先进制造的加工技术范文

导语：如何才能写好一篇先进制造的加工技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：先进制造技术；煤炭加工工程；虚拟现实技术；绿色制造技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.063

0前言

国内消耗的主要能源之一就是煤炭资源，作为有限资源，煤炭资源受到国家重视，并成为实施可持续发展战略的重要内容。目前状态下的煤炭资源呈现出了市场需求不足的情况，而煤炭产品本身的结构不合理导致国内的煤炭加工产业存在发展方面的矛盾。现在，很多煤炭加工企业都存在产品单一并且竞争实力不足的问题，该种问题导致了其产品在销售的过程中销量不断下降，严重限制了企业的发展。为了更好的实行可持续发展战略，国家大力研究并推广先进制造技术，将其运用到煤炭加工当中，致力于提升煤炭产品质量。

1先进制造技术分类

先进制造技术建成AMT，其由微电子技术以及自动化技术等多种技术组成，在经过多种变化以后，形成机械集成的技术形式。虚拟现实技术以及绿色制造技术都属于AMT的范畴，该两种技术通常被运用到煤炭加工工程当中，让煤炭加工的错做更加方便快捷，产品加工的流程也更加优化。AMT主要面对的是制造行业，其属于工具群以及技术群方面，在计算机辅助下，煤炭加工工程能够在生产的过程中将生产所產生的废物减少到最低，并且实现保护环境的目的[1]。

2先进制造技术在煤炭加工工程中的应用实践

（1）虚拟现实技术应用。虚拟现实技术在煤炭加工当中的应用首先体现在设计方面，煤炭加工当中采用该种技术能够使技术人员明确的了解产品的生产过程以及设备的运行状态，而在三维动态的仿真状态下，技术人员能够更加熟练的操作生产，适应各种操作条件，将自身的生产状态调节到最佳，实现煤炭加工流程的优化。例如，煤炭资源加工当中利用了虚拟现实技术以后，其能够通过该种技术的模仿明确设备的运作过程、各个部件的运动状态、煤炭矿浆的运动轨迹。其次，该种技术的应用还体现在控制方面。现在的煤炭加工当中都会以自动化的控制作为核心技术，而自动控制也成为煤炭加工的核心环节。但直接的自动控制并没有办法得到校验，要想实现对自动控制的检验，需要花费大量的人力和无力，甚至在校验的过程中对机械设备造成损伤。但在虚拟现实技术的支持下，该技术能以虚拟的形式对自动控制程序进行检验，并且评价该自动控制是否符合生产的要求。最后，虚拟现实技术在煤炭加工的应用还体现在教学和培训方面[2]。现代化的技术具有较为高深的核心理念，很多煤炭加工的技术人员无法学些和理解这些高新技术。而对于一些技术不熟练的人员，其在生产的时候因为操作的不熟练以及对于事故判断能力较低，导致生产出来的产品质量存在偏差。将虚拟现实技术运用到教学方面，主要是通过虚拟模拟的形式来为员工呈现出生产系统当中可能会出现的事故，并且让员工在这种较为真实的场景当中模拟判断事故并解决事故。员工则能够在该种模拟操作当中得到实践能力的锻炼，了解书面当中都无法理解的知识内容，将自身所学习到的专业知识与实践操作结合在一起，避免造成实际工作当中的失误。

（2）敏捷生产技术应用。敏捷生产技术也是先进制造技术的一种形式，而该种技术也是煤炭加工当中比较常用的技术。现代煤炭加工行业的发展过程中，其最主要的问题就是市场需求不足的问题，不少煤炭加工企业所拥有的产品都属于结构不合理而产品的种类也相对单一。在该种产品状态下，企业的发展必然会陷入到困境当中，其缺乏在市场上的竞争力，也无法让自身的产品销量提升，整个企业的发展将会受到严重的限制。而敏捷生产的技术能够帮助煤炭企业进行产品结构的优化并且调整生产的流程，让煤炭企业重新制定自身的发展目标，利用先进制造技术来天黑时呢过产品的质量，促使自身的产品更加符合市场需求。

