唐吉有,張雨亭西華大學
我國機械制造工藝現狀及發展趨勢
唐吉有,張雨亭
西華大學
眾所周知,機械制造業是國民經濟的支柱產業和經濟增長的發動機,是科學技術水平的集中體現和高新技術的表現,本文簡述了中國發展至今,中國機械制造的重要發展歷程以及我國的機械制造工藝發展的現狀。討論了我國現代機械制造工藝的超精密加工技術、綠色加工技術關鍵技術的舉例。以歷史為經驗,指出未來我國機械制造工藝發展的主要趨勢和發展方向,主要表現為未來發展方向的綠色化、自動化、集成化的主要發展趨勢。
機械制造工藝;發展現狀;制造業;未來發展趨勢
經統計,我國的機械制造業的增長率高出國民生產總值增長率百分之三到百分之八,制造業一直是帶動我國經濟高速增長的發動機。無論是從GDP方向或者是制造產量方向,中國都已經成為了全球第二大制造大國,但是這并不代表中國就已經成為了世界制造強國,中國成為制造強國還有一段路程要走,主要表現為一下幾個方向:
第一:核心技術掌握的不夠。由于這個原因,所以我國高附加值的產品較少,產品的市場競爭力弱,對于進口的依賴過于強烈。比如:對風能發電機核心技術的掌握等。
第二:核心的制造業資源大部分在外國。從改革開放以來,中國的經濟得到了突飛猛進的發展,從而產生了嚴重的供求矛盾。石油、鈾、銅等核心原材料我國產量本來就比較少。大量依賴對外國的進口。導致國際市場的調控將顯著影響我國制造業的發展。
從以上兩個方面,我們可以充分的看出,我國目前還不是制造強國,我們首先要清晰的認識到這一點,但是我國發展迅速,在未來的世界制造強國中必定有中國的一席之地!
2.1 超精密加工技術
超精密加工技術是高科技尖端產品的開發中十分關鍵的技術,充分體現了一個國家的整體加工水平和國家制造業的發展水平。它是機床技術、計量技術、計算機技術等技術的綜合應用。也是涉及十分廣泛而又十分重要的加工技術。其關鍵技術涉及很多,下面主要舉2個關鍵技術幫助讀者理解。
(1)精密測量技術。要達到很高的加工誤差,精密的測量技術是其最為關鍵的技術之一。目前,在超精密加工中,使用的測量技術主要有激光干涉技術和光柵技術。兩種技術都具有很高的精度,但是激光干涉儀在測量過程中具有分辨率高,測量范圍大等優點,同時又具有對環境要求很高的缺點。所以近年來,超精密加工領域越來越選用光柵作為測量工具。
(2)傳動系統。我國至今為止,用于超精密加工的傳動系統主要有滾珠絲杠傳動、靜壓絲杠傳動、摩擦驅動和直線電機驅動等。這幾種都具有在行程上可獲得很高精度的特點,但是制造較為困難,況且對安裝有較高要求。
2.2 綠色加工技術
在機械加工過程中,綠色加工工藝主要是在切削和磨削上采用干切削和干磨削的方法進行加工。
(1)干切削技術。在切削加工過程中不使用或者極微量使用冷卻潤滑液的切削。這樣在加工過程中的冷卻、潤滑、沖洗等問題都不復存在,從而極大的提高了生產率。所以在現在的發展過程中逐漸得到了越來越廣泛的應用,這也是我國未來機械制造工藝發展的趨勢之一。且采用高速的干切削技術還可以獲得高的精度,高柔性的特點,符合可持續發展的綠色制造技術要求,這種技術是精密加工的一項重要的技術。
(2)干磨削技術。磨削加工具有加工精度高,可加工高硬度零件等優點。在我們廣大的認知當中,我們都需要使用切削液,用來降低因摩擦產生的巨大熱量,從而保護工件。而干磨削技術的特點是不使用或者少量使用磨削液,達到減少成本和保護環境的目的。當然這也有一定難度,比如如何把巨大的熱量及時的排出去從而不影響工件和模具?,F在加工中,主要采取了一些方法,比如選擇導熱性好或者能承受較高切削溫度的砂輪、減少同時參與磨削的魔粒數量(點磨削)等。
2.3 自動化技術
自動化技術在整個機械制造業的發展過程中扮演著十分重要的推動作用。在具體的工程實施過程中,它包括了加工自動化、裝配自動化,物料儲運過程自動化、質量檢測自動化等核心內容。這些自動化技術具有非常顯著的優點,最大的優點就是可以顯著降低工人的數量提高勞動生產率,節省成本,取得更高的經濟利潤。中國從30年前發展至今,中國的機械制造自動化得到了突飛猛進的發展,廣泛應用于大小企業的生產線和管理上。
3.1 綠色化的發展趨勢
現在,生產過程中,對于環境的保護逐漸成為了每個國家考慮的重要因素。人與環境相和諧也逐漸成為了全世界人民共同的聲音。未來加工過程中優質、低耗、清潔等要求必定是企業的首選。
3.2 自動化的發展趨勢
以前和現在部分機械的自動化主要用于大批量生產,制造工藝系統幾乎不具有柔性或者柔性十分有限。未來以小批量的多種化的自動化系統將成為全球制造工藝的發展趨勢,自動化系統網絡化控制因為其快速、方便、精確等因素迅速發展,Internet技術的制造已經成為當今制造業發展的必然趨勢。
3.3 集成化
集成化主要是技術、企業管理等方面的集成化,比如現在特種加工等方面。生產信息、生產過程、集成化管理等是未來制造業發展的主要方向和目標。
中國的機械,制造業起步較晚,但是發展很迅速,我們應當迎難而上抓住未來的發展趨勢,將掌握的知識運用到機械制造工藝的探索和實踐中,中國必將位于世界制造強國之林!
[1]趙雪松,任小中,趙曉芳.機械制造技術基礎.武漢:華中科技大學出版社,2000版.1-5.283-413
[2]黎震,朱江峰.先進制造技術.北京:北京理工大學出版社,2012.08.1-11.
[3]姚智慧,張光玉,侯珍秀,趙維緩.現代機械制造技術(第一版).哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2000.02.336-339.
唐吉有(1996-),男,漢族,四川省宜賓縣李場鎮人,西華大學,學歷:本科(大三),研究方向:機械設計制造及其自動化。