機械制造技術(shù)
機械制造技術(shù)【1】
【摘 要】 機械制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。
本文對機械制造技術(shù)在我國及世界歷史上的發(fā)展作了簡(jiǎn)要陳述，對先進(jìn)機械制造技術(shù)的現狀及技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行概括介紹，并簡(jiǎn)述了未來(lái)機械制造技術(shù)的發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】 機械制造簡(jiǎn)史 先進(jìn)機械制造技術(shù) 發(fā)展現狀
中國是世界上機械制造技術(shù)發(fā)展最早的國家之一。
中國的機械制造技術(shù)歷史悠久，成就輝煌，不僅對中國的社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用，而且對世界技術(shù)文明的進(jìn)步做出了重大貢獻。
傳統機械制造方面，我國在很長(cháng)一段時(shí)期內都領(lǐng)先于世界，到了近代特別是從18世紀初到19世紀40年代，由于諸多原因，我國的機械行業(yè)發(fā)展停滯不前，這100多年的時(shí)間正是西方資產(chǎn)階級政治革命和產(chǎn)業(yè)革命時(shí)期，機械制造技術(shù)飛速發(fā)展，遠遠超過(guò)了中國的水平，中國機械制造技術(shù)的水平與西方的差距急劇拉大，到十九世紀中期已經(jīng)落后西方一百多年。
一、機械制造簡(jiǎn)史
石器時(shí)代人類(lèi)制造和使用的各種石斧、石錘和木質(zhì)、皮質(zhì)的簡(jiǎn)單工具是后來(lái)出現的機械的先驅。
幾千年前，人類(lèi)創(chuàng )制了用于谷物脫殼和粉碎的臼和磨，用于提水的桔槔和轆轤，裝有輪子的車(chē)，航行于江河的船及槳、櫓、舵等。
所用的動(dòng)力由人力發(fā)展到畜力、風(fēng)力和水力。
所用材料由天然的石、木、土、皮革等發(fā)展到人造材料。
最早的人造材料是陶瓷。
制造陶瓷器皿的陶車(chē)，已是具有動(dòng)力、傳動(dòng)和工作三個(gè)部分的完整機械。
鼓風(fēng)器對人類(lèi)社會(huì )發(fā)展起了重要作用。
強大的鼓風(fēng)器使冶金爐獲得足夠高的爐溫，得從礦石中煉取金屬。
西周時(shí)期，中國就已有了冶鑄用的鼓風(fēng)器。
17世紀以后，資本主義商品經(jīng)濟在英、法等國迅速發(fā)展，許多人致力于改進(jìn)各產(chǎn)業(yè)所需要的工作機械和研制新的動(dòng)力。
隨著(zhù)機械的改進(jìn)，煤和金屬礦石需求量的增加，只依靠人力和畜力已不能適應生產(chǎn)提高的要求，于是在18世紀初出現了紐科門(mén)的大氣式蒸汽機，用以驅動(dòng)礦井排水泵。
1765年，瓦特發(fā)明了有分開(kāi)凝汽器的蒸汽機，降低了燃料消耗率。
1781年，瓦特又創(chuàng )制出提供回轉動(dòng)力的蒸汽機。
18世紀后期，蒸汽機的應用從采礦業(yè)推廣到紡織、面粉和冶金等行業(yè)。
制造機械的主要材料逐漸從木材改為金屬。
機械制造工業(yè)開(kāi)始形成，并逐漸成為重要產(chǎn)業(yè)。
機械工程從分散性的、主要依賴(lài)匠師個(gè)人才智和手藝的技藝發(fā)展成為有理論指導的、系統的和獨立的工程技術(shù)。
機械工程是促成18～19世紀的工業(yè)革命和資本主義機械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。
19世紀末，電力供應系統和電動(dòng)機開(kāi)始發(fā)展和推廣。
20世紀初，電動(dòng)機已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機，成為驅動(dòng)各種工作機械的基本動(dòng)力。
發(fā)電站初期應用蒸汽機為原動(dòng)機;20世紀初，出現了高效率、高轉速、大功率的汽輪機，也出現了適應各種水力資源的大、小功率的水輪機。
19世紀后期發(fā)明的內燃機經(jīng)過(guò)逐年改進(jìn)，成為輕而小、效率高、易于操縱并可隨時(shí)啟動(dòng)的原動(dòng)機。
內燃機最初用于驅動(dòng)沒(méi)有電力供應的陸上工作機械，以后又用于汽車(chē)、移動(dòng)機械(如拖拉機、挖掘機械等)和輪船，20世紀中期開(kāi)始用于鐵路機車(chē)。
內燃機和以后發(fā)明的燃氣輪機和噴氣發(fā)動(dòng)機，還是飛機、航天器等成功發(fā)展的基礎技術(shù)因素之一。
二、機械制造技術(shù)的發(fā)展
工業(yè)革命以前，機械大都是由木工手工制成的木結構，金屬(主要是鋼和鐵)僅用以制造儀器、鐘表、鎖、泵和木結構機械上的小型零件。