（3）绿色制造技术应用。煤炭企业存在的一个重要问题就是煤炭资源当中存在非常多的硫，该种物质对环境的污染危害非常大。在煤炭燃烧的时候，其会释放出浓度非常高的有害气体并且会伴有大量的尘埃，该种物质会对动植物产生一定的损伤，更加会对人体的健康造成影响。二氧化硫会对金属物质产生腐蚀作用，并且且抑制动植物的生长。而绿色制造技术能够让煤炭产品的加工建立在绿色化学的基础上。例如，企业选择绿色选煤技术，通过对生物体内的生物酶应用来抑制煤炭当中所产生的有害物质，也可以选择微生物的技术来直接抑制矿物质当中产生的有害物质。可以说，该种绿色制造技术能够在煤炭的洗选过程中产生作用，利用绿色的煤炭生物技术来对煤炭进行脱硫，从而使被加工出来的煤炭产品属于绿色状态，能够为生态环境的维护做出贡献[3]。绿色制造技术也可以被综合的运用到煤炭的伴生资源当中，其在生产煤炭的过程中对煤炭进行技术加工，从而使煤炭呈现出清洁燃烧的状态。而绿色化的加工技术能够对煤层气以及矿井水等方面的物质进行回收利用。该种利用形式减少了煤炭加工对于环境的污染，也提高了资源的利用效率，更加提升了煤炭企业的生产水平。

3结论

国家需要重视煤炭加工当中所采用的技术，积极支持先进制造技术的应用和推广。在煤炭加工企业当中需要发展清洁技术以及产品的深加工技术，利用该种高新技术来降低煤炭产品对于环境的污染，促使煤炭产业的发展更加符合国家可持续发展的原则，让煤炭资源的利用率不断提升，降低煤炭生产的成本。先进制造技术要求技术人员具有较高的专业知识，而管理人员也需要对煤炭加工进行集中化的管理。煤炭企业将会利用该种技术来提升自身的生产力和竞争力，让其在市场竞争当中占据主动地位。

参考文献： 

[1]赵建辉，马永航.先进制造技术在煤炭加工工程中的应用研究[J]. 化工设计通讯，2017（05）：86+129. 

[2]黄霞春.先进制造技术在煤炭加工工程中的应用[J].吉林广播电视大学学报，2015（02）：59-60. 

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关键词：制造技术；发展现状；发展趋势

一.先进制造技术的特点

1.先进制造技术是面向21世纪的技术

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。

2.先进制造技术是面向工业应用的技术

先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。

3.先进制造技术是驾驭生产过程的系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

4.先进制造技术是面向全球竞争的技术

20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

5.先进制造技术是市场竞争三要素的统一

在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。

二.先进机械制造技术的发展现状

近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

1.管理方面

工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

2.设计方面

工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。

3.制造工艺方面

工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

4.自动化技术方面

工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

三.我国先进机械制造技术的发展趋势

1.全球化

一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

2.网络化

网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

3.虚拟化

制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

作者简介 

篇3

[论文摘要]制造技术是发展制造业的关键技术,是创造财富和为科学技术发展提供先进手段的基础。分析我国先进机械制造技术的特点及发展现状，并阐述我国先进机械制造技术的发展趋势。

在人类社会的发展中,制造技术不断发展。从人类使用天然工具到制造工具,从简单的手工制造到简易机床的出现,人们一直为搜寻更有效更迅捷的制造技术而努力。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。

一、先进制造技术的特点

（一）是面向21世纪的技术

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。

（二）是面向工业应用的技术

先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。

（三）是驾驭生产过程的系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

（四）是面向全球竞争的技术

20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

（五）是市场竞争三要素的统一

在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。

二、先进机械制造技术的发展现状

近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

（一）管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

（二）设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM)，大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。

（三）制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

（四）自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

三、我国先进机械制造技术的发展趋势

（一）全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。（二）网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

（三）虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

（四）自动化。自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

（五）绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

四、结语

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

参考文献：

[1]马晓春，我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002(3).

