机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求愈加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。

我国机械制造行业发展现状

机械制造业是一个国家最基础的行业，也决定了一个国家制造业的整体水平，起步早，但发展又最令人担忧，比如现在中国的汽车工业相比机械制造业来说无论是产品质量还是生产效率都要高得多，当然这也是因为机械行业的特性起了决定性的因素。
面对越来越激烈的国际市场竞争，我国机械制造业面临着严峻的挑战。我们在技术上已经落后，加上资金不足，资源短缺，以及管理体制和周围环境还存在许多问题，需要改进和完善，这些都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大的困难。随着我国改革的不断深入，对外开放的不断扩大，为我国机械制造业的振兴和发展提供了前所未有的良好条件。当今，制造业的世界格局已经和正在发生重大的变化，欧、亚、美三分天下的局面已经形成，世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆，制造业的产品结构、生产模式也在迅速变革之中。所有这些又给我们带来了难得的机遇。挑战与机遇并存，我们应该正视现实，面对挑战，抓住机遇，深化改革，以振兴和发展中国的机械制造业为己任，励精图治，奋发图强，以使我国的机械制造业在不太长的时间内赶上世界先进水平。

世界机械制造业发展出现的特点

21世纪，世界机械工业进入前所未有的高速发展阶段，对比其他行业，机械工业的发展呈现出以下这些主要特点：
（1）经济规模化。全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。在不断联合重组，扩张竞争实力的同时，各大企业也纷纷加强对其主干业务的投资与研发，不断提高系统成套能力和个性化，多样化市场适应能力。
（2）地位基础化。发达国家重视装备制造业的发展，不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列，更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质基础，是现代化经济不可缺少的战略性产业，即使是迈进“信息化社会”的工业化国家，也无不高度重视机械制造业的发展。
（3）机械制造业跨国并购加剧。现代并购不再一味地强调对抗竞争，强强联合成立企业获得竞争优势的主要手段，这是机械制造业全球化过程中大公司谋求生存发展的一大特点。而且趋饱和的市场，日渐激烈的市场竞争，投资建厂的风险增大，也使得更多企业开始采用联合并购的手段。在建厂的前提下，优化企业产品结构，以达到提高生产能力、扩大市场份额、获取规模效益的目的。以高技术为内涵的行业来自技术创新的威胁，使跨国公司走上了联合之路，以形成强大的技术创新能力。机械制造业大企业间的战略并购，导致了机械工业资源的重新配置。使得世界机械工业的竞争格局出现了协作型的局面。
（4）机械制造业全球化的方式发生了新变化。传统的全球化方式有两种：一是以母国为生产基地，将产品销往其他国家；二是在海外投资建立生产制造基地，在国外制造产品，销售到东道国或其他国家。特点是：自己拥有制造设施与技术，产品完全由自己制造；在资源的利用上，仅限于利用东道国的原材料、人员或资金等。

机械制造行业未来的发展趋势

随着信息技术革命，管理思想与方法的根本性变化，企业组织形式也发生了变化，这些变化发生在跨国公司，并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是：广泛利用别国的生产设施与技术力量，在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况下，制造出最终产品，并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件的加工网络，自己负责产品的总装与营销。原材料调配、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势。
机械制造业在未来的发展中，有四种重要趋势将对其产生重大影响。
（1）机械制造业技术的融合。在机械制造业的许多领域，电子控制和软件技术变得同机械工程同等重要。德国格第巴赫机械制造公司是世界最大的为大型玻璃制造厂生产玻璃处理系统的公司，目前该公司的软件控制装置、电子机械装置占据了其产值的1/3。
（2）机械制造业服务性思维。在从电梯到工厂设备等的各个领域，生产厂家的利润增加已不再是因为按固定规格生产产品，而是要求制造厂家能按用户的要求生产产品，以满足用户的个性化特殊的需求。
（3）机械制造业全球产品开发。企业的产品开发，不是闭门造车，而是在面向开放的公共平台和社会资源。如美国最大的家用电器制造商惠而浦公司，对由2000名工程师组成的全球产品开发小组进行改组，以集思广益开发新产品，缩短某些产品的开发时间。
（4）机械制造业更新生产策略。为了进一步适应市场经济，振兴我国机械制造业，把我国的机械产品源源不断地推向国际市场，并牢固地占有国际市场，有必要重新认识机械制造业，认清21世纪初机械制造业发展的总趋势、机械制造工艺装备的特点以及我国机械制造工程师应掌握高新技术的主要方向。

