劉春偉,徐斌榮,楊琨
(中油國家油氣鉆井裝備工程技術(shù)研究中心有限公司,陜西 寶雞 721002)
機械加工制造工藝正在實現(xiàn)不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的制造工藝及加工技術(shù)已經(jīng)不能滿足機械制造行業(yè)的快速發(fā)展,因此,需在加工制造過程中充分利用現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)。機械制造及精密加工技術(shù)在當今各個領域發(fā)展中已經(jīng)實現(xiàn)廣泛應用,其在機械加工制造領域中占有十分重要的位置。
現(xiàn)代機械加工是綜合信息技術(shù)、現(xiàn)代機械制造技術(shù)形成的綜合性制造技術(shù),在機械產(chǎn)品的設計、加工、檢測、應用、管理及服務等各個環(huán)節(jié)都會涉及現(xiàn)代機械制造工藝。
精密加工技術(shù)屬于一種極具技術(shù)性的加工技術(shù),在產(chǎn)品加工過程中精密加工技術(shù)要求精度控制在1~0.1μm,產(chǎn)品表面粗糙度應控制在Ra0.1~0.01μm范圍內(nèi)。精度高是其主要特點,是機械制造領域非常先進的一種加工技術(shù),應用范圍廣泛。
制造行業(yè)一直以來被當成代表國家綜合實力的一個指標。新世紀以來,經(jīng)濟全球化更加深入,國際關(guān)系也趨于復雜化,中國要想在新的國際環(huán)境中取得一定地位,就要從根本上有效提升機械制造水平,全面推動我國制造行業(yè)的快速進步。
機械生產(chǎn)制造本身屬于一個非常復雜的過程,涉及很多生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),其中主要有設計、加工、檢測、應用、管理等,上述幾個環(huán)節(jié)之間互相之間存在緊密聯(lián)系且相互影響的關(guān)系,某一環(huán)節(jié)產(chǎn)生問題必然會對后續(xù)環(huán)節(jié)的正常進行造成影響,進而對機械產(chǎn)品質(zhì)量形成影響。
機械制造工藝及精密加工技術(shù)在實際應用中都需要得到信息技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)的支撐,且在機械生產(chǎn)制造中上述技術(shù)始終貫穿,形成一個整體,體現(xiàn)出極強的系統(tǒng)性,如果系統(tǒng)整體性遭到破壞,生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量也會受到極大影響。
隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,制造行業(yè)對現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)創(chuàng)新越來越重視,但以當前的創(chuàng)新發(fā)展程度來看,創(chuàng)新速度還遠遠落后于發(fā)達國家,仍然需要這對過程和技術(shù)創(chuàng)新程度進行不斷強化。另外,市場經(jīng)濟的快速發(fā)展為機械制造行業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇,制造企業(yè)數(shù)量也在不斷擴張,但是,由于缺乏先進管理理念,在且管理中仍然存在不足之處,導致企業(yè)機械加工技術(shù)出現(xiàn)發(fā)展不平衡現(xiàn)象,這對我國現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)水平的提升形成了阻礙。
從生產(chǎn)實際角度看,我國制造業(yè)目前仍然應該集中精力提升自身的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,以此來滿足制造業(yè)發(fā)展的需求。首先,要針對自身的機械制造及加工工藝不斷優(yōu)化,以高質(zhì)量、低成本為基本原則實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化;其次,企業(yè)需要針對生產(chǎn)制造設備質(zhì)量進行不斷提升,加工設備要盡可能保障質(zhì)量標準,同時對設備工作性能進行重點測試。此外,制造企業(yè)要不斷強化自身專業(yè)化技術(shù)研發(fā)團隊建設,有效提升企業(yè)自身的研發(fā)能力。
