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现代机械制造工艺及精密加工技术的发展具有重要作用,不仅能够提高机械制造业以及加工技术的发展水平,还能够促进机械制造业以及精密加工技术的革新,提升机械建造业的综合实力。
1现代机械制造工艺及精密加工技术的特点
随着传感技术、计算机技术以及自动控制技术等现代技术的飞速发展,机械制造方面取得了长远的进步与发展。将现代技术应用于机械制造具有重要作用,可促进现代机械制造业的发展,提高现代机械制造水平。现代机械制造工艺是一门综合性较强的学科,具有关联性特点。首先,知识不是单一片面的,而是融合了计算机、自动控制、信息检测等多门专业知识的综合性学科,知识内容丰富、全面[1]。其次,在制造技术方面,现代机械制造工艺不仅融汇于制造工艺,还包含了产品开发、产品工艺设计以及产品加工等多方面内容。这些内容具有关联性,某一环节出现漏洞就会影响整体工艺技术,产生严重的不良影响。由此可见,现代机械制造工艺及精密加工技术的显著特征就是关联性。因此,注重关联性特征,合理利用,充分了解其特征,具有重要的意义。系统性。现代机械制造工艺及精密技术是一个整体,具有系统性。产品开发、设计、工程制造等内容是一套完整的工序。作为一个有机的整体,注重制造工艺的系统性至关重要。通过合理控制系统性,能够提升机械制造业的工作效率,促进现代机械制造业的进步发展[2]。由此可见,系统性是现代机械制造工艺及精密加工技术的显著特征之一。全球化。全球化是世界大背景下的社会趋势。在这一背景下,挑战与机遇共存,现代机械制造工艺以及精密加工技术同样受到了全球化的影响,全球化成为现代制造业的显著特征。通过全球化能够发展技术,占取先机,提高自身竞争力,使我国的制造技术发展更为迅速,达到良性循环。
2现代机械制造工艺及精密加工技术的分类
2.1柔性制造系统
柔性制造系统是实现信息流与物流自动控制的生产系统。一般情况下,它是用主机与数控机床连接而实现的。柔性制造系统具有显著特征,最主要特点是代表了现代机械制造业的发展方向。它不仅可以实现不同工序的加工,而且生产相似零件的同时能够生产不同零件,还能够进行自动化生产,具有重要作用。柔性制造系统技术中的成组技术,是计算机辅助工艺设计的基础,是现代机械制造的主要方法之一。由此可知,柔性制造系统的发展具有深远的意义。
2.2分类编码系统
分类编码系统是识别零件相似性的一种有效方法,是指通过数字描述零件以达到识别零件目的的方法。通过利用数字识别零件的工艺特征、几何形状以及尺寸大小等内容,实现零件特征的数字化具有重要作用[3]。分类编码系统的特征主要有以下几点。第一,结构特征。结构特征主要是指零件的尺寸、形状、结构、毛坯类型以及功能等特征,在零件分类编码中至关重要。第二,工艺特征。工艺特征主要包括零件加工精度、外表粗糙度、机械加工方法、毛坯材料及形状以及选用机床类型等内容。第三,计划与组织特征。计划与组织特征包括加工的批量、资源、场记协作等情况。通过标志描述分类系统中的相应环节,使工艺设计更加具有科学性以及规范性,从而促进现代机械制造业的标准化发展,奠定现代机械制造业及精密加工技术的基础,提高组织生产的能力。
2.3特种加工方法
特种加工方法包括纳米加工、精密加工、超精密加工三种档次,又被称为非传统加工。特种加工方法主要包含一些化学的、物理的加工方法,如电解、电火花、激光、超声波等加工方法。这几种加工方法都是特种加工方法的主要形式,具有重要作用[4]。特种加工方法是一种有效的加工方法,适用于较难加工的材料。例如,陶瓷、金刚石等超级硬的材料,就需要运用特种加工方法才能取得较好的效果。特种加工方法具有一个显著优势,加工精确度较高,加工精度可达分子级甚至是原子级加工单位,是精密加工以及超精密加工的重要手段。
3现代机械制造工艺及精密加工技术的原理
3.1精密加工技术
精密加工技术包括超精密加工技术和微细加工技术,主要目标是提高加工水平,达到常规加工方式无法企及的高精度加工方式。精密加工技术主要包括以下三点内容。第一,超精密研磨技术。超精密研磨技术的精确度较高,与一般研磨技术相比具有显著优势。首先,超精密研磨技术涵盖了化学机械研磨以及线修整固研磨等创新型技术,研磨的精确度高,效果较好[3]。其次,设备简单,并能符合繁杂电路研磨的要求,应用性广,认可度高。第二,微细加工技术。微细加工技术的发展符合社会潮流。当前,高科技产品以及电子设备的体积越来越小,迷你已经成为电子设备的一大特点。因此,电子设备的零件也越来越精细化,对精细教工技术的要求越来越高。微细加工技术能够满足这一要求,提高微细零件的制作水平,方便微细零件的制作,在电子零件微细迷你的基础上保证零件的功能属性。第三,超精密切割技术。超精密切割技术应用广泛,是一种通过切割手段实现精密切削的技术,具有两个显著的特征。一是超精定位,由于零件、机床等易受外部因素的影响,实现精确定位十分重要,是精密切割的关键,因此超精定位十分重要,是超精切割的关键。二是微控制,通过微控制能够增强切割的准确度,具有重要意义。通过分析以上内容可知,精密加工技术具有重要作用,在现代机械制造方面具有重要的应用价值。
3.2现代机械制造技术
现代机械制造技术涵盖内容十分广泛,主要包括以下几点内容,分别为电阻焊焊接工艺以及气体保护焊焊接工艺,下面根据其原理分别进行简要概述[4]。电阻焊焊接工艺是一种利用电阻热效应焊接物体的一种工艺,通过对焊接物体正负极之间进行通电,使物体表面以及周围产生热电阻效应,从而使物体温度升高融化将金属进行有效融合,完成焊接。气体保护焊焊接工艺是使电弧周围产生气体保护层,在完成焊接的同时,使有害气体无法对焊接产生不良影响的一种焊接方式。该技术经济实惠,被广泛应用于现代机械制造业中。
4总结
综上所述,本文主要研究现代机械制造工艺及精密加工技术的特点、现代机械制造工艺及精密加工技术的分类、现代机械制造工艺及精密加工技术的原理三大部分内容,简要概述现代机械制造业与精细加工的相关知识,并希望通过对相关知识的研究,推进机械建造业的发展,以达到提升企业的综合实力和市场竞争力的目的。
作者:王桂林 单位:白银矿冶职业技术学院
参考文献:
[1]王美,宋广彬,张学军.对现代机械制造企业工艺技术工作的研究[J].新技术新工艺,2015,(2):83-86.
