淺析我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

鄒忠余

摘 要：隨著我國(guó)現(xiàn)代化水平的提高，機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)和各行各業(yè)聯(lián)系起來(lái)，運(yùn)用先進(jìn)的CAD/CAM一體化技術(shù)、互換性、CAPP等工具已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高效率生產(chǎn)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：中國(guó)；現(xiàn)代；機(jī)械制造；發(fā)展趨勢(shì)

引言

隨著我國(guó)現(xiàn)代化水平的不斷提高，在機(jī)械制造業(yè)中，其表現(xiàn)出的現(xiàn)代化程度逐步在加強(qiáng)。機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)和其它各行各業(yè)聯(lián)系起來(lái)，已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石。在這樣的時(shí)代背景下，我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)在滿足國(guó)內(nèi)需求的同時(shí)，還有待提高，以達(dá)到世界工業(yè)強(qiáng)國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)。

1 我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展特征

1.1 應(yīng)用性

現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)是面向21世紀(jì)的應(yīng)用型行業(yè)，新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)大力發(fā)展機(jī)械制造業(yè)，包括建筑業(yè)、食品制造業(yè)，醫(yī)療，紡織、汽車等眾多行業(yè)都已和機(jī)械制造業(yè)掛鉤。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)正在突破關(guān)鍵技術(shù)，打破傳統(tǒng)的機(jī)械制造方式，尋求并應(yīng)用先進(jìn)加工技術(shù)及特種加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)與新型制造技術(shù)的完美融合，互換性原理的使用，大大提高了機(jī)械制造的效率，為機(jī)械產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)提供了保障。在當(dāng)今中國(guó)，物資供應(yīng)極其之快，這就提出了高效率的要求，在機(jī)械制造業(yè)中，標(biāo)準(zhǔn)件的使用，縮短了設(shè)計(jì)周期，間接性地加快了產(chǎn)品的生產(chǎn)。CAD/CAM一體化的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造同時(shí)利用的目的。

1.2 綜合性

現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代，在機(jī)械制造業(yè)中，在機(jī)床加工方面，在用普通機(jī)床進(jìn)行車鉗銑刨磨加工的同時(shí)，大量運(yùn)用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大批量的產(chǎn)品生產(chǎn)，大大節(jié)約了產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)省了大量的人力和物力，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效益。與此同時(shí)，也提高了機(jī)械零件的精度，大大提高了機(jī)械零件的可靠性。當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)，不單純是一方面就能完成的，而是需要多個(gè)方面才能完成，各個(gè)工種的綜合應(yīng)用，最終才能完成一臺(tái)機(jī)器的生產(chǎn)，其綜合性程度是很高的。機(jī)械制造業(yè)作為一個(gè)生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備及相關(guān)工具的行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中擔(dān)負(fù)著十分重要的任務(wù)，起著非常重要的作用。首先，機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備行業(yè)。無(wú)論農(nóng)業(yè)、重工業(yè)、輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、郵電業(yè)、商業(yè)以及國(guó)防建設(shè)和科學(xué)文教衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，都需要機(jī)械工業(yè)提供多樣的、符合需要的裝備。其次，機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的“改造行業(yè)”。一個(gè)國(guó)家要使整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建立在現(xiàn)代化的基礎(chǔ)上，就需要依靠技術(shù)進(jìn)步，不斷地對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門進(jìn)行技術(shù)改造。這就要求機(jī)械工業(yè)不斷向國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)裝備，以保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)技術(shù)改造的需要。第三，機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的服務(wù)行業(yè)。它不僅要為重工業(yè)服務(wù)，而且要為農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他部門服務(wù)；不僅要為基本建設(shè)服務(wù)，而且要為現(xiàn)有企業(yè)的挖潛、革新、改造服務(wù)；不僅要為滿足國(guó)內(nèi)需要服務(wù)，而且要為擴(kuò)大出口服務(wù)；不僅要為生產(chǎn)建設(shè)提供勞動(dòng)手段，而且要為滿足人民生活的需要，向市場(chǎng)提供堅(jiān)固耐用，物美價(jià)廉的消費(fèi)品。