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[关键词]机械制造 特点 发展现状 趋势

在人类社会的发展中，制造技术不断发展。从人类使用天然工具到制造工具，从简单的手工制造到简易机床的出现，人们一直为搜寻更有效更迅捷的制造技术而努力。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科，是以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展，人们对产品的要求也发生了很大变化，要满足人们越来越高的要求，就必须采用先进的机械制造技术。

一、先进制造技术的特点

（一）是面向21世纪的技术

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。

（二）是面向工业应用的技术

先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。

（三）是驾驭生产过程的系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

（一）管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

（二）设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。

（三）制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

（四）自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

三、我国先进机械制造技术的发展趋势

（一）全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

（二）网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

（三）虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

（四）自动化。自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

（五）绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程 、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

四、结语

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之，在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

参考文献：

[1]马晓春，我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程，2002（3）.

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1、面向工业应用的技术。先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长，目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。

2 驾驭生产过程的系统工程。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

3 面向全球竞争的技术。20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

4 市场竞争三要素的统一。在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。

二 先进机械制造技术的发展现状

近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

1 管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。

2 设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。

3 制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。

4 自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

三 我国先进机械制造技术的发展趋势

1 全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈。例如在机械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并，不少暂时还在国内市场上占有份额的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。

2 网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

3 虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

4 自动化。自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

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一、先进的机械制造技术

传统的机械制造技术与现代科学技术相结合,尤其将信息技术渗透、融合于产品的开发、设计、制造、管理及销售等各个领域,形成以现代设计技术、自动化技术、精密成型与加工技术、系统管理技术等为主要内容的先进制造技术,来提高产品的制造精度、质量和效率,提高自动化程度,降低生产成本,最终实现现代化生产。

为适应现代生产技术的需求,充分宣传和介绍先进机械制造技术等方面的知识,并能具体运用到企业的生产中去,提高企业的生存能力,是企业亟待解决的问题。

1.计算机集成制造系统(CIMS)

CIMS是计算机集成制造系统的英文缩写。CIMS是要建立一个高度集中的计算机计量、控制、管理、制造、决策一体化的综合自动化系统。CIMS首先在机械制造领域推行,取得了可喜的成果,使机制行业在技术上向前迈出一大步。CIMS是改变企业的全过程,由工程设计、经营管理、加工制造、产品质量、网络和数据库支持的五个子系统组成。企业实施CIMS的目的是为了改善企业的TQCS指标——T(Time)时间、Q(Quality)质量、C(Cost)成本、S(Service)服务,这四个词代表了信息时代对企业产品的严格要求。

2.并行工程(CE)

研制开发新产品需要一个漫长的循序渐进的过程,也称串联工程,即调研、设计、工艺、加工、装配、调试、改进、定型、生产和销售等环节。这些步骤必须一步一步地走,周期长、费用高,不能适应市场的发展,有些产品在还没上市时,就已经被新的产品所取代。所以,为适应社会发展的速度和迎合消费者的心理,摆脱市场快速变化给企业带来的损失,便产生了一种新的方式——并行工程。

3.敏捷制造(AM)

敏捷制造AM(AgileManufacturing)就是一种企业集成,即利用企业各自的优势,围绕同一开发项目,各尽其能,更快地开发出新的产品,并对市场需求做出更快的适应能力。这是一个很大的系统工程,是未来发展的趋势。

4.模块化设计(Block-baseddesign)

模块化设计主要选用成熟的零部件,不但设计方便、质量可靠,而且资料准备省时方便,制造或协作更加简单,同时增加产品的标准化及互换性、维修性,提高产品在市场的占有率。据有关材料介绍,在国际上工业比较发达的国家中,其飞机、汽车、动力机械等制造行业,采用模块化设计的零部件已达70%以上。

二、机械制造业中的先进制造工艺

在机械制造工业中,工艺过程是最主要的过程。随着高新技术的不断发展及应用,加快了加工技术工艺的更新步伐,出现了许多技术含量高的新工艺、新手段,使过去难以完成的零件,如复杂形状、精密表面、难加工材料及特殊零件等,现在都已不再是难点。

