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关于现代机械制造工艺与精密加工技术的探讨

时间:2022-05-18 08:25:04 浏览次数:

工作人员而言,他们的技术水平与操作严密度对于整个制造过程也有较大影响,因此一定要把握好机械制造工艺与精密加工技术这两者之间的关联性。

1.2 系统性

当下由于各项技术都与智能存在相关性,而基于机械制造的生产过程中应用了多种具有现代化与先进性的科学技术,例如计算机、自动化、新型材料、信息技术、传感技术等。正是由于现代机械制造工艺与精密加工技术具备系统性的特点,因此被广泛应用于产品设计、销售、制造以及生产等领域。

1.3 全球化

在经济全球化的背景之下,国际市场上技术领域的竞争也十分激烈,为了更好地应对挑战且在市场上获得一席之地,现代机械制造工艺及精密加工技术便应运而生。对于一个国家而言,若要在国际技术领域的市场竞争中取得优势,则必须不断提升与研究新型技术,将本国技术提升至国际水平,从而形成全球竞争优势。

2 现代机械制造工艺的特点及类型

2.1 特点

第一,高精度。对于机械制造领域而言,实现现代化是最重要的要求之一,特别是对于科研、航空、国防等我国重要领域而言,对其精度要求更高。第二,高效率。由于现代机械制造工艺具备这一特点,因此与传统机械制造工艺相比,其加工速度获得极大提升,且施工周期也被大幅缩短。一般而言,在冷加工工艺中一般通过陶瓷、金刚石以及涂层这三种刀具,主要原因在于其切削速度极快,能够有效提高工作效率;而在加温或者震动中来开展切削工作,则一般采用的方式为激光以及化学腐蚀等;集中加工,即集中各类加工设备,通过计算机对其予以控制,从而确保切削加工的顺利完成。第三,高柔性。机械制造加工未来的主要方向是使加工具备柔性。一般而言,柔性加工具备下述特征:加工的多适应性、灵活性以及多样性。近年来,诸多工业领域的数控机床与机器人被研发制造出来,并且投入使用,这种趋势使得柔性加工具备了更多的实用性。柔性加工离不开柔性制造系统,而该系统又主要分为三种类型:柔性制造自动线、制造系统以及制造单元。这三种系统均以数控设备为主要依据,主要连接设备则为自动运储系统,主要控制设备则为计算机,通过以上设备的相互配合以完成对零件的生产加工工作。

2.2 类型

当前机械制造工艺涉及到诸多方面,例如焊接、铣、钳以及车等,在此文章对当前机械制造工艺的主要类型予以介绍,主要有以下五种:

2.2.1 气体保护焊接工艺

气体保护焊接工艺的主要热源为电弧,其具备的主要特征为气体,是被焊接物的主要保护介质。该项工艺的主要工作原理为:在焊接时,电弧周边会产生一个气体保护层,同时分割开电弧、熔以及空气,这样不仅能够避免有害气体影响焊接质量,而且还能够保证电弧在燃烧时的充分与稳定性。一般而言,在焊接过程中用得较多的气体保护焊为二氧化碳,主要原因在于其价格较为便宜,成本支出低,因此在现代化机械制造中被广泛使用。

2.2.2 电阻焊焊接工艺

该项焊接工艺的重点在于在正负极之间紧压好被焊接产品,而后接通电源,此后便会有电流经过,若其通过被焊物的表面及其周边便会产生一种效应,而后加热一直到熔化,最后直至金属与被焊物合为一体。电阻焊接主要应用于压力焊接,其具备许多优点,比如有较高的机械化程度、加热时间比较短、不会产生有害气体、效率高、焊接质量较高以及没有噪音污染等。因此在机械制造业中被广泛应用,例如汽车、航空以及家电行业等。但是也在运用过程中暴露出了诸多缺点,比如成本花费多、维修较为复杂以及由于无损检测技术较少因此缺乏支持等。

2.2.3 埋弧焊焊接工艺

简单而言埋弧焊焊接工艺即处于焊剂层下对电弧予以充分燃烧的焊接工艺。主要分成自动焊接方式以及半自动焊接方式。自动埋弧主要原理是充分利用焊接小车,使其不断将焊丝送进并且移动电弧;而半自动则为使用机械将焊丝送进,而在移动电弧环节则需要应用到人工方式。由此可见,半自动不仅需要设备而且还会产生劳务费,因此总体而言不如自动埋弧般节约成本,当下在市场中已经被淘汰。若是焊接钢筋,过去的电弧焊方式则为人工焊,即半自动方式,当前便有一种新型的焊接方式将其替代,即电渣压力焊。该焊接方式具有工作效率高、劳动条件好以及焊缝质量高的特点。然而在应用电渣压力焊这一方式时,对于焊剂的选择要尤为注意,特别是其碱度,主要原因在于焊接工艺的性能、电流类型、可焊材料的等级以及冶金性能等,都通过碱度才能体现出其技术标准。

