現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術芻議

林瑞蕊，王金芳

現(xiàn)階段由于工業(yè)科技的發(fā)展速度已經(jīng)相當迅猛,在這個形勢和背景下機械加工產業(yè)技術也在原來基礎上得到了較為顯著的提升,在現(xiàn)代機械行業(yè)不斷發(fā)展壯大的過程中將遇到新的問題和挑戰(zhàn),而傳統(tǒng)機械生產工藝技術并無法完成對這一要求的全面適應,而需要實現(xiàn)對現(xiàn)代機器制造工藝及其精密加工技術的全面引進,這就是機械加工產業(yè)達到長期穩(wěn)健發(fā)展目標的重要基石和先決條件,也從一定程度上表明了現(xiàn)代機械生產工藝及其精密加工技術創(chuàng)新的必要性。

1 現(xiàn)代化機械設計制造工藝和精細加工技藝的發(fā)展特點

1.1 系統(tǒng)性

系統(tǒng)性的現(xiàn)代機器人設計制作工藝和精細機械加工技藝,在工藝程序中都有著系統(tǒng)性的特點,而這些特點主要是在現(xiàn)代機器人設計制作工藝中最為突出。在整個機械制造流程中,不論是傳統(tǒng)機械制造加工手段或是高精密機械加工技術,其均較為明顯的系統(tǒng)性特點。在機械制造體系中運用精細加工技術,能夠提高機械加工制品的質量,提高機械加工的精確性,提高了機械加工的效能和產品質量,從而在短時間中提高其整機的效益。而由于現(xiàn)代化的機械設計生產工藝本身的特點和傳統(tǒng)精細機械加工技術間的系統(tǒng)性聯(lián)系,導致了二者在系統(tǒng)融合過程中產生了精密性的特點,而二者的系統(tǒng)融合更直觀的提高了設計工作的品質和效益,從本質上也促進了設計產業(yè)的發(fā)展。

1.2 技術關聯(lián)性

在現(xiàn)代化機器人設計生產工藝和更精細型的工藝的關聯(lián)性,直接的促進了中國機械制造業(yè)的不斷發(fā)展壯大。從機械設計與生產工藝的角度來看,它本身的發(fā)展趨勢直接影響到機設與生產工藝的發(fā)展趨勢,對中國社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展趨勢也產生了直接的影響。精密機械加工技術設備,在實際使用中運用了現(xiàn)代化的加工機械手段,雖然能夠提高其整機品質,但在生產實踐中如其中某個環(huán)節(jié)存在技術問題,也會很直接的影響機械制造技術的整體品質和效益。所以,在機器人設計制作工序中一定要提高對精密交給你該技術方案與機器生產之間關系的重視,分析,密切關系,如此才能夠從根源上提高機器人設計制作工序的品質和效益。

1.3 具有高效性

和傳統(tǒng)的機械制造工藝相比，現(xiàn)代機械制造工藝具有高效性的特點。伴隨經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對現(xiàn)代機械制造工藝的研究日益深入，機械制造工藝水平不斷提高。當前現(xiàn)代機械制造工藝逐漸免受人為因素的影響，由于進行人工制造會產生一定的誤差，對此使用現(xiàn)代機械制造工藝進行機械制造能夠提高制造的精密性，減少了機械制造的時間，提高了制造效率。同時使用現(xiàn)代機械制造工藝能夠確保機械加工的順利進行，保證加工的效果。最后，利用現(xiàn)代機械制造工藝，能夠有效的處理難度比較大、具有較高要求的材料，從而確保機械加工工藝的順利進行。

1.4 具有全球化特點

在經(jīng)濟發(fā)展過程中，各國之間交流越來越頻繁，伴隨經(jīng)濟交流的發(fā)展，國家之間的競爭越來越激烈。國家之間的競爭不僅體現(xiàn)在各國的經(jīng)濟發(fā)展水平上，同時也體現(xiàn)在科學技術發(fā)展方面。通過進行科技創(chuàng)新，能夠讓一個國家比其他國家擁有科技優(yōu)勢，在自身發(fā)展過程中不需要依靠其他國家的幫助，免受其他國家的威脅。對此，在國家之間競爭越來越激烈的背景下，促進了現(xiàn)代機械制造工藝的研究與發(fā)展。在發(fā)展現(xiàn)代機械制造工藝時，工作人員消耗了大量的時間以及精力，盡管在研究該技術的過程中遇到許多問題，但是工作人員永不放棄，逐漸攻克在工藝發(fā)展中所遇到的難題。在發(fā)展現(xiàn)代機械制造工藝時，可以與其他國家進行溝通和交流，吸收其他國家在該工藝發(fā)展上的經(jīng)驗，與自身所擁有的知識相互結合，逐漸改進現(xiàn)代機械制造工藝，因此該工藝具有鮮明的全球化的特點。

