现代机械制造工艺与精密加工技术刍议

2022-11-22林瑞蕊王金芳

中国金属通报 2022年1期

林瑞蕊，王金芳

现阶段由于工业科技的发展速度已经相当迅猛,在这个形势和背景下机械加工产业技术也在原来基础上得到了较为显著的提升,在现代机械行业不断发展壮大的过程中将遇到新的问题和挑战,而传统机械生产工艺技术并无法完成对这一要求的全面适应,而需要实现对现代机器制造工艺及其精密加工技术的全面引进,这就是机械加工产业达到长期稳健发展目标的重要基石和先决条件,也从一定程度上表明了现代机械生产工艺及其精密加工技术创新的必要性。

1 现代化机械设计制造工艺和精细加工技艺的发展特点

1.1 系统性

系统性的现代机器人设计制作工艺和精细机械加工技艺,在工艺程序中都有着系统性的特点,而这些特点主要是在现代机器人设计制作工艺中最为突出。在整个机械制造流程中,不论是传统机械制造加工手段或是高精密机械加工技术,其均较为明显的系统性特点。在机械制造体系中运用精细加工技术,能够提高机械加工制品的质量,提高机械加工的精确性,提高了机械加工的效能和产品质量,从而在短时间中提高其整机的效益。而由于现代化的机械设计生产工艺本身的特点和传统精细机械加工技术间的系统性联系,导致了二者在系统融合过程中产生了精密性的特点,而二者的系统融合更直观的提高了设计工作的品质和效益,从本质上也促进了设计产业的发展。

1.2 技术关联性

在现代化机器人设计生产工艺和更精细型的工艺的关联性,直接的促进了中国机械制造业的不断发展壮大。从机械设计与生产工艺的角度来看,它本身的发展趋势直接影响到机设与生产工艺的发展趋势,对中国社会主义市场经济的发展趋势也产生了直接的影响。精密机械加工技术设备,在实际使用中运用了现代化的加工机械手段,虽然能够提高其整机品质,但在生产实践中如其中某个环节存在技术问题,也会很直接的影响机械制造技术的整体品质和效益。所以,在机器人设计制作工序中一定要提高对精密交给你该技术方案与机器生产之间关系的重视,分析,密切关系,如此才能够从根源上提高机器人设计制作工序的品质和效益。

1.3 具有高效性

和传统的机械制造工艺相比，现代机械制造工艺具有高效性的特点。伴随经济的不断发展，对现代机械制造工艺的研究日益深入，机械制造工艺水平不断提高。当前现代机械制造工艺逐渐免受人为因素的影响，由于进行人工制造会产生一定的误差，对此使用现代机械制造工艺进行机械制造能够提高制造的精密性，减少了机械制造的时间，提高了制造效率。同时使用现代机械制造工艺能够确保机械加工的顺利进行，保证加工的效果。最后，利用现代机械制造工艺，能够有效的处理难度比较大、具有较高要求的材料，从而确保机械加工工艺的顺利进行。

1.4 具有全球化特点

在经济发展过程中，各国之间交流越来越频繁，伴随经济交流的发展，国家之间的竞争越来越激烈。国家之间的竞争不仅体现在各国的经济发展水平上，同时也体现在科学技术发展方面。通过进行科技创新，能够让一个国家比其他国家拥有科技优势，在自身发展过程中不需要依靠其他国家的帮助，免受其他国家的威胁。对此，在国家之间竞争越来越激烈的背景下，促进了现代机械制造工艺的研究与发展。在发展现代机械制造工艺时，工作人员消耗了大量的时间以及精力，尽管在研究该技术的过程中遇到许多问题，但是工作人员永不放弃，逐渐攻克在工艺发展中所遇到的难题。在发展现代机械制造工艺时，可以与其他国家进行沟通和交流，吸收其他国家在该工艺发展上的经验，与自身所拥有的知识相互结合，逐渐改进现代机械制造工艺，因此该工艺具有鲜明的全球化的特点。

2 现代机械制造工艺

2.1 气体保护焊接工艺

气体防护焊工艺,也被称作气体防护电弧焊技术,是现阶段电弧焊工艺技术中的一类,和其他电弧焊工艺技术相比较,主要优点是把气体引做为电弧介质,以更好地防护电弧和焊缝区域、提高焊缝效率的目的。而目前,在全世界使用最为普遍且经济效益良好的气体焊接电弧介质即为超临界二氧化碳气体,该介质不但可以有效隔绝空气,防止了空气和焊缝的面相接触,而且拥有生产成本较低、资源消耗较少的优点。相比于其他种类的焊接技术,气体保护焊接工序不仅操作简便灵活、操作时间较短、且通常不能产生的渣块或熔渣量极少,而且焊缝操作用时较少、效率高、比较容易达到,焊缝作业的自动化和智能化、热辐射性也

