进机械制造技术与机械制造工艺探讨

进机械制造技术与机械制造工艺探讨

闫峰

（博思特能源装备（天津）股份有限公司，天津市301712）

摘要：为整个国民经济提供技术装备的机械制造业发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。现代企业把机械生产看成是一种具有输入和输出的生产系统，运用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，能使企业的管理变得科学化和具有一定的应变力和竞争力，让内容十分广泛的生产过程合理化和简单化。

关键词：机械制造；生产过程；加工工艺

机器生产的原材料运输和保存、生产的准备、毛坯的制造、零件的加工和热处理、产品的装配及调试、油漆和包装等工作是从原材料（或半成品）制成产品的全部过程。直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能使之变为成品的过程是生产过程的主要部分。

1、机械制造技术的特点

(1)机械制造是一个系统工程。先进机械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)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。

(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时间为核心的时间、成本和质量的三要素矛盾。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。

(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、科技手段抢夺市场、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,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,应具有明确范畴的新的技术领域。

2、先进机械制造技术的发展现状

近年来,虽然我国的制造业不断采用先进的制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一定差距。主要表现为:

(1)制度落后。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,推动了准时生产、敏捷制造、精益生产、并行工程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)设计方法落后。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)制造工艺落后。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工等加工方法,以及纳米技术、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技术手段。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。

(4)自动化程度低。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、柔性制造系统、计算机集成制造系统,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。

(5)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、敏捷制造、精益生产、并行工程等新的管理思想的技术。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。

3、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。随着宇航、电子、激光等现代科学技术的发展,对机械加工技术提出了越来越高的要求。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、细微加工、纳米技术为代表,将步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。具体来说,现代机械制造技术的发展趋势有:

3.1精密制造技术

精密制造技术包括精密加工和超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械等。精密加工和超精密加工的主要方法是精密切削和精密磨削技术等,其加工精度已由微米级(μm)向纳米级(nm)发展。目前,已研制成功纳米管、极小的微电机系统、微型机器人等。在精密制造技术中,纳米技术是目前最先进的技术,它对于21世纪科学的发展提供了一个新的技术基础。微细加工和超微细加工是一种特殊的精密加工,不仅精度高,而且尺寸十分微小,其主要工艺方法是光刻(蚀)、沉淀、扩散、离子注入等。微型机械是机械技术和电子技术在纳米级水平上相融合的产物,它将是21世纪的核心技术。

3.2制造系统的自动化、柔性化、集成化和智能化

先进制造技术的发展,使高质量和高效率成为可能。先进制造系统的发展是:MC(数控)→FMS(柔性制造系统)→CIMS(计算机集成制造系统)→IMS(智能制造系统)。计算机集成制造系统是一个工厂全盘集成制造系统,它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。先进工业国家的柔性制造系统已相当广泛。我国起步晚,但数控技术和柔性制造技术也已得到较广泛的应用。CIMS(计算机集成制造系统)的研究已取得了相当的成就,并开始在全国进行试点、推广,取得了良好的效果和效益。

3.3特种加工技术

随着社会不断的发展,很多机械设备都有高温、高压、高速和高精度的要求,因而不断采用一些新材料来制造零件,如淬火钢、耐热合金、硬质合金、硅、锗、宝石和金钢石等难以加工材料。同时很多零件的形状也越来越复杂,如小孔、深孔、型孔、窄缝、弯孔和型腔等。用通常的金属切削加工方法来加工这些零件已十分困难,有的甚至就无法加工。这就需要探索新的加工工艺方法: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,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。

4、结语

我国改革开放以来，机械工业就充分利用了国内外的技术资源，进行技术改造，依靠科技进步，已经取得了长足的发展。但与世界先进水平相比，我国的机械制造业的产品在功能、质量等方面还有较大的差距，产品构成落后，精度保持性差、科研开发能力较薄弱、人员技术素质还跟不上现代机械制造业飞速发展的需要。因此，我国机械制造业必须不断增强技术力量，培养高水平的人才和提高现有人员的素质，学习和引进国外先进科学技术，使我国的机械制造工业早日赶上世界先进水平。

参考文献

[1]杨殿英编.机械制造工艺.机械工业出版社，2009，9.

[2]王先逵编.机械装配工艺.机械工业出版社，2010，6.

[3]陈宏钧编.实用机械加工工艺手册.3版.机械工业出版社，2009，3.