1.3 環(huán)保性

對(duì)于機(jī)械制造業(yè)，從傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)到現(xiàn)代比較發(fā)達(dá)的機(jī)械制造業(yè)，隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)械操作噪聲大，粉塵多，密封不好等問題已經(jīng)逐步在改進(jìn)。但是在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，這些問題依然是廣泛存在的，中國(guó)重工業(yè)發(fā)展帶動(dòng)了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，重工業(yè)發(fā)展水平成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力水平的一方面，國(guó)家大力發(fā)展重型工業(yè)，這就給環(huán)境帶來(lái)了不良的影響。機(jī)械工作時(shí)的噪聲大，這個(gè)問題需要解決，噪聲大主要是機(jī)械在工作時(shí)，內(nèi)部零件運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的聲音，優(yōu)化機(jī)床內(nèi)部零件的設(shè)計(jì)，使機(jī)床內(nèi)部零件傳動(dòng)平穩(wěn)性加強(qiáng)，從而起到控制噪聲的目的。在重工業(yè)基地，機(jī)械操作所產(chǎn)生的粉塵也會(huì)一定程度地對(duì)人的健康產(chǎn)生不良的影響，加強(qiáng)機(jī)械傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減少機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的振動(dòng)效應(yīng)，在提高安全性能的同時(shí)也避免了金屬渣，粉塵等的飛濺。機(jī)械系統(tǒng)密封不好，這個(gè)問題在液壓機(jī)械中尤為突出。液壓機(jī)械在工作的過程中會(huì)吸入一定量的液壓油，液壓油隨后會(huì)被送至液壓系統(tǒng)的各個(gè)位置，液壓系統(tǒng)密封不好，易造成漏油現(xiàn)象，個(gè)別還出現(xiàn)漏油嚴(yán)重的情況，液壓油的漏出會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，同時(shí)浪費(fèi)石油資源。所以現(xiàn)代機(jī)械在設(shè)計(jì)制造的過程中，要優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)密封裝置的設(shè)計(jì)。從環(huán)保性的角度來(lái)看，現(xiàn)代機(jī)械需要在優(yōu)化機(jī)械零件設(shè)計(jì)，加強(qiáng)機(jī)械傳動(dòng)的平穩(wěn)性以及優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)密封裝置等方面進(jìn)行努力，才能做好環(huán)境友好型工業(yè)。

2 我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 虛擬技術(shù)化

虛擬制造技術(shù)是以虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工和裝配、檢驗(yàn)、使用整個(gè)生命周期的模擬和仿真。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)，有向制造虛擬技術(shù)化的方向發(fā)展的趨勢(shì)。

虛擬企業(yè)是指分布在不同地區(qū)的多個(gè)企業(yè)利用電子手段，為快速響應(yīng)市場(chǎng)需求而組成的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，是組織、人力、技術(shù)、信息等資源在完善的網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的有效集成。對(duì)于虛擬企業(yè)而言，其最主要的還是充分利用了電子手段。在當(dāng)今世界的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，計(jì)算機(jī)手段在機(jī)械制造業(yè)上的作用會(huì)越來(lái)越明顯，電子手段也是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的一種交流手段，其在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用會(huì)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。

虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造也將成為未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。對(duì)于像汽車，飛機(jī)等現(xiàn)代產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)，考慮的因素有很多，比如其外形是否符合空氣動(dòng)力學(xué)原理、運(yùn)動(dòng)過程的阻力、其內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局的合理性等。在復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用虛擬技術(shù)，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)結(jié)果的檢查，以便提早發(fā)現(xiàn)問題，一旦發(fā)現(xiàn)問題，便可以及時(shí)解決，避免了后顧之憂。廣泛采用虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的突出特點(diǎn)便是節(jié)省了科研經(jīng)費(fèi)，同時(shí)還縮短了研制周期，直接加快了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程。應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)零件的加工方法、工序順序、工裝的選用、工藝參數(shù)的選用，加工工藝性、裝配工藝性、配合件之間的配合性、運(yùn)行物件的運(yùn)動(dòng)性等均可建模仿真，提前發(fā)現(xiàn)加工缺陷和裝配時(shí)出現(xiàn)的問題，從而優(yōu)化制造過程、提高加工效率。

對(duì)于機(jī)械制造過程，運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行優(yōu)化的項(xiàng)目有產(chǎn)品生產(chǎn)過程的合理制定，人力資源、制造資源、物料庫(kù)存、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)等。與此同時(shí)，可靠性作為一項(xiàng)非常重要的分析內(nèi)容，運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真可以對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析。計(jì)算機(jī)仿真在生產(chǎn)過程中的運(yùn)用，對(duì)縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本有著不同尋常的意義。