比较弱,但是,对气体保护焊接工序仍多存在着较大的使用要求,特别是设备,通常要求较多的资金投入。

2.2 电阻焊焊接

在中国,现在机械制造流程中,电阻焊连接的应用优势程度相对而言较高,有很大的制造效益,机械化程度也可以进一步适应工艺条件,但与此同时,使用该工艺技术也不致有工业废气污染和噪音形成,对环境形成了极为重要的影响。在具体使用电阻焊连接时,一般是先紧紧压住正负极间的焊缝物,而后再通电进行焊缝物,并以此为基准,借助输出电压的作用效应,就可以使焊缝物质与接触面上的电压同时形成,进而形成热效应,并加热熔化的焊缝物质。当焊物完全熔化后,电压才能结合金属工件,这就达到了电阻焊连接的最合理使用。最后,尽管该技术在中国现阶段已进行了较广泛的运用,但在具体使用过程中,仍然面临着维护难度大,支出成本较高,对测试技术前瞻性不够等问题,有关单位必须对其作出科学处理。综上所述,有关人员在具体运用电阻焊焊接技术进行机械制造时,就必须对其工艺技术优势加以合理运用,并科学完善相关工艺技术的不足之处,从而使其经济价值得以更加全面的实现。

2.3 搅拌摩擦焊接

该工序具体是将转速较大的搅拌头与金属材料互相碰撞,产生热能进行焊接。在具体开展焊接工作时,由于科学使用该技术而不需要大量耗费其他的金属材料,从而可以将其汉奸生活成材料消耗量大大降低,在中国现阶段的车辆制造,造船生产以及中国高速铁路施工等过程中,这项技术也有着相当普遍的运用。

2.4 螺柱焊焊接

跟技术的具体过程是使管件板件接触面积与螺钉端面互相对接,而后使用电极将双方的对接表面熔化,向螺栓施压,以确保完成连接。一般情况下,该技术可以具体分为拉弧式或储能式二个方法,相对而言,储能式是所形成的熔化连接深度比较小,适宜于焊接薄板,而拉胡是的,可以形成相对大的熔化连接深度,在重工业焊缝中,具备更多的使用价值,两个方法都是单面焊缝,不要求进行振动加工和打孔,但在具体使用该技术时,就不能有漏气,或漏水形成,所以,在中国现阶段机械制造行业具备了更多的使用价值。

2.5 埋弧焊接技术

埋弧焊术通常是指电弧在焊缝层以下时进行焊的工作,这项技术在实际使用的过程中,也可能被分成自动、半自动等二种类型。如果选用手动埋弧焊作为工作展开的主要手段,仅需使用焊接小车将整个焊接流程中所必须使用到的物料向规定地点输送,之后再对焊缝电弧进行引动即可;而如果选用零点五自动埋弧焊作为工作展开的主要手段,则不仅必须采用人工的方法对焊缝物料完成输送,在焊缝电弧移动的过程中,也必须人工作业,不论是物料输送或是对焊缝电弧移动,均必须耗费巨大的人力与精力,与手动埋弧焊比较,在效率与所获得经济效益方面都不具有优越性。所以,经过研究就可以看出,很多工程技术人员在进行钢结构焊接工作的过程中,都会把自动埋弧焊视为首选焊接技术,这项技术存在的优越性也在实际使用的过程中得到了充分展现。但是必须引起重视的地方是,在对这项技术加以使用的过程中,技术人员也必须对焊机种类及使用情况引起注意,确保所选用电焊机的ph值合适,也只有如此才能确保焊后的接口,能和现代机械制造技术人员所提供的要求相符合。

3 精密加工技术

3.1 微机械技术

①在微机械驱动器领域。驱动器科技研发水平,直接确定了微型机械技术应用宽幅与广度。目前,较为常用的微机驱动技术一般是由静电动机和压电元器件所构成的微驱动器,这一类驱动技术有很大的加工精度。②微机械传感器技术。微机械传感器技术有效改善了加工分辨率、灵敏度和数据密度。当前,随着集成电路技术日益提高,已经可以支撑制造更为领先的如加速度传感器、触觉阵列传感器等微传感器产品。为实现其微机械加工特点,可将无源传感器、复合传感器等技术整合到微机感应器产品当中。③微机材料技术。在当前,微机器的制作中大多使用硅材料,这类材质易于开裂变形,但随着新型金属材料不断发展,镍材开始应用于微机器制作,这种新型金属材料可以改善其微力学和寿命。④微机械的生产工艺技术。由于微机加工技术的发展,传统集成电路生产工艺技术已经越来越无法满足现代微型机械加工需要,所以,在三维机械加工与装配的过程中,就必须引入立体新技术,加工、光造型法工艺技术。目前,比较适用的新材料生产技术主要有微型电池放电制造工艺科技和微型机器组装制造工艺科技等。

3.2 研磨技术

研磨技术是在机械制造过程中所不可或缺的技术操作技能,一般用来生产嵌入式集成电路,特别是在对硅晶圆,由于对其表面粗糙度有着相对较高的要求,一般应该将其限制在一至二微米。所以,在具体进行制造的过程中,有关技术人员往往需要对其进行研磨抛光,通过科学创新的传统磨碎技术,可以合理实现原子尺寸研磨。但是,传统研磨技术并不能完全通过物理手段实现研磨,而是必须根据化学反应要求合理使用加工液对硅晶圆元件进行研磨与抛光。一般情形下,当加工精密化程度较高的部件时,精细研磨技术通常有着更高的使用价格,以纳米为基本单元限制了表面摩擦率,正是基于此,政府有关主管部门要求精细化处理研磨技术,使其加工拥有更高的精度。

