《现代化机械设计制造工艺及精密加工技术探讨》

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年28卷8期   作者:刘艳华
[导读] 自改革开放以来,我国综合国力高速发展,
        摘  要:自改革开放以来,我国综合国力高速发展,极大的上推动了我国工业技术的发展,使我国建立了世界上最完备的工业体系,形成了强大的机械加工能力。随着社会的不断发展,市场对于产品的质量要求越来越高,对配套的机械设计制造工艺和精密加工技术也提出了相应的要求。本文中,笔者结合自身多年的机械加工行业经验,深入浅出的论述了现代化机械设计制造工艺及精密加工技术的相关问题,希望对广大读者提供一定的参考。
        关键词:机械设计制造,工艺,精密加工技术
        自建国以来,我国的机械工业发展历经曲折,从零开始,几代机械工业人白手起家,筚路蓝缕,经过了数十年的发展,一举成为拥有全世界最完整工业体系的制造大国。随着世界经济格局的发展和变化,我国世界工厂的地位受到了挑战,必须主动进行产业技术升级,从制造大国向制造强国迈进。在机械加工领域,制造工艺的现代化和加工水平的精密程度是关系到加工成品质量的一个关键因素,直接影响到最终成品的使用体验,是衡量一个国家机械加工能力的重要指标。机械精密加工被誉为机械制造业的皇冠,是影响机械产品质量和使用寿命的一个重要因素。工艺良好精度较高的机械产品能够在使用中降低磨损程度,提高运行稳定性和使用寿命。[1]努力提高机械加设计制造工艺和加工精度不仅是市场的要求,更是我国机械加工行业发展的必然趋势,是我国机械加工产品走向高品质,获得高利润的必由之路。
        一、现代化的机械设计制造
        机械设计生产需要涉及到热能、电能、机械能等多个领域的能量转化是一项十分复杂的工作,其设计制造的生产工艺水平对生产效率、原材料使用效率、生产环境的环保程度以及产品质量有着举足轻重的影响。传统设计方式通常以以二维平面设计为主,绘制大量二维设计图以求尽量清晰的描述设计细节,但是受限于平面图的局限性,许多设计细节往往难以准确描述,造成产品试制阶段效率低下,废品率高,增加制造成本。随着科学技术的进步,当今的机械设计领域大量使用Auto CAD 设计软件进行计算机辅助设计。相比于传统的平面设计图绘制,Auto CAD不仅能够在二维设计图中呈现更多的设计细节,还可以三维设计,使设计人员在设计过程中能够全方位观察机械设计细节内容,极大的提高设计图的质量,降低产品试制过程中的废品率,提高设计效率降低设计成本。采用AutoCAD设计能够实现真正的无纸化设计,所有设计图的绘制和保存全部采用计算机进行处理,即使进行多次修改也能够迅速进行,避免多次人工修改造成浪费和效率低下的问题。除此之外,在当前的国际化背景下,机械工业的跨过合作逐步深化,AutoCAD作为国际通用的一种设计方式,各类图例、标志都符合国际惯例,方便进行跨过合作设计与制造。
        二、现代化机械制造工艺分析
        1.自动化焊接工艺。在焊接工艺领域,采用保护气体焊接成为了目前主流的焊接技术,在焊接电弧周边释放一定量的惰性气体气体,使用这些气体实现对焊头、工件表面保护,让电弧、空气、熔池相分离。气体保护焊接工艺能够屏蔽空气中的氧气和二氧化碳等气体对焊接燃烧的影响,确保焊接温度的精确控制。气体保护焊接对于环境要求较高,需要有一定的气密性要求,因此传统的手工焊接难以实现。自动化气焊按照编程程序按照指定标准焊接,并且可以密闭焊接,整个焊接工序能够完全在200-350℃封闭环境下进行,并且根据需要持续保温3-5 小时。在整个的升温、保温、冷却的过程中由于环境的密闭性较好,能够实现对温度的精确控制,从而最大程度的确保焊缝的强度,避免出现退火等质量问题。
        2.毛坯切削自动化校准技术。