进入21世纪,我国己基本建立社会主义市场经济体制。全球性的产业结构重新组合和国际分工不断深化,科学技术在突飞猛进地发展,各国都把提高产业竞争能力及发展高新技术,抢占未来经济的制高点,作为科技工作的主攻方向。在机械制造技术方面我国与世界各国的联系日益紧密,中国市场与国际市场进一步接轨,面对国内外市场的激烈竞争,我国企业对技术的需求更加迫切和强烈。新产品的开发水平提高了大批重点骨干企业在关键工序增加了先进、精密、高效的关键设备,从而进入到高技术开发企业行业研制出如超重型数控龙门铣、高精度五轴数控镗铣床、sx—T大规模集成电路光栅数显仪、大吨位超重水压机等;制造技术水平不断提高,船泊制造精度可达5微米,高精度外圆磨达o.25微米、粗糙度达0.08微米,精密及超精密加工精度已达到亚微米级和亚纳米级,已形成完整的先进数控机床、新型刀具开发的制造体系。
二、现代机械的先进加工工艺与制造技术的应用
进入21世纪来,机械制造业迎来的是一个更为激烈的竞争和生存环境。新知识、新概念的不断涌现和新产品、新工艺的迅速更新加速了市场的变化,企业面临着更加严峻的挑战。特别是在市场不断高速变化的21世纪,企业不仅需要有对市场变化的快速反应能力,而且还需要通过技术创新和产品更新来不断开拓市场、引导市场的能力。现代制造技术就是为了适应这种竞争环境而产生的。它是在传统制造技术的基础上,不断吸收和发展机械、电子、能源、材料、信息及现代管理等技术成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检验、管理、服务等生产周期的全过程,以实现“优质、高效、低耗、灵活、清洁”的生产技术模式,取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
(一)现代机械的先进加工工艺特点
随着计算机技术、微电子技术、传感技术、自动控制技术和机电一体化技术的迅速发展及其在机械制造方面的应用,由系统论、信息论和控制论所组成的系统科学和方法论与机械制造科学的密切结合,组成了机械制造系统,并形成了现代制造工程学。制造系统就是人、机器以及物料流和信息流的一个组合体。现代制造技术特别强调入的主体作用,强调入、技术和管理三者的有机结合,因此,现代制造技术具有以下特征:
1.现代机械制造技术己成为一门综合性学科。现代制造技术是由机械、电子、计算机、材料、自动控制、检测和信息等学科的有机结合而发展起来的一门跨学科的综合性学科。现代制造技术的各学科、各专业间不断交叉融合,并不断发展和提高。
2.产品设计与机械制造工艺一体化。传统的机械制造技术通常是指制造过程的工艺方法,而现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品的销售、服务、使用维护等全过程,成为“市场调查十产品设计十产品制造十销售服务”的大系统。如并行工程就是为了保证从产品设计、加工制造到销售服务一次成功而产生的,已成为面向制造业设计的一个新的重要方法和途径。
3.现代机械制造技术是一个系统工程。现代制造技术不是一个具体的技术,而是利用系统工程技术、信息科学、生命科学和社会科学等各种科学技术集成的一个有机整体,已成为一个能驾驭生产过程的物科流、能量流和信息流的系统工程。
4.现代机械制造技术更加重视工程技术与经营管理的有机结合。现代制造技术比传统制造技术更加重视制造过程的组织和管理体制的简化和合理化,由此产生了一系列技术与管理相结合的新生产方式。如制造资源计划(MRP)、准时生产(HT)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)和全面质量管理(TQC)等。
5.现代机械制造技术追求的是最佳经济效果。现代制造技术追求的目标是以产品生命周期服务为中心,以新产品开发速度快、成本低、质量好、服务佳、灵活性强取胜,并获得最佳的经济效果。
6.现代机械制造技术特别强调环境保护。现代制造技术必须充分考虑生态平衡、环境保护和有限资源的有效利用,做到人与自然的和谐、协调发展,建立可持续发展战略。未来的制造业将是“绿色”制造业。
(二)现代机械的先进加工工艺应用分类
现代制造技术的分类及发展大体上可从5个方面来论述。
1.制造系统的自动化、集成化、智能化
机械制造自动化的发展经历了单机自动化、刚性自动线、数控机床和加工中心、柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造等几个阶段,并向柔性化、集成化、智能化进一步发展。
2.精密工程和特种加工方法
超精密加工和纳米加工三个档次。精密加工和超精密加工特种加工方法又称非传统加工方法,它是指一些物理的、化学的加工方法。如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离于束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工的材料,如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工,其加工精度可达分子级加工单位或原于级单位,所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段*。
3.快速成形(零件)制造
零件是一个三维空间实体,它可由在某个坐标方向上的若干个“面”叠加而成。因此,利用离散/堆积成形概念,可将一个王维空间实体分解为若干个二维实体制造出来,再经堆积而构成三维实体,这就是快速成形(零件)制造的基本原理,其具体制造方法很多,较成熟的商品化方法有叠层实体制造法和立体光刻等。如叠层实体制造,根据各叠层几何信息,用数控激光机在铺上一层箔材上切出本层轮廓,去除非零件部分,再铺上一层箔材,用加热辊辗压,以固化粘接剂,使新铺上的—层箔材牢固地粘接在己成形体上,再切割该层的轮廓,如此反复多次直至加工完毕。
4.零件的分类编码系统
