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機械制造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年，積累了不少理論和實踐經驗，但隨著社會的發展，人們的生活水平日益提高，各個方面的個性化需求愈加強烈。作為已經深入到各行各業并已成為基礎工業的機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。

我國機械制造行業發展現狀

機械制造業是一個國家最基礎的行業，也決定了一個國家制造業的整體水平，起步早，但發展又最令人擔憂，比如現在中國的汽車工業相比機械制造業來說無論是產品質量還是生產效率都要高得多，當然這也是因為機械行業的特性起了決定性的因素。
面對越來越激烈的國際市場競爭，我國機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。我們在技術上已經落后，加上資金不足，資源短缺，以及管理體制和周圍環境還存在許多問題，需要改進和完善，這些都給我們迅速趕超世界先進水平帶來極大的困難。隨著我國改革的不斷深入，對外開放的不斷擴大，為我國機械制造業的振興和發展提供了前所未有的良好條件。當今，制造業的世界格局已經和正在發生重大的變化，歐、亞、美三分天下的局面已經形成，世界經濟重心開始向亞洲轉移已出現征兆，制造業的產品結構、生產模式也在迅速變革之中。所有這些又給我們帶來了難得的機遇。挑戰與機遇并存，我們應該正視現實，面對挑戰，抓住機遇，深化改革，以振興和發展中國的機械制造業為己任，勵精圖治，奮發圖強，以使我國的機械制造業在不太長的時間內趕上世界先進水平。

世界機械制造業發展出現的特點

21世紀，世界機械工業進入前所未有的高速發展階段，對比其他行業，機械工業的發展呈現出以下這些主要特點：
（1）經濟規�；�。全球化的規模生產已經成為各大跨國公司發展的主流。在不斷聯合重組，擴張競爭實力的同時，各大企業也紛紛加強對其主干業務的投資與研發，不斷提高系統成套能力和個性化，多樣化市場適應能力。
（2）地位基礎化。發達國家重視裝備制造業的發展，不僅在本國工業中所占比重、積累、就業、貢獻均占前列，更在于裝備制造業為新技術、新產品的開發和生產提供重要的物質基礎，是現代化經濟不可缺少的戰略性產業，即使是邁進“信息化社會”的工業化國家，也無不高度重視機械制造業的發展。
（3）機械制造業跨國并購加劇。現代并購不再一味地強調對抗競爭，強強聯合成立企業獲得競爭優勢的主要手段，這是機械制造業全球化過程中大公司謀求生存發展的一大特點。而且趨飽和的市場，日漸激烈的市場競爭，投資建廠的風險增大，也使得更多企業開始采用聯合并購的手段。在建廠的前提下，優化企業產品結構，以達到提高生產能力、擴大市場份額、獲取規模效益的目的。以高技術為內涵的行業來自技術創新的威脅，使跨國公司走上了聯合之路，以形成強大的技術創新能力。機械制造業大企業間的戰略并購，導致了機械工業資源的重新配置。使得世界機械工業的競爭格局出現了協作型的局面。
（4）機械制造業全球化的方式發生了新變化。傳統的全球化方式有兩種：一是以母國為生產基地，將產品銷往其他國家；二是在海外投資建立生產制造基地，在國外制造產品，銷售到東道國或其他國家。特點是：自己擁有制造設施與技術，產品完全由自己制造；在資源的利用上，僅限于利用東道國的原材料、人員或資金等。