毛坯切削的公差是影响机械加工质量水平的重要因素,在传统的加工过程中,对于毛坯车加工的校准通常采用人工手段进行,使用千分尺、游标卡尺等简易工具对工件尺寸进行测量,这种操作误差较大,难以满足精密加工的需求。而现代的自动化校准技术就能够较好的实现对毛坯工件加工精度的控制。将各个加工参数录入到加工中心的控制端,卡钳会自动将工件加紧后找正,之后,高精度车刀根据设定的X轴方向刻度,沿Y轴方向退回,同时保持一定的的进刀量。这样一来,就能够将毛坯上的多余料车掉,实现对于工件的校准加工。
        3.螺柱焊自动化智能生产。螺柱焊是将螺柱一端与板件(或管件)表面接触,通电引弧,待接触面熔化后,给螺柱一定压力完成焊接的方法。电弧螺柱焊用圆柱头焊钉适用高层钢骨结构建筑、工业厂房建筑、公路、铁路、桥梁、塔架、汽车、能源、交通设施建筑、机场、车站、电站、管道支架、起重机械及其它钢结构等。螺柱焊接作为一种单面焊接方法,对于焊接工件不需要进行打孔等操作,因此能够较好的保证焊接物体的气密性和水密性。针对螺柱焊设计的自动化只能焊接技术大量应用了传感器技术,在工艺环节的多个位置应用了电子传感器,能够较好的控制温度、焊接电流等变量,较好的实现较大的熔焊深度,保障焊接强度。
        三、现代化机械制造领域的精密加工技术
        1.超精度加工技术。超精度加工技术是起源于20世纪60年代的一种机械加工细分门类,其诞生的初衷是为了适应核能、大规模集成电路、航空航天等领域对于机械加工精度的较高要求。精密加工技术主要分为精密切削加工和精密特种加工等,各类加工方式的加工精度通常控制在微米级。想要实现对于工件的精密加工,首先应当确保加工机床、工艺和零部件不受外界环境因素的过多干扰,而通过智能化技术就能够较好的实现这一目标。智能化技术能够非常严格的控制机床主轴的转速和进刀量,并且结合精密定位技术能够极大的保障工件的加工精度,甚至实现对于工件表面细小粒子的打磨,保证工件的表面光洁度和加工配套精度保持在微米级别。
        2.超高速切削技术。这项技术是由德国科学家在20世纪30年代首先提出的,经过多年的研究,最终在20世纪90年代投入实际的应用。超高速切削技术通常指的是以超过传统切削速度5至10倍进行切削加工。这项技术的应用能够较大幅度的减少切削力,降低工件的热变形,保持较高的工件表面质量,显著提高材料的切除率等。高速切削在航空航天业、模具工业、电子行业、汽车工业等领域得到越来越广泛的应用。在航空航天业主要是解决零件大余量材料去除、薄壁件加工、高精度、难加工材料和加工效率等问题,特别是整体结构件高速切削,既保证了零件质量,又省去了许多装配工作;模具业中大部分模具均适用高速铣削技术,高速硬切削可加工硬度达50-60HRC的淬硬材料,因而取代了部分电火花加工,并减少了钳工修磨工序,缩短了模具加工周期;高速铣削石墨可获得高质量的电火花加工电极。高速切削的高效率使其在电子印刷线路板打孔和汽车大规模生产中得到广泛应用。目前,适合高速切削的工件材料有铝合金、钛合金、铜合金、不锈钢、淬硬钢、石墨和石英玻璃等。
        综上所述,随着机械工业的不断发展,其设计制造工艺水平和加工精度也在不断的提高,广大机械行业工作者在日常的工作中一定要勤于思考,善于总结,勇于创新,为推动我国机械工业的加工制造水平贡献自己的智慧和力量。
参考文
[1]杨宇辉.浅谈现代化机械设计制造工艺与精密加工术——评《机械设计》[J].电镀与精饰,2020,42(02):54.
[2]欧阳博,张国福,孟令威.现代化农业机械设计制造工艺及精密加工技术研究[J].山西农经,2019(24):110-111.
[3]付祥龙,赵克勇,于海东,孟义,徐光斌.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术[J].设备管理与维修,2019(24):113-114.
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