零件分类编码是对零件相似性进行识别的一个重要手段,也是GT的基本方法。是用数字来描述零件的几何形状、尺寸和工艺特征,即零件特征的数字化。零件分类是根据零件特征的相似性来进行的,这些特征主要分为以下三个方面;1)结构特征。零件的几何形状、尺寸大小、结构功能、毛坯类型等。2)工艺特征。零件的毛坯形状及材料、加工精度、表面粗糙度、机械加工方法、定位夹紧方式、选用机床类型等。3)生产组织与计划特征。加工批量,制造资源状况,工艺过程跨车间、工段、厂际协作等情况。零件的特征用相应的标志表示,这些标志由分类系统中的相应环节来描述。零件各种特征的标识按一定规则排成若干个“列”,每“列”就称为码位,也叫纵向分类环节;在每个列(码位)内又安排若干“行”,每一“行”称为“项”,也叫横向分类环节。零件分类编码系统是实施成组技术的基础和重要手段*对零件进行分类成组,可以便零件设计标准化、系列化和通用化,辅助人工或计算机编制工艺过程和进行成组加工车间的平面设计,改进数控加工的程序编制,使工艺设计合理化:促进工装和工艺路线标准化,为计算机辅助制造打下基础,进一步以成组的方式组织生产。
零件的分类编码反映了零件固有的名称、功能、结构、形状和工艺特征等信息。类码对于每种零件而言不是唯一的,即不同的零件可以拥有相同的或接近的分类码,由此能划分出结构相似或工艺相似的零件组来加工。它的特点是从毛坯到产品多数可在同一种类型的设备上完成,也可仅完成其中某几道工序的加工。如在转塔车床、自动车床加工的中小零件,多半属于这种类型。这种组织形式是最初级的形式,最易实现,但对较复杂的零件,需用多台机床完成时,其效果就不显着。值得一提的是,自从出现加工中心以来,成组单机加工又重新得到重视。
5.柔性制造系统
0引言
对于现代机械制造自动化技术来讲,其是集系统性、交叉性为一体的技术手段,在众多领域中都应用了机械制造自动化技术,主要是革新了机械工业,为机械制造行业的提高了竞争力,使得机械制造运行成本降低等等。近年来,我国经济工业取得了较明显的发展,机械制造行业也成功跻身在我国经济支柱性产业中,是国家大力发展与创新的重点产业之一。
1分析机械制造技术的特点
机械制造技术有着十分独特的特征,对机械制造技术的特点分析,能为机械制造业技术的进一步发展与提升提供依据与方向:
1.1系统性
对机械制造技术来讲,其不是一个独立的技术,是融合了信息技术、计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术等为一体的综合系统性技术,不仅是涉及到产品的设计与制造环节,还包括了产品的销售与售后服务等多方面。由此对机械制造业技术的分析,必须要认清其系统性特征,以整体为特征进行分析,使得其能吸收各种高新技术的的成果,能将机械制造技术发展成为一个物质流、能量流以及信息利用的系统性工程。
1.2综合性
机械制造技术有提高企业的综合经济实力与企业整体的竞争力的目标,由此高技术不能局限于产品的制造与生产环节,需要同时包含市场调研、产品工艺设计、生产准备以及产品制造与售后服务等环节中,将其作为一个综合性整体,提高制造业的经济效益和社会效益,需要重视机械制造技术的综合特征。
1.3世界性
世界经济有全球化经济发展的大趋势,使得市场竞争日益激烈,为了保证在市场激烈竞争中有一席之地,就需要密切关注市场的变化情况,并且以市场需求为指导来发展机械制造业。因此,机械制造业技术的应应当具备世纪性特征,这样才能顺应世界经济的需求进行工艺的改造以及创新。
1.4市场性
其实任何一种产品的生产都需要以市场需求为主导,这样才能保证产品的生产与制造的经济效益,机械制造业产品也不例外,也应当与市场保持密切的联系,使得产品的生产与制造能更加具备市场性特征,这样机械制造业的生产就能以市场需求为基础进行技术的改进与升级,并且做好成本、质量以及市场需求的环节,协调产品的生产,使得产品生产的效率得到有效提升,为机械制造业创造出更好的条件。
2机械自动化技术在现代企业的应用
机械制造自动化技术的有效应用使现代的工业生产更加地规模化和高效化。而且通过这样自动化技术的应用,也大大提高了工作的精准度和效率减轻了人们的工作负担和压力等。在传统的企业生产中,常常会应为工程复杂或者人们的生产技术水平低,又或者因为人们工作劳累而出现种种的误差等,而采用机械化自动化技术的时候,只需设置几个相应的指令和程序,就可以保证整个企业生产的效率和质量。同时工作人员只要定时对机械设备进行检查,看其是否有正常的运行就可以了。这大大减少了人们的劳动强度,而且也使产品的质量和规格得到了统一。
这样的自动化技术大大保证了产品的合格率,同时也减少了传统生产方式,因为各种因素的影响,造成生产物品出现不合格或者报废的现象,这大大减少了对生产资源的节约,提高了生产效率,而且极大地提高了企业整体的生产力和多种效益。在现代机械自动化技术中通过对各种综合技术的使用,使得机械自动化技术得到了加强,其工作性能也得到了大幅度的提高。而且也促进了这中智能化的自动技术可以面对更加复杂的和精细的环境进行工作,从而实现工作中高质高量的完成工作项目。机械自动化技术在企业生产工作中,可以对其进行有效的控制,保证了工作中的安全。因为在任何生产工作中,安全问题一直是企业发展非常重视的问题。而机械自动化技术的操作,极大地提高了工作中的安全性。工作人员只需要对机械进行远程的操控便可以了,无需再进行实地的近距离操作。这样可以让人们只要对机械设备进行好相关的安全监管就可以了,而无需在考虑其他问题,在发生安全事故的时候,安全监控系统也会发出警报,从而减少事故造成的影响。
在现代信息技术和网络技术快速发展的时代,世界经济已经一体化。所以在现代经济市场的竞争中,其竞争的核心就是科技的竞争。所以在现代机械自动化技术的发展过程中这也是个不错的机遇和挑战,这就像出现在其发展道路上的一个跳板,只要机械自动化技术能把握这种机会,和现代的信息网络技术有效地结合在一起,那么我国的机械自动化技术水平势必会得到空前的发展,从而促进我国工业产业的快速发展。现代机械制造自动化技术也是在不断地升级,其数控技术得到了很大程度的提高,同时实现了集中化和高精度,而其自动化和智能化的程度也得到了有效的提高,比如像自我检测和修复功能以及根据具体的生产线自行调整运作效率等。而在未来的发展中,这种机械制造自动化技术势必会向更加高速、高精度的方向发展,同时可以适应更多的复杂工作环境和更加精细的工作。在现代的机械自动化制造的过程中,其还是一个能耗比较大的技术,所以在其未来的发展中,在提高其工作效率的同时降低其能耗,从而起到优化环境节约能源的作用。
3总结
随着现代科技的不断发展和进步,机械制造自动化技术也在不断的创新和发展,在现代企业发展的要求下,对机械自动化技术也提出了新的要求。所以相关工作人员一定要大力探索、研究和创新机械自动化技术,从而促进我国机械制造的发展。
参考文献:
[1]尹威.机械制造自动化技术特点与发展趋向[J].通讯世界,2016(03):266-267.
[2]汪国庆.机械制造自动化技术特点及其发展趋势[J].科技资讯,2015(02):244.
