浅谈特种加工在机械工程中的应用与发展

发表时间:2020/6/30   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:任良坚1 张瑞云2 傅越海3
[导读] 摘要:在整个企业工程的制造生产当中,机械行业是我国在整个生产制造中的主要支柱,因此,机械工程的制造行业在我国得到了迅速的发展,相应的技术也得到了提高。
        1.身份证号码:35012219840607XXXX;2.身份证号码:35052119830420XXXX;3.身份证号码:33900519810628XXXX
        摘要:在整个企业工程的制造生产当中,机械行业是我国在整个生产制造中的主要支柱,因此,机械工程的制造行业在我国得到了迅速的发展,相应的技术也得到了提高。在以前,传统的加工技术只能做零件的简单加工,在时代的不断发展之下,对于零件的要求在不断地提升,所以传统的加工技术很难满足现在市场的需求,这就使得特种加工工艺技术得到了发展机会。
        关键词:特种加工;机械工程;数控
        引言
        作为传统加工工艺的补充与扩展,特种加工技术已成为现代工业领域中核心加工手段和关键制造技术,广泛应用于车削、刨铣、切割等机械制造技术及各类机械制造行业,特别是在模具制造业中发挥着极大的作用。随着科技的进步与工业制造需求的日益增大,特种加工的种类与应用领域均得以扩展。本文主要论述了特种加工的技术背景与工作原理,列举了现有的几种主要的特种加工手段的特点与应用,通过分析特种加工的发展方向,论述了目前特种加工存在的问题及未来的发展趋势。
        1技术背景
        特种加工的技术背景就是来源于传统机械的加工方法,在传统的加工机械当中对其不完善的地方进行补充和延伸,从而便形成了特种加工的机械工程。在现代的时代发展之中,特种加工技术已经成为了制造行业必不可少的一种工作方式,同时这样的加工方式也正在向着精密化、智能化的方向发展。在我国各行各业对于产品的要求都会比较严格,尤其是我国的国防事业,在其高尖端的科学技术产品当中,对于精度、速度、温度、压力、功率等各个方面的数据都有着极为严格的要求,在为了保障速度、温度、精度等方面的有效提高则在原材料质量上也变得越来越难加工,零件的构造和加工过程也变得极其复杂。因此这便对我国的制造行业提出了新的挑战,所以在特种加工过程中加强和完善了传统机械加工当中的不足,使得其能够对于高硬度、高密度、高精度等各种严格要求下的材料进行有效的加工。如钛合金、耐热钢、不锈钢、复合材料等各种韧性极强的金属材料和非金属材料。
        2工作原理与分类
        2.1数控
        数控技术是一种通过编译程序控制机床运动的特种加工技术。实际生产中,工作人员需编写相应程序作为数控设备的控制命令,进而控制设备按照编好的程序对机械零件进行加工。目前,研究人员通过研究大数据的应用、状态实时监测预警系统、研发性能更好的刀具等途径,进一步提升数控技术应用的广度和精度,实现数控加工技术的更新换代。
        2.2电热加工
        电热加工技术是指在利用工具与工件间放置电极,工作时,电极产生电火花放电释放高温产生热量融蚀金属材料,以进行切割、开槽、车削等操作。与传统机械加工不同,由于其与工件进行非接触加工,融蚀表面较为平滑,几乎不产生大颗加工碎屑[2]。主要用于加工高硬度材料和复杂形状的零件,或融蚀工件表面黏着的加工废料等。
        2.3超声波
        超声波加工技术是指利用超声波的冲击产生超声机械振动,从而代替传统机械振动对工件进行粉碎、打磨等工序的技术。工作时,超声波发生器产生超声振荡波并转换为超声机械振动,使工件和工具间加入的磨料悬浮液中的磨粒不断地撞击加工表面使其局部破坏脱落。除传统超声波加工外,旋转超声波加工也是目前主要的超声波加工技术之一,即振动的同时伴随着一定速度的旋转,将加工表面粉碎成细小微粒去除,以提高加工效率。
        2.4高压电子束
        高压电子束加工技术是运用电子束的物理性质对工件进行切割、焊接的特种加工技术,同属于热加工特种技术的范畴。高压电子束加工装置可在工件表面产生集中的电子束,通过高压电子束迅速升温对工件局部进行焊接。可用于焊接高精度、高强度的材料或无法应用传统焊接技术的精密机械元件中,目前主要应用与航空航天领域,可提高整机性能,应用范围广。
