机械加工工程技术存在的问题及改进策略

机械加工工程技术存在的问题及改进策略

张学刚 

中国第一重型机械股份公司  黑龙江富拉尔基区  161042

摘要：机械加工工程技术在制造领域具有关键作用，然而，当前面临一系列问题。随着科技的不断发展，机械设备陈旧，精度不足，效率低下，且环境可持续性问题亟待解决。为应对这些挑战，需要通过技术升级、质量控制改进、提高效率和实施环保措施等多方面的策略来改进机械加工工程技术，以满足未来制造需求，促进工业现代化的进程。

关键词：机械加工；工程技术；问题策略

1.机械加工工程技术存在的问题

1.1技术陈旧

1.1.1部分机械加工设备过时

许多制造企业仍在使用老旧的机械设备，这些设备可能已经服役多年，技术水平和性能已经滞后。这导致了生产效率低下，因为这些老旧设备难以满足现代制造的需求。这些设备通常更容易出现故障，维护成本较高，因此影响了生产的稳定性和可靠性。

1.1.2使用老旧的加工方法

除了设备陈旧外，一些制造企业还坚持使用传统的加工方法，这些方法没有充分利用现代技术和工艺。过于依赖人工操作，缺乏自动化和数字化的加工流程，导致了加工精度和效率的不足，这种传统方法也限制了企业在追求更高质量、更高效率和更灵活生产方面的潜力。

1.2精度和质量问题

1.2.1精度不足

在制造过程中，精确的尺寸和几何形状对于产品的性能和可靠性至关重要。然而，一些机械加工过程可能无法提供足够的精度，导致制造的零件不符合规定的规格，这会导致产品装配问题、性能下降，甚至损害产品的安全性。

1.2.2质量控制不稳定

制造过程中的不稳定性和波动性可能导致产品质量不一致。在某些情况下，制造商可能无法保持一致的质量水平，这可能受到制造方法、设备维护和操作员技能等多种因素的影响。不稳定的质量控制可能导致产品退货率上升，维修和保养成本增加，从而损害企业的声誉和竞争力。

1.3效率问题

1.3.1生产效率低下

传统的机械加工方法通常需要大量的人工操作和繁琐的步骤，导致生产速度慢且容易出现延误。这会导致生产成本上升，交付周期延长，从而损害了企业的竞争力。

1.3.2加工周期长

长时间的加工周期不仅延迟了产品的交付，还增加了库存成本和生产计划的不稳定性。此外，长周期还会导致客户满意度下降，因为客户通常期望更快的交货。

1.4环境和可持续性问题

1.4.1能源浪费

传统的机械加工方法通常需要大量的能源，包括电力和燃料，以驱动机械设备和加工工具。能源的浪费不仅增加了生产成本，还对环境造成了不可忽视的影响，如二氧化碳排放。

1.4.2废物产生和处理问题

机械加工工程技术在加工过程中产生大量废物，包括废弃的材料、废水和废气等。这些废物不仅对环境造成污染，还需要进行处理和处置，增加了企业的成本。废物产生和处理问题也与可持续性挑战相关，因为它们威胁到资源的持续可用性。

2.改进策略

2.1技术升级和现代化

2.1.1更新设备和工具

企业可以通过更新和升级其机械加工设备和工具来提高生产效率和精度。这包括投资于数控机床、自动化系统和高精度刀具等现代化设备和工具。这些技术的应用可以减少人工操作，提高加工速度和精度，从而降低生产成本并提高质量。

2.1.2推广先进的加工技术

除了设备和工具的更新，还可以推广先进的加工技术。例如，高速切削、电火花加工、激光切割等先进技术可以提高加工速度和精度，同时减少废物产生。此外，采用3D打印和增材制造等先进制造技术可以改变传统加工方法，实现更灵活的生产和定制化生产。