关键词:工业设计;机械设计制造技术;应用探讨
工业设计是一种在工业革命之后受到广泛重视的综合性学科,主要分为传统工业设计和现代工业设计两类。美学和工学是工业设计的重要实施基础,体现了工业设计的基本特征和要求。近几年,我国机械设计制造行业发展迅速,传统模式下的机械设计制造技术,无法再满足现代行业的实际发展需求,继续对其进行创新和优化调整就显得至关重要。本文从工业设计和机械设计制造技术有关基本特点入手,就现代机械设计制造技术的未来发展趋势,进行了探讨,具体内容如下。
一、工业设计基本概念及特点分析
(一)工业设计基本概念分析
工业设计具体是指人们为达到某一理想目标,而进行的创新性设计,涉及多个学科知识的设计应用,其中工学和美学是其重要的实施基础。自第一次工业革命之后,工业设计收到了越来越广泛的重视和应用,并逐渐发展出传统工业设计和现代工业设计两个类别。
传统工业设计侧重于产品设计,主要追求人与物品间的良好匹配效果。现代工业设计相关理念,是在传统工业设计理念基础上,融合现代工业发展需求提出的全新理念,其包含设计构思到方案完成的全部过程,同时包含使用工程手段进行设计表达,并达到相应的设计目的的所有工作,具体表现就是现代设计制造及相关服务的设计过程。
(二)工业设计基本特点分析
1、知识综合性特点分析
通常情况下,人们习惯将工业设计片面地理解为外形设计,同时习惯将其与“嘈杂的环境、冰冷的机器、机械化的劳动以及油污”等概念联系到一起。但通过其基本概念分析可知,工业设计不仅包含工业产品设计相关内容,其也是促进“人-机器-环境”三者和谐发展的重要手段,涉及多种学科理论的实践应用,具有鲜明的知识综合性特征。
2、实践性和应用性征分析
工业设计是为了实现或达到人们某一期望或目的而存在的学科,其根本目的在于通过不断的设计和创造,改变人们的生活环境和品质,优化人们的生活方式,从而创建出更加个性、自然、便捷的生活,故而其具有突出的实践性和应用性特征。
3、时代性特征
随着科学技术的发展和时代的变化,工业设计体现出的基本要求也会随之变化。目前,工业设计以“绿色节能、健康环保”作为基本设计要求。
二、现阶段机械设计制造技术发展动态分析
对于机械工程来说,制造技术和机械设计是其重要组成部分,直接决定机械的综合性能和质量。信息时代背景下,现代信息技术尤其是计算机技术得到了越来越广泛的重视和应用,机械设计制造方法也因此得到了有效的创新和发展。包括借助相关计算机应用程序和数学规划理论,确定最优化方案,或者通过结构离散化,使相互连接且分析容易的单元节点,进行综合求解的设计方法,都是现代计算机在机械设计制造领域的创新应用成果。
三、机械设计指导技术与工业设计的关系及发展趋势分析
(一)工业设计领域中机械设计制造技术的重要作用分析
工业设计具有鲜明的知识综合性特征,其兼顾艺术领域和科学领域两方面的技术知识应用。其中,科学技术占据重要的核心地位,是工业设计实施的先决条件,所有产品的设计和生产都需要满足科学技术的实际要求,如设计违背客观的科学规律,就说明其缺乏科学性且无法实现。因此,机械设计制造技术在工业设计领域占据重要地位,相关设计人员必须在充分掌握机械工程有关基础理论的基础上进行工业设计,以确保工业设计的科学性和合理性,避免功能、外观等设计与力学、结构等客观规律相违背,从而提高工业设计的整体设计水平。此外,设计师应充分发挥自身工业设计专业优势,通过结构、外形、色彩的优化设计手段,提高用户的产品满意度。
(二)机械设计制造技术领域中工业设计的重要作用分析
就机械设计制造技术而言,工业设计的重要作用,主要表现于人机工程方面。“以人为本”围绕人的本质需求进行产品设计,是人机工程学的核心理念。这种环境背景下,所有的设计理念都需要从人的本质需求中获得,并对收集到的信息进行综合分析,完成设计的基本判断。除传统的“人、机器、环境”三要素外,人机工程学额外引入了使用者和消费者的理念,使人和产品联系成为一个完整的系统,进行共同的深入讨论。随着社会经济不断发展,人机工程学受到了越来越广泛的重视和关注,是现代机械设计制造不可或缺的关键性因素。
(三)二者的结合应用趋势分析
无论是工业设计,或是机械设计制造技术,都有其独特的特点,加强二者间的结合应用,可实现二者特点间的有效融合,进而产生更多的经济效益,促进企业良性的可持续性发展。对于当前的企业而言,应在“绿色节能、健康环保”的基本要求基础上,积极促进工业设计和机械制造技术的两盒应用,探索二者间有效的融合渠道和方式,同时加强企业内部的人才培养,进而为企业的未来发展,奠定扎实的基础。
结语:
综上所述,工业设计是一种以工学和美学作为实施基础的综合性学科,在机械设计制造技术有着极为重要的应用。加强二者间的结合应用,可进一步发挥二者各自的优势特征,提高企业核心竞争和经济效益,实现企业良性的可持续发展。
参考文献:
[1]段巍迪.试论工业设计与机械设计制造技术的相关运用[J].科技与创新,2016(11).
[2]陈宗涛,熊巍,吴昊等.浅谈工业设计及机械设计制造技术的应用[J].科教导刊,2014(02).
引言
由于社会经济的高速发展,机械制造行业对产品质量、生产效率、工作环境、去安全等方面的需求不断提升,现代机械制造工艺及精密加工技术已经逐渐成为人们所关注的话题,从而,现代机械制造工艺及精密加工技术发展的相应问题,也成为相关部门需要面对的主要工作。可是,当前在对机械制造工艺及加工技术的研究中发现,传统机械制造工艺具有生产效率较低、成本过高、加工质量无法稳定、劳动强度过大、安全按措施不充分等问题。所以,对机械制造业的发展局势进行分析,把控和分析现代机械制造工艺及精密加工技术的相关方面,对优化和提升制造业技术有着非常大的作用。
1.现代机械制造工艺及精密加工技术特征
首先,关联性。
通过两者之间的关联性可以发现,涉及到许多部分,例如制造工程、开发产品及调研、制造加工等等,对于这些方面的联系非常密切,一定要保障所有环节的正确性,不然就会形成不同程度的不利影响。这就需要在其关联性方面持续提升技术制造效益。
其次,系统性。
对于当前的社会而言,科技发展的速度非常迅猛,要加快生产技术的持续发展与进步,就要把具备相应先进性的技术有效运用在技术制造方面。而且将其使用在相应的产品设计、生产等方面[1]。因此可以看出,系统性非常明显,应当不断提升生产效率。
再次,全球化特征。
由于全球化趋势的不断提升,不但需要在经济上顺应全球化的特征,持续向前发展,并且在技术方面的竞争也会越发激烈。这就需要企业持续提升自己的生产技术,提升技术对生产的有利作用,从而在市场竞争中处于不败之地。
2.现代机械制造工艺
2.1气体保护焊焊接工艺
气体保护焊接工艺通过电弧作为热源,将气体当成被焊接物体的保护介质。在焊接的过程里,电弧四周构成了气体保护层,把熔池以及电弧同空气相隔绝,合理预防有害气体影响焊接。并且,保护气体可以让电弧更加稳定,燃烧的更加充分。通常状况下,二氧化碳是最普通的保护气,它的化学性质十分稳定,而且较易获取,价格较低,在机械制造业中的使用率较高。
2.2电阻焊接工艺
电阻焊是将需要焊接的物体压在正负电极之间,经过通电经由电流透过接触面时,经过电阻热效应进行加热融化,让它同金属有效凝固。电阻焊的优势较多,焊接质量也高,机械化程度较高,容易实现自动化控制、生产率较高,污染较低,噪音较低,在机械行业的使用率逐渐提升[2]。可是由于成本较高,并且后期维护难度较高,配套无损检测技术还需发展。
2.3埋弧焊焊接工艺
埋弧焊工艺是以焊剂层下燃烧电弧形成的焊接工艺。自动埋弧焊相对省力,车体送进焊丝,自动将电弧转移,半自动埋弧焊要通过手动方式来给进焊丝,移动电弧应当通过手工进行,通常以手工电弧焊为主,可是当前电渣压力焊已经逐步被取代,由于其生产率较高,焊缝强度较好,并且焊接完美。可是电闸压力焊的焊剂尤为关键。
2.4搅拌摩擦焊焊接工艺
此技术最初是在上世纪90年代初的TWI焊接研究所研制的,被称为FSW。上世纪90年代末期对于铁路交通建设、航空、车辆等范畴有着重要的影响。此工艺在焊接时只需要焊接搅拌头,十分节省材料。
3.现代机械制造精密加工技术的策略
3.1零件分类和变型模式
机械产品零件大多是通过大规模进行生产的,因此要在零件资源特性方面有所保障,符合各类客户、各类功能的需求,对于机械产品通常由标准件、通用件以及定制件三种构成。零件类型的不同,精密加工技术的模式也有所区分。需要指明的是,对于机械产品的精密加工技术方面,零件变形主模型一定要经由参数化变型得到机械产品定制需求的满足。
3.2通过CAD系统作为快速精密加工技术产品信息工具
计算机辅助设计,在设计过程里通过计算机和图形设备协助设计人员执行设计工作,通过它在平面、立面的绘制过程里,能够较为简便的透过绘图命令完成。透过CAD绘制平面图和立面图,不仅能够正确的体现设计者的意图,还可以透过图纸定义颜色生成三维模型,较大限度补充了设计和施工之间的不足。
3.3机械几何数据模型
对于机械产品的精密加工技术来讲,不仅要对产品原有的生产属性采取数据化的方式进行管理,还要对所有数据之间的层次分布关系整理清晰[3]。因此,精密加工技术模型不但存在机械生产属性的信息,还包含了零件图形的信息。零件图形信息能够正确描绘机械零件的所有尺寸,这个系列的工作能够在CAD技术中较好的表现出来。几何数据是对机械形状、空间位置乃至拓扑关系的描述来传达基础数据的。
3.4机械属性数据模型
在繁琐的环境下,属性特征是描绘所有物体因素特征、状态、分布关系最直接的数据。可是机械产品属性和图形信息关系非常密切。实体对象同图层信息都具备单向的属性数据。
4.结束语
总而言之,对于机械制造行业来讲,它发展的速度在某种程度上源自于现代机械制造工艺的发展,和精密加工技术的提升。所以一定要强化对现代机械制造工艺及精密加工技术的研究分析,完成现代机械制造工艺的创新发展,加快精密加工技术的持续提升,给现代机械制造行业及精密加工技术提供良好的服务。
参考文献:
[1]王美,宋广彬,张学军.对现代机械制造企业工艺技术工作的研究[J].新技术新工艺.2011.(02):83-86.