1.毛坯制造方面

毛坯的制造是加工的前提和基础。毛坯的精度和形状对后续制造会产生巨大的影响。为便于后续工序的加工,提高效率,降低成本,保证质量,近年来出现了许多先进的毛坯制造工艺。精密成型技术就是将毛坯生产与自动化、新材料等高新技术的有机结合,是精化、强化毛坯,达到以最少或无余量形成毛坯的高新技术。如精密洁净铸造成型工艺、钢液精炼以及保护技术、高效金属型铸造工艺及设备、气化模铸造工艺与设备等。锻造方面有高效塑性成型技术。如热精锻生产线成套技术、冷温成型成套技术等。焊接有激光焊接技术、数控切割技术等。这些新的加工方法,都给毛坯制造业带来了新的理念和高精度的毛坯。

2.机械加工方面

机械加工就是用切削、磨削、特种加工技术等手段,将毛坯加工成最终形状和尺寸。普通的加工工艺和微电子、计算机、自动化、新材料等高新技术融合到一起,就形成了先进的加工工艺,同时可以实现高精度、高效率、高柔性的加工。尤其对普通机械完成的加工工序,采用先进的技术工艺就很容易解决了。下面介绍几种先进工艺。

(1)高能束流加工技术。它集成微米级的束流,且能量非常高,可以迅速加热和冷却,可高速扫描,可在真空、高空条件下全方位加工。高能束流加工又可分为激光束加工技术、电子束加工技术、等离子束加工技术,其各有优点。

(2)化学铣削加工。就是利用化学腐蚀和电化学腐蚀原理加工工件的一种工艺方法,主要用于加工形状复杂的工件及薄壁类零件。

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【关键词】微机械；微机械加工技术；超微机械加工；光刻加工

随着微纳米技术的不断发展，以本身形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的微机械已成为人们在微观领域认识和改造客观世界的一种高新技术。微机械由于具有能够在狭小空间内进行作业，而又不扰乱工作环境和对象的特点，在航空航天，精密仪器，生物医学等领域有着广阔的应用潜力，且是实现纳米技术（ Nanotechnology ） 的重要环节，因而受到人们的高度重视，被列为21世纪关键技术之首。

1.微机械的特征

微机械在美国常称为微型机电系统；在日本称作微机器；而在欧洲则称作微系统。

微机械按其尺寸特征可以分为1-10mm 的微小型机械，1nm-1mm的微机械，以及1nm-1mm的纳米机械。而制造微机械常采用的微细加工又可以进一步分为微米级微细加工（micro-fabricat ion），亚微米级微细加工（sub-micro-fabrication） 和纳米级微细加工（ nano-fabrication） 等。概括起来，微机械具有以下几个基本特点：

1.1 体积小、精度高、重量轻。其体积可小至亚微米以下，尺寸精度达纳米级，重量可轻至纳克。

1.2 性能稳定、可靠性高。由于微机械的体积甚小，几乎不受热膨涨，噪声和挠曲等因素影响，具有较高的抗干扰性，可在较差的环境下进行稳定的工作。

1.3 能耗低、灵敏性和工作效率高。微机械所消耗的能量远小于传统机械的十分之一，但却能以十倍以上的速度来完成同样的工作，如5mm×5mm×0.7mm 的微型泵的流速是比其体积大得多的小型泵的1000倍，而且机电一体化的微机械不存在信号延迟问题，可进行高速工作。

1.4 多功能和智能化。微机械最终要达到集传感器、执行器和电子控制电路为一体的目标，特别是应用智能材料和智能结构后，更易于实现微机械的多功能化和智能化。

1.5 适于大批量生产、制造成本低廉。微机械采用与半导体制造工艺类似的方法生产，可以象超大规模集成电路芯片一样一次制成大量的完全相同的部件，制造成本比之传统机械加工大大降低。

2.微细加工的工艺方法

2.1 超微机械加工

超微机械加工是指用精密金属切削和电火花、线切割等加工方法，制作毫米级尺寸以下的为机械零件，是一种三维实体加工技术，多是单件加工，单件装配，费用较高。微细切削加工适合所有金属、塑料及工程陶瓷材料，主要切削方式有车削、铣削、钻削等。