2.2.4 螺柱焊焊接工艺

该焊接工艺主要是将螺柱端面与板件或者管件的接触面接触,使得电弧得以引通,而后便会出现接触面被熔化的现象,此时再对螺柱施压便可完成整个焊接过程。螺柱焊焊接工艺按照应用领域的不同主要分为拉弧式与储能式。储能式主要特点为在焊接过程中具备较小的熔深,因此适用于焊接薄板;而拉弧式则与储能式相反,其熔深较大,因此较多地应用于重工业领域。二者存在一个共同点,即均为单面焊接,无需打孔、粘连、铆接、钻洞以及攻螺纹等。应用螺柱焊焊接工艺,不用担心会出现漏水或者漏气现象,因而使用较为广泛。

2.2.5 搅拌摩擦焊焊接工艺

该焊接工艺主要源于英国,产生时间为20世纪90年代,也被称为FSW焊接。其主要应用领域为航天航空、铁路、船舶以及车辆制造等,且随着时间的推移其应用范围也在不断扩大。而我国应用该技术主要是在2002年,标志性事件为北京赛福斯特公司成立。该焊接工艺具备较多优点,例如在焊接过程中只需要应用到焊接搅拌头,其他任何消耗性材料,例如焊丝、焊剂、保护气体或者焊条等均不需要。这个优点可从焊接铝合金中体现出来,在此过程中只需要应用到一个搅拌头,且焊缝深度为800米,温度也处于较低水平。

3 精密加工技术

精密加工技术也有诸多类型,大体上如图1所示。文章主要探讨了其中的精密切削技术、精密研磨技术、微细加工技术、模具成形技术以及纳米技术。

3.1 精密切削技术

当前在对机械予以高精度加工时应用的依然是过去那种最直接的方法。此时,若要应用切削法使精度变高并且提升表面光洁度,则需要合理选用刀具、机床以及工件等设备,避免对其产生影响。例如在对机床予以精度加工时,需要保证其刚度处于合理水平,同时还要控制好其热变形性能与抗振性能。这样一来就要求在对产品予以加工时应用以下几种现代化技术:(1)精密定位技术;(2)微进给技术;(3)压力静压轴承技术;(4)精密控制技术等。除此之外,也可以提升机床主轴旋转的速度,也能有效提高加工产品的精度。

3.2 精密研磨技术

该项技术主要被使用在加工集成电路中的元件这一领域中,且元件多为小型的。例如在加工硅片时有特定要求,即必须在1到2毫米间进行。对于传统加工研磨技术而言自然不具备这一功能,而现代研磨技术例如抛光技术以及原子级研磨等均能够满足这一要求。当前随着科技水平的不断提升,例如弹性发射、流体型悬浮非接触研磨以及利用加工液产生化学反应等先进精密研磨技术被研发出来。

3.3 微细加工技术

当前我国诸多电子元件越来越智能化,且其体积、重量、能量消耗以及运行频率等均得到了极大的改善与优化,传统较为粗放的加工技术必然无法满足当下电子元件的加工要求,此时微细加工技术便应运而生。在国外通过有效应用超细微离子技术来对半导体予以加工时,其精度能够达到几百埃的水平。

3.4 模具成型技术

目前,对于汽车、家电、飞机以及仪表等诸多产品而言,约有1/3的元件制造源于模具加工。模具成型技术的核心在于模具加工精度的提升,这也标志着一个国家的制造行业处于何种水平。应用电解加工工艺能够实现微米级的模具精度,还能有效解决产品表面的质量问题。

3.5 纳米技术

纳米技术主要是将物理与工程技术相结合之后产生的一项现代化技术。通过应用该技术,能够在硅片上刻上宽度仅为几纳米的线。

4 结束语

总而言之,机械制造领域离不开机械制造工艺与精密加工技术,当前这两者的发展也较为稳定,随着科学技术向更高水平发展,必定能得到越来越广泛的应用,同时存在的不足也会得到完善与优化,需要相关人士对其予以不断创新,从而使其获得较大提升,为拉动我国社会经济的发展做出更多贡献。

参考文献

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[2]方驰.关于现代机械制造工艺与精密加工技术的探讨[J].科技致富向导,2013(14).

[3]安巍.现代机械制造工艺与精密加工技术探析[J].科技传播,2014(3).

[4]周金锋.现代机械制造工艺的特点及发展探讨[J].科技致富向导,2014(2).

[5]沈启志.如何做好加工制造工艺与精密加工技术的工作[J].城市建设理论研究(电子版),2013(25).

作者简介:刘书麟(1971,8-),男,汉族,吉林省吉林市人,本科,吉林化工学院,讲师,研究方向:工程材料与热处理。

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