機械制造行業未來的發展趨勢

隨著信息技術革命，管理思想與方法的根本性變化，企業組織形式也發生了變化，這些變化發生在跨國公司，并將成為新型全球化方式而發展下去。這種變化的主要特征是：廣泛利用別國的生產設施與技術力量，在自己可以不擁有生產設施與制造技術所有權的情況下，制造出最終產品，并進行全球銷售。機械制造業公司在全球范圍建立零部件的加工網絡，自己負責產品的總裝與營銷。原材料調配、零部件采購全球化已成為世界機械制造工業的發展趨勢。
機械制造業在未來的發展中，有四種重要趨勢將對其產生重大影響。
（1）機械制造業技術的融合。在機械制造業的許多領域，電子控制和軟件技術變得同機械工程同等重要。德國格第巴赫機械制造公司是世界最大的為大型玻璃制造廠生產玻璃處理系統的公司，目前該公司的軟件控制裝置、電子機械裝置占據了其產值的1/3。
（2）機械制造業服務性思維。在從電梯到工廠設備等的各個領域，生產廠家的利潤增加已不再是因為按固定規格生產產品，而是要求制造廠家能按用戶的要求生產產品，以滿足用戶的個性化特殊的需求。
（3）機械制造業全球產品開發。企業的產品開發，不是閉門造車，而是在面向開放的公共平臺和社會資源。如美國最大的家用電器制造商惠而浦公司，對由2000名工程師組成的全球產品開發小組進行改組，以集思廣益開發新產品，縮短某些產品的開發時間。
（4）機械制造業更新生產策略。為了進一步適應市場經濟，振興我國機械制造業，把我國的機械產品源源不斷地推向國際市場，并牢固地占有國際市場，有必要重新認識機械制造業，認清21世紀初機械制造業發展的總趨勢、機械制造工藝裝備的特點以及我國機械制造工程師應掌握高新技術的主要方向。

21世紀機械制造業發展的總趨勢

高質量、高生產率一直是機械制造業發展的主要目標。因此，21世紀初機械制造業發展的總趨勢可概括為“四化”：柔性化——使工藝裝備與工藝路線能適應生產各種產品的需要，能適用迅速更換工藝、更換產品的需要；靈捷化——使生產力推向市場準備時間縮為最短，使工廠機制可以靈活轉向；智能化——柔性自動化的重要組成部分，它是柔性自動化的新發展和延伸；信息化——機械制造業將不再是由物質和能量借助于信息的力量生產出的價值，而是由信息借助于物質和能量的力量生產出的價值。因此，信息產業和智力產業將成為社會的主導產業。機械制造業也將成為由信息主導的、并采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織合理方式的一個全新的機械制造業。21世紀初機械制造業的重要特征表現在它的全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環保協調的綠色制造等。
近年來產品更迭不斷加快，各種各樣的需求不斷增加。據一些發達工業國的情況來看，這種產品更迭加快的步伐更加明顯。例如美國、西德、瑞士等國的統計表明，1995—1998年機械零件的種類增加了約50%；80%的工作人員不直接與材料打交道，而與信息打交道；85%的活動不直接增加產品的附加值，產品、工藝過程、組織管理日益復雜化；設計、工藝準備等占去的時間為完成用戶訂貨總時間的65%以上。另外，在激烈的市場競爭中，供貨期與質量往往起著比價格更為重要的作用。時間就是金錢，時間能贏得競爭的勝利。靈捷化又是擺在機械制造業面前的頭等重大課題。在技術上要實現柔性化，在生產組織上要實現變革。

面向 21世紀的機械制造業發趨勢體現在自動化、集成化、智能化等幾個方面。行業追求的目標是: 高質量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規格全的產品。

將來, 我們的機械制造業發展趨勢將奔著精密化、自動化、信息化、智能化等方向發展。自動化技術的成功應用, 不但提高了效率, 保證了產品質量, 還可以代替人去完成危險場合的工作, 集成化的作用是將原來獨立運行的多個單元系統集成一個能協調工作的和功能更強的新系統。

先進的制造業是將物料、能源、設備、資金、技術、信息和人力等制造資源通過先進的制造技術, 先進的管理技術和先進的制造過程轉變成人類需求產品的行業。行業追求的目標是: 高質量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規格全的產品, 因此,面向 21世紀的機械制造技術的發展趨勢體現在以下幾個方面:

1 機械制造與加工業發展趨勢之精密化

精密加工、超精密加工技術、微型機械是現代化機械制造技術發展的方向之一。精密和超精密加工技術包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復合加上 (如機械化學研磨、超聲磨削和電解拋光等 )三大領域。超精密加工技術己向納米 ( 1nm= 0. 001Lm )技術發展。納米技術己在納米機械學、納米電子學和納米材料技術得到了應用。因此, 它促進了機械科學、光學科學、測量科學和電子科學的發展。