【文章编号】1672—5158(2012)10-0142-01
先进制造技术是为了适应时代要求,提高竞争能力,对制造技术不断优化及推陈出新而形成的。先进制造技术作为一个专有名词提出后,至今没有一明确的、公认的定义。
经过近来对发展先进制造技术方面开展的工作,通过对其特征的分析研究,可以认为:“先进制造技术是制造业不断吸收信息技术及现代化管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称”。
1 先进制造技术特点
(1)先进制造技术贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及使用维修等全过程,成为“市场一产品设计一制造一市场”的大系统。而传统制造工程一般单指加工过程。
(2)先进制造技术充分应用计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理技术等的最新成果,各专业、学科间不断交叉、融合,其界限逐渐淡化甚至消失。
(3)先进制造技术是技术、组织与管理的有机集成,特别重视制造过程组织和管理体制的简化及合理化。
(4)先进制造技术并不追求高度自动化或计算机化,而是通过强调以人为中心,实现自主和自律的统一,最大限度地发挥人的积极性、创造性和相互协调性。
(5)先进制造技术是一个高度开放、具有高度自组织能力的系统,通过大力协作,充分、合理地利用全球资源,不断生产出最具竞争力的产品。
2 先进制造技术面临的挑战与发展机遇
21世纪制造业仍将在国民经济的发展中拥有重要的地位与作用,是国民经济的基础。先进制造技术仍是一个国家繁荣昌盛的基础技术之一,是直接创造社会财富的重要手段,是一个国家经济发展的主要技术支撑。
21世纪先进制造技术的发展面临如下挑战与机遇。
2.1 有限的资源与日益增长的环保压力的挑战
地球这个宇宙中的一个村落已日益“变小”,环境污染正威胁着人类的生存,而有限的资源正威胁着人类的持续发展。因而,如何实现可持续发展已是21世纪人类的一个重要课题。先进制造技术的发展必须充分考虑资源紧缺与环保压力。绿色制造是21世纪制造技术的一个重要特征。绿色设计技术、产品的拆卸与回收技术、生态工厂的循环式制造技术将得到迅速的发展。
2.2 消费观念变革及市场剧烈竞争
21世纪消费者的行为更具有选择性,“客户化、小批量、快速交货”的要求不断增加,批量生产的产品逐渐为个性化、多样化的产品所取代,产品的生产与服务的界限越来越模糊,市场的动态多变性以及剧烈的竞争迫使制造业改变策略。
2.3 制造全球化和贸易自由化的挑战
随着世界自由贸易体制的进一步完善及全球交通运输体系和通信网络的建立,国际经济合作与交往日趋紧密,全球产业界进入了结构大调整的重要时期,世界正在形成一个统一的大市场。制造业的全球化与一体化的格局已经初步形成。制造技术的发展必须与此相适应,新的生产模式必将是全球化的生产模式。
2.4 信息技术的发展为先进制造技术的发展提供良好的机遇
21世纪的制造业正在从以机器为特征的传统技术时代向着以信息为特征的系统技术时代迈进。信息技术的发展将大大促进先进制造技术的发展。
3 先进制造技术的发展趋势
随着电子、信息等高新技术的不断发展,随着市场需求个性化与多样化,未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。当前先进制造技术的发展趋势大致有以下四个方面。
3.1 信息技术越来越重要
信息化是当今社会发展的趋势,信息技术正在以人们想象不到的速度发展,产品制造过程中的信息投人已成为决定产品成本的主要因素。信息技术也正在向制造技术注入和融合,促进制造技术不断发展。可以说先进制造技术的形成与发展,无不与信息技术的应用与注入有关。信息技术是推动制造技术发展的最关键因素。信息技术促进着设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化以及整个制造过程的网络化、全球化。各种先进生产模式的发展,如CIMS、并行工程、精益生产、敏捷制造、虚拟企业与虚拟制造,也无不以信息技术的发展为支撑。通过信息交换和信息共享,企业生产的柔性和敏捷性大大提高。
3.2 集成程度越来越高
集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成为一个能协调工作的、功能更强的新系统。先进制造技术的集成不是简单的连接,而是经过统一规划设计,分析原技术和单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。先进制造技术的集成促进了制造企业的功能集成。功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术的集成,同时还要强调人的集成。
先进制造技术的集成程度越来越高,使得专业、学科问的界限逐渐淡化、消失。先进制造技术的不断发展,使加工、检测、物流、装配过程以及设计、制造过程等逐步走向一体化,专业车间、专用设备的概念逐渐淡化,不同专业的技术甚至设备集成为先进制造技术逐渐增多。先进制造技术的高度柔性与高度集成,使得系统越来越复杂。由于计算机、知识工程及制造软件系统的使用,一些先进制造技术的智能化越来越高,能够进行分析、判断、推理、构思和决策,可以在没有人为干预的情况下进行制造生产。
3.3 趋向绿色制造
先进制造技术在整个制造过程中,应该大大减少能耗及对环境的负面影响,使得废弃物和有害物质的排放最小,对资源利用效率最高,这就是绿色制造。日趋严格的环境与资源的约束,使绿色制造业显得越来越重要。中国的资源、环境问题尤为突出,制造业不仅要解决生产过程的污染和资源浪费问题,更重要的是要为社会提供在全寿命周期内没有污染、节约资源的产品。因此,绿色制造将成为先进制造技术的重要特征。先进制造技术应该充分体现绿色制造,使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求。
3.4 越来越多地使用虚拟技术