金屬加工主要靠機匠的精工細作以達到需要的精度。
隨著(zhù)蒸汽機的廣泛使用以及隨之出現的礦山、冶金、輪船和機車(chē)等大型機械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來(lái)越多，所用金屬材料由銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。
機械加工(包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等技術(shù)及其設備以及切削加工技術(shù)和機床、刀具、量具等)迅速發(fā)展，從而保證了發(fā)展生產(chǎn)所需要的各種機械裝備供應。
機械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、加工制造、銷(xiāo)售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過(guò)程的工程學(xué)科，是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標，包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統工程。
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化，要求品種要多樣、更新要快捷、質(zhì)量要高檔、使用要方便、價(jià)格要合理、外形要美觀(guān)、自動(dòng)化程度要高、售后服務(wù)要好，要滿(mǎn)足人們越來(lái)越高的要求，就必須采用先進(jìn)的機械制造技術(shù)。
三、先進(jìn)機械制造技術(shù)的特點(diǎn)
1、面向工業(yè)應用的技術(shù)。
先進(jìn)制造技術(shù)并不限于制造過(guò)程本身，它涉及到產(chǎn)品從市場(chǎng)調研、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及工藝設計、生產(chǎn)準備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內容，并將它們結合成一個(gè)有機的整體。
先進(jìn)制造技術(shù)的應用特別注意產(chǎn)生最好的實(shí)際效果，其目標是為了提高企業(yè)競爭和促進(jìn)國家經(jīng)濟和綜合實(shí)力的增長(cháng)，目的是要提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
2、駕馭生產(chǎn)過(guò)程的系統工程。
先進(jìn)制造技術(shù)特別強調計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)和現代系統管理技術(shù)在產(chǎn)品設計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷(xiāo)售及售后服務(wù)等方面的應用。
它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統制造技術(shù)相結合，使制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統工程。
3、面向全球競爭的技術(shù)。
20世紀80年代以來(lái)，市場(chǎng)的全球化有了進(jìn)一步的發(fā)展，發(fā)達國家通過(guò)金融、經(jīng)濟、科技手段爭奪市場(chǎng)，傾銷(xiāo)產(chǎn)品，輸出資本。
隨著(zhù)全球市場(chǎng)的形成，使得市場(chǎng)競爭變得越來(lái)越激烈，先進(jìn)制造技術(shù)正是為適應這種激烈的市場(chǎng)競爭而出現的。
因此，一個(gè)國家的先進(jìn)制造技術(shù)，它的主體應該具有世界先進(jìn)水平，應能支持該國制造業(yè)在全球市場(chǎng)的競爭力。
4、市場(chǎng)競爭三要素的統一。
在20世紀70年代以前，產(chǎn)品的技術(shù)相對比較簡(jiǎn)單，一個(gè)新產(chǎn)品上市，很快就會(huì )有相同功能的產(chǎn)品跟著(zhù)上市。
因此，市場(chǎng)競爭的核心是如何提高生產(chǎn)率。
到了20世紀80年代以后，制造業(yè)要贏(yíng)得市場(chǎng)競爭的主要矛盾已經(jīng)從提高勞動(dòng)生產(chǎn)率轉變?yōu)橐詴r(shí)間為核心的時(shí)間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。
先進(jìn)制造技術(shù)把這三個(gè)矛盾有機結合起來(lái)，使三者達到了統一。