        3特种加工机械制造工艺技术变革探析
        3.1产品设计思路变革
        特种加工技术不仅有效的解决了繁琐零部件表层加工所遇到的难题,同时,在加工一些特殊要求的零部件时也发挥着积极的作用,为所有材料零部件加工目标的实现奠定了良好的基础。

而这也进一步说明了,特种加工不仅提高了零部件加工的质量和效率,同时也为零部件材质、加工工艺的选择提供了更多的选择。另外,特种加工技术的应用也为产品设计思路的改革和创新奠定了良好的基础。
        3.2扩展了加工材质的范畴
        特种加工技术的广泛应用,不仅改变了传统加工制造材料单一的现象,同时也实现了加工所有材料的目的。利用特种加工技术在零部件加工的过程中,对于材料的硬度、韧度、脆度、强度等已经不再关注,同时也实现了根据不同材质的材料选择不同加工工艺的目的,从根本上促进了材料加工效率和质量的进一步提高。
        3.3成为微细加工、纳米加工的主要方式
        目前,制造技术已经呈现出向微米、纳米级别方向发展的趋势,而这一发展趋势已经成为了确保制造业与高薪技术紧密融合的契机。而目前,制造加工技术常用的激光、电子束、离子束、电火花等新型特种加工技术,则是推广我国微细以及纳米加工技术迅速发展的关键因素。
        3.4转变了传统结构工艺性
        传统机械制造加工技术主要是将方孔、小孔、深孔、窄缝等采取分类加工的方式,完成零部件的加工。而这导致很多零部件在加工的过程中被归类为工艺性较差或者被设定为结构设计不敢触碰的禁区。但是特种加工技术的应用不仅改变了这一现状,同时也实现了将其由坏变好的目的。
        3.5转变新产品试制的传统模式
        任何一种新产品在出现的过程中,都必须经历模具、道具、量具或者工装家具的设计制造过程。随着数控电火花线切割技术的广泛应用,在金属零部件加工的过程中不仅可以直接进行花键孔、钣金异型孔、非标直齿轮等零部件的切割和加工,同时也可以顺利的完成二次曲面零件到各个加工工艺繁琐的零部件的加工。而这也进一步说明了特种加工方式的合理应用,对于促进零部件加工效率的提升以及零部件加工成本的降低具有极为重要的作用。
        3.6转变了过去淬火工艺路线和零件不良品的可修复性
        在利用特种加工方式完成零部件的加工之后,淬火热处理工序也是确保所加工零部件符合工艺设计要求和标准的关键步骤。由于工件硬度对特种加工工艺效率的提升已经可以忽略不计,所以,在加工零部件时就可以采取先淬火处理然后再加工的方式,从而达到了有效降低加工零部件不合格现象发生的机率。
        4发展方向
        4.1广泛采用自动化技术
        在机械制造加工中,特种加工应当充分利用计算机的先进技术,实现对特种加工的设备控制,建立良好的参数,完善相应的数据,使得特种加工技术能够自动有效地适应加工环境,这样的自动化技术也是特种加工的发展趋势。
        4.2扩展特种加工概念的范畴
        特种加工应当扩大它的应用范围,不仅要做到对材料的去除、结合、变形等进行技术处理,还要结合时代的发展实现快速制造技术,促进我国机械工程发展。
        4.3着力开展精密化研究
        科技的发展对于加工技术的精密度也有较高的要求,如今已有微米加工精度的要求,在未来则要向着亚微米和纳米级的精度迈进。基于这样的精密化发展趋势,加强对超精密的加工和应用,从而促进我国今后的发展。
        结语
        机械制造水平的强弱,制造能力的高低及制造的自动化、智能化程度将直接决定一个国家的综合实力的高低。中国的机械制造仅仅停留在制造这一环节,科技含量低,而以特种加工为代表的新兴制造工艺,正在为传统制造业带来变革,并朝着智能化、精密化、高效化、自动化的方向迈进。
        参考文献:
        [1]刘江和.浅谈特种加工及机械制造工艺发展和实践[J].才智,2013(36):241.
        [2]王旭辉.特种加工的应用及使用优势探讨[J].中国设备工程,2018(23):189-190.
        [3]李顶鼎.浅谈特种加工技术的应用与发展[J].中国科技投资,2018(33):215.
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