从本质上讲,虚拟制造技术是对真实制造过程的动态模拟、仿真,是在计算机上制造数字化产品,经过模拟仿真使产品外形设计、布局设计、加工及装配过程达到优化产品的设计及工艺过程、优化制造环境配置和生产供给计划、优化制造过程并改进制造系统的目的,用来改善各个层次的决策和控制。虚拟制造从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前,在虚拟制造环境中生成软产品原型(Soft Prototype)代替传统的硬样品(Hard Prototype)进行试验,对其性能和可制造性进行预测和评价,从而缩短产品的设计与制造周期,降低产品的开发成本,提高系统快速响应市场变化的能力。最新的进展是在并行工程环境下,开展虚拟成形制造,使得在产品的设计完成时,成形制造的准备工作也同时完成。
先进机械制造技术是当前科技发展的一个重要科技成果,它不仅融合了机械制造技术同时也融合计算机信息技术、集成化制造技术为一体,其高科技优势在机械制造领域发挥着愈来愈重要的作用。但需要看到的是,由于技术并不成熟,机械制造进度非常缓慢、效率低下,很难应对当前快速发展下的激烈市场竞争环境。而先进机械制造技术则能够充分发挥其智能化、系统化的优势,弥补传统制造技术所表现出的不足之处,极大的提升了生产效率并使产品朝向多样化、精细化的方向迅速发展。
一、现代机械制造技术主要特征及发展趋势
(一)现代机械制造技术主要特征
目前,工艺这一概念的含义得到不断拓展,从局部到整体、从狭义到广义、从零散到系统,现代化的“工艺”概念已经逐渐演变成为为整个制造过程为服务对象提供高质量、高效、富有竞争力的服务。其中包括信息流、物质流与能量流在内的一整套先进制造技术体系即可称之为“机械制造技术系统”,如图1所示。
及工业工程(IE)、系统生产技术(SPJ)、系统管理(SMI)的相关原理及方法引入之机械制造技术中来后,机械制造生产过程中的信息流、物质流与能量流通过某种程度的结合并经系统优化后即成为一项新的生产技术体制,即机械制造技术系统,它具有显著的自动化、高效化、柔性化的效果特征,为机械制造提供了强有力的支撑条件。
(二)现在机械制造技术发展趋势
1.全球化
机械制造全球化无疑是当今机械制造行业发展的重要趋势,近几年以来在各项工业领域当中,国际化经营已经成为了广大大中型企业取得成功的关键因素所在。一方面看,国际与国内市场竞争日益激烈。以机械制造业为例,国内外已经有相当数量的企业在激烈的国际竞争中纷纷败落,即使在国内市场尚占有一定份额的企业也不得不大力开拓新的市场勉强生存。从另一方面来看,网络通讯技术得到了快速发展并为相关企业提供了全面的技术信息交流、经营管理手段与产品开发措施,有效推动了各大企业既竞争又合作的发展态势。在这一驱使下国际间市场竞争更加激烈,与此同时在上述两个因素的作用下全球化制造业发展的动力也愈加显著。
2.信息化网络化
随着网络通讯技术的发展,互联网技术几尽垄断了整个市场的信息交流领域。反观制造技术方面,一种新的产品研发与制造模式逐渐呈现――利用网络实现异地实行。网络通讯技术的迅速发展给企业的经营生产活动带来了可谓是革命性的变化。不论是从产品设计、零件制造、材料选控、市场开拓及销售上都能够通过互联网异地、跨界进行。而且通过互联网通讯技术的应用能够有效加强世界各国产品的合作与技术经验交流,在短时间内快速、有效的学习先进的技术经验(如图2所示)。
3.自动化
一般来讲,自动化是一个动态概念。就现阶段而言,对于自动化的研究仍然处于集成技术、系统技术、制造系统与制造单元技术、柔性制造技术、制造过程计划与调度、制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势决定了机械制造行业朝着制造全球化、敏捷化、人机一体化、单元技术、计划与调度、柔性技术等现代化生产模式的发展。
二、我国现代机械制造技术发展趋势
(一)虚拟技术化
在现实生活当中虚拟技术主要运用于所生产产品的验证与检测,为确保产品质量合格。每一项新技术的投入及使用都会在投入市场前展开大规模的检查与调查工作,保证产品质量、性能及工艺达到相关标准。因此,我们在展开对某项产品的大规模生产之前应该首先对该产品的各项性能质量予以明确并进行综合性的检测,在生产过程当中严格把控,对生产过程中所存在的问题与缺陷加以预测,一旦出现问题能够及时联动、迅速解决。
(二)绿色环保化
随着国家经济的迅速发展,人民对于生活环境有了越来越高的要求。我们所提倡的可持续发展延伸至机械制造上极为绿色发展。从某种程度上来说,绿色发展是在产品的设计、制造工艺、生产、包装等多个环节中展开绿色管理工作,确保所生产的产品达到国家规定的环境要求且在回收后能够得到二次利用。绿色制造技术不但能够保证原材料与能源的高效利用同时对于有效减少对生态环境的破坏也有极为重要的作用。从整体上看,不论是对于我国国内市场还是国外市场,日前人们对于环境保护的重要性到达了历史性的最高点。众所周知,地球的资源是有限度的,而如何对地球资源加以合理使用并发挥出最大的价值无疑是新时期下人们对于机械制造技术所生产产品的新要求。
(三)工程精密化
精密技术一般指的是纳米技术、微细加工为代表的一系列超精密加工的技术手段。现阶段,机械制造技术已经进入到微型机械电子技术与微型机器人发展的时代中,并不断朝着小、精、简的方向迅速发展。相信在未来的一段时间中,小、精、简的发展趋势将成为我国机械制造行业发展的主流趋势。其次,精密工程越来越得到行业重视与科学技术的发展离不开关系,精密的科学分工、部门的不断细化也为精密工程的发展奠定了良好基础。从另一方面来看,人们也在不断追求着精细的生活方式,无论是大型的家用电器还是电子产品,从外形与细节不断优化。
三、结语
总而言之,我国机械制造技术的发展还并不成熟,一直一来我国都将机械制造技术的重点放置于国内,在国外技术方面并没有予以足够的重视。近年来我国与国外的交流日益频繁,但我们仍然需要看到的是我国机械制造行业同国外相比仍然有较大的差距,甚至在目前乃至未来的较长一段时间内都难以克服。正因如此,在新时期我国必须要加大力度切实发展现代机械制造技术,切实改变我国机械制造技术方面较为落后的局面,同时摒弃传统的闭门造车的错误观念积极学习国外优秀技术,力争抢占国际市场并占据一席之地,成为真正的经济强国与技术强国。
参考文献:
[1]董艳秋.现代机械制造技术及其发展趋势[J].煤炭技术.2006年11期.