2.2精度和质量控制改进

2.2.1提高生产工艺和工艺控制

企业可以通过以下方式实现：工艺流程优化：重新评估和优化加工流程，消除可能导致精度问题的因素。这包括选择适当的切削参数、冷却液和刀具，以确保最佳加工结果。设备校准和维护：确保机械加工设备保持良好状态，定期进行校准和维护，以确保其精度和性能不受损害。工艺控制和监测： 使用先进的监测和控制系统来实时监测生产过程，并对异常情况进行及时反应。

2.2.2实施质量管理体系

为确保产品的质量和一致性，企业可以实施质量管理体系，如ISO 9001。这种体系可以帮助企业建立质量政策、程序和流程，确保每个生产环节都符合标准。此外，它还促进了质量意识和员工培训，以确保质量控制得到有效实施。

2.3提高生产效率

2.3.1优化生产流程

优化生产流程可以显著提高生产效率。首先，通过价值流分析，可以识别和消除生产过程中的浪费，包括等待时间、运输成本和库存。这有助于缩短生产周期，降低成本。其次，标准化工作流程并执行它们，以确保每个环节都按照最佳实践进行。最后，采用高级计划和排程工具来优化生产计划，确保资源充分利用，减少停机时间。

2.3.2自动化和数字化加工

数控机床的使用可以实现更高精度、更高速度和更稳定的加工过程，同时减少操作员的直接干预。引入自动化生产线可以减少人工干预，提高生产速度和质量一致性。数字化监测和控制则利用传感器、实时监测和数据分析来数字化监测和控制加工过程，及时发现和纠正问题，确保生产质量。

2.4环境友好和可持续性

2.4.1节能和资源利用效率

为了提高机械加工工程技术的可持续性，应采取以下措施来节能和提高资源利用效率：机械设备升级。将陈旧的机械设备替换为更节能和效率更高的现代化设备，以减少能源消耗。工艺优化。通过改进加工工艺，减少材料浪费和能源消耗，提高资源的有效利用。可再生能源利用。考虑在生产过程中使用可再生能源，如太阳能或风能，以减少对非可再生能源的依赖。

2.4.2减少废物产生和环境影响

为了降低环境影响，机械加工工程可以采取以下措施来减少废物产生和环境负担：废物管理。建立有效的废物管理体系，包括废物分类、回收和处理，以最大程度地减少废物对环境的不利影响。环境友好材料。选择环境友好的材料，减少有害物质的使用，以降低生产过程对环境的污染。环境影响评估。进行全面的环境影响评估，以识别潜在的环境问题，并采取措施降低这些问题的影响。

3.持续改进和未来展望

3.1持续监测和改进

企业应建立有效的监测体系，定期评估生产过程中的问题和瓶颈。这可以通过实施关键绩效指标（KPI）来实现，以便及时发现和解决问题。持续改进的文化应该在企业内部树立，员工应被鼓励提出改进建议，并参与问题的解决过程。只有通过持续的监测和改进，机械加工工程技术才能不断适应市场和技术的变化。

3.2面向未来的机械加工工程技术发展

智能化制造：引入人工智能和机器学习，实现生产过程的智能化监控和自动化控制，提高生产效率和质量。

数字化工厂：建立数字化工厂，通过物联网技术实时收集和分析生产数据，实现实时生产监控和优化。

可持续制造：更多关注环境友好和可持续性，采用绿色材料和清洁生产技术，降低环境影响。

3D 打印和增材制造：探索新的制造方法，如3D打印和增材制造，以提高生产灵活性和定制化能力。

4.结论

综上所述，机械加工工程技术在当前面临一系列问题，包括技术陈旧、精度和质量问题、效率低下、以及环境和可持续性问题。为应对这些挑战，改进策略包括技术升级、精度和质量控制改进、生产效率提高，以及环境友好和可持续性的考虑。未来，持续监测和改进将成为关键，同时应面向智能制造、数字化工厂、可持续制造和新型制造技术等未来趋势，以不断提升机械加工工程技术的水平，满足市场需求，促进制造业的发展。

参考文献：

[1]张志勇.浅谈机械工程自动化技术存在的问题及对策[J].山东工业技术,2016(11):126.

[2]杨文慧.浅谈机械工程自动化技术存在的问题及对策[J].魅力中国,2016(51):277.