美國 1997年首次制造出直徑僅為 60Lm 的靜電微型電機, 以及幾十微米的微型齒輪、彈簧及微型機構。武漢大學研制成納米級超微電極, 將其插入活體細胞后首次測出細胞內部神經遞質的動態信息。只前各國科學家正在進行微型機器人的研究, 微型機器人可以潛入人體血管、臟器去疏通血管、診治疾病。據國外預測,21世紀將是微型機械電子技術和微型機器人的時代,因此有人將納米技術與微型機械稱為 21 世紀的核心技術。

2 機械制造與加工業發展趨勢之自動化

自動化技術的成功應用, 不但提高了效率, 保證了產品質量, 還可以代替人去完成危險場合的工作。對于批量較大的生產自動化, 可通過機床自動化改裝、應用自動機床、專用組合機床、自動生產線來完成。小批量生產自動化可通過 NC, MC, CAM, FMS, C IM, IM S 等來完成。在末來的自動化技術實施過程中, 將更加重視人在自動化系統中的作用。同時自動化開始面向中小型企業, 以經濟實用為出發點, 滿足不斷發展的產品多樣化和個性化需要。

3 機械制造與加工業發展趨勢之信息化

信息、物質和能源是制造系統的三要素。隨著計算機、自動化與通訊網絡技術紅制造系統中的應用, 信息的作用越來越重要。產品制造過程中的信息投入,己成為決定產品成本的主要因素。制造過程的實質是對制造過程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過程, 最終形成的產品可看作是信息的物質表現, 因此可以把信息看作是一種產業, 包括在制造之中。為此一些企業開始利用網絡技術、計算機聯網、信息高速公路、衛星傳遞數據等實現異地生產。使生產分散網絡化, 以適應 21世紀高柔性生產的需要。

4 機械制造與加工業發展趨勢之柔性化

隨著科學技術的飛速發展和人民生活水平不斷提高, 促使產品更新換代的速度不斷加快, 這就要求現代企業必須具備一定的生產柔性來滿足市場多變的需要。所謂柔性, 是指一個制造系統適應各種生產條件變化的能力, 它與系統方案、人員和設備有關。系統方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務, 完成數量和時間要求的適應能力。設備柔性是指機床能在短期內適應新零件的加工能力。柔性制造自動化的形式很多, 如美國提出的敏捷制造 ( AM ) 其主線就是高柔性生產。上海同濟大學張曙教授提出的獨立制造島 ( AM I) 也是高柔性生產模式。

5 機械制造與加工業發展趨勢之集成化

集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統集成一個能協調工作的和功能更強的新系統。集成不是簡單的連接, 是經過統一規劃設計, 分析原單元系統的作用和相互關系并進行優化重組而實現的。集成化的目的是實現制造企業的功能集成, 功能集成要借助現代管理技術、計算機技術、自動化技術和信息技術實現技術集成, 同時還要強調人的集成, 由于系統中不可能沒有人, 系統運行的效果與企業經營思想、運行機制、管理模式都與人有關, 因此在技術集成的同時, 還應強調管理與人的集成。集成化生產將成為面向 21世紀占主導的生產方式。

6 機械制造與加工業發展趨勢之智能化

智能化是而向 21世紀制造技術的發展趨勢之一。智能制造技術 ( IMT)是將人工智能融入制造過程的各個環節, 通過模擬人類專家的智能活動, 取代或延伸制造系統中的部分腦力勞動, 在制造過程中系統能自動監測其運行狀態, 在受到外界干擾或內部激勵能自動調整其參數, 以達到最佳狀態和具備自組織能力。例如機器人加工就是將機床與機器人、傳感器、控制器組合而成的智能制造系統, 它具有信息處理和知覺反饋、決策能力, 可同時控制指揮多種操作, 從而能提高效率、保證質量和降低成本。智能化是柔性自動化和集成自動化的新發展和重要組成部分。

