未来机械制造业发展战略探讨
3.1.2刀具
与刀具有关的技术主要是切削机理和材料。切削机理决定刀具切削方式及形状。材料决定在切削机理一定的前提下的切削性能。切削机理方面,除常规的车、铣、刨、磨、线切割等,目前,又出现了水切割、激光切割。特别是激光切割,它是当今迅速发展起来的新型加工技术——快速成型的基石。刀具材料方面:超细晶硬质合金、金刚石涂层硬质合金、纳米晶陶瓷、超细晶金属陶瓷及其涂层、立方氮化硼等已得到应用。陶瓷和立方氮化硼多用于车削;硬质合金和金刚石涂层硬质合金多用于铣削。
今后切削加工技术特点:超高速、超大进给量加工;难切削材料加工以及干式切削。自然,用于硬车削刀片和高速铣削整体立铣刀材料的研究应是发展方向。而在切削机理方面,应重点开发新领域。一个新的切削机理的产生,往往会产生联动效应。如激光切割的产生,带动快速成型技术的发展。
3.2 先进技术在制造业宏观方面的应用
在这里,我们不想对产品设计、工艺设计等各环节具体新技术的应用做过多的讨论。我们单从它们之间衔接环节及完成各环节的过程就可以充分体会到先进技术在制造业中起着何等重要的作用。正是信息技术的发展与应用,使得制造业产生了革命性的变革。这种变革就是由传统的串行运作模式向现代的并行运作模式转化。CE、LP、AM等涉及技术、企业管理体制的新概念,并强调人、技术与经营三者集成,使人员组织管理、任务分配、工作协调、信息交流、设计资料与资源共享等发生根本性变化。这里之所以重点提及并行工程,是因为从观念上讲,它更符合“快速响应”的要求;从技术上讲,现在计算机技术、信息技术等飞速发展,为其构成强有力支持。
并行设计是并行工程的核心,其内容包括:
(1)过程重构:由传统的串行产品开发模式转变成集成的、并行的产品开发模式,使下游设计过程中的需求及早地反馈给相应过程;
(2)数字化产品定义:包括数字化产品模型和管理、数字化过程定义和管理、数字化工具定义和信息集成,如DFQ、DFA、DFM、CAD/CAE/CAM集成等;
(3)产品开发队伍重构:将传统的以功能部门为主线的产品设计,改变以产品为主线,组织多功能集成产品开发团队,进行产品并行开发;
(4)协同工作环境:利用多媒体、网络等技术,组织协调工作环境,支持并行设计。
并行设计作为一种设计“哲理”,应该说是多学科思想和技术的集成。今后,将主要在以下几个方面发展:
(1)产品设计的虚拟化、集成化——虚拟产品开发;
(2)产品设计的网络化、敏捷化——基于虚拟企业的产品开发;
(3)产品设计个性化、敏捷化——大规模定制。
制造业每一次质的飞跃无不依赖于各学科的技术突破。计算机技术、网络与通讯技术、新材料技术,甚至生物技术对传统制造业的无孔不入的渗透,使传统制造业生机盎然,使制造者的智力和制造业的能力冲破传统的时间、空间及观念的束缚飞速发展。这就是先进技术对制造业的影响。
