1.采用模擬技術，優(yōu)化工藝設計
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雜的高溫、動態(tài)、瞬時過程，其間發(fā)生一系列復雜的物理、化學、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，熱加工工藝設計只能憑“經(jīng)驗”。近年來，應用計算機技術及現(xiàn)代測試技術形成的熱加工工藝模擬及優(yōu)化設計技術風靡全球，成為熱加工各個學科最為熱門的研究熱點和跨世紀的技術前沿。
應用模擬技術，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，預測工藝結果（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。
模擬技術同樣已開始應用于機械加工、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)絡化制造、數(shù)字化制造及制造全球化的技術基礎。
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�！懊鳌迸c“零件”的界限越來越小。有的毛坯成形后，已接近或達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是缺陷的多少、大小和危害程度。由于熱加工過程十分復雜，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，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；采用模擬技術，優(yōu)化工藝設計，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
超精密加工技術目前已進入納米加工時代，加工精度達0.025μm，表面粗糙度達0.0045μm。精切削加工技術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、表面保護等加工工藝或復合工藝。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，實現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制
微電子、計算機、自動化技術與工藝設備相結合，形成了從單機到系統(tǒng)，從剛性到柔性，從簡單到復雜等不同檔次的多種自動化成形加工技術，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)工藝設備的單機、生產(chǎn)線或系統(tǒng)的自動化控制。
2）應用新型傳感、無損檢測、理化檢驗及計算機、微電子技術，實時測量并監(jiān)控工藝過程的溫度、壓力、形狀、尺寸、位移、應力、應變、振動、聲、像、電、磁及合金與氣體的成分、 |
