王新甲,張 燕
(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北 武漢 430056)
機(jī)械制造屬于我國(guó)的基礎(chǔ)性工業(yè),需要持續(xù)提升生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量。盡管我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的研究與應(yīng)用起步較晚,但已獲得一定的良好成果,增強(qiáng)了我國(guó)工業(yè)制造在國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力[1]。在此情況下,諸多學(xué)者投入機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域的研究,并形成大量科研分析,發(fā)明創(chuàng)造更加精湛且高效的機(jī)械制造工藝與技術(shù),有助于推動(dòng)機(jī)械工業(yè)持續(xù)創(chuàng)新。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)升級(jí)較快,機(jī)械制造技術(shù)不斷突破瓶頸與解決傳統(tǒng)弊端,已順利從手工生產(chǎn)過(guò)渡到機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)。基于此,機(jī)械制造技術(shù)持續(xù)發(fā)展將輔助社會(huì)不斷進(jìn)步,為工業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量,對(duì)于調(diào)整社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)具有較大影響。因此,有必要對(duì)機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域加以更多關(guān)注與重視,促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展。
整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中所運(yùn)用的所有技術(shù)可統(tǒng)稱為機(jī)械制造技術(shù)。機(jī)械制造技術(shù)包括圍繞材料成型的金屬材料成型技術(shù)與非金屬材料成型技術(shù),如焊接、熱處理、沖壓、鍛造等技術(shù)[2]。機(jī)械制造技術(shù)還有圍繞切削的機(jī)械裝配技術(shù)與機(jī)械冷加工技術(shù),如磨削、車削、裝配工藝等多種技術(shù)。除此之外,機(jī)械制造技術(shù)還包含特種加工技術(shù),如電解加工、電火花等技術(shù)?;诋?dāng)代科技飛速發(fā)展的環(huán)境,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)在機(jī)械加工分析領(lǐng)域中有所發(fā)展?,F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)涉及多種新興科學(xué)技術(shù),相較于傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)提升了技術(shù)難度且技術(shù)更加復(fù)雜?,F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)既包括研發(fā)與制造產(chǎn)品,又包括產(chǎn)品管理與產(chǎn)品售后等多領(lǐng)域的內(nèi)容。
相較于發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)起步較晚。受限于質(zhì)量、成本與時(shí)間等因素,我國(guó)市場(chǎng)中主要運(yùn)用以下3 類現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)。1)氣體保護(hù)焊技術(shù)。保護(hù)介質(zhì)選用惰性氣體,例如二氧化碳。氣體保護(hù)焊技術(shù)具有焊接速度快、無(wú)熔渣、光輻射小等優(yōu)點(diǎn),屬于綠色流行的機(jī)械制造加工技術(shù)[3]。如果企業(yè)想將氣體保護(hù)焊技術(shù)投入實(shí)際使用,就需要提前對(duì)焊接人員進(jìn)行設(shè)備操作培訓(xùn)并引入新設(shè)備,且要花費(fèi)一定的啟動(dòng)資金與維護(hù)費(fèi)用。在我國(guó)開(kāi)始打造生態(tài)型社會(huì)后,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)也需向生態(tài)化發(fā)展,使氣體保護(hù)焊技術(shù)的前景較為廣闊,有助于機(jī)械制造行業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定綠色發(fā)展。2)電阻焊技術(shù)。借助電流加熱電阻,電阻焊技術(shù)可使零件變?yōu)榭伤軤顟B(tài)并增加結(jié)合面的晶體數(shù)量,保障焊縫達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的質(zhì)量水平。電阻焊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為成本低、工作效率高、加熱快、流程簡(jiǎn)潔,缺點(diǎn)是維修困難、檢測(cè)流程不健全[4]。由于對(duì)焊接人員的要求較低,電阻焊技術(shù)在機(jī)械化制造市場(chǎng)中被廣泛應(yīng)用。3)微機(jī)械技術(shù)?;谖C(jī)械驅(qū)動(dòng)、微機(jī)械傳感等信息技術(shù),微機(jī)械技術(shù)具有操作便捷、操作響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)[5]。雖然微機(jī)械技術(shù)在運(yùn)行過(guò)程中需要使用一些特定的微機(jī)械材料,但已在全國(guó)各機(jī)械制造領(lǐng)域中展開(kāi)一定的應(yīng)用。微機(jī)械技術(shù)能夠精準(zhǔn)把控制造過(guò)程,具備較高的分辨率與靈敏度,可以有效降低人工操作帶來(lái)的誤差。
1.2.1 綜合性