2 現(xiàn)代機械制造工藝

2.1 氣體保護焊接工藝

氣體防護焊工藝,也被稱作氣體防護電弧焊技術,是現(xiàn)階段電弧焊工藝技術中的一類,和其他電弧焊工藝技術相比較,主要優(yōu)點是把氣體引做為電弧介質,以更好地防護電弧和焊縫區(qū)域、提高焊縫效率的目的。而目前,在全世界使用最為普遍且經(jīng)濟效益良好的氣體焊接電弧介質即為超臨界二氧化碳氣體,該介質不但可以有效隔絕空氣,防止了空氣和焊縫的面相接觸,而且擁有生產成本較低、資源消耗較少的優(yōu)點。相比于其他種類的焊接技術,氣體保護焊接工序不僅操作簡便靈活、操作時間較短、且通常不能產生的渣塊或熔渣量極少,而且焊縫操作用時較少、效率高、比較容易達到,焊縫作業(yè)的自動化和智能化、熱輻射性也

比較弱,但是,對氣體保護焊接工序仍多存在著較大的使用要求,特別是設備,通常要求較多的資金投入。

2.2 電阻焊焊接

在中國,現(xiàn)在機械制造流程中,電阻焊連接的應用優(yōu)勢程度相對而言較高,有很大的制造效益,機械化程度也可以進一步適應工藝條件,但與此同時,使用該工藝技術也不致有工業(yè)廢氣污染和噪音形成,對環(huán)境形成了極為重要的影響。在具體使用電阻焊連接時,一般是先緊緊壓住正負極間的焊縫物,而后再通電進行焊縫物,并以此為基準,借助輸出電壓的作用效應,就可以使焊縫物質與接觸面上的電壓同時形成,進而形成熱效應,并加熱熔化的焊縫物質。當焊物完全熔化后,電壓才能結合金屬工件,這就達到了電阻焊連接的最合理使用。最后,盡管該技術在中國現(xiàn)階段已進行了較廣泛的運用,但在具體使用過程中,仍然面臨著維護難度大,支出成本較高,對測試技術前瞻性不夠等問題,有關單位必須對其作出科學處理。綜上所述,有關人員在具體運用電阻焊焊接技術進行機械制造時,就必須對其工藝技術優(yōu)勢加以合理運用,并科學完善相關工藝技術的不足之處,從而使其經(jīng)濟價值得以更加全面的實現(xiàn)。

2.3 攪拌摩擦焊接

該工序具體是將轉速較大的攪拌頭與金屬材料互相碰撞,產生熱能進行焊接。在具體開展焊接工作時,由于科學使用該技術而不需要大量耗費其他的金屬材料,從而可以將其漢奸生活成材料消耗量大大降低,在中國現(xiàn)階段的車輛制造,造船生產以及中國高速鐵路施工等過程中,這項技術也有著相當普遍的運用。

2.4 螺柱焊焊接

跟技術的具體過程是使管件板件接觸面積與螺釘端面互相對接,而后使用電極將雙方的對接表面熔化,向螺栓施壓,以確保完成連接。一般情況下,該技術可以具體分為拉弧式或儲能式二個方法,相對而言,儲能式是所形成的熔化連接深度比較小,適宜于焊接薄板,而拉胡是的,可以形成相對大的熔化連接深度,在重工業(yè)焊縫中,具備更多的使用價值,兩個方法都是單面焊縫,不要求進行振動加工和打孔,但在具體使用該技術時,就不能有漏氣,或漏水形成,所以,在中國現(xiàn)階段機械制造行業(yè)具備了更多的使用價值。

2.5 埋弧焊接技術

埋弧焊術通常是指電弧在焊縫層以下時進行焊的工作,這項技術在實際使用的過程中,也可能被分成自動、半自動等二種類型。如果選用手動埋弧焊作為工作展開的主要手段,僅需使用焊接小車將整個焊接流程中所必須使用到的物料向規(guī)定地點輸送,之后再對焊縫電弧進行引動即可;而如果選用零點五自動埋弧焊作為工作展開的主要手段,則不僅必須采用人工的方法對焊縫物料完成輸送,在焊縫電弧移動的過程中,也必須人工作業(yè),不論是物料輸送或是對焊縫電弧移動,均必須耗費巨大的人力與精力,與手動埋弧焊比較,在效率與所獲得經(jīng)濟效益方面都不具有優(yōu)越性。所以,經(jīng)過研究就可以看出,很多工程技術人員在進行鋼結構焊接工作的過程中,都會把自動埋弧焊視為首選焊接技術,這項技術存在的優(yōu)越性也在實際使用的過程中得到了充分展現(xiàn)。但是必須引起重視的地方是,在對這項技術加以使用的過程中,技術人員也必須對焊機種類及使用情況引起注意,確保所選用電焊機的ph值合適,也只有如此才能確保焊后的接口,能和現(xiàn)代機械制造技術人員所提供的要求相符合。