機械制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。
我國正處于經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，機械制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節。
只有跟上發(fā)展先進(jìn)機械制造技術(shù)的世界潮流，將其放在戰略?xún)?yōu)先地位，并以足夠的力度予以實(shí)施，才能盡快縮小與發(fā)達國家的差距，才能在激烈的市場(chǎng)競爭中立于不敗之地。
機械制造技術(shù)【2】
摘 要：隨著(zhù)社會(huì )科技的迅速發(fā)展，同時(shí)市場(chǎng)競爭日益激烈，傳統的機械制造生產(chǎn)模式很難滿(mǎn)足現實(shí)需要，因此，本文首先分析了現代機械制造的特點(diǎn)，然后就發(fā)展趨勢展開(kāi)論述。
關(guān)鍵詞：機械制造;特點(diǎn);發(fā)展趨勢;
隨著(zhù)社會(huì )的不斷進(jìn)步，機械制造技術(shù)也獲得快速的發(fā)展，具有精密化、智能化、清潔化以及集成化的特點(diǎn)。
就目前而言，計算機、傳感、自動(dòng)化、新材料以及管理等技術(shù)與傳統的機械制造技術(shù)進(jìn)行結合，保證成為一體，在發(fā)展過(guò)程中，形成物質(zhì)流、信息流和能量流的整體系統工程，不斷保證生產(chǎn)規模的擴大和追求最佳的經(jīng)濟技術(shù)效果，實(shí)現機械制造過(guò)程中管理的簡(jiǎn)化和合理化，促進(jìn)不斷采用最新的生產(chǎn)方式。
一、現代機械制造技術(shù)發(fā)展的國內外現狀
從國外發(fā)展情況來(lái)看，發(fā)達國家的機械水平已經(jīng)相當高，在進(jìn)行實(shí)際的設計過(guò)程中，一般采油工計算機輔助和仿真等方法，同時(shí)對企業(yè)管理的方法和手段也日趨規范化和科學(xué)化，尤其在機械加工技術(shù)方面實(shí)現全面的自動(dòng)化，采用數控技術(shù)和自動(dòng)引導小車(chē)等技術(shù)。
發(fā)達國家主要制造了一系列新的系統，主要包括計算機集成制造、智能制造以及敏捷制造和并行工程等系統。
(一)計算機集成制造系統主要建立在自動(dòng)化、信息技術(shù)等基礎上，有效利用計算機軟件，把企業(yè)內部的生產(chǎn)較為分散的自動(dòng)化系統集成起來(lái)，在很大程度上可以提高機械制造的效率。
在利用計算機集成系統過(guò)程中，要注意以下幾個(gè)方面，在功能方面來(lái)講，要做好市場(chǎng)預測、產(chǎn)品設計、加工技術(shù)以及制造管理和售后服務(wù)等，這比傳統機械企業(yè)自動(dòng)化服務(wù)的范圍要大的多，系統非常復雜。
這種計算機集成主要以信息和功能，在很大程度上可以有效不斷縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低工程投資等。
(二)智能制造系統。
這種系統主要把模糊推理等人工智能技術(shù)廣泛的應用到制造系統，最大限度解決實(shí)際中遇到的復雜問(wèn)題，提高機械制造的水平和技術(shù)。
人工智能系統是智能制造系統的核心技術(shù)，可以節省大量的人力和物力以及財力，提高解決實(shí)際技術(shù)問(wèn)題的能。
(三)并行工程。
并行工程，也可以稱(chēng)為同步或者同期工程，主要對傳統的機械產(chǎn)品進(jìn)行串行的開(kāi)發(fā)，這種系統主要要求開(kāi)發(fā)過(guò)程中要考慮到產(chǎn)品的周期，具體包括機械產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、因素、計劃以及用戶(hù)的要求等，保證各方能夠協(xié)調工作。
保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段具有一定順序性和并行性，保證在進(jìn)行機械產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現其中存在的問(wèn)題，最大限度的減少產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)周期，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
(四)敏捷制造又稱(chēng)為靈捷、迅速和靈活指導，就是將柔性生產(chǎn)、熟練掌握生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現對勞動(dòng)力的靈活管理，能夠有效的無(wú)法預見(jiàn)的市場(chǎng)消費潛力做出比較迅速的反映。