我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)創(chuàng)新與投入實(shí)際生產(chǎn),有利于強(qiáng)化機(jī)械制造加工企業(yè)在市場(chǎng)中的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí),現(xiàn)代機(jī)械制造加工技術(shù)持續(xù)更新與應(yīng)用可以推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,所以在實(shí)際市場(chǎng)應(yīng)用中較為廣泛。將現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)融入傳統(tǒng)機(jī)械加工生產(chǎn)中,能夠發(fā)揮較強(qiáng)的延展性。現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)不僅可以改變傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù),進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn),還可以改進(jìn)和優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品加工、設(shè)計(jì)、管理、生產(chǎn)等多個(gè)方面的工作[6]。因此,我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)的特征之一是具有綜合性。
1.2.2 先進(jìn)性
我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)涵蓋多種科學(xué)技術(shù),是一種將監(jiān)管技術(shù)、智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳感技術(shù)結(jié)合發(fā)展的綜合性復(fù)雜技術(shù)[7]。在我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的實(shí)際投放應(yīng)用中,以傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合新科學(xué)技術(shù)改造和優(yōu)化機(jī)械生產(chǎn)與加工環(huán)節(jié)。同時(shí),部分科技將增加有效延伸部分,從而完成物理聯(lián)系、信息共享與能量傳輸?shù)榷喾N功能?;诖私嵌确治隹梢钥闯觯F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的特征之一是具有先進(jìn)性。
1.2.3 迭代性
在全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展情況下,我國(guó)對(duì)外貿(mào)易規(guī)模逐漸擴(kuò)大。這說(shuō)明全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)開(kāi)放發(fā)展提高了國(guó)際貿(mào)易合作頻率。而現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)在運(yùn)營(yíng)中不僅要與國(guó)內(nèi)同行競(jìng)爭(zhēng)資源,還要與國(guó)際先進(jìn)機(jī)械制造企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)資源。為提升自身在市場(chǎng)中的綜合競(jìng)爭(zhēng)力,機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)增強(qiáng)在技術(shù)研發(fā)方面的投入力度,使現(xiàn)代機(jī)械制造與科學(xué)融合程度更高[8]。由此可以看出,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的特征之一是具有更新迭代性。
機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)在我國(guó)改革開(kāi)放后的振興經(jīng)濟(jì)時(shí)期受到高度重視,獲得較好發(fā)展并進(jìn)入飛速發(fā)展時(shí)期。歷經(jīng)幾十年發(fā)展后,我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)已獲得多項(xiàng)成就,正處于邁向新臺(tái)階的關(guān)鍵時(shí)期,需要在短時(shí)間內(nèi)最大限度地縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的距離。當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)呈現(xiàn)出規(guī)?;l(fā)展形勢(shì),為多個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)新打好基礎(chǔ)。基于原有基礎(chǔ),現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)持續(xù)突破瓶頸,充分融合新型制造技術(shù)與傳統(tǒng)制造工藝,通過(guò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率,滿足社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要[9]。隨著機(jī)械制造技術(shù)優(yōu)化,企業(yè)不僅可以減少產(chǎn)品生產(chǎn)成本,還可以壓縮產(chǎn)品生產(chǎn)和加工時(shí)間,優(yōu)化整個(gè)機(jī)械制造生產(chǎn)工藝流程。如CAD/CAM 一體化機(jī)械制造技術(shù)在市場(chǎng)中的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,使計(jì)算機(jī)成為機(jī)械制造設(shè)計(jì)的輔助工具,并獲得良好的應(yīng)用效果。