3 精密加工技術

3.1 微機械技術

①在微機械驅動器領域。驅動器科技研發(fā)水平,直接確定了微型機械技術應用寬幅與廣度。目前,較為常用的微機驅動技術一般是由靜電動機和壓電元器件所構成的微驅動器,這一類驅動技術有很大的加工精度。②微機械傳感器技術。微機械傳感器技術有效改善了加工分辨率、靈敏度和數(shù)據(jù)密度。當前,隨著集成電路技術日益提高,已經(jīng)可以支撐制造更為領先的如加速度傳感器、觸覺陣列傳感器等微傳感器產品。為實現(xiàn)其微機械加工特點,可將無源傳感器、復合傳感器等技術整合到微機感應器產品當中。③微機材料技術。在當前,微機器的制作中大多使用硅材料,這類材質易于開裂變形,但隨著新型金屬材料不斷發(fā)展,鎳材開始應用于微機器制作,這種新型金屬材料可以改善其微力學和壽命。④微機械的生產工藝技術。由于微機加工技術的發(fā)展,傳統(tǒng)集成電路生產工藝技術已經(jīng)越來越無法滿足現(xiàn)代微型機械加工需要,所以,在三維機械加工與裝配的過程中,就必須引入立體新技術,加工、光造型法工藝技術。目前,比較適用的新材料生產技術主要有微型電池放電制造工藝科技和微型機器組裝制造工藝科技等。

3.2 研磨技術

研磨技術是在機械制造過程中所不可或缺的技術操作技能,一般用來生產嵌入式集成電路,特別是在對硅晶圓,由于對其表面粗糙度有著相對較高的要求,一般應該將其限制在一至二微米。所以,在具體進行制造的過程中,有關技術人員往往需要對其進行研磨拋光,通過科學創(chuàng)新的傳統(tǒng)磨碎技術,可以合理實現(xiàn)原子尺寸研磨。但是,傳統(tǒng)研磨技術并不能完全通過物理手段實現(xiàn)研磨,而是必須根據(jù)化學反應要求合理使用加工液對硅晶圓元件進行研磨與拋光。一般情形下,當加工精密化程度較高的部件時,精細研磨技術通常有著更高的使用價格,以納米為基本單元限制了表面摩擦率,正是基于此,政府有關主管部門要求精細化處理研磨技術,使其加工擁有更高的精度。

3.3 精密切削技術

在中國現(xiàn)階段機械制造領域,切割方法的直接使用內部保證了機器產生更高的精細度。在具體情況開展機械加工時,由于刀具種類,機器構造等客觀因素都會在較大程度內影響機械設備的生產加工精密度,基于此,在具體情況開展機械加工作業(yè),為保證機械加工時具有更高的精細程度就需要提高機械強度,同時還必須通過科學提高機械設備的耐震性能和熱變性能力。在具體情況開展機械制造,可以運用精確控制,精確定位技術,空氣靜壓軸承等高新技術手段開展具體作業(yè),通過機械設備發(fā)展中主軸速度的合理提高可以保證機械設備產生更高的生產加工精密度。

3.4 納米技術

為實現(xiàn)設備生產提供更高的便捷,有關公司必須對極微小部件原材料的工業(yè)生產與制備加以關注,并研究使用納米技術,通過納米技術科學構造更加方便,快捷和精確的制造裝置和元器件。以此為基礎,不但可以保證現(xiàn)代電子設備功能的完備性以及有關控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時,也因為其體型相對較小,所以能夠給現(xiàn)代人生活提供更大的空間方便。

3.5 磨具成型技術

在機械開展加工時,模具是不可或缺的關鍵工具,在一般情況下,就機器設備來說,幾乎每個零件都是使用模具制造的,因此模具精密度也會對整個機械設備精密度產生較大程度的影響。在具體進行模具成形加工時,還需要保證模具具有更高的工藝精確度,在中國現(xiàn)階段,模具成形工藝技術還可以根據(jù)我國的機械制造水平做出合理判斷,而電解加工工藝的合理運用,可以在較大程度內提高模具精密性,并且還能夠拋光工件表面,以保持工件表面的光滑性。