21世纪机械制造业发展的总趋势

高质量、高生产率一直是机械制造业发展的主要目标。因此，21世纪初机械制造业发展的总趋势可概括为“四化”：柔性化??使工艺装备与工艺路线能适应生产各种产品的需要，能适用迅速更换工艺、更换产品的需要；灵捷化??使生产力推向市场准备时间缩为最短，使工厂机制可以灵活转向；智能化??柔性自动化的重要组成部分，它是柔性自动化的新发展和延伸；信息化??机械制造业将不再是由物质和能量借助于信息的力量生产出的价值，而是由信息借助于物质和能量的力量生产出的价值。因此，信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。机械制造业也将成为由信息主导的、并采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织合理方式的一个全新的机械制造业。21世纪初机械制造业的重要特征表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。
近年来产品更迭不断加快，各种各样的需求不断增加。据一些发达工业国的情况来看，这种产品更迭加快的步伐更加明显。例如美国、西德、瑞士等国的统计表明，1995?1998年机械零件的种类增加了约50%；80%的工作人员不直接与材料打交道，而与信息打交道；85%的活动不直接增加产品的附加值，产品、工艺过程、组织管理日益复杂化；设计、工艺准备等占去的时间为完成用户订货总时间的65%以上。另外，在激烈的市场竞争中，供货期与质量往往起着比价格更为重要的作用。时间就是金钱，时间能赢得竞争的胜利。灵捷化又是摆在机械制造业面前的头等重大课题。在技术上要实现柔性化，在生产组织上要实现变革。

面向 21世纪的机械制造业发趋势体现在自动化、集成化、智能化等几个方面。行业追求的目标是: 高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品。

将来, 我们的机械制造业发展趋势将奔着精密化、自动化、信息化、智能化等方向发展。自动化技术的成功应用, 不但提高了效率, 保证了产品质量, 还可以代替人去完成危险场合的工作, 集成化的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。

先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术, 先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是: 高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品, 因此,面向 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面:

1 机械制造与加工业发展趋势之精密化

精密加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加上 (如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等 )三大领域。超精密加工技术己向纳米 ( 1nm= 0. 001Lm )技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此, 它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。

美国 1997年首次制造出直径仅为 60Lm 的静电微型电机, 以及几十微米的微型齿轮、弹簧及微型机构。武汉大学研制成纳米级超微电极, 将其插入活体细胞后首次测出细胞内部神经递质的动态信息。只前各国科学家正在进行微型机器人的研究, 微型机器人可以潜入人体血管、脏器去疏通血管、诊治疾病。据国外预测,21世纪将是微型机械电子技术和微型机器人的时代,因此有人将纳米技术与微型机械称为 21 世纪的核心技术。

2 机械制造与加工业发展趋势之自动化

自动化技术的成功应用, 不但提高了效率, 保证了产品质量, 还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化, 可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过 NC, MC, CAM, FMS, C IM, IM S 等来完成。在末来的自动化技术实施过程中, 将更加重视人在自动化系统中的作用。同时自动化开始面向中小型企业, 以经济实用为出发点, 满足不断发展的产品多样化和个性化需要。

3 机械制造与加工业发展趋势之信息化

信息、物质和能源是制造系统的三要素。随着计算机、自动化与通讯网络技术红制造系统中的应用, 信息的作用越来越重要。产品制造过程中的信息投入,己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程, 最终形成的产品可看作是信息的物质表现, 因此可以把信息看作是一种产业, 包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化, 以适应 21世纪高柔性生产的需要。

4 机械制造与加工业发展趋势之柔性化

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高, 促使产品更新换代的速度不断加快, 这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性, 是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力, 它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务, 完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。柔性制造自动化的形式很多, 如美国提出的敏捷制造 ( AM ) 其主线就是高柔性生产。上海同济大学张曙教授提出的独立制造岛 ( AM I) 也是高柔性生产模式。

5 机械制造与加工业发展趋势之集成化

集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接, 是经过统一规划设计, 分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成, 功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成, 同时还要强调人的集成, 由于系统中不可能没有人, 系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关, 因此在技术集成的同时, 还应强调管理与人的集成。集成化生产将成为面向 21世纪占主导的生产方式。

6 机械制造与加工业发展趋势之智能化

智能化是而向 21世纪制造技术的发展趋势之一。智能制造技术 ( IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节, 通过模拟人类专家的智能活动, 取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动, 在制造过程中系统能自动监测其运行状态, 在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数, 以达到最佳状态和具备自组织能力。例如机器人加工就是将机床与机器人、传感器、控制器组合而成的智能制造系统, 它具有信息处理和知觉反馈、决策能力, 可同时控制指挥多种操作, 从而能提高效率、保证质量和降低成本。智能化是柔性自动化和集成自动化的新发展和重要组成部分。