我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,引入數(shù)控機(jī)床增強(qiáng)機(jī)床加工生產(chǎn)的能力,不僅可以降低物力與人力成本,還可以充分使用機(jī)械加工原材料,提升機(jī)械加工效率與精準(zhǔn)度[10]。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)依靠傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝,難以提升機(jī)械生產(chǎn)水平。工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)流程較為復(fù)雜,需要多個(gè)環(huán)節(jié)精準(zhǔn)對(duì)接,提升各主體之間的協(xié)調(diào)配合程度,進(jìn)而完成高精密儀器生產(chǎn)工作,例如現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床工作具有較高的綜合性。另外,多個(gè)行業(yè)運(yùn)行發(fā)展均會(huì)用到機(jī)械制造,要生產(chǎn)滿足生產(chǎn)要求的加工設(shè)備,健全基礎(chǔ)設(shè)施?,F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)需要增強(qiáng)研發(fā)力度,克服研發(fā)過(guò)程中的各種瓶頸,解決當(dāng)前機(jī)械加工行業(yè)發(fā)展對(duì)機(jī)械制造的訴求。因此,面對(duì)多元化機(jī)械加工市場(chǎng),我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)能夠綜合發(fā)展并制造出精密儀器。
目前,我國(guó)倡導(dǎo)節(jié)能減排與低碳環(huán)保的經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念,要求做好環(huán)保工作。工業(yè)發(fā)展需要提高資源利用率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與提高人居生活環(huán)境質(zhì)量。在此情況下,機(jī)械制造技術(shù)在考量低碳環(huán)保的基礎(chǔ)上,持續(xù)改良機(jī)械加工中存在的排污、粉塵、噪聲等生產(chǎn)問(wèn)題,進(jìn)行針對(duì)性的技術(shù)優(yōu)化。特別是部分加工精密零件的機(jī)床設(shè)計(jì),更需要具備合理性與環(huán)保性。機(jī)械加工設(shè)備需要運(yùn)行更加平穩(wěn),從而降低生產(chǎn)噪音。在加工精密零件方面,除了需要設(shè)計(jì)合理的加工儀器外,還需要根據(jù)原材料規(guī)格、尺寸以及成品規(guī)格、尺寸,提升材料利用率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)低耗材機(jī)械加工。此外,機(jī)械運(yùn)行中還存在漏油問(wèn)題,需要機(jī)械加工企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)方式,增強(qiáng)機(jī)械運(yùn)行部件間的密封性,減少對(duì)環(huán)境的破壞。盡管我國(guó)已在機(jī)械加工領(lǐng)域中使用低碳環(huán)保的機(jī)械制造技術(shù),但相關(guān)方面的研究仍有較大可提升空間。
社會(huì)生活節(jié)奏與生產(chǎn)節(jié)奏逐漸提升,為使機(jī)械制造能夠匹配現(xiàn)實(shí)訴求,應(yīng)著重提升生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率。因此,企業(yè)應(yīng)將集成化與智能化技術(shù)引入機(jī)械制造生產(chǎn)中,推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)向集成化與智能化發(fā)展。機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)積極開(kāi)發(fā)創(chuàng)造匹配我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的計(jì)算機(jī)生成系統(tǒng),借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)處理生產(chǎn)業(yè)務(wù)。隨著機(jī)械制造技術(shù)更加集成化與智能化,企業(yè)生產(chǎn)中的加工、設(shè)計(jì)、裝配、生產(chǎn)、銷售等問(wèn)題均可得到改善,從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)一體化機(jī)械制造?,F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)向集成化與智能化方向發(fā)展,將提升企業(yè)生產(chǎn)的集成化水平,促使企業(yè)更健康發(fā)展。
在社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)下,機(jī)械制造行業(yè)在提升自身競(jìng)爭(zhēng)力方面逐漸注重增強(qiáng)技術(shù)水平,進(jìn)一步推動(dòng)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)向自動(dòng)化方向發(fā)展。隨著機(jī)械制造技術(shù)提升,社會(huì)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益逐漸實(shí)現(xiàn)共贏。企業(yè)大力發(fā)展機(jī)械制造技術(shù),重點(diǎn)突破精密制造技術(shù)困難,為我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)良好發(fā)展奠定基礎(chǔ)。企業(yè)在研發(fā)技術(shù)過(guò)程中應(yīng)注重提升以下3種技術(shù):1)無(wú)切削液加工技術(shù)??梢詼p少生產(chǎn)制造中形成的廢液,降低工業(yè)廢液污染生態(tài)環(huán)境的可能性,有效提升環(huán)境效益。2)快速成形技術(shù)。企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中可借助累積和添加的工作原理完成分層、沉積、熔化等實(shí)體制造,降低材料浪費(fèi)率,進(jìn)一步提升機(jī)械制造效率。3)精密成型技術(shù)。企業(yè)應(yīng)確保機(jī)械制造流程的精密度,保障切割、焊接、鍛造等生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠達(dá)到高度精密水平,增強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造過(guò)程和生產(chǎn)結(jié)果的控制。
