【正文】 設(shè)備、資金、技術(shù)、信息和人力等制造資源通過先進的制造技術(shù)，先進的管理技術(shù)和先進的制造過程轉(zhuǎn)變成人類需求產(chǎn)品的行業(yè)。行業(yè)追求的目標是：高質(zhì)量、高效率、高柔性、低成本、低勞動力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品，因此，面向 21 世紀的機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面： 精密化 精密加工、超精密加工技術(shù)、微型機械是現(xiàn)代化機械制造技術(shù)發(fā) 展的方向之一。精密和超精密加工技術(shù)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(lǐng)域。超精密加工技術(shù)己向納米 (1nm= m)技術(shù)發(fā)展。納米技術(shù)己在納米機械學、納米電子學和納米材料技術(shù)得到了應用。因此，它促進了機械科學、光學科學、測最科學和電子科學的發(fā)展。美國 1997 年首次制造出直徑僅為 60μ m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(gòu)。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(nèi)部神經(jīng)遞質(zhì)的動態(tài)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(jù)國外預測， 21 世紀將是微型機械電子技術(shù)和微型機器人的時代，因此有人將納米技術(shù)與微型機械稱為 21 世紀的核心技術(shù)。 自動化 自動化技術(shù)的成功應用，不但提高了效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)線來完成。小批量生產(chǎn)自動化可通過NC， MC， CAM， FMS， CIM， IMS 等來完成。在末來的自動化技術(shù)實 施過程中，將更加重視人在自動化系統(tǒng)中的作用。同時自動化開始面向中小型企業(yè)，以內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 9 經(jīng)濟實用為出發(fā)點，滿足不斷發(fā)展的產(chǎn)品多樣化和個性化需要。 信息化 信息、物質(zhì)和能源是制造系統(tǒng)的三要素。隨著計算機、自動化與通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)紅制造系統(tǒng)中的應用，信息的作用越來越重要。產(chǎn)品制造過程中的信息投入，己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。制造過程的實質(zhì)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(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)，因此可以把信息看作是一種產(chǎn)業(yè)，包括在制造之中。為此一些企業(yè)開始利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 、計算機聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路、衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)等實現(xiàn)異地生產(chǎn)。使生產(chǎn)分散網(wǎng)絡(luò)化，以適應 21 世紀高柔性生產(chǎn)的需要。 機械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年，積累了不少理論和實踐經(jīng)驗，但隨著社會的發(fā)展，人們的生活水平日益提高，各個方面的個性化需求越加強烈。作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎(chǔ)工業(yè)的機械制造業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。 先進制造技術(shù)這個概念的提出為機械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義，但目前公認的認識是：先進制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等 方面的成果，并將其綜合應用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱。它具有如下一些特點： 1．從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會的需要。 2．從強調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮。 3．從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)。 4．從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提 高工作質(zhì)量。 5．從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 10 變。 6．機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢可以概括為： （ 1）機械制造自動化。 （ 2）精密工程。 （ 3）傳統(tǒng)加工方法的改進與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。 下面對自動化技術(shù)給予論述和展望。 機械制造自動化技術(shù)始終是機械制造中最活躍的一個研究領(lǐng)域。也是制造企業(yè)提高生產(chǎn)率和贏得市場競爭的主要手段。