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,近年來,發(fā)達國家在機械制造自動化方面取得了巨大成果,也實現(xiàn)了自動控制技術(shù)、現(xiàn)代機械制造技術(shù)與精密加工技術(shù)的有效結(jié)合,例如,CNCA機床就是結(jié)合了機械制造自動化技術(shù)與智能化技術(shù)后形成了柔性加工工藝設備。
精密加工產(chǎn)品目前已經(jīng)受到社會廣泛關(guān)注,因此,針對精密加工技術(shù)首先要加大加工方法的改進,利用計算機系統(tǒng)實現(xiàn)加工過程中的自動化監(jiān)控,這樣能縮短加工周期,提升設備加工效率。其次,為了進一步提升加工效率,可以使用碳化鈦硬質(zhì)合金工具進行切削作業(yè)。最后,為了保障精密加工精度,提升加工效率,要進一步引入新型加工工藝和加工技術(shù),例如,應用激光技術(shù)與EDM(電火花加工)技術(shù)。按照材料的不同來選擇合理加工工藝,保障切削技術(shù)與加工實際相符。針對處理難度較大的加工材料,可以進行預熱后進行切削。通過上述方式能有效提升加工自動化水平,也能保障產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
(1)氣體保護焊。氣體保護焊應用的熱源是電弧,通過電弧來實現(xiàn)加工部件的焊接連接。氣體保護焊具有以下一些特征:使用氣體作為焊接對象的保護介質(zhì),也就是在焊接中,焊接對象會受到氣體保護層保護。焊接保護實際應用需對以下幾點給以高度重視:電弧加熱焊接過程中會自動形成氣體保護層,該保護層能將空氣與電弧熔池進行有效隔離,以此實現(xiàn)焊接對象的有效保護,這樣在焊接過程中空氣中的有害雜質(zhì)等就不會對焊接對象造成危害。由于二氧化碳本身存在價格低廉、性能良好的現(xiàn)象,因此二氧化碳氣體保護焊也在當今機械加工領域中得到廣泛應用。
(2)電阻焊。電阻焊在應用中是將焊接對象緊緊固定在正負極間,通電后,焊接對象與正負極接觸周邊因電阻會產(chǎn)生熱效應而發(fā)熱,進而融化加熱物讓其與金屬熔接。其焊接原理是通過高電阻、高電流形成熱效應產(chǎn)生熱量來完成焊接施工。電阻焊屬于一種傳統(tǒng)焊接方式,在現(xiàn)代機械制造行業(yè)中同樣實現(xiàn)了廣泛應用。
電阻焊的焊接質(zhì)量好、焊接效率高,且具有較高的機械化程度,焊接施工中不會產(chǎn)生噪聲或者煙塵污染。但電阻焊對設備要求較高,因此設備一旦出現(xiàn)故障,也許整改難度較大。
(3)埋弧焊。埋弧焊焊接工藝主要指的是電弧在焊劑層下的焊接施工工藝,埋弧焊焊接工藝主要分為自動及半自動兩種工藝,半自動埋弧焊指的是在人工的協(xié)助下進行焊接施工,但是,半自動埋弧焊本身的工序復雜,流水化是焊接施工實現(xiàn)難度較大,因此其推廣應用范圍也會受到影響。埋弧焊由于具有焊接質(zhì)量高,焊接效率高,焊接施工中污染小等一些優(yōu)點,因此在鋼結(jié)構(gòu)制品的焊接施工中,埋弧焊的應用非常廣泛。
(1)精密切削技術(shù)。直接切削的方法應用仍然非常廣泛。但是,隨著切削產(chǎn)品對表面粗糙度要求的不斷提升,在加工過程中就要對設備、工件以及外界因素的干擾進行排除。
例如,機床本身的剛度會對加工精度產(chǎn)生一定影響,機床剛度不足會因加工中溫度升高而導致變形,另外,為了提升切削精度,還需要機床具備較高的抗震性能。要想達到上述要求,首先可以針對機床主軸轉(zhuǎn)速進行合理提升,這也是當前機械加工另計精密加工機床轉(zhuǎn)速已經(jīng)達到幾萬轉(zhuǎn)的主要原因,其次,是要引進空氣靜壓軸承、微驅(qū)動、微進給、精密定位等先進技術(shù)。
(2)超精密研磨技術(shù)。在針對經(jīng)過研磨拋光的原子級硅片進行加工的過程中,如果使用傳統(tǒng)磨削、研磨或者拋光等加工技術(shù)很難達到要求。因此,要使用新加工技術(shù),創(chuàng)新加工原理,超精密研磨技術(shù)就能達到這種加工要求。
(1)微機械傳感技術(shù)。微機械不僅要求傳感器實現(xiàn)微型化,而且對傳感器的靈敏度、分辨率以及數(shù)據(jù)密度要求都比較高。當前,在進行壓力傳感器、觸覺陣列傳感器等微型傳感器加工過程中,集成電路技術(shù)的應用非常廣泛。
(2)微機械材料技術(shù)。微機械制造中使用的材料最初為硅材料,但是這種材料存在易斷裂等缺陷,而鎳可以有效克服這一缺點,因此在微型齒輪等微機械制造過程中鎳逐漸取代了硅。當前,微機械制造中使用的材料已經(jīng)出現(xiàn)了金屬、高分子材料、記憶合金、多晶硅等多種類型。
綜上所述,在我國科學技術(shù)水平不斷提升的情況下,要進一步針對機械制造工藝及精密加工技術(shù)不斷加大研發(fā)力度,在機械制造領域中實現(xiàn)精密加工技術(shù)與機械制造工藝的有效結(jié)合,全面提升機械制造自動化水平,這樣才能全面提升我國機械制造水平。