История развития машиностроения кратко

Обновлено: 02.07.2024

Развитие машиностроения во многом определяет в целом уровень развития той или иной страны, безусловно, составляет большую часть современного мира, позволяет оптимизировать научные исследования и производство для разработки сложных механических систем. Например, машиностроение обеспечивает 2/3 экспорта Японии и экспорта таких стран, как США и Германия. С момента своего создания оно развивалось и изменялось, доведя его уровень до сегодняшнего состояния. 3D-печать, ионно-лучевая обработка (IBM), плазменно-дуговая обработка (PAM), электроразрядная обработка (EDM), абразивно-струйная обработка (AJM), ультразвуковая обработка (USM), гидроабразивная обработка (WJM), плазменно-дуговая обработка (PAM), сварка и обработка с ЧПУ модернизировали эту отрасль, но каков был ее путь, какова история машиностроения?

Эволюция машиностроения с самого начала до настоящего времени.

Инструменты модернизировали машиностроительную отрасль, но они не существовали вечно.

Что такое машиностроение? По сути, это разнообразная и разносторонняя отрасль, сочетающая в себе области физики, математики, инженерии (очевидно) и материаловедения. Оно используется для проектирования, производства, анализа и обслуживания любых механических систем или систем в движении. Широко известно как одна из старейших и обширнейших инженерных дисциплин и затрагивает практически все аспекты современной жизни.

Машиностроение широко известно как самая широкая инженерная дисциплина, оно восходит к тому времени, когда самые первые колеса были установлены на ось, чтобы сделать подвижную тележку. Даже Гарри Поттер путешествовал на паровой машине!

Машиностроение всегда присутствовало в мире, Древняя Греция, средневековый Китай и Античность показали первые признаки работ по механике. После этого Золотой век ислама (с 7 по 15 века) включал в себя множество артефактов, относящихся к механическому дизайну.

Это было связано с растущим спросом на машины во второй половине 18 века, включая создание паровой машины. Создание Джеймсом Ваттом эффективной паровой машины изменило промышленность и общество к лучшему, помогло Великобритании стать первым в мире промышленно развитым обществом, что привело к необычайным темпам экономического роста и ускорению технологического развития во всем мире. Доступность эффективных и надежных источников энергии сделала экономически возможными различные совершенно новые классы промышленности и вместе с этим вызвала большие социальные изменения, в результате чего миллионы сельских семей перебрались в города. Развитие форм и видов инструментов и оборудования стимулировало развитие машиностроения создавая новые отрасли: производство автомобилей и тракторов, металлургическое, горно-топливное и химическое машиностроение, производство авиационных моторов, производство радиоаппаратуры, производство измерительных и оптических приборов и т. п.

Машины и инструменты

Развитие станков, инструментов и физики позволило машиностроению отделиться в отдельную отрасль. Это произошло в 19 веке и привело к созданию машин и двигателей, которые использовались для питания этих инструментов. Производство систем с персональным силовым приводом было одним из первых серьезных препятствий, которые пришлось преодолеть машиностроению - происходил интенсивный процесс перехода от общей трансмиссии, от мотора, обслуживающего целый цех или группу машин, к индивидуальному мотору.

В последние два десятилетия некоторые сверхтвердые и труднообрабатываемые металлы и сплавы нелегко производить, но постоянные исследования в этой области приведут к быстрому развитию этой современной технологии обработки. Концепция удаления материала с помощью обработки обычным режущим инструментом неэкономична для таких более твердых и трудных в производстве материалов, а достижимая степень точности и чистоты поверхности оставляет желать лучшего. Обработка этих режущих инструментов с пластической деформацией и образованием стружки известна человеку уже несколько сотен лет. Более высокий уровень прочности имел бы катастрофические последствия для общей стоимости обработки, если бы не было соответствующего улучшения в технологии обработки.

Обрабатывающая промышленность также выросла вместе с постоянным развитием цивилизации. В 19 веке появились первые машины с механическим приводом, а с течением времени в 20 веке эти системы становились все более и более сложными. Обработка лазерным лучом (LBM) и контроль на основе лазера является одним из примеров технологического прогресса, который повысил точность и эффективность производственного процесса.

