先進制造技術與機械制造工藝分析

胡燁++陳艷偉

摘 要：傳統的末端治理在這個過程中存在諸多弊端，如治污成本高等。先進制造技術和機械制造工藝對產品生命周期的全過程進行最優化控制，在這個基礎上對資源在這個過程中進行合理配置。本文首先介紹了先進制造技術與機械制造工藝的產生背景，然后分析了先進制造技術與機械制造工藝和傳統制造技術的比較，然后分析了實施先進制造技術與機械制造工藝的主要途徑。最后分析了新型制造工藝。

關鍵詞：制造技術；制造工藝；途徑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.005

據統計：機械加工業產生的有害廢物各類污染源中名列第四位。傳統的末端治理在這個過程中存在諸多弊端，如治污成本高等。通常情況下先進制造技術與機械制造工藝和傳統制造技術的主要區別在于傳統制造技術和機械制造工藝在這個過程中缺少資源環境考慮，而先進制造技術和機械制造工藝對產品生命周期的全過程進行最優化控制，在這個基礎上對資源在這個過程中進行合理配置。先進制造技術和機械制造工藝是可持續發展戰略的體現。先進制造技術與機械制造工藝是上個世紀八十年代和九十年代的產物，1996年美國制造工程師學會提出先進制造技術與機械制造工藝的概念。 其目標是使產品在整個產品生命周期中，資源實現利用率最高值。

1 先進制造技術與機械制造工藝和傳統制造技術的比較

傳統制造技術是一個開環生產系統，從自然界獲取資源，在這個過程中加工成為各種工程材料，污染性物質進入環境。需投入大量的人力物力，有大量的廢物排放，機械加工業產生的有害廢物各類污染源中名列第四位。傳統的末端治理在這個過程中存在諸多弊端，如治污成本高等。

先進制造技術與機械制造工藝分析的先進之處便是其綠色環保之處，是一種閉環生產系統。 整個產品生命周期中，對材料的回收、利用、處理等全部考慮。在先進制造技術與機械制造工藝分析中對于很多問題，在產品的生命周期各個環節通過特定的工藝手段和技術措施加以解決。

通過以上分析可以看出，通常情況下先進制造技術與機械制造工藝和傳統制造技術的主要區別在于傳統制造技術和機械制造工藝在這個過程中缺少資源環境考慮，而先進制造技術和機械制造工藝對產品生命周期的全過程進行最優化控制，在這個基礎上對資源在這個過程中進行合理配置，在這個基礎上充分發揮制造系統的功能。

2 實施先進制造技術與機械制造工藝的主要途徑

2.1 網絡化

先進制造技術與機械制造工藝的網絡化，特別是基于互聯網的先進制造技術與機械制造工藝已成為重要的發展趨勢。 先進制造技術與機械制造工藝分析的先進之處便是其是一種閉環生產系統。它是一種廢棄物循環利用的生產模式。整個產品生命周期中，對材料的回收、利用、處理等全部考慮。 通過企業局域網將各個分散的加工中心、數控設備等聯接起來，便于先進制造技術與機械制造工藝控制中心對整個先進制造技術與機械制造工藝加工進程進行總體監控，同時還可與企業中各子系統實現集成，便于優化決策。

2.2 信息化

先進制造技術與機械制造工藝和傳統制造技術的主要區別在于傳統制造技術和機械制造工藝在這個過程中缺少資源環境考慮，而先進制造技術和機械制造工藝對產品生命周期的全過程進行最優化控制，在這個基礎上對資源在這個過程中進行合理配置，在這個基礎上充分發揮制造系統的功能。其功能的充分發揮對信息的依賴很高，先進制造技術與機械制造工藝的通常情況下追求目標是實現整體最優化制造，即從系統的觀點出發，全面考慮綜合成本，確定最合理的制造方案。 為實現整體最優化制造，通常情況下需要建立機械加工數據庫，采用先進技術對各種先進制造技術與機械制造工藝（如高速切削、干切削、MQL 等）進行建模、仿真、虛擬加工和決策，實現并行設計與生產。

2.3 柔性化

現代生產方式已在很大程度上逐漸轉變為小批量、多品種生產，這就要求生產企業能夠快速適應市場需求。 先進制造技術與機械制造工藝加工系統應能實現快速重構，在很大程度上具有快速響應能力，盡快適應環境的變化。

3 新型制造工藝分析

3.1 少無切削加工技術

在機械中的應用日趨成熟。有些成形件在很大程度上不需要機械加工就可直接使用，減少了產品的制造周期。該技術最適合用于加工異形孔類零件、齒輪花鍵、等類似零件。與傳統工藝相比，降低約 20～70%。

3.2 干式加工技術

傳統的切削加工需要大量切削液澆，使用切削液增加了制造成本，切削液中含有有害的添加劑，處理不當會污染環境、威脅工人健康。干式切削通常情況下有意識地減少使用或不使用切削液的。干式切削分為完全不使用切削液代替切削液，其使用的是最小量潤滑技術。

車削等加工應用干切削較多，KC250H 型干式滾齒機在這個過程中進行了高速滾齒加工，加工速度提高了2.3倍，最適合進行干切削。試驗表明，CNB 刀具比陶瓷刀具更適合鑄鐵材料的高速切削。對于難加工材料，使用激光輔助加工技術。

3.3 減少加工余量

在機械中的應用日趨成熟。有些成形件在很大程度上不需要機械加工就可直接使用，減少了產品的制造周期。 由于零件的毛坯粗糙，因此加工余量較大，產生了很多弊端，不僅原材料消耗大，也在很大程度上造成了生產效率的低下。因此，如果條件允許，毛坯制造可以實現組織專業化，對毛坯精度進行提升；除此之外，通過先進的制造技術，來對加工質量加以確保。

綜上所述，通常情況下先進制造技術與機械制造工藝和傳統制造技術的主要區別在于傳統制造技術和機械制造工藝在這個過程中缺少資源環境考慮，而先進制造技術和機械制造工藝對產品生命周期的全過程進行最優化控制，在這個基礎上對資源在這個過程中進行合理配置，在這個基礎上充分發揮制造系統的功能。先進制造技術和機械制造工藝是可持續發展戰略的體現。先進制造技術與機械制造工藝是以傳統制造技術為基礎，并在這個過程中結合環境科學、材料科學、控制技術等新技術的先進制造技術。

參考文獻：

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作者簡介：胡燁（1965-），男，湖北麻城人，本科，講師，研究方向：機械設計與先進制造工藝。