2.2 光刻加工

光刻技术主要应用在微电子中。它一般是对半导体进行加工，需要一个有部分透光部分不透光的掩模板，通过曝光、显影、刻蚀等技术获得和掩模板一样的图形。先在处理过后的半导体上涂上光刻胶，然后盖上掩模板进行曝光，其中透光部分光刻胶的化学成分在曝光过程中发生了变化，之后进行显影，将发生化学变化的光刻胶腐蚀掉，出半导体，之后对出的半导体进行刻蚀，最后把光刻胶去掉就得到了想要的图形。光刻技术在微电子中占有很大的比重，比如微电子技术的进步是通过线宽来评价的，而线宽的获得跟光刻技术有很大的关系。

3.微细加工技术的尖端应用

3.1 搬迁原子

1990年，美国圣何塞IBM阿尔马登研究所科学家用STM将镍表面吸附的氙原子逐一移动，最终以35个氙原子排成IBM三个字母。每个字母高5nm，原子间的最短距离为1nm。这一成果开创了人类单原子操纵研究的先河，表明人类不仅可以用SPM观察、测量试样表面上的原子、分子结构，而且可以根据人的意志随意加工制造出原子级的人工结构。将原子、分子进行重新组装、排列成一定的形状，是一种典型的“从下至上”构筑物质结构的最终极形式。1埃0.1纳米。

3.2 微机器人

微机器人（Micro-Robot）是相对比较完备的微型电子机械系统（MEMs）的代表。微机器人的应用主要集中在工业领域、医学领域及基础学科研究领域，在移动或处理微组织，区分细胞，DNA分析，运用STM或AFM操纵样品等各项研究方面，微机器人都发挥着重要作用。在生物医疗方面，微机器人可辅助进行细胞区分等辅助诊断以及眼部、脑部微纫手术。

4.微细加工的重要地位和趋势

微细加工技术是精密加工技术的一个分支，面向微细加工的电加工技术，激光微孔加工、水射流微细微细加工技术是精密加工技术的一个分支，面向微细加工的电加工技术，激光微孔加工、水射流微细切割技术等等在发展国民经济，振兴我国国防事业等发面都有非常重要的意义，这一领域的发展对未来的国民经济、科学技术等将产生巨大影响，先进国家纷纷将之列为未来关键技术之一并扩大投资和加强基础研究与开发。所以我们有理由有必要加快这一领域的发展和开发进程。

随着20世纪80年代后期微机械、微机电系统这一门新兴交叉学科的兴起，微细加工技术作为获得微机械、微机电系统的必要手段，得到了快速的发展。微细加工技术起源于平面硅工艺，但随着半导体器件、集成电路、微型机械等技术的发展与需求，微细加工技术已经成为一门多学科交叉的制造系统工程和综合高新技术，广泛应用于医疗、生物工程、信息、航空航天、半导体工业、军事、汽车等领域，给国民经济、人民生活和国防、军事等带来了深远的影响，被列为21世纪关键技术之一。现代制造技术的发展有两大趋势：一是向着自动化、柔性化、集成化、智能化等方向发展，另一个就是寻求固有制造技术的自身微细加工极限。

未来微机械和微细加工技术的研究仍然要立足于微观理论基础的研究和微细加工技术的探讨开发上。随着人们对微观世界的深入了解和掌握，微细加工技术手段必将发展向更高的层次，促进人类社会通往更高层次的文明时代。

参考文献：

[1]尚广庆，孙春华.纳米切削加工模型的研究[M].北京出版社.

[2]林滨，韩雪松，于思远等.天津大学学报[J].天津出版社.

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【关键词】机械制造；技术特点；发展方向

我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

1.我国机械制造技术发展的现状分析

机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科，是以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。

20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后，随着市场全球化的进一步发展，市场竞争变得越来越激烈。

20世纪90年代初，随着CIMS技术的大力推广应用，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统，底层基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。因此，与工业发达国家相比，我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

目前，我国已加入WTO，机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此，我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线—刚性自动化发展。而是要全面拓展，面向五化发展，即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。

2.机械制造技术的特点

做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及，工业机器人的应用还很有限。因此，我们要立足于我国的实际情况，在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。

2.1机械制造技术是一个系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

2.2机械制造技术是一个综合性技术

先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此，它并不限于制造过程本身，它涉及产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。

2.3机械制造技术是市场竞争要素的统一体

市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展，20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。