進(jìn)行敏捷制造的工作原理，就是利用計算機網(wǎng)絡(luò )和信息集成結構，實(shí)現標準化和專(zhuān)業(yè)化的生產(chǎn)，采用競爭合作的原則。
二、機械指導技術(shù)的發(fā)展趨勢
就目前而言，機械指導技術(shù)發(fā)展主要朝著(zhù)精密加工、微細加工以及納米技術(shù)方向和高度自動(dòng)化方向的發(fā)展，以敏捷制造和CIMS等為主。
超精密加工設備正朝著(zhù)高精度、高速度、多功能、高復合以及智能、安全、環(huán)保方向發(fā)展，在很大程度上突破了傳統的格局，不斷降低噪音、油污和粉塵等危害。
同時(shí)隨著(zhù)全球經(jīng)濟、科技、信息的迅速發(fā)展，機械制造朝著(zhù)全球化、虛擬化以及綠色化的方向反戰。
(一)全球化。
近些年來(lái)，全球化趨勢不斷加強，機械制造國際化經(jīng)營(yíng)越來(lái)越受到歡迎，但是也面臨著(zhù)許多的問(wèn)題和挑戰，導致有的企業(yè)倒閉或者被兼并。
另一方面，由于計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷豐富機械制造企業(yè)相互之間的信息交流、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以及經(jīng)營(yíng)管理，最大限度地增加了國際的市場(chǎng)競爭，因此機械制造全球化的技術(shù)基礎就是實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化、標準化以及集成化，這給機械制造企業(yè)帶來(lái)革命性的變革，保證產(chǎn)品設計、材料選購、機械制造以及產(chǎn)品的開(kāi)拓和銷(xiāo)售可以跨國跨地區的進(jìn)行流通，真正實(shí)現全球化。
(二)虛擬化。
虛擬化就是指在實(shí)際的機械制造過(guò)程中采用虛擬技術(shù)，可以大大降低機械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的風(fēng)險，提升產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度，保證機械產(chǎn)品的結構和性能能夠達到相關(guān)標準和要求，不斷對投資成本進(jìn)行優(yōu)化，具體可以采用運動(dòng)仿真、動(dòng)力學(xué)、造型設計、人機工程學(xué)等。
在進(jìn)行機械制造過(guò)程中，要采用模擬和檢驗技術(shù)，促進(jìn)檢驗的加工方法、可加工性和合理性，保證機械產(chǎn)品的質(zhì)量，優(yōu)化機械產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現最大的經(jīng)濟效益，做好機械產(chǎn)品的設計計劃、具體的生產(chǎn)組織管理和車(chē)間調度以及物流鏈的設計等。
虛擬化最為關(guān)鍵和重要的就是進(jìn)行計算機仿真，通過(guò)一些軟件對真實(shí)的系統進(jìn)行模擬，保證機械產(chǎn)品設計的質(zhì)量和合理性，避免出現不必要的錯誤和缺陷，保證機械產(chǎn)品的質(zhì)量。
(三)綠色化。
在進(jìn)行機械產(chǎn)品設計過(guò)程中，要嚴格按照ISO9000系列國家質(zhì)量標準進(jìn)行設計，保證實(shí)現機械產(chǎn)品的綠色化，具體包括綠色設計、材料、設備、工藝、技術(shù)、包裝以及管理等，不斷生產(chǎn)處綠色產(chǎn)品，包括最后在產(chǎn)品使用后經(jīng)過(guò)綠色處理后保證能夠回收利用。
因為采用綠色設計和生產(chǎn)可以在很大程度上減少對環(huán)境的破壞，提高機械制造原料和能源的利用率，體現了人類(lèi)社會(huì )的可持續發(fā)展，實(shí)現制造業(yè)的自動(dòng)化。
具體可以采用以下幾項技術(shù)，精密機械的成形技術(shù)主要鑄造、焊接以及塑性加工技術(shù)，精密的鑄造、鍛壓、熱塑性成形以及切割等技術(shù)。
無(wú)切削液加工被廣泛的應用在機械加工汗液，在很大程度上解決了冷卻液帶來(lái)的一系列問(wèn)題。
ROM技術(shù)突破了傳統加工技術(shù)的的原則，而是采用添加和累計的方法，具有分層實(shí)體制造和熔化沉積制造等技術(shù)。
以上機械綠色制造工藝的應用，在很大程度上減少原料和能源的消耗，同時(shí)建少了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本，降低企業(yè)的投資成本。
綜上所述，在進(jìn)行現代機械制造過(guò)程中，要不斷采用先進(jìn)節能的技術(shù)，促進(jìn)機械制造的可持續發(fā)展。
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