Производство и контроль на основе лазера является одним из примеров технологического прогресса, который повысил точность и эффективность производственного процесса.

Технология 3D-печати также кардинально изменила способ работы некоторых отраслей и в некоторой степени изменила правила и скорость игры на рынке при использовании в правильной ситуации.

Машиностроение - одна из старейших, но "вечнорасцветающих" отраслей машиностроения. Инженеры-механики всегда ассоциируются с универсальностью - возможностью работать в большинстве отраслей. Первое профессиональное общество инженеров-механиков, было создано в Великобритании в 1847 году. С тех пор появилось множество обществ, в том числе Американское общество инженеров-механиков или ASME, и они сыграли важную роль в развитии стандартов машиностроения.

Инженеры участвуют в разработке инструментов и их компонентов, используя определенные навыки и знания.

Потребность в машинах и автоматизации производства огромна. Инженеры участвуют в разработке инструментов и их компонентов, используя определенные навыки и знания. Это позволяет им разработать лучшую и наиболее эффективную механическую систему для конкретного использования.

Мощность бывает всех форм и размеров.

Машиностроение занимает первое место среди отраслей промышленности по стоимости продукции. На него приходится около 35% стоимости мировой промышленной продукции

Энергия - это то, от чего мир стал зависеть сегодня, но именно к инженерам-механикам обратились, чтобы улучшить существующие технологии. Движение может быть обеспечено за счет мышц людей или животных, гидравлических или пневматических приводов, тепла и давления сгорания, силы тяжести, пружин и электромагнетизма. Потребность в энергии привела к созданию солнечной и ветряной энергии, турбин, ядерной энергии и так далее. Возобновляемые источники энергии - такая важная тема в наши дни, и инженеры-механики играют важную роль в ее успехе.

Материаловедение не часто является темой или предметом, который часто связывают инженеров-механиков при обсуждении их классических обязанностей. Это часть набора инструментов инженера-механика, которую часто упускают из виду, но она важна для перехода продукта, будь то деталь или компонент, от проектирования к производству. Наноматериалы, такие как улучшенные катодные материалы, могут создавать более эффективные батареи и фотоэлектрические элементы, которые могут накапливать избыточную солнечную энергию.

Углеродное волокно - легкий и прочный материал, однако с помощью нанотехнологий можно разработать новые материалы, которые будут легче и прочнее его.

Углеродное волокно - легкий и прочный материал, однако с помощью нанотехнологий можно разработать новые материалы, которые будут легче и прочнее его. Хотя инженеры-механики имеют опыт проектирования и часто просматривают спецификации и схемы, здесь выявляется их умение выбирать материалы и способы их применения. Нанотехнологиям есть место в каждом секторе как коммерческого, так и промышленного будущего. Его успех зависит от того, как он внедряется и поддерживается, и инженеры-механики будут нести ответственность за обеспечение успеха нанотехнологий в машиностроении будущего.

Объединение машин и энергии привело к решению многих сложных проблем, одной из которых была транспортировка.

Объединение машин и энергии привело к решению многих сложных проблем, одной из которых была транспортировка. Преобладала потребность в быстром путешествии на большие расстояния, и инженеры смогли предоставить довольно много вариантов, которые могли бы удовлетворить эту потребность. Хотя требуется много инструментов, людей, пота, крови и слез, чтобы собрать что-то действительно сложное, например машину, все они знают, что это можно сделать, благодаря инженеру-механику.

Для обычного человека нет повода задуматься о том, сколько отдельных компонентов объединяются, чтобы образовать полноценный двигатель

Для обычного человека нет повода задуматься о том, сколько отдельных компонентов объединяются, чтобы образовать полноценный двигатель внутреннего сгорания, подобный тому, который находится под капотом большинства современных авто. Каждый из этих компонентов должен быть спроектирован и испытан инженерами-механиками перед запуском в производство, чтобы убедиться, что он будет работать правильно, поскольку допуски в двигателе минимальны.

