【摘 要】:隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及新的管理思想和管理模式的引進(jìn),制造技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,越來(lái)越深入,機(jī)械制造的趨勢(shì)將向著高精度、高效率、柔性化、集成化、智能化、綠色化的方向發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】:機(jī)械制造 發(fā)展 趨勢(shì)
機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),而機(jī)械制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)和動(dòng)力。自建國(guó)以來(lái),尤其是改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)機(jī)械制造業(yè)得到了迅速地發(fā)展。機(jī)械工業(yè)是我國(guó)工業(yè)中發(fā)展最快的行業(yè)之一。但因大部分大型機(jī)械制造企業(yè)和絕大部分中小型機(jī)械制造企業(yè)主要限于CAD和管理信息系統(tǒng),底層基礎(chǔ)自動(dòng)化還十分薄弱,數(shù)控機(jī)床由于編程復(fù)雜,還沒(méi)有真正發(fā)揮作用。因此,與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)的制造業(yè)仍然存在一個(gè)階段性的整體上的差距。 近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及新的管理思想和管理模式的引進(jìn),制造技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,越來(lái)越深入。再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,促使傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、電氣數(shù)控技術(shù)、精密檢測(cè)技術(shù)相互結(jié)合,并向著高精度、高效率、柔性化、集成化、智能化、綠色化的方向發(fā)展,使生產(chǎn)效率和質(zhì)量大幅度提高。
1、 高效率 金屬切削機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造水平的提高和新型刀具材料的應(yīng)用,使切削加工效率大為提高。目前,數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到5 000 r/min,(工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家有的加工中心的主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到70 000 r/min,高速銑床的主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到100 000 r/min);機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、大導(dǎo)程滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng),其快進(jìn)速度最高可達(dá)60 m/min,當(dāng)采用直線電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置時(shí),快進(jìn)速度可達(dá)150-210 m/min,而在國(guó)外車削鋼通常為200m/min,最高可達(dá)915m/min;采用新型刀具材料如涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼等,使常規(guī)切削速度提高了5-10倍。
2、 高精度 各種精密、超精密加工技術(shù),細(xì)微加工與納米加工技術(shù)在微電子芯片、光電子芯片、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等尖端技術(shù)及國(guó)防裝備領(lǐng)域中將大顯身手。機(jī)械加工精度已從20世紀(jì)初的1um,提高到0.001um,最近已達(dá)到0.001--0.1 nm,即超精密加工。超精密加工的發(fā)展有力地推動(dòng)了各種新技術(shù)的發(fā)展,已成為在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地的關(guān)鍵技術(shù)。 科學(xué)家們預(yù)言,10~15年內(nèi)納米技術(shù)的開(kāi)發(fā)將成為僅次于芯片制造的世界第二大制造業(yè)。目前,已研制成功納米管、極小的微電機(jī)系統(tǒng)、微型機(jī)器人等。在精密制造技術(shù)中,納米技術(shù)是目前最先進(jìn)的技術(shù)。納米技術(shù)是單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)。它對(duì)于21世紀(jì)科學(xué)的發(fā)展提供了一個(gè)新的技術(shù)基礎(chǔ)。
3、 智能化 智能化是制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。智能制造技術(shù)(IMT)是將人工智能融入制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié),在整個(gè)制造過(guò)程中貫徹智力活動(dòng),使系統(tǒng)以柔性的方式集成起來(lái),通過(guò)模擬人類專家的智能活動(dòng),取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動(dòng),在制造過(guò)程中系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài),在受到外界干擾或內(nèi)部激勵(lì)能自動(dòng)調(diào)整其參數(shù),以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。 CAD/CAPP/CAE/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程/計(jì)算機(jī)輔助分析/計(jì)算機(jī)輔助制造)等技術(shù)進(jìn)一步地完善,提高了多品種、中小批量產(chǎn)品的質(zhì)量、加工效率。精益制造(LP),敏捷制造(AM)等先進(jìn)制造管理模式將主導(dǎo)21世紀(jì)的制造業(yè)。
4、 集成化 集成是綜合自動(dòng)化的一個(gè)重要特征。集成化的目的是實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)的功能集成,功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成,同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)人的集成,由于系統(tǒng)中不可能沒(méi)有人,系統(tǒng)運(yùn)行的效果與企業(yè)經(jīng)營(yíng)思想、運(yùn)行機(jī)制、管理模式都與人有關(guān)。因此在技術(shù)上集成的同時(shí),還應(yīng)強(qiáng)調(diào)管理與人的集成。
5、 柔性化 為適應(yīng)市場(chǎng)的不斷變化,機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率在加快,多品種、中小批量的生產(chǎn)將成為今后一種主要生產(chǎn)類型,這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須具備一定的生產(chǎn)柔性來(lái)滿足市場(chǎng)多變的需要。 6、 綠色化 人類社會(huì)的發(fā)展必將走向與自然界的和諧。制造必須充分保護(hù)自然環(huán)境,保護(hù)社會(huì)環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)者的身心健康。制造必然要走“綠色”之路,這是實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要條件。綜合考慮社會(huì)、環(huán)境、資源等可持續(xù)發(fā)展因素的綠色制造(無(wú)浪費(fèi)制造)技術(shù),將朝著能源與原材料消耗最少,所產(chǎn)生的廢棄物最少并盡可能回收利用,在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中對(duì)環(huán)境無(wú)害等方向發(fā)展,它是精益生產(chǎn)、柔性生產(chǎn)、敏捷制造的延伸和發(fā)展。
總而言之,我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù), 不但要起點(diǎn)高, 瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水準(zhǔn), 包括國(guó)際領(lǐng)域內(nèi)已展露鋒芒的某些新技術(shù),而且必須包括各種靈活的低成本、見(jiàn)效快的自動(dòng)化技術(shù)。雖然我國(guó)的機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。但與世界先進(jìn)水平相比,我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品在功能、質(zhì)量等方面還有較大的差距。因此,我國(guó)機(jī)械制造業(yè)必須不斷增強(qiáng)技術(shù)力量,培養(yǎng)高水平的人才和提高現(xiàn)有人員的素質(zhì),學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)科學(xué)技術(shù),使我國(guó)的機(jī)械制造工業(yè)早日趕上世界先進(jìn)水平。
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