2.4机械制造技术是一个世界性技术

20世纪80年代以来，随着全球市场的形成，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本，使得市场竞争变得越来越激烈，为适应这种激烈的市场竞争，一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时，机械制造技术是面向21世纪的技术，应与现代高新技术相结合，应是有明确范畴的新的技术领域。

3.我国机械制造技术的发展方向

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。

20世纪80年代，随着扫描显微镜的发明和使用，人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度，纳米技术是指实现纳米级精度，是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构，物质特性及相互作用与运动，并运用这种技术为人类服务的高新技术，纳米技术对制造业产生了很大的影响，其应用范围将非常广泛，包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。

超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级，在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程（STE）可使加工精度达到0.0003～0.0001μm，现在精密工程 正向其终极目标—原子级精度的加工逼近，也就是说，可以做到移动原子级别的加工。

现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上：一是精密工程技术，以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表，将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代；二是机械制造的高度自动化，以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。

（1）精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括：精密铸造（湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯）、精密锻压（冷湿精密成形、精密冲裁）、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。

（2）无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业，无切削液加工简化了工艺、减少了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。

（3）快速成形技术快速原型零件制造技术（RPM），其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则，而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造（LOM），熔化沉积制造（FDM）等等。

由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本，而且有些工艺的改进对环境起到保护作用，因此被称为绿色制造工艺。绿色制造是人类社会可持续发展在制造业中的体现。这一切除了工艺革新外，还必须依靠信息技术，通过计算机的模拟、仿真，才能实现。

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关键词：现代机械；加工工艺；制造技术；应用

中图分类号：TH16 文献标识码：A

1 现代机械制造技术与先进加工工艺、制造技术

现代机械制造技术是以提高产品的质量品质和工业生产效率为目标，以减轻繁重的体力劳动，节省生产成本，从而增加产值效益而提出的运用现代机械化进行生产的一种方式。

而先进的加工工艺和制造技术则是机械制造业的核心。首先，加工工艺和制造技术能够成为机械生产中最活跃的因素存在。加工工艺和制造技术，之所以能够成为生产中最活跃的因素，原因就在于，有了先进的加工工艺和制造技术的指导，就能够有效地提高机械制造业的技术性能和发展水平。新的加工工艺和制造技术的有效应用可以带动机械加工技术的发展。同样的机械设计工作通过不同的工艺方法和机械制造技术来完成。因为加工工艺的差异，使得加工设备、工艺装备也就不尽相同，就会导致生产出来的机械制造产品质量和生产效率也会有差别。其次，加工工艺和制造技术是机械制造业的桥梁，机械设计的可行性都会受到加工工艺和制造技术的制约。现代机械制造工艺技术是先进机械制造技术的重要组成部分，也是最富有活力的组成成分。机械产品从设计到成为现实整个过程之中都离不开加工工艺和制造技术。在机械制造实践中，加工工艺和制造技术有时会成为机械加工工业发展的阻碍。因此，提高加工工艺和制造技术在机械生产中显得尤为重要。

可见，作为现代机械制造核心的加工工艺和制造技术，在实际生产中的地位有多重。因此，切实提高先进的加工工艺和制造技术的水平异军突起，关系到机械制造业的发展前景和创新。

2 加工工艺和制造技术的特点

加工工艺和制造技术作为机械制造业的核心和重点组成成分，有其自身的特点。综合考虑加工工艺和制造技术的多方面因素，归纳出现代加工工艺和制造技术有以下特点：

2.1 加工工艺机械制造技术具有综合性特点

先进的加工工业和制造技术的应用，其目标在于促进国家经济和综合实力的增长，全面提高企业竞争。因此，它涉及机械产品从前期的市场调研、中期的产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、之后的售后服务等各个环节，而并不限于机械制造业本身。这是一个提高机械制造业综合经济效益和社会效益的有机整体。

2.2 加工工艺和机械制造技术具有市场经济的系统性、竞争性特点

加工工艺和制造技术日益呈现系统化趋势，制造是从产品概念到最终产品的集成活动，是一个功能体系，这个系统正逐步向着柔性化、集成化、智能化方向发展。加工工艺和机械制造技术的系统性特点决定了其竞争性。因此，如何提高机械工业的生产率是市场竞争的核心。随着我国改革开放，社会主义市场经济体系的建立健全和全球化趋势的进一步增强， 1980年以后，机械制造业赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高社会劳动生产率转变为时间为核心的时间、成本和质量的三要素矛盾。