3.3 精密切削技术

在中国现阶段机械制造领域,切割方法的直接使用内部保证了机器产生更高的精细度。在具体情况开展机械加工时,由于刀具种类,机器构造等客观因素都会在较大程度内影响机械设备的生产加工精密度,基于此,在具体情况开展机械加工作业,为保证机械加工时具有更高的精细程度就需要提高机械强度,同时还必须通过科学提高机械设备的耐震性能和热变性能力。在具体情况开展机械制造,可以运用精确控制,精确定位技术,空气静压轴承等高新技术手段开展具体作业,通过机械设备发展中主轴速度的合理提高可以保证机械设备产生更高的生产加工精密度。

3.4 纳米技术

为实现设备生产提供更高的便捷,有关公司必须对极微小部件原材料的工业生产与制备加以关注,并研究使用纳米技术,通过纳米技术科学构造更加方便,快捷和精确的制造装置和元器件。以此为基础,不但可以保证现代电子设备功能的完备性以及有关控制系统的稳定性,同时,也因为其体型相对较小,所以能够给现代人生活提供更大的空间方便。

3.5 磨具成型技术

在机械开展加工时,模具是不可或缺的关键工具,在一般情况下,就机器设备来说,几乎每个零件都是使用模具制造的,因此模具精密度也会对整个机械设备精密度产生较大程度的影响。在具体进行模具成形加工时,还需要保证模具具有更高的工艺精确度,在中国现阶段,模具成形工艺技术还可以根据我国的机械制造水平做出合理判断,而电解加工工艺的合理运用,可以在较大程度内提高模具精密性,并且还能够抛光工件表面,以保持工件表面的光滑性。

4 机械制造工艺及精密加工策略

当前,机械制造技术工艺向着高度智能和效率化的方向发展,主要是运用计算机信息技术建立制造机械的模式,建立有效的工业生产机制,并使用高度智能的机械制造技术。机械对制造工艺的要求也将更加高,不仅需要机器生产的标准化和规范化,还需要对现有的机器成品进行变型设计,运用现有的模具技术和数据,通过设计生产出更为精确、高品质的机器产品,以进一步增强公司的制造实力。

4.1 零件分类及变型模式

在现实的制造流程中,机械设备的制造和加工都是成批的,必须进行大规模的制造,如此,就要求制造公司掌握产品零部件的资源特点,以作为制造的基准,适应各种客户的不同需求,一般的机械设备由普通件、标准品和订制件三类零件组成。一般来说,在大多数的机器生产内部都需要精确零部件,而不同的机器机械零件的加工技术也不同,但使用精确加工技术的前提条件是确保已有的零部件模型经过精确加工后可以获得要求的特殊零部件,且将成本限制在所规定的范围内,而一旦现有的零部件模型不能满足此要求,此时就必须通过参数化的变形获得机器生产内部所要求的特制零部件。

4.2 使用CAD软件对机械零件进行设计

在机器零部件的制造以前,就需要先对机器零部件加以工程设计,最常采用的机械设计开发工具是计算机技术应用软件CAD,人们也称为电脑的辅助设计。设计阶段,主要是由设计师按照机械零件的产品设计需要通过CAD等软件系统完成产品设计或者绘画工作,在产品设计阶段,由设计师可以利用这些已有的图像和绘画技术工具,完成产品设计或者机械零件的规格和纹样设计。借助CAD进

行机械零件的设计,就能够正确的设计零部件的平面构造和立体结构,从而清楚的传达设计意图,并很好的把设计和施工进行了衔接。当然,该软件还具有一定的不足,在产品设计完成之后出现了部分不足或部分改变时,也可通过Photoshop加以调节。在机械的精细生产技术中,产品模型的创建手段主要有属性数据建模和几何数据模型二个方法。

4.3 几何数据模型

在进行机械制造时,特别是在精细机械加工中,既必须对产品的生产属性加以管理,也必须将数据间的各层次关联加以整合。零部件的精细加工模型中涉及的信息量很多,包含了零部件的属性信息与形状信息等。其中零部件的形状信息能够将零部件的长度,造型等精确的表达,而零部件属性信息中涉及的信息内容则更多,其中包含了零部件的基本特征和特殊要求信息,还包含了对整个的加工过程进行管理的内容,以及对整个加工过程进行全程的监视信息,所有这些信息内容都从零部件的几何建模中显现了出来,而且全部的精细加工技术都是使用这种几何图形来描述。

4.4 机械属性数据模型

针对复杂的机械零部件,人们往往需要通过机械零件的属性数据,来对机械零部件的要素做出精确的描绘,并由此来准确的表示零部件的基本特性、形状及其分布关系等,在属性数据中,关于形状的信息尤为重要。属性数据的类型很多,在这里试举例,一般机械产品设计的属性信息主要包含零部件的标识、生产信息、产品坐标、赋予原值等,而使用属性数据和几何数据相结合,可以对机械产品设计做出较为精确的说明。