，这些技术使得制造更加高效、更加环保、更加方便、更加精密。关键词：机械制造；新技术；发展；1.智能制造 智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统，智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库，而且还具有自学习功能，还有搜集与理解环境信息和自身的信息，并进行分析判断和规划自身行为的能力。 毫无疑问，智能化是制造自动化的发展方向。在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。专家系统技术可以用于工程设计，工艺过程设计，生产调度，故障诊断等。也可以将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方，生产调度等，实现制造过程智能化。而人工智能技术尤其适合于解决特别复杂和不确定的问题。但同样显然的是，要在企业制造的全过程中全部实现智能化，如果不是完全做不到的事情，至少也是在遥远的将来。有人甚至提出这样的问题，下个世纪会实现智能自动化吗？而如果只是在企业的某个局部环节实现智能化，而又无法保证全局的优化，则这种智能化的意义是有限的。2.敏捷制造 敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。3.并行工程 1988年美国国家防御分析研究所完整地提出了并行工程的概念，即“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。并行工程的目标为提高质量、降低成本、缩短产品开发周期和产品上市时间。并行工程的具体做法是：在产品开发初期，组织多种职能协同工作的项目组，使有关人员从一开始就获得对新产品需求的要求和信息，积极研究涉及本部门的工作业务，并将所需要求提供给设计人员，使许多问题在开发早期就得到解决，从而保证了设计的质量，避免了大量的返工浪费.4.虚拟制造

虚拟制造技术是由多学科先进知识形成的综合系统技术，是以计算机仿真技术为前提，对设计、制造等生产过程进行统一建模，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的制造性，从而更有效、更经济地灵活地组织制造生产，使工厂和车间的资源得到合理配置，以达到产品的开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化，生产效率的最高化之目的。虚拟现实技术在制造领域中的应用主要有以下几方面：(1)虚拟原型和产品设计，即在计算机中设计虚拟的产品或零部件。(2)生产过程仿真(优化、调度)，即对车间或工段的生产过程进行仿真优化。(3)设备仿真，即对机器人等生产设备进行离线仿真，动态特性分析和模拟。(4)物流仿真，即物流规划，对AGV(自动搬运设备)进行仿真。(5)装配过程仿真。(6)复杂数据的可视化，数值模拟计算结果的可视化输出。5.绿色制造 绿色制造[1],又称环境意识制造、面向环境的制造和清洁制造等。绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低。机械制造发展中的新技术。6.干式加工干式加工的主要应用领域是机械加工行业[5]，如切削、磨削等。干式加工顾名思义就是加工过程中不采用任何冷却液的加工方式。干式加工简化了工艺、减少成本并消除了冷却液带来的一系列问题，如废液排放和回收等等。国外已有严格的法规限制某些切削液的使用，在美国、德国等工业发达国家均大力倡导采用干式切削工艺。采用干式切削加工铸铁材料已无问题，采用陶瓷和CBN刀具，在高速和大进给量加工时，使热量很快聚集到刀具前端，使其呈红热状态，当工件被加热到一定温度时，其屈服强度减小，可获得较高的金属切除率。寻求最合适的干式切削刀具、工件和机床及其参数的最佳配合方式是的重点方向。7.激光技术 激光技术指的是应用激光快速成型，也就是平时所说的快速切割功能。结合计算机CAD的建模辅助，直接得到零件样品的技术。这种技术省去了繁琐的设计加工过程，直接快速地得到模型，多运用在较为复杂的零件加工过程中。当前，激光技术已经在机械制造领域内得到了很好的研究发展和广泛的应用。激光技术除了可以用来快速建模，还能优化热处理工艺。在平时的机械生产过程中，为了提高机械的使用性能和寿命，需要对大多数零件进行热处理，特别是对那些磨损性较高的零件，为了保障零件的正常使用，延长它们的使用寿命，需要对零件的表面进行处理。一般情况下通过在零件表面添加熔覆材料，使零件表面形成防护的保护层的方法来降低零件的使用磨损程度。在热处理的过程中，可以有效利用激光具有高温的这一特征，辅助完成热处理过程，有效地简化热处理原工艺，提高生产效率。8.高精度技术 现代化机械制造工艺显示出越来越精密的特点，从大众的需求和世界技术的发展情况来看，精密加工必然会成为今后机械制造工艺技术发展的趋势。它包括微型机械、高精度研磨加工、超精密切削技术以及复合加工技术等大量内容。目前熟知的纳米技术已经得到了社会认可，并得到了充分研发，逐渐在材料、电子学等方面发挥作用，同时纳米技术也促进了光学科学、机械科学等高科技项目的发展。当今的高精度技术在各行各业的运用都取得了很好的成效，以下列举两项其在机械制造中的应用。1）精密切削 制造工业中进行直接切割时，经常会因为刀具、机床以及工件等影响零件的精度，要想解决这一问题，就要从如何避免这些影响因素入手。如果制造机床能具有高刚度、小热变形以及抗震的功能，就能实现制造过程的高精度。这便要求具备更先进的新技术，比如，精密控制技术、微驱动技术、空气静压轴承技术等，同样地，增强转速也是一个有效的方法，且如今的超精密加工机床已经能实现每1min上万转的功效。2）高精度研磨 超精密研磨技术的运用一般是在集成电路基板硅片的加工过程中，因为工艺对其表面粗糙度的要求较高，而原先一直沿用的传统研磨以及抛光技术很难满足这样的加工要求，研究新的超精度研磨技术以原子级的抛光和研磨手段来实现集成电路基板硅片加工的目标。类似的，不同种类和环节的超精密研磨技术应运而生，得到了很好的研究发展，比如弹性的发射加工和流体动压型悬浮研磨，借助加工液进一步增强化学反应完成化学研磨等。9.3D打印技术 3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。 3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。参考文献：[1]颜维维.基于绿色制造的新型机械制造工艺及装备技术研究[J].农家参谋,2020(22):173.[2]李萍.智能制造时代机械设计技术的有关研究[J].农家参谋,2020(20):140.[3]杨叶.先进机械制造技术的发展现状和发展趋势[J].现代制造技术与装备,