前言:在市场经济快速发展背景下,无论企业或个人都需依托于信息技术完成较多生产生活活动,如在通信设备领域、IT产业以及人们日常生活方式中,都可发现有信息技术的存在,充分说明电子信息技术能够对社会发展起到很大的推动作用。因此,本文对电子信息技术特征与发展趋势研究具有十分重要的意义。
一、电子信息技术的相关概述
关于电子信息技术的内涵,首先可从“信息”的概念进行分析,其主要指描述事物形态的重要形式,如数据、文字等,其都可作为被传递与处理的内容。在此基础上便可引申出电子信息技术的基本概念,其可理解为以计算机技术为依托形成的用于传递与处理信息的技术,包括信息或信号处理、传感以及通信等技术。
从目前电子信息应用现状看,其在微电子制造业、计算机技术领域、通信行业以及的制造业等方面都有所涉及。而且在科学技术的推动下,电子信息技术将以会不断创新与突破,更好的为各行业领域提供技术支撑[1]。
二、电子信息技术应用特征研究
2.1网络化与快捷化特征
目前,电子信息技术应用中多以网络数字结构的形式呈现出现,如无线通信技术、光纤通信技术等都可作为网络化的重要体现。而且有较多网络平台与系统如云数据平台等,其都可通过网络技术帮助用户进行信息的存储与使用。同时,电子信息技术网络化特征也表现在较多沟通交流工具方面,用户仅需利用相关软件便可达到信息传输的目标。
另外,在快捷化特征方面,电子信息技术本身表现为速度快、效率高等优势上,无论在信息处理或传感技术的应用等方面都极为快捷,如现代智能手机、平板电脑,为人们生活带来较多便利。
2.2微型化与集成化特征
在半导体技术高速发展的背景下,电子信息技术开始呈现出集成化的特征,如电网建设中对于电路的设计多以集成电路为主。再如传感器的设计,其要求将更多高端技术与复合材料引入其中,整个传感器结构在体积上减小许多,如毫米级传感器,成为现代传感器的典型代表。另外,从计算机制造看,当前应用较为广泛的技术主要以纳米技术为主,尽管计算机在体积上较小,但却容纳较多的技术能力。这些都可充分说明,当前电子信息技术具有集成化、微型化等特征。
2.3数字化与智能化特征
智能化作为现代电子信息技术的重要特征体现,在许多应用技术上都有所体现,如云技术、自动导航技术,都表现出明显的智能化特点,既可使用户工作量减少,同时使数据信息的安全系数得以增加。再如智能传感器的应用,其改变传统信息获取中耗时多、用户工作量大等难题,能够在信息传输后第一时间进行获取。另外,现代电子信息技术应用中,对于各行业领域中累积的数据,都可进行高效处理与存储,如云计算平台等,仅需保证相关数据转化为系统或平台可接受的形式,便能达到存储与处理的目标[2]。
三、电子信息技术发展趋势分析
电子信息技术在未来发展中将表现在多核方向、高集成化方向、光电子技术等方面。其中多核方向,主要表现在处理器由单核向多核过渡,多核心将逐渐取代单核心,且其他技术如图像处理、语言识别以及多媒体技术等都将以人工智能作为核心。而在高集成化方向方面,纳米加工将逐步取代原有的集成电路技术,22nm与32nm等纳米级技术也开始投入使用。
在光电子技术方面,目前大多发达国家致力于对光电子技术给入较多投入,如激光器的设计,其在工业、农业以及医疗行业等许多领域都有所涉及。再如常见的LED灯具,其是优化高耗能照明系统的重要体现。此外,通信技术方面也将趋向于高效化特征,如CDMA数字通信,其成为现代数字移动通信的典型代表[3]。
四、结论
电子信息技术以其自身的优势被广泛用于现代各行业领域中。从其现代应用特征看,多表现在智能化、网络化、集成化以及微型化等特征上,能够为人们的生产生活带来极大便利。
而在科学技术的推动下,电子信息技术也将向多核方向、高集成化方向以及光电子技术等方面发展,可为现代生产生活活动提供更多优质服务,推动社会的全面发展。
参 考 文 献
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈,越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来,我国制造科学技术有日新月异的变化和发展,确立了社会主义市场经济体制,但与先进的国家相比仍有一定差距,为了迎接新的挑战,必须认清制造技术的发展趋势,缩短与先进国家的差距,使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平,以增强市场竞争力,因此,对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务,以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。
一、机械制造业的发展趋势
先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是:高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品,因此, 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面:
(一)精密化
精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(l nm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此,它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。
(二)自动化
自动化技术自20世纪初出现以后,经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程,自动化技术的成功应用,不但提高了效率,保证了产品质量,还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化,可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中,将更加重视人在自动化系统中的作用。
(三)信息化
信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入,己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程,最终形成的产品可看作是信息的物质表现,因此可以把信息看作是一种产业,包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化,以适应高柔性生产的需要。
(四)柔性化
随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高,促使产品更新换代的速度不断加快,这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性,是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力,它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务,完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
(五)集成化
集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接,是经过统一规划设计,分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成,功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成,同时还要强调人的集成,由于系统中不可能没有人,系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关,因此在技术上集成的同时,还应强调管理与人的集成。
(六)智能化
智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节,在整个制造过程中贯彻智力活动,使系统柔性的方式集成起来,通过模拟人类专家的智能活动,取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动,在制造过程中系统能自动监测其运行状态,在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数,以达到最佳状态和具备自组织能力。
二、先进的制造模式
机械制造业发展趋势表明,只有采用先进的制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。
(一)精良生产(LP)与独立制造岛(AMI)
20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是:(1)重视客户需求,以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场,并向客户提供优质服务。(2)重视人的作用,强调一专多能,推行小组自治工作制,赋予每个工段有一定的独立自主权,运行企业文化。(3)精简一切生产中不创造价值的工作,减少管理层次,精简组织结构,简化产品开发过程和生产过程,减少非生产费用,强调一体化质量保证。(4)精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。
独立制造岛是教授根据在引进先进技术的同时,必须改革生产组织的角度提出新的生产模式。独立制造岛的技术构思是:以GT为基础,以NC机床为核心,强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式,它的特征是:组织、人员和技术三者的有机集成,面向车间、权力下放、综合治理,并以获取经济效益为主要目标。AMI是发展中国家走向工厂自动化的重要途径,它的推广对中国机械制造业转向市场机制,参与国际竞争意义重大。
(二)敏捷制造与虚拟制造