2.2 綠色環(huán)保化

現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，環(huán)保在我國(guó)是一個(gè)永恒的主題，各行各業(yè)都需要力爭(zhēng)做到綠色環(huán)保化的要求，當(dāng)然機(jī)械制造業(yè)也不例外。一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造出來(lái)，到最后投入使用，我們的最終目的是要使產(chǎn)品服務(wù)大眾，要盡可能地做好環(huán)保。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)使零件的結(jié)構(gòu)易于加工，以最節(jié)省加工原材料為標(biāo)準(zhǔn)，避免鋪張浪費(fèi)；在制造的過程中應(yīng)注意邊加工邊測(cè)量，力爭(zhēng)做到節(jié)約材料，將報(bào)廢件數(shù)量降至最低，同時(shí)回收加工過程中產(chǎn)生的切屑材料，使之二次加工成為加工原材料，這樣就大大降低了成本，同時(shí)也提高了企業(yè)的收益。針對(duì)重工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢氣、廢液和廢渣，要做好凈化工作，同時(shí)企業(yè)也應(yīng)對(duì)這些污染物進(jìn)行限量排放。尤其是對(duì)于化工機(jī)械，要從優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)、制造材料的選擇和加強(qiáng)密封性能等方面做好環(huán)保。化工機(jī)械制造材料的選擇應(yīng)具有耐腐蝕的性能，選擇耐腐蝕的材料會(huì)增加機(jī)器設(shè)備的使用壽命。對(duì)于密封性，化工機(jī)械的要求非常高，在密封裝置上一定要做好設(shè)計(jì)和制造。同時(shí)化工企業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢棄物質(zhì)也是比較多的，廢棄物質(zhì)必須經(jīng)過除雜才能排放到外界。

現(xiàn)代重工業(yè)的飛速發(fā)展，無(wú)疑是提高了綜合國(guó)力水平，但是環(huán)保依然是一個(gè)永恒的主題，如何在提高經(jīng)濟(jì)效益的前提下做好環(huán)保，這依然是我國(guó)重工業(yè)發(fā)展所需面臨的主要問題。現(xiàn)在我國(guó)也在采取環(huán)保措施，正逐步改善我國(guó)重工業(yè)發(fā)展所帶來(lái)的環(huán)境問題，相信在未來(lái)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造上，中國(guó)會(huì)更注重其在服務(wù)大眾的同時(shí)，更趨向于綠色環(huán)保化的目標(biāo)。機(jī)械產(chǎn)品綠色環(huán)保化的實(shí)現(xiàn)，間接地節(jié)約了自然資源，同時(shí)有利于人類和自然的和諧發(fā)展。

2.3 信息化和網(wǎng)絡(luò)化

在新時(shí)代的發(fā)展背景下，制造信息化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)正在逐步走向成熟。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)上的應(yīng)用解決了機(jī)械制造在時(shí)間和空間上的諸多限制，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，將給企業(yè)的生產(chǎn)和銷售帶來(lái)不同凡響的變革。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、零部件的制造、市場(chǎng)情況的分析都可以依據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更便于經(jīng)營(yíng)管理，并可以在異地操作控制。另外，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，勢(shì)必給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)應(yīng)該緊跟網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展勢(shì)頭，并把它作為新時(shí)代制造業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，并推動(dòng)企業(yè)向著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向和諧發(fā)展。

2.4 全球化

針對(duì)機(jī)械制造業(yè)全球化的問題，制造全球化是當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。首先需要指出的是，在全球機(jī)械制造業(yè)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)正在不斷加劇，從機(jī)械制造業(yè)來(lái)看，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多企業(yè)都已經(jīng)因競(jìng)爭(zhēng)力不夠，在這種激烈競(jìng)爭(zhēng)的壓力下面臨倒閉或已經(jīng)倒閉，這其中包括中小型企業(yè)和一些知名企業(yè)。在新形勢(shì)下，那些在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還勉強(qiáng)能經(jīng)營(yíng)的企業(yè)，不得不考慮擴(kuò)展新的制造業(yè)市場(chǎng)，包括擴(kuò)展到國(guó)外市場(chǎng)，從而擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)范圍；其次，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)進(jìn)行合作，這種合作會(huì)給雙方帶來(lái)新的希望和市場(chǎng)，但由于是建立在競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)上，必然會(huì)影響到雙方進(jìn)一步加大國(guó)際間的制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。合作與競(jìng)爭(zhēng)這兩者之間的相互作用，已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力，網(wǎng)絡(luò)化是全球化先進(jìn)制造技術(shù)的首要前提條件，只有網(wǎng)絡(luò)化通訊技術(shù)成功地融入機(jī)械制造業(yè)，才能保證制造業(yè)全球化的更好更快發(fā)展。

2.5 自動(dòng)化

在當(dāng)今的機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化的研究主要集中體現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色環(huán)保化。

3 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，在保持傳統(tǒng)制造技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，應(yīng)大膽創(chuàng)新，在綠色環(huán)保的前提下大力發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)是適合當(dāng)今社會(huì)的新技術(shù)，它在新的機(jī)械制造領(lǐng)域已經(jīng)形成了新的范疇，它緊跟時(shí)代步伐，隨著人民物質(zhì)水平要求的提高，不斷開發(fā)出具有時(shí)代特征的產(chǎn)品。

展望中國(guó)機(jī)械制造業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，有必要相信，中國(guó)未來(lái)的機(jī)械制造業(yè)會(huì)隨著時(shí)代的發(fā)展不斷開發(fā)出新技術(shù)，形成具有真正意義上的現(xiàn)代機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)。

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