1. 45——優質碳素結構鋼，是最常用中碳調質鋼。  主要特征: 最常用中碳調質鋼，綜合力學性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。小型件宜采用調質處理，大型件宜采用正火處理。應用舉例: 主要用于制造強度高的運動件，如透平機葉輪、壓縮機活塞。軸、齒輪、齒條、蝸桿等。焊接件注意焊前預熱，焊后消除應力退火。 
2. Q235A（A3鋼）——最常用的碳素結構鋼。  主要特征: 具有高的塑性、韌性和焊接性能、冷沖壓性能，以及一定的強度、好的冷彎性能。應用舉例: 廣泛用于一般要求的零件和焊接結構。如受力不大的拉桿、連桿、銷、軸、螺釘、螺母、套圈、支架、機座、建筑結構、橋梁等。 
3. 40Cr——使用最廣泛的鋼種之一，屬合金結構鋼。  主要特征: 經調質處理后，具有良好的綜合力學性能、低溫沖擊韌度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷時可得到較高的疲勞強度，水冷時復雜形狀的零件易產生裂紋，冷彎塑性中等，回火或調質后切削加工性好，但焊接性不好，易產生裂紋，焊前應預熱到100～150℃，一般在調質狀態下使用，還可以進行碳氮共滲和高頻表面淬火處理。 應用舉例:調質處理后用于制造中 速、中載的零件，如機床齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂針套等，調質并高頻表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齒輪、軸、主軸、曲軸、心軸、套筒、銷子、連桿、螺釘螺母、進氣閥等，經淬火及中溫回火后用于制造重載、中速沖擊的零件，如油泵轉子、滑塊、齒輪、主軸、套環等，經淬火及低溫回火后用于制造重載、低沖擊、耐磨的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環等，碳氮共滲處即后制造尺寸較大、低溫沖擊韌度較高的傳動零件，如軸、齒輪等。  
4. HT150——灰鑄鐵。應用舉例:齒輪箱體，機床床身，箱體，液壓缸，泵體，閥體，飛輪，氣缸蓋，帶輪，軸承蓋等  
5. 35——各種標準件、緊固件的常用材料  主要特征: 強度適當，塑性較好，冷塑性高，焊接性尚可。冷態下可局部鐓粗和拉絲。淬透性低，正火或調質后使用應用舉例: 適于制造小截面零件，可承受較大載荷的零件：如曲軸、杠桿、連桿、鉤環等，各種標準件、緊固件  
6. 65Mn——常用的彈簧鋼。應用舉例:小尺寸各種扁、圓彈簧、座墊彈簧、彈簧發條，也可制做彈簧環、氣門簧、離合器簧片、剎車彈簧、冷卷螺旋彈簧，卡簧等。 
7. 0Cr18Ni9——最常用的不銹鋼（美國鋼號304，日本鋼號SUS304）特性和應用: 作為不銹耐熱鋼使用最廣泛，如食品用設備，一般化工設備，原于能工業用設備 
8. Cr12——常用的冷作模具鋼（美國鋼號D3，日本鋼號SKD1)  特性和應用: Cr12鋼是一種應用廣泛的冷作模具鋼，屬高碳高鉻類型的萊氏體鋼。該鋼具有較好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12鋼碳含量高達2.3%，所以沖擊韌度較差、易脆裂，而且容易形成不均勻的共晶碳化物；Cr12鋼由于具有良好的耐磨性，多用于制造受沖擊負荷較小的要求高耐磨的冷沖模、沖頭、下料模、冷鐓模、冷擠壓模的沖頭和凹模、鉆套、量規、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉深模以及粉末冶金用冷壓模等 
