現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術問題探討

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自從我國改革開放以來，社會發(fā)展日益加快，傳統(tǒng)的機械制造工藝已經(jīng)無法滿足當今社會生產(chǎn)力的需求。機械制造工藝的不斷提高，引入先進的精密加工技術已是大勢所趨。面對這樣一個挑戰(zhàn)和機遇，我國必須要對機械制造工藝與精密加工技術進行改革，提高技術的水平，才能加快我國機械制造行業(yè)緊跟上世界發(fā)展的腳步，符合社會發(fā)展的需求。

1現(xiàn)代化機械制造工藝簡介及現(xiàn)狀分析

1.1現(xiàn)代化機械制造工藝簡介

現(xiàn)代化的機械制造工藝就是在原有的機械設計基礎上，利用先進的加工工藝，制造出應用于我國機械制造行業(yè)的零件或其他設備。作為我國工業(yè)體系重要基礎之一，對機械制造行業(yè)進行改革和創(chuàng)新能夠積極推動我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。傳統(tǒng)的機械制造工藝已經(jīng)無法滿足我國制造水平的要求，而對機械制造工藝進行創(chuàng)新，也就意味著在傳統(tǒng)機械制造工藝和技術水平上，融入新型的計算機技術、信息處理技術，以及先進的自動化控制技術等，令單一的機械制造技術轉(zhuǎn)變成一門包含著電子、信息、機械、材料等多種綜合學科知識的技術發(fā)展。

1.2現(xiàn)代化機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

面臨著經(jīng)濟全球化的挑戰(zhàn)，我國機械制造行業(yè)的競爭日益激烈，不僅是在我國國內(nèi)，在全球的機械制造行業(yè)中，國家機械制造技術水平的高低是直接和這個國家的市場競爭力掛鉤的。而針對目前的情況而言，我國現(xiàn)代化機械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀總結主要如下。

（1）柔性化

柔性化，就是進行柔性制造，通過利用成組的制造技術，把自動化物流系統(tǒng)和多組柔性制造單元聯(lián)接在一起，能夠高效完成批量的自動化機械制造任務。這種發(fā)展線柱主要是以成組技術作為制造工作的基礎，在一定的控制范圍內(nèi)，柔性制造系統(tǒng)能夠自動識別成組對象的類型和種類，確定機械制造工藝的過程，并能夠自動選擇和機械制造工藝相符合的柔性制造單元，進行預先設定數(shù)量的批量生產(chǎn)。所以，和傳統(tǒng)的機械制造系統(tǒng)相比較，柔性制造系統(tǒng)更有利于我國機械制造行業(yè)增強自身的適應力和市場競爭力。盡管如此，柔性制造技術在實際使用的過程中還是有一定限制的，例如當加工產(chǎn)品的規(guī)格或者類型和系統(tǒng)能夠進行加工的產(chǎn)品差異較大的時候，也無法進行柔性機械加工。

（2）虛擬化

利用先進的計算機技術和軟件，對需要加工的產(chǎn)品進行全生命周期的建模和仿真，這就是虛擬制造技術。其中的主要工作內(nèi)容包括了對需要進行加工的產(chǎn)品的設計、制造、裝配和檢驗等過程的模擬和仿真。充分利用虛擬制造技術，能夠有效幫助我國的機械制造企業(yè)對企業(yè)所有的生產(chǎn)資源進行最優(yōu)化的配置，縮短加工產(chǎn)品的研制周期，降低生產(chǎn)加工的成本，提高制造質(zhì)量，增強制造企業(yè)的市場競爭力。這種機械制造技術最大的優(yōu)點就是能夠改變被加工產(chǎn)品的生產(chǎn)制造模式，能夠大量節(jié)約生產(chǎn)成本和時間成本，提高被加工產(chǎn)品的制造效率。在建模和仿真的過程中，能夠輕易發(fā)現(xiàn)在制造過程中存在的問題，幫助管理人員對制造系統(tǒng)進行深入的優(yōu)化，還可以幫助客戶更直觀地了解產(chǎn)品的性質(zhì)和特點，對于制造企業(yè)和客戶來說都是有利而無害的，在增加制造企業(yè)市場競爭力的同時，還增加了制造企業(yè)的生產(chǎn)品質(zhì)。

（3）敏捷化

進行敏捷化制造工作一般會以虛擬制造作為產(chǎn)品實現(xiàn)途徑，并通過虛擬制造建立兩種制造方式共同的基礎結構，幫助制造企業(yè)對競爭激烈的市場變化作出迅速的應對，提高制造企業(yè)的適應能力。和傳統(tǒng)的制造技術相比較，敏捷制造的生產(chǎn)質(zhì)量、效率都更加高，但其生產(chǎn)加工成本卻更加低，同時，敏捷制造對于制造設備的利用率非常高，對于制造企業(yè)的長遠發(fā)展計劃是非常有幫助的。不過，敏捷制造的實施費用也是比較高的，這也是敏捷制造未能夠在我國推廣使用的主要原因。

（4）并行化

并行工程的主要工作內(nèi)容是當產(chǎn)品還處于設計階段的時候，對被加工產(chǎn)品的制造、裝配、使用以及售后的環(huán)節(jié)同時進行考慮，對于被加工產(chǎn)品全生命周期的每個過程都進行并行化處理的一種綜合技術。當然，并行工程并不僅僅在產(chǎn)品的設計階段開展工作，對于在產(chǎn)品的全生命周期中可能出現(xiàn)的問題都會開展全面、精密的檢測工作，能夠減少在產(chǎn)品研制的過程中不斷進行試制的頻率和次數(shù)，能夠有效縮短產(chǎn)品的研制周期，減少研制成本，如果并行工程規(guī)劃得當，那么極有可能實現(xiàn)一次性研發(fā)成功的目標。