美国通用汽车公司与里海大学于1988年提出了敏捷制造(AM),AM是在不可预测的持续变化的竞争环境中取得繁荣成长,并具有能对客户需求的产品和服务驱动市场做出迅速响应的生产模式。AM的特征是:(1)制造资源的集成性,企业间联作集成。充分发挥各企业的长处,针对限定市场的目标要求共同合作完成任务。(2)具有需求响应的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企业对市场要求迅速转产和能实现产品多品种变批量的快速制造。(3)充分发挥人的作用,不断提高企业职工素质和教育水平,优化人机功能分配。
虚拟制造(VM)是国际上提出的新概念。VM与AM联系密切。VM的特征是:当市场新的机遇出现时,组织几个有关公司联作,把不同的公司,不同地点的工厂或车间重新组织协调工作。在运行之前必须分析组合是否最优,能否协调运行,以及投产后的效益和风险进行评估,这种联作公司称虚拟公司。虚拟公司在一定的环境和条件下通过虚拟制造系统运行,包括物理基础、法律保障、社会环境和信息技术。因此研究开发虚拟制造技术(VMT)和虚拟制造系统(VMS)意义重大,美国称AM为21世纪制造业发展战略。
(三)集成制造与智能制造
美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是:制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体,需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程,最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成是CIM的核心,这种集成不仅是物的集成,更主要的是以信息集成为特征的技术集成和功能集成,计算机是集成的工具,计算机和辅助各单元技术是集成的基础,信息交换是桥梁,信息共享是关键。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化,以提高企业对市场变化的动态响应速度,并追求最高整体效益和长期效益。
智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是:在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式,通过计算机和模拟人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。
三、存在差距和实施策略
改革开放以来,通过技术改造和引进国外先进制造技术,使我国的制造工业有了长足的进步,但和先进国家相比还存在很大差距,表现在:技改投入相对不足,原有技术基础和研究开发能力薄弱,制造业产品落后,技术水平低,信息含量少,更新换代慢,以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后,缺乏国际竞争能力。面对这样形势,发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列,必须采取相适应的措施和策略。
(一)人才是关键。发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制,研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场,科技人员必须强化市场意识,因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域,更新教育内容与方法,培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才,加速先进制造技术的推广和实施,为市场经济服务。
(二)加强政策与法规建设, 建立强有力的宏观调控机制。在市场经济环境下,国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划,以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生,要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。
(三)发展适应我国国情的生产模式。对于一些先进的制造技术和先进的制造模式,要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展,避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。目前要积极发展适应我国国情的制造模式。
在机电控制系统中,机电技术是最重要的技术基础。现阶段,传统的机械制造工艺与加工技术已经无法满足机械制造的需要,因此,必须研发现代机械制造的新工艺,实现精密加工技术的新突破,以促进机械制造业的不断发展。本文从两个方面探讨了机械制造工艺与精密加工技术,一是其发展的特点,二是其现代机械制造工艺与精密加工技术。希望本文有助于促进机械制造业的发展。
1.现阶段机械制造工艺与精密加工技术的特征分析
1.1.关联性
从机械制造技术的发展历程来看,较为先进的机械制造技术,不止在制造过程中得以体现,而且在产品的调研、工艺的设计以及产品销售等各个环节,都可以体现出来。不难看出,这些环节之间的关联性很强,各个环节相互协调才能产生良好的经济效益。但如果其中的一个环节出现问题,则会给整个流程造成严重的影响。
1.2.系统性
先进的科学技术是先进的机械制造技术的保障,先进的机械制造技术往往需要多项科技的协调运用。随着科学技术的不断发展,计算机、自动化等现代技术在机械制造中的运用越来越广泛。笔者相信,随着科技的不断进步,现代机械制造工艺及精密加工技术会日臻完善。
1.3.全球化
当前,经济发展已经实现了全球化,在经济全球化的背景下,机械制造业也面临着全球化的挑战。这主要表现在机械制造的技术和制造业市场的竞争越来越激烈市场竞争。我国的机械制造企业若想在全球的市场竞争中占据一席之地,就必须加大工艺和技术研发力度,增强核心竞争能力。
2.机械制造工艺与精密加工技术分析
2.1.机械制造技术
现代机械制造技术主要包括四个方面的内容,一是机械工艺结构设计,二是结构设计,三是材料的选择,四是设计方法。随着机械制造业的发展,传统的设计方法,诸如数控机床设计、节能节电设计等等,已经无法满足现代机械设计的要求。相比以前,现阶段的机械制造方法已发生了很大的改变,由传统单一的设计方法向综合经验设计、有效方法设计以及直觉设计等设计方法转变。这也是现代机械设计的一种发展趋势。
现代的机械设计,涉及到优化设计、系统工程以及仿真设计等各方面的内容。在机械设计中,采用科学的设计方法和信息技术能够促进机械制造工艺设计的效率和水平,从而促进机械制造设计技术的不断发展。
2.2.机械制造工艺
相比以前,现阶段的机械制造工艺已经取得了很大的进步。机械制造工艺取得了很大的进步,其发展呈现出三个显著的特点,也可以说是未来机械制造对制造工艺的三个要求:
2.2.1.高精度。我们知道,精度是现代机械制造工艺的一个重要要求。在国防、航空航天以及科研等领域,机械制造对于精度的要求更高,也更加的严格。
2.2.2.高柔性。机械制造的发展方向之一便是柔性加工。这里的柔性加工指的是加工的灵活性、加工品种的多样性以及加工的多适应性。最近几年来,柔性加工得以实现的保障是各种工业机器人和数控机床在机械制造中被广泛使用。柔性制造系统以数控设备为基础,可以分为三个系统,一个是柔性制造自动线,一个是柔性制造单元,一个是柔性制造系统。这些系统的连接方式是用自动存储系统进行连接,通过计算机控制多种零件的生产和加工。
2.3.机械设备的精密加工技术
2.3.1.模具成型技术分析
现阶段,模具的加工制造广泛应用于家电产品以及电机、汽车、飞机和仪表等各类制造产品中。在模具加工过程当中,如何提高模具加工的精度,是模具成型技术的核心问题所在。模具加工的精度,也是衡量一个国家制造业发展水平的一个重要标志。在当前的模具加工中,广泛采用的是电解加工工艺,它能够使模具的精度达到微米级,从而可以有效解决工件表面的质量问题,尤其是有助于较为复杂腔型的模具加工。
2.3.2.精密切削技术
当前,用直接切削来得到高精度的产品仍然是较为常用的一种精密加工技术。但是,如果想要得到更高精度的产品,就必须最大程度上减少刀具、机床和工件等因素对切削的影响。此外,加快机床的转速也是提高精密度一种比较有效的方法,当前机床的转速已经提高到差不多每分钟几万转。
2.3.3.超精密研磨技术
一般情况下,集成电路基板硅片的加工才用到超精密的研磨技术。它要求其表面的粗糙度必须小于2毫米。因此,传统的精密研磨技术已无法达到集成电路的加工要求,需要进行原子级抛光。在这种情况下,各种新方法和新原理的超精密研磨技术应时而生,比如非接触研磨,其通常应用于弹性发射加工,流体动压型悬浮研磨等。各种新研磨方法极大促进了超精密研磨技术的发展。
2.3.4.纳米技术
在平时的生活中,我们常听到纳米技术这个词汇,它是人们把先进的工程技术与现代物理学相结合研发出来的一种新技术。最近几年来,纳米机械制造技术得到了比较快的发展,已近可以在硅片上画出纳米宽的线来。
2.3.5.微细加工技术
随着科学技术日新月异的发展,电子元件的体积也越来越小,其使用的频率也越来越高,但是能量消耗却在不断降低。超微粒子技术的问世,使得半导体的加工精度达到了几百个埃的精度。微细加工技术的发展,促进了机械制造技术向高精细方向不断发展。
结语:
机械制造业发展的关键在于机械制造工艺与精密加工技术。因此,必学加大机械制造工艺和精密加工技术的研发力度,增强机械制造的自主创新能力,提高机械制造的精密加工技术,以便更好的促进现代机械制造业的发展。本文分析了当前机械制造工艺与精加工技术及其特征,希望有助于我国机械制造业的发展壮大。
参考文献:
[1]黄庆林,张伟,张瑞江. 现代机械制造工艺与精密加工技术[J]. 科技创新与应用,2013(6)
[2]夏永清. 浅议现代机械制造工艺与精密加工技术[J]. 华章,2013(4)
[3]谈毅. 浅谈现代机械制造工艺与精密加工技术[J]. 科技风,2012(12)