综上所述，加工工艺和机械制造技术的综合性、竞争性和系统化特点使得现代机械制造工业中加工工艺和机械制造技术的技术成分含金量大为增强。

3 现代机械的先进加工工艺和制造技术的新发展

在机械制造业中，加工工艺和机械制造技术的综合运用不可能是一成不变的，需要根据科技的发展不断促进现代机械加工工艺和制造技术的发展，以真正适应机械制造业的发展。

3.1 促进加工工艺和机械制造技术信息化、集成化和网络化

现代机械加工工艺和机械制造技术的不断发展，尤其是网络技术的普及和应用，高质量和高效率的工业机械产品不再成为一种理想化的奢望。现代制造系统的发展由数控型系统向柔性制造系统、计算机集成制造系统和智能制造系统不断发展。网络集成制造系统成为一个工厂系统中具有全局操作性的系统。借助计算机将经营决策、产品设计、生产准备、零件加工、产品装配、检查和销售等各个自动化子系统有机地综合集成起来，成为高效益、高柔韧性、自动化、智能化的生产系统。

3.2促进加工工艺和机械制造技术中的特种加工技术

随着社会经济的迅速发展，机械设备不断采用了一些新材料来制造零件，如淬火钢、耐热合金、硬质合金、硅、锗、宝石和金刚石等难加工材料，普遍具备耐高压、耐高温、耐高速和高精度的要求，同时，很多零件的形状也越来越复杂。用通常的金属切削加工方法来加工这些零件已十分困难。而特种加工技术是一种直接利用电能、热能、光能、化学能、声能、电化学能来进行加工的方法，如电电解加工、电子束加工、超声波加工和激光加工、化学加工、水射流加工等，已经开始在一些先进的制造厂家中应用。它可以加工高强度、高硬度、高脆性、耐高温等难切削材料以及精密细小和复杂形状的零件。

3.3 促进加工工艺和机械制造技术全球化

国际和国内市场上的竞争越来越激烈，同时网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。因此，全球化成为机械制造业发展的动力，市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。不断和加强制造系统的全球化已成为现代制造科学发展的一个重点。

结语

我国正处于经济发展的关键时期，机械制造技术是我国工业发展中的一个薄弱环节。只有不断发展创新，紧跟时代潮流，深入了解加工工艺和机械制造技术的特点和发展趋势，不断促进加工工艺和机械制造技术的信息化、网络化、集成化、全球化，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地，促进我国的机械制造业的创新发展。

参考文献

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关键词：加工中心 轨迹仿真 实践教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-190-02

1 引言

数控技术及装备，是发展高新技术产业和尖端工业的基本技能技术和最基本的装备。随着我国由“制造大国”向“制造强国”的转型，数控加工中心在先进制造技术领域中得到了越来越广泛的应用，社会对高素质技术人才的需求也不断发生变化。了解先进制造技术的发展现状，掌握先进制造装备的编程、轨迹仿真和加工技术原理将成为工科院校毕业生所必备的专业知识。

2 数控加工中心实践教学现状

美国的高校一直以来都对实践教育给予了足够的重视，在全面开展系统化的理论课程同时，倡导开放型与实践性，让学生通过实践提高创新能力。国内高校也深刻地认识到人才市场需求的变化，加大投入购买了一些先进的加工中心设备。加工中心作为数控技术发展的终端，具备提高学生掌握更加复杂的数控加工工艺、加工能力和编程方法，进一步了解更先进的数控设备和制造技术发展趋势的优势。然而，加工中心在国内高校的实践教学中却未能起到其应有的作用，主要问题在于：（1）设备昂贵，维护成本高。现行的实践教学方式需要多台加工中心设备才能达到教学效果，而目前三轴的加工中心动辄百万以上，使的大部分教学单位无力承担。（2）人均占有设备数少。虽然国内很多高校都引进了加工中心，但大多未形成设备群，单一种类至多1-2台，对于每个班级至少20人进行实践教学则无法实现。（3）操作安全性差。加工中心操作复杂程度高，学生实际操作经验不足，出现误操作的可能性大，对于人身和设备都存在安全隐患。