（5）CIMS

CIMS，計算機集成制造系統(tǒng)，是一種基于現(xiàn)代化生產(chǎn)理念指導下制造企業(yè)信息化、集成化、柔性化以及智能化的方向、理論和方法。CIMS并沒有一種固定的工作模式，通常由生產(chǎn)管理經(jīng)營分系統(tǒng)、工程設計分系統(tǒng)、制造自動化分系統(tǒng)、質(zhì)量保障分系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)六部分組成，其目的是要實現(xiàn)信息集成，全面提高制造企業(yè)產(chǎn)品的研制能力和整體管理水平。但是要注意的是，CIMS的實施成本較高，制造企業(yè)在規(guī)劃的時候應該根據(jù)自己的實際情況，針對瓶頸進行重點投資，在充分利用已有資源的基礎上，實現(xiàn)局部的信息化，這樣才能夠科學地為制造企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟收益。

2精密加工技術簡介

2.1精密切剝技術

傳統(tǒng)切剝技術是直接通過切剝被加工產(chǎn)品來達到高精度的標準，但隨著時代的發(fā)展，這種切剝技術已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工藝發(fā)展的要求，于是，精密切剝技術應運而生。精密切剝技術能夠有效降低刀具和機床等工具的影響，而且其轉(zhuǎn)速也比傳統(tǒng)切剝技術快許多，目前轉(zhuǎn)速最快的加工機床已經(jīng)達到了每分鐘幾萬轉(zhuǎn)的程度，在一般的制造企業(yè)中得以廣泛應用。

2.2模具制造技術

研制效率和生產(chǎn)效率是決定制造企業(yè)市場競爭力的重要因素之一。所以，必須要采用科學、合理的方法提高產(chǎn)品的研制效率和制造效率。目前我國工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，模具加工制造技術應用越來越廣泛。模具制造技術的核心是提高模具的加工精度。目前，我國模具制造技術的加工精度可以精準到微米級，主要是通過電解加工工藝確保模具的生產(chǎn)質(zhì)量和加工質(zhì)量達到相關的要求，提高制造企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2.3納米技術（增加一些有關納米技術的介紹）

隨著時代的發(fā)展，人們對于機械加工產(chǎn)品的要求越來越高，在功能達到要求的基礎上，機械加工產(chǎn)品的體積的發(fā)展趨勢漸漸趨于小巧輕便。而納米技術的出現(xiàn)能夠滿足人們的多重要求。隨著全球技術水平的不斷提高，納米加工技術已經(jīng)成為國家科學技術發(fā)展水平的重要標志了。經(jīng)過多年的發(fā)展，納米技術水平已經(jīng)能夠在硅片上刻畫納米寬度的線條，這技術水平令信息數(shù)據(jù)的存儲密度提高了很多個數(shù)量級，而機械加工產(chǎn)品的體積也能夠變得更加小巧輕便，便于攜帶。舉個例子，現(xiàn)代武器慣導儀表的精密陀螺、激光核聚變反射鏡、大規(guī)模集成電路硅片等等，這些先進的設備和裝置都需要進行納米級的加工，同時由此可見，納米技術不斷發(fā)展的同時，也促進了我國機械、電子、光合的發(fā)展和完善。

2.4微細加工技術

微細加工技術和納米技術大致上是相同的，微細加工技術也能夠增強機械加工產(chǎn)品的性能，縮小產(chǎn)品的體積。微細加工技術能夠令半導體的加工精度達到了幾百個埃的程度，令應用在工業(yè)生產(chǎn)的多種電子元件變得越來越小、能耗越來越低。值得注意的是，微電子封裝技術是采用膜技術和微細加工技術，把芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘貼固定及連接，引出連線端子并通過可塑性絕緣介質(zhì)灌封固定，構成整體立體結構的工藝。如今微電子封裝技術正處于高速發(fā)展階段，在半導體產(chǎn)業(yè)中被廣泛推廣使用。微電子封裝技術主要有TCP、BGA、FCT、CSP、MCM和三維封裝。

2.5超精密研磨技術

超精密研磨技術主要在集成電路基板硅片的機械加工中應用。為了令集成電路板減少體積，提高其應用效率，在實際的生產(chǎn)過程中一般會令基板硅片表面的粗糙度為1～2mm。傳統(tǒng)的研磨技術已經(jīng)無法滿足這么高的要求了，所以必須要不斷創(chuàng)新研磨技術，達到超精密的程度和技術水平。

3我國精密超精密加工技術的發(fā)展途徑

我國精密超精密加工技術的未來發(fā)展途徑主要分為三方面，分別是加工機理、加工材料以及加工設備方面，這三方面的共同發(fā)展體現(xiàn)著我國的精密超精密加工技術已經(jīng)轉(zhuǎn)變成一項系統(tǒng)性極強的工程項目。在未來的發(fā)展中，相關的工作人員必須要對精密超精密加工技術有具體、準確的分析和認識，并能夠熟練地應用相關的理論知識。其次，專業(yè)工作人員必須要采取科學、合理的發(fā)展措施，才能夠不斷提高我國精密超精密加工技術水平。

4結言

對現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術進行改革和創(chuàng)新，所追求的是制造企業(yè)在生產(chǎn)營運過程中能夠具有最佳的經(jīng)濟效果。要推動我國機械制造行業(yè)不斷地發(fā)展，那么現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術就是重中之重。面對競爭越來越激烈的國際市場和國內(nèi)市場，制造企業(yè)必須要不斷增強自身的市場競爭力，制造出符合社會發(fā)展的產(chǎn)品，這不僅是制造企業(yè)的發(fā)展核心，更是未來機械制造行業(yè)的發(fā)展方向。

作者：李嘉欣 單位：山東大學