機械制造自動化技術(shù)自本世紀 20 年代出現(xiàn)以來，經(jīng)歷了三個階段，即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算 機輔助制造、計算集成制造等概念相聯(lián)系，它是制造技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和信息技術(shù)的綜合，旨在全面提高制造企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和對市場的響應速度。 一、集成化 計算機集成制造 （ CIMS）被認為是 21 世紀制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式。 CIMS作為一個由若干個相互聯(lián)系的部分（分系統(tǒng)）組成，通常可劃分為 5 部分： 1．工程技術(shù)信息分系統(tǒng) 包括計算機輔助設(shè)計（ CAD），計算機輔助工程分析（ CAE），計算機輔助工藝過程設(shè)計 （ CAPP），計算機輔助工裝設(shè)計 （ CATD）數(shù)控程序編制 （ NCP）等。 2．管理信息分系統(tǒng) （ MIS） 包括經(jīng)營管理 （ BM），生產(chǎn)管理 （ PM），物料管理（ MM），人事管理 （ LM），財務(wù)管理 （ FM）等。 3．制造自動化分系統(tǒng)（ MAS） 包括各種自動化設(shè)備和系統(tǒng)，如計算機數(shù)控 （ CNC），加工中心 （ MC），柔性制造單元 （ FMS），工 業(yè) 機 器 人（ Robot），自動裝配 （ AA）等。 4．質(zhì)量信息分系統(tǒng) 包括計算機輔助檢測（ CAI），計算機輔助測試（ CAT），計算機輔助質(zhì)量控制（ CAQC），三坐標測量機（ CMM）等 。 5．計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng) 它是一個支持系統(tǒng)，用于將上述幾個分系統(tǒng)聯(lián)系起來，以實現(xiàn)各分系統(tǒng)的集內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 11 成。 二、智能化 智能制造系統(tǒng)可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動，如分析、推理、判斷、構(gòu)思、決策等。 在智能系統(tǒng)中， “智能 ”主要體現(xiàn)在系統(tǒng)具有極好的 “軟 ”特性 （適應性和友好性）。在設(shè)計和制造過程中，采用模塊化方法，使之具有較大的柔性；對于人，智能制造強調(diào)安全性和友好性；對于環(huán)境，要求作到無污染，省能源和資源充 分回收；對于社會，提倡合理協(xié)作與競爭。 三、敏捷化 敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力，對用戶需求作出快速反應，以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力，虛擬企業(yè)的建立是關(guān)鍵技術(shù)，其核心是虛擬制造技術(shù)，即敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。 實現(xiàn)敏捷制造的技術(shù)基礎(chǔ)包括： 1． 大范圍的通訊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，要求在全國范圍內(nèi)建立工廠信息網(wǎng)絡(luò)和準時信息系統(tǒng)（ JustInTimeInformation）。 2．柔性化、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計方法。 3．高柔性、模塊化、可伸縮的制造系統(tǒng)。 4．為定單而設(shè)計、制造的生產(chǎn)方式。 5．基于任務(wù)的組織與管理。 6．基于信任的雇傭關(guān)系。 四、虛擬化 “虛擬制造 ”的概念于 20 世紀 90 年代初期提出。虛擬制造以系統(tǒng)建模和計算機仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學、信息技術(shù)、并行工程、人工智能、多媒體 技術(shù)等高新技術(shù)為一體，是一項由多學科知識形成的綜合系統(tǒng)技術(shù)。虛擬制造利用信息技術(shù)、仿真計算機技術(shù)對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)前內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 12 就采取預防的措施，從而達到產(chǎn)品一次性制造成功，來達到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，增強產(chǎn)品競爭力的目的。 五、清潔化 清潔生產(chǎn)是指：將綜合預防的環(huán)境戰(zhàn)略，持續(xù)應用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中，以便減少對人類和環(huán)境的風險。 清潔生產(chǎn)的兩個基本目標是資源的綜合利用和環(huán)境保護。對生產(chǎn)過程而言，清潔生產(chǎn)要求滲透 到從原材料投入到產(chǎn)出成品的全過程，包括節(jié)約原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺資源，二次能源和再生資源的利用，改進工藝及設(shè)備，并將一切排放物的數(shù)量與毒性削減在離開生產(chǎn)過程之前。對于產(chǎn)品而言，清潔生產(chǎn)覆蓋構(gòu)成產(chǎn)品整個生命周期的各個階段，即從原材料的提取到產(chǎn)品的最終處理，包括產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、包裝、運輸、流通、銷售及報廢等，合理利用資源，并最大限度地減少對人類和環(huán)境的不利影響。 