4 機械制造工藝及精密加工策略

當前,機械制造技術工藝向著高度智能和效率化的方向發(fā)展,主要是運用計算機信息技術建立制造機械的模式,建立有效的工業(yè)生產機制,并使用高度智能的機械制造技術。機械對制造工藝的要求也將更加高,不僅需要機器生產的標準化和規(guī)范化,還需要對現(xiàn)有的機器成品進行變型設計,運用現(xiàn)有的模具技術和數(shù)據(jù),通過設計生產出更為精確、高品質的機器產品,以進一步增強公司的制造實力。

4.1 零件分類及變型模式

在現(xiàn)實的制造流程中,機械設備的制造和加工都是成批的,必須進行大規(guī)模的制造,如此,就要求制造公司掌握產品零部件的資源特點,以作為制造的基準,適應各種客戶的不同需求,一般的機械設備由普通件、標準品和訂制件三類零件組成。一般來說,在大多數(shù)的機器生產內部都需要精確零部件,而不同的機器機械零件的加工技術也不同,但使用精確加工技術的前提條件是確保已有的零部件模型經(jīng)過精確加工后可以獲得要求的特殊零部件,且將成本限制在所規(guī)定的范圍內,而一旦現(xiàn)有的零部件模型不能滿足此要求,此時就必須通過參數(shù)化的變形獲得機器生產內部所要求的特制零部件。

4.2 使用CAD軟件對機械零件進行設計

在機器零部件的制造以前,就需要先對機器零部件加以工程設計,最常采用的機械設計開發(fā)工具是計算機技術應用軟件CAD,人們也稱為電腦的輔助設計。設計階段,主要是由設計師按照機械零件的產品設計需要通過CAD等軟件系統(tǒng)完成產品設計或者繪畫工作,在產品設計階段,由設計師可以利用這些已有的圖像和繪畫技術工具,完成產品設計或者機械零件的規(guī)格和紋樣設計。借助CAD進

行機械零件的設計,就能夠正確的設計零部件的平面構造和立體結構,從而清楚的傳達設計意圖,并很好的把設計和施工進行了銜接。當然,該軟件還具有一定的不足,在產品設計完成之后出現(xiàn)了部分不足或部分改變時,也可通過Photoshop加以調節(jié)。在機械的精細生產技術中,產品模型的創(chuàng)建手段主要有屬性數(shù)據(jù)建模和幾何數(shù)據(jù)模型二個方法。

4.3 幾何數(shù)據(jù)模型

在進行機械制造時,特別是在精細機械加工中,既必須對產品的生產屬性加以管理,也必須將數(shù)據(jù)間的各層次關聯(lián)加以整合。零部件的精細加工模型中涉及的信息量很多,包含了零部件的屬性信息與形狀信息等。其中零部件的形狀信息能夠將零部件的長度,造型等精確的表達,而零部件屬性信息中涉及的信息內容則更多,其中包含了零部件的基本特征和特殊要求信息,還包含了對整個的加工過程進行管理的內容,以及對整個加工過程進行全程的監(jiān)視信息,所有這些信息內容都從零部件的幾何建模中顯現(xiàn)了出來,而且全部的精細加工技術都是使用這種幾何圖形來描述。

4.4 機械屬性數(shù)據(jù)模型

針對復雜的機械零部件,人們往往需要通過機械零件的屬性數(shù)據(jù),來對機械零部件的要素做出精確的描繪,并由此來準確的表示零部件的基本特性、形狀及其分布關系等,在屬性數(shù)據(jù)中,關于形狀的信息尤為重要。屬性數(shù)據(jù)的類型很多,在這里試舉例,一般機械產品設計的屬性信息主要包含零部件的標識、生產信息、產品坐標、賦予原值等,而使用屬性數(shù)據(jù)和幾何數(shù)據(jù)相結合,可以對機械產品設計做出較為精確的說明。

5 結束語

在中國現(xiàn)代機械制造過程中,通過科學地改進精細的機械加工技術和機械制造工藝技術有著極為重要的經(jīng)濟價值,可以有效促進中國現(xiàn)代機械制造產業(yè)的進一步發(fā)展,使之更高程度的適應中國現(xiàn)代社會經(jīng)濟建設對機械制造產業(yè)所提供的最新需求,為我國工業(yè)經(jīng)濟技術水平的有效提高創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。