9. DC53——常用的日本進口冷作模具鋼。特性和應用: 高強韌性冷作模具鋼，日本大同特殊鋼（株）廠家鋼號。高溫回火后具有高硬度、高韌性，線切割性良好。用于精密冷沖壓模、拉伸模、搓絲模、冷沖裁模、沖頭等10、SM45——普通碳素塑料模具鋼（日本鋼號S45C） 
10. DCCr12MoV——耐磨鉻鋼。國產.較Cr12鋼含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均勻有所改善,MO能減輕碳化物偏析并提高淬透性,V能細化晶粒增加韌性.此鋼有高淬透性,截面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,較Cr12有高的韌性,淬火時體積變化小,又有高的耐磨性和良好的綜合機械性能.所以可以制造截面大,形狀復雜,經受較大沖擊的各種模具,例如普通拉伸模,沖孔凹模,沖模,落料模,切邊模,滾邊模,拉絲模,冷擠壓模,冷切剪刀,圓鋸,標準工具,量具等。 
11. SKD11——韌性鉻鋼.日本日立株式生產.在技術上改善鋼中的鑄造組織,細化了晶粒.較Cr12mov的韌性和耐磨性有所提高.延長了模具的使用壽命. 
12. D2——高碳高鉻冷作鋼,美國產.具有高的淬透性,淬硬性,耐磨性,高溫抗氧化性能好,淬火和拋光后抗銹蝕能力好,熱處理變形小,宜制造各種要求高精度,長壽命的冷作模具,刀具和量具,例如拉伸模,冷擠壓模,冷剪切刀等。 
13. SKD11(SLD)——不變形韌性高鉻鋼.日本日立株式生產.由于鋼中MO,V含量增加,改善鋼中的鑄造組織,細化了晶粒,改善了碳化物形貌,因而此鋼的強韌性(抗彎強度,撓度,沖擊韌度等)比SKD1,D2高,耐磨性也有所增加,而且具有更高的耐回火性.實踐證明此鋼模具壽命比Cr12mov有所提高.常制造要求高的模具,如拉伸模,沖擊砂輪片的模等。
14. DC53——高韌性高鉻鋼,日本大同株式生產.熱處理硬度高于SKD11.高溫(520-530)回火后可達62-63HRC高硬度,在強度和耐磨性方面DC53超過SKD11.韌性是SKD11的兩倍.DC53的韌性在冷作模具制造很少出現裂紋和龜裂.大大提高了使用壽命.殘余應力小.經高溫回頭減少殘余應力.因為線切割加工后的裂痕和變形得到抑制.切削性和研磨性超過SKD11.用于精密沖壓模,冷鍛,深拉模等. 
15. SKH-9——耐磨性,韌性大的通用高速鋼.日本日立株式生產.用于冷鍛模,切條機,鉆頭,鉸刀,沖頭等。 
16. ASP-23——粉末冶金高速鋼,瑞典產.碳化物分布極均勻,耐磨損,高韌性,易加工,熱處理尺寸穩定.用于沖頭,深拉伸模,鉆模,銑刀和剪切刀片等各類長壽命之切削工具。
17. P20——一般要求的大小塑膠模具,美國產.可電蝕操作.出廠狀態預硬HB270-300.淬火硬度HRC52。   
18. 718——高要求的大小塑膠模具,瑞典產.尤其電蝕操作. 出廠狀態預硬HB290-330. 淬火硬度HRC52 
19. Nak80——高鏡面,高精度塑膠模具,日本大同株式產. 出廠狀態預硬HB370-400.淬火硬度HRC52   
20. S136——防腐蝕及需鏡面拋光塑膠模具,瑞典產. 出廠狀態預硬HB＜215.淬火硬度HRC52。 
21. H13——普通常用壓鑄模,用于鋁,鋅,鎂及合金壓鑄.熱沖壓模,鋁擠壓模,   
22. SKD61——高級壓鑄模,日本日立株式產,經電碴重溶技術,在使用壽命上比H13有明顯的提高. 熱沖壓模,鋁擠壓模,   
23. 8407——高級壓鑄模,瑞典產. 熱沖壓模,鋁擠壓模。   
24. FDAC——添加了硫加強其易削性,出廠預硬硬度338-42HRC,可直接進行刻雕加工, 無須淬火,回火處理.用于小批量模,簡易模,各種樹脂制品,滑動零部件,交期短的模具零件.拉鏈模,眼鏡框模。