綜上所述，機械制造業(yè)的發(fā)展方向是將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)進行有機的結(jié)合，通過計算機技 術(shù)是企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關(guān)的組織、經(jīng)營、管理和技術(shù)有機集成和優(yōu)化運行，在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化達到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量優(yōu)成本低的目的，進而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性，是企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。 機械行業(yè) 2021 發(fā)展前景展望 機械行業(yè)是典型的制造業(yè)，主要為國民經(jīng)濟發(fā)展提供所需的各種機械裝備或設(shè)備。根據(jù)國家統(tǒng)計局口徑，其包括六個一級子行業(yè)：金屬制品業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、儀器儀表業(yè)、交運設(shè)備制造業(yè)和電氣機械制造業(yè)，典型的機械產(chǎn)品如汽車、 船舶、發(fā)電機組、機床、工程機械、礦山機械、集裝箱等。 我國機械行業(yè)門類齊全，規(guī)模大， 2021 年整體銷售收入接近 9 萬億元，僅次于日本居世界第二位，占到全球機械銷售額的 15%左右 。出口額達到 2,425 億美元，躍居世界第四 。工業(yè)增加值超過 2 萬億元，約占當年我國 GDP 的 8%。機械行業(yè)是對全國工業(yè)發(fā)展貢獻最大的行業(yè)，經(jīng)濟總量占整個裝備制造業(yè) 2/3 以上。因此機械行業(yè)是裝備制造業(yè)的最重要組成部分，堪稱中國工業(yè)的 “ 脊梁 ” 。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 13 經(jīng)濟的重化工化和人口的城鎮(zhèn)化是驅(qū)動我國機械行業(yè)發(fā)展的內(nèi)在因素： 2021年我國工業(yè)增加值中重 工業(yè)占比超過 60%，城鎮(zhèn)化率達到 46%，已連續(xù)多年保持上升趨勢。在此過程中，我國工業(yè)結(jié)構(gòu)將由加工組裝工業(yè)向技術(shù)密集型工業(yè)轉(zhuǎn)變，從而拉動對機械產(chǎn)品的大量需求。 全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是驅(qū)動我國機械行業(yè)發(fā)展的外在因素：由于中國的機械行業(yè)擁有發(fā)展中國家中最完善的設(shè)計和制造產(chǎn)業(yè)鏈，具有綜合的人力和原材料成本比較優(yōu)勢，因此近年來海外的機械制造紛紛向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，體現(xiàn)在機械產(chǎn)品的進出口額快速增加，外貿(mào)順差不斷擴大。 因此，我們認為中國機械行業(yè)存在中長期投資機會，但在選擇投資時機時，要把握好行業(yè)的周期性和輪動特點。 周期性：多數(shù)機械產(chǎn)品屬于投資品，其需求來自于下游行業(yè)的資本支出，進而取決于下游行業(yè)的盈利水平或政府的投資力度 。從而經(jīng)濟周期導致的下游行業(yè)盈利或政府投資的周期性波動，將引起機械產(chǎn)品需求的周期波動。需要注意的是機械產(chǎn)品的周期性更多體現(xiàn)在需求量而非產(chǎn)品價格的變化，在周期的高點和低點需求量往往差異巨大。例如受航運業(yè)景氣下滑影響， 2021 年 18 月全球船舶新增訂單僅約 1,500 萬載重噸，同比下滑 90%左右。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 14 第 二 章 變速箱殼體加工工藝 規(guī)程設(shè)計 零件的分析 零件的作用 題目給出的是變速箱殼體。變速箱殼體的主要作用是支承各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證變速箱箱體部件與發(fā)動機正確的安裝。因此變速箱殼體的加工質(zhì)量，不但直接影響變速箱的裝備精度和運動精度，而且還會影響汽車的工件精度、使用壽命。變速箱主要是實現(xiàn)變速，改變運動速度。 零件的工藝分析 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 15 1. 技術(shù)精度要求 （ 1）變速箱殼體在結(jié)構(gòu)上壁薄而多孔，整個容腔為三組平行孔系所占據(jù)。 （ 2）為提高傳動精度，應保證 裝在三組平行孔系中的軸承獲得良好的配合精度，故 φ 48+ 0 、 φ 80+ 0 及 φ 146+ 0 三孔系均有較高的尺寸精度要求；除此內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 16 之外，為保證傳動平穩(wěn)喝減少噪聲，三組平行孔系之間還有較高的孔距公差。 （ 3）因總體結(jié)構(gòu)喝部件位置的限制，在變速箱殼體的中間部位，有兩塊面積不大的外伸安裝面。為整個變速箱的安裝基面，且與 φ 146 孔中心有較高的尺寸要求，其數(shù)值為 177。 。保證了傳動位置和傳動精度的準確性。 材料特性、加工方案及工藝措施 （ 1） 變速箱殼體的材料為鋁硅 銅合金，硬度低但比強度較高，其金相組織為硅在鋁內(nèi)的固溶體 +共晶體組成。切削加工性能較好，因含有硅，故易使刀具磨損。又因含有 ZL107 材料熔點較低，在切削中易產(chǎn)生積屑瘤，會影響工件的表面粗糙度及尺寸精度，因此，應充分考慮工件材料的熱變形，減少刀面同工件的摩擦，要求刀具刃口