这些问题使得加工中心在工程训练实践教学中受到限制，如何在工程训练实训中扩展加工中心的实践课程、利用现有资源突破加工中心教学课程的瓶颈，使学生了解更先进的数控设备和制造技术的发展趋势，掌握更加复杂的数控加工工艺、加工能力和编程方法，成为工科院校实践教学亟待解决的问题。

3 轨迹仿真在数控加工中心实践教学中的应用模式

加工中心实训的目的是使学生在机械类课程学习和数控加工实训的基础上，进一步锻炼学生的先进加工技能、机械加工中工艺规程制定、程序编制、切削工艺性、刀具种类等综合专业知识。本文拟充分利用工程训练中心现有的4套美国HASS加工中心数控系统和1台美国HASS三轴立式铣削加工中心（如图1所示），开展数控加工中心实践教学中手动编程、轨迹仿真、实操训练等教学模式探索。

加工中心数控实践教学以专业技术应用为主线，围绕这条主线设置课程、确定教学内容、形成教学体系组织教学。理论课程体系的教学，在密切结合专业实际需要和应用范围的前提下，使学生掌握必需、够用的理论知识；实践课程体系教学主要以基本技术和工艺技能熟练为重点，培养学生对先进技术的应用能力和素质，两者有机结合，共同围绕主线展开教学。

3.1 加工中心编程基础训练

编程讲解与实际操作相结合，在加工中心实际加工模块中编程的讲解是必须的，也是首先要做的。但同时这种实训中的编程讲解又与理论课中的编程讲解不一样，实训中的编程讲解针对实际使用的设备和系统，有很强的可操作性。利用现有的4套HASS加工中心数控系统和1台立式铣削加工中心，可使5组同学每组2-3人分别在HASS数控系统边学习边演示，使学生对所学知识有直观的验证，从而加强学生的理解和实际运用能力，使学生熟悉加工中心编程特点，掌握常用的编程G代码，熟悉加工中心的工作原理。

3.2 手动编程与加工轨迹仿真实践

设置具有典型工艺特征的零件作为数控轨迹编程对象，充分利用加工中心工序集中、自动换刀功能的特点，零件应具有钻、铣等多种加工工艺特征和粗、精加工等多种工艺过程。利用现有数控系统采用手工编程方法，实现零件的工艺规程的制定和数控轨迹编程。

采用数控系统自带的轨迹仿真模块对程序进行仿真，验证数控轨迹的正确性。这样既使学生综合锻炼了机械制造的基础知识，掌握了加工中心的技术特点，同时也避免了实际加工中因程序设置不当或操作不当而带来的危险。学生可在数控系统中多次对编制的程序进行修改、仿真，最终形成可行的加工轨迹。

3.3 数控轨迹加工验证实践

在加工中心编程基础训练和加工轨迹仿真训练的基础上，对于在仿真模块修改好的典型零件加工程序，可在指导教师审核后，在实际的加工中心中以石蜡或PVC为坯料，开展典型零件的样件加工，充分体现加工中心所独有的工序集中、高效率、高精度的加工过程，使学生理论联系实际，切实掌握机械制造技术。

在培养加工中心数控技术专业技能过程中，通过典型零件的设置，综合运用理论知识对零件的加工进行合理的工艺编排，并通过轨迹仿真对编程进行修定，最终通过样件的加工对理论知识进行验证。这种教学模式有利于学生实践能力与创新能力的培养，提高了教学效率和效益。

4 结论

本文以“编程技术――加工工艺制定――轨迹仿真――样件加工验证”的课程体系设计思路，优选典型的体现加工中心技术和机械制造工艺的零件，通过合理安排教学内容，探索加工中心在实践教学中的应用模式，使学生更好的了解先进制造技术的现状、特点，并初步掌握加工中心加工的基本技能。

（辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目“基于综合性工程素质培养的工程训练教学内容改革与实践”资助）

参考文献：

[1] 宋春华.数控技术的现状及发展趋势[J].装备制造技术，2011（3）：114-117.