機(jī)械制造技術(shù)將不可避免地向虛擬化方向發(fā)展。盡管目前虛擬制造技術(shù)已投入實(shí)際生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中,但虛擬化依然是機(jī)械制造技術(shù)的主流發(fā)展方向?,F(xiàn)階段,企業(yè)開(kāi)展仿真模擬操作主要集中于生產(chǎn)與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),將零件按照一定順序進(jìn)行組合,提升生產(chǎn)參數(shù)的精準(zhǔn)度與產(chǎn)品質(zhì)量性能。虛擬技術(shù)在未來(lái)將向機(jī)械制造檢驗(yàn)與篩選原材料等環(huán)節(jié)延伸,降低機(jī)械制造過(guò)程中的誤差與折損率,提升機(jī)械制造流程的科學(xué)合理性。根據(jù)機(jī)械生產(chǎn)工藝的難易程度,逐漸實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)調(diào)度、銷售、組織管理、物流、供應(yīng)鏈等多方面的虛擬化工作。
隨著社會(huì)的發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品提出更高的要求?,F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中,要深入研究特種加工技術(shù),不斷提高特種加工技術(shù)水平。傳統(tǒng)機(jī)械制造在生產(chǎn)時(shí)主要原材料是淬火鋼、寶石、金剛石、耐熱合金等材料。這些原材料具有加工難度大、不易被改變等特征,難以符合高溫、高壓、高精度等加工標(biāo)準(zhǔn)。若對(duì)這些原材料施加打孔類精細(xì)制造工作,將會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和材料。而提升特種加工技術(shù)可以有效解決上述問(wèn)題,綜合使用化學(xué)手段以及熱能、聲能、電能、電化學(xué)能、光能等方面的技術(shù),可有效降低機(jī)械制造進(jìn)行切削工作的損耗率,提升企業(yè)生產(chǎn)制造的效率和精度。
機(jī)械制造企業(yè)從產(chǎn)品性能中可分析出企業(yè)的生存能力與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,有必要圍繞市場(chǎng)需求持續(xù)研發(fā)出不同的低成本、高品質(zhì)、強(qiáng)性能的新產(chǎn)品,從而向敏捷化發(fā)展機(jī)械制造技術(shù)。企業(yè)可借助升級(jí)生產(chǎn)技術(shù)、革新生產(chǎn)工藝、調(diào)配人力成本等途徑,使機(jī)械制造技術(shù)更加敏捷化,實(shí)現(xiàn)快速制造機(jī)械產(chǎn)品。同時(shí),企業(yè)可充分利用各類資源,及時(shí)掌握市場(chǎng)中機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與客戶需求,從而調(diào)整自身的生產(chǎn)工藝。向敏捷化發(fā)展不僅是指機(jī)械制造技術(shù)更加敏捷,還指企業(yè)管理與運(yùn)作更加敏捷化,消除固化管理模式。機(jī)械制造企業(yè)可精簡(jiǎn)組織架構(gòu),引入現(xiàn)代化辦公系統(tǒng),提高部門溝通效率。
由于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新、豐富種類并投入實(shí)際使用,企業(yè)紛紛開(kāi)始注重機(jī)械制造技術(shù)方面的信息化發(fā)展。在信息技術(shù)的加持下,企業(yè)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)突破時(shí)間與空間的束縛,跨界選擇產(chǎn)品物料,設(shè)計(jì)產(chǎn)品與制造產(chǎn)品,創(chuàng)造機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域的新活力。隨著社會(huì)不斷向前發(fā)展,對(duì)信息化提出了新要求,加快信息技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)之間的融合,可以有效提升生產(chǎn)效率并優(yōu)化產(chǎn)品。信息技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造企業(yè)后,提升了技術(shù)層面與各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的溝通效率,使企業(yè)間可實(shí)現(xiàn)高效對(duì)接。企業(yè)在引入網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的過(guò)程中,可以引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)與新生產(chǎn)工藝,促使機(jī)械制造進(jìn)一步向信息化、全面化發(fā)展。
綜上所述,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)包括虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)與敏捷制造技術(shù),有效促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展,助力企業(yè)提高生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)技術(shù)。但我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械制造技術(shù)水平相比仍存有一定差距,亟須企業(yè)正視雙方之間的差距,采取科學(xué)有效的方式提升機(jī)械制造工藝水平?,F(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)在我國(guó)具有較高的應(yīng)用價(jià)值,可有效提升企業(yè)生產(chǎn)制造水平。機(jī)械制造技術(shù)升級(jí)有助于經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展,助力我國(guó)度過(guò)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。毋庸置疑,現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)將向集成化、綠色化、自動(dòng)化、虛擬化、敏捷化等方向發(fā)展。