1. 45??优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。  主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。 
2. Q235A（A3钢）??最常用的碳素结构钢。  主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 
3. 40Cr??使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。  主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 应用举例:调质处理后用于制造中 速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。  
4. HT150??灰铸铁。应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等  
5. 35??各种标准件、紧固件的常用材料  主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件  
6. 65Mn??常用的弹簧钢。应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。 
7. 0Cr18Ni9??最常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛，如食品用设备，一般化工设备，原于能工业用设备 
8. Cr12??常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1)  特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物；Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等 
9. DC53??常用的日本进口冷作模具钢。特性和应用: 高强韧性冷作模具钢，日本大同特殊钢（株）厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高韧性，线切割性良好。用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头等10、SM45??普通碳素塑料模具钢（日本钢号S45C） 
10. DCCr12MoV??耐磨铬钢。国产.较Cr12钢含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均匀有所改善,MO能减轻碳化物偏析并提高淬透性,V能细化晶粒增加韧性.此钢有高淬透性,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,较Cr12有高的韧性,淬火时体积变化小,又有高的耐磨性和良好的综合机械性能.所以可以制造截面大,形状复杂,经受较大冲击的各种模具,例如普通拉伸模,冲孔凹模,冲模,落料模,切边模,滚边模,拉丝模,冷挤压模,冷切剪刀,圆锯,标准工具,量具等。 
11. SKD11??韧性铬钢.日本日立株式生产.在技术上改善钢中的铸造组织,细化了晶粒.较Cr12mov的韧性和耐磨性有所提高.延长了模具的使用寿命. 
12. D2??高碳高铬冷作钢,美国产.具有高的淬透性,淬硬性,耐磨性,高温抗氧化性能好,淬火和抛光后抗锈蚀能力好,热处理变形小,宜制造各种要求高精度,长寿命的冷作模具,刀具和量具,例如拉伸模,冷挤压模,冷剪切刀等。 
13. SKD11(SLD)??不变形韧性高铬钢.日本日立株式生产.由于钢中MO,V含量增加,改善钢中的铸造组织,细化了晶粒,改善了碳化物形貌,因而此钢的强韧性(抗弯强度,挠度,冲击韧度等)比SKD1,D2高,耐磨性也有所增加,而且具有更高的耐回火性.实践证明此钢模具寿命比Cr12mov有所提高.常制造要求高的模具,如拉伸模,冲击砂轮片的模等。
14. DC53??高韧性高铬钢,日本大同株式生产.热处理硬度高于SKD11.高温(520-530)回火后可达62-63HRC高硬度,在强度和耐磨性方面DC53超过SKD11.韧性是SKD11的两倍.DC53的韧性在冷作模具制造很少出现裂纹和龟裂.大大提高了使用寿命.残余应力小.经高温回头减少残余应力.因为线切割加工后的裂痕和变形得到抑制.切削性和研磨性超过SKD11.用于精密冲压模,冷锻,深拉模等. 
15. SKH-9??耐磨性,韧性大的通用高速钢.日本日立株式生产.用于冷锻模,切条机,钻头,铰刀,冲头等。 
16. ASP-23??粉末冶金高速钢,瑞典产.碳化物分布极均匀,耐磨损,高韧性,易加工,热处理尺寸稳定.用于冲头,深拉伸模,钻模,铣刀和剪切刀片等各类长寿命之切削工具。
17. P20??一般要求的大小塑胶模具,美国产.可电蚀操作.出厂状态预硬HB270-300.淬火硬度HRC52。   
18. 718??高要求的大小塑胶模具,瑞典产.尤其电蚀操作. 出厂状态预硬HB290-330. 淬火硬度HRC52 
19. Nak80??高镜面,高精度塑胶模具,日本大同株式产. 出厂状态预硬HB370-400.淬火硬度HRC52   
20. S136??防腐蚀及需镜面抛光塑胶模具,瑞典产. 出厂状态预硬HB＜215.淬火硬度HRC52。 
21. H13??普通常用压铸模,用于铝,锌,镁及合金压铸.热冲压模,铝挤压模,   
22. SKD61??高级压铸模,日本日立株式产,经电碴重溶技术,在使用寿命上比H13有明显的提高. 热冲压模,铝挤压模,   
23. 8407??高级压铸模,瑞典产. 热冲压模,铝挤压模。   
24. FDAC??添加了硫加强其易削性,出厂预硬硬度338-42HRC,可直接进行刻雕加工, 无须淬火,回火处理.用于小批量模,简易模,各种树脂制品,滑动零部件,交期短的模具零件.拉链模,眼镜框模。