Тем не менее, эта конструкция двигателя в настоящее время находится под угрозой того, что уйдет в прошлое, появление электромобилей

Тем не менее, эта конструкция двигателя в настоящее время находится под угрозой того, что уйдет в прошлое, появление электромобилей и их минималистичные интерьеры меняют вклад инженеров-механиков в автомобильную промышленность. Конечно, инженеры-механики по-прежнему несут ответственность за работу в определенных областях, как и в случае с традиционными автомобилями. Основное внимание будет уделяться таким компонентам, как рулевое управление, трансмиссия, а также нельзя забывать о подвеске, тормозах и системах обогрева / охлаждения.

Прогресс, благодаря созданию новых технологий и новых изобретений, он распространился на множество различных областей. Вот несколько примеров этих новых и существующих направлений: нанотехнологии, композиты и мехатроника, которые представляют собой сочетание механической, электрической и программной инженерии.

Машиностроение имеет самый сложный отраслевой состав (более 300 различных направлений), который постоянно меняется. Новейшие отрасли быстро переходят в новые, а затем становятся уже старыми.

Дисциплины в области машиностроения включают:

Автоматизация
Биотехнологии
Материаловедение и композитные материалы
Компьютерный дизайн и анализ в пакетах САПР
Системы контроля на производстве
Энергетика
Механика
Протезы
Нанотехнологии
Робототехника

Инженер-механик должен хорошо разбираться во всех этих дисциплинах, чтобы иметь возможность разрабатывать более сложные устройства, обеспечивая безопасную, эффективную и надежную работу конструкции при приемлемой стоимости. В этих областях можно использовать ряд технологических инструментов, чтобы помочь процессу, с помощью которого инженер может упростить и оптимизировать рабочий процесс, с помощью которого он выполняет поставленную задачу.

Современный день

Инженерная деятельность в машиностроении, связанна с созданием и функционированием технических и экономических процессов, которые преобразуют сырье, энергию и приобретенные предметы в компоненты для продажи другим производителям или в конечные продукты для продажи покупателю.

Свидетельства из истории машиностроения присутствуют во всех аспектах современной жизни и имеет самый большой, постоянно расширяющийся ассортимент выпускаемой продукции (несколько миллионов наименований). При этом продукция отрасли различна по массовости выпуска (например, самолетов – около 1 тыс. в год, металлорежущих станков – 1,2 млн, тракторов – 1,3 млн, автомобилей – 40-50 млн, электронной техники – 150 млн, часов – 1 млрд штук). Машиностроение, вероятно, является одной из самых разнообразных инженерных областей, поскольку оно влияет практически на все аспекты нашей человеческой жизни. Будь то автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, преобразование энергии - почти везде машиностроение. В мире имеется громадный спрос на продукцию машиностроения, который постоянно увеличивается. Заглядывая в будущее, ожидается, что занятость инженеров-механиков вырастет на 9 - 15 процентов, и это соответствует всем направлениям. Движущей силой этого роста является дальнейшее развитие индустрии нанотехнологий и автомобилестроения.

В частности инженерия в машиностроении включает анализ и модификацию конструкции продукта, чтобы гарантировать технологичность; проектирование, выбор, подбор и оптимизация необходимого оборудования, инструментов, процессов и операций, а также определение других технических вопросов, необходимых для производства данного продукта в соответствии с желаемым объемом, графиком, стоимостью, уровнем качества. Обрабатывающие отрасли стремятся снизить себестоимость продукции, чтобы быть конкурентоспособными в условиях глобальной конкуренции.

Кроме того, необходимо постоянно повышать качество и производительность. Был достигнут значительный прогресс в создании передовых технологических инструментов, которые позволяют оптимизировать процесс от анализа до проектирования, а затем производства. Многие инженеры механики используют компьютерное программное обеспечение, чтобы ускорить выбор решений, автоматизированное проектирование (CAD), анализ методом конечных элементов (FEA), вычислительная гидродинамика (CFD) и анализ режимов и последствий отказов (FMEA) - это лишь некоторые из них. Некоторые из конкретных пакетов программ, используемых инженерами-механиками, - это Компас 3D машиностроение, Mechanical AutoCAD, T-FLEX, SolidWorks Full Premium , Autodesk Inventor Pro и др.

Читайте также: