现代机械制造工艺及精密数控加工技术研究

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关键词:机械制造 精密加工 数控

    随着社会经济的不断发展,机械制造工艺也得到了相应的发展,传统的机械制造工艺已经逐渐不能满足现代发展的需要,因此,在现代化技术的背景下,必须要加强对现代化机械制造工艺以及精密加工技术的应用,以此来推进我国机械制造的快速发展。

    1. 现代机械制造工艺以及精密加工技术特点

      1.1. 系统性

      以生产过程来看,先进制造技术的应用离不开现代化科学技术的支持,例如信息自动化、计算机、传感、新材料以及现代化系统管理等技术,在产品设计、制造、生产以及销售过程中都得到了广泛的应用。

      1.2. 关联性

      以生产技术来看,现代机械制造工艺与精密加工技术所具有的的先进性,不仅贯穿在制作过程中,而且还涉及到多个方面:例如产品的开发、工艺设计、加工制造以及生产销售等环节。这些环节并不是独立存在的,如果其中任何一个环节出现问题,都可能对整个技术的应用造成不利的影响,因此,在对现代机械制造工艺和精密加工技术应用时,必须要把握其关联性。

      1.3. 全球性

      在全球化快速发展的背景下,各项技术的竞争也逐渐推向全球的平台,市场与技术的竞争也日益强烈,而先进制作技术的产生和发展正是为了适应这种激烈的竞争。因此,如果一个国家想在全球化发展中技术占据有利位置,就要保证本国机械制造技术的先进性,从而保证其制造业在全球竞争中的有利位置。

    2. 现代机械制造工艺概述及特点

      2.1. 现代机械制造工艺概述

      机械制造工艺学的研究对象是机械产品的制造工艺, 包括零件的加工和装配两方面, 其指导思想是在保证质量的前提下达到优质、高产、低消耗。随着现代机械制造设计水平的不断提高,其制造工艺更是得到了全面飞速发展。高效率、高精度、高柔性皆成为制造工艺的标志性特征,其特征性的出现不仅使制造工艺在成产效率上得到了提高,更使得制造工艺在科学技术领域、产品特性方面取得了重大成就。

      2.2. 现代机械制造特点

      2.2.1. 高效性

      效率高是现代机械制造主要特点之一,制造工艺的高效性可以有效的缩短加工周期,提高加工速度。例如冷加工工艺,其主要采用三种方法:其一,多重加工方法,加工中心等设备集各种加工方式于一体,通过计算机的控制,来实现各种切削的加工过程,很大程度上减少了辅助时间以及加工周期;其二,提高切削速度。通过TIC 硬质合金刀具、涂层刀具、金刚石刀具以及陶瓷刀具等高性能刀具的应用,使得高速切削的线速度可以达到10m/s 以上,大大提高了切削的速度;其三,运用新的加工工艺,例如应用电火花、激光以及化学腐蚀等加工工艺进行制造加工;另外对于一些性能比较特殊、加工难度比较大的材料,要运用新的加工工艺来进行制造,例如在加温或震动中进行切削。

    2.2.2. 高柔性

      机械技术发展的主要方向之一就是加工的柔性化。加工柔性化是指加工的灵活性、多样性以及多适应性。随着各类数控、程控机床和工业机器人等高自动化设备的出现,机械柔性制造系统逐渐得以实现。其中柔性制造系统主要分为柔性制造自动线、柔性制造单元以及柔性制造系统,这些都是以数控设备为基础,以自动运储系统连接,由计算机来进行控制实现多品种零部件加工的自动化生产系统。柔性制造系统的出现有力的推动了机械制造工艺的快速发展。

      2.2.3. 高精确

      精确度高也是现代机械制造的主要特点,通过现代机械制造工艺的应用,各零部件的制造精确度更高,主要应用于计算机科学、航空航天、国防以及核工业等行业,为制造产业等技术领域的发展以做出了贡献。

    3. 精密加工技术分类以及特点

      3.1. 模具成型技术

      据统计,汽车、飞机、仪表、电机以及家电产品的1/3 以上零部件都是通过模具加工生产出来的,在近几年内产品粗加工3/4 以及精加工1/4 都将由模具来完成。模具成型的关键在于如何提高其本身的精确度,这已经成为衡量一个国家制造水平高低的重要标准之一。数控电火花成型机床可以有效的解决电极自动更换相重复定位的精确问题,更有利于复杂型腔的加工。

      3.2. 精密切削技术

      在当今实际机械制造过程中,仍然会采取直接切削的方法来获得高精度零部件。但是,如果想用切削获得高水和高精度的表面粗糙度,就必须要排除刀具、机床、工件等各种外界因素的影响。例如,要想提高机床加工精度,就要要机床本身具备小的热变性、高的刚度以及良好的抗震性能。这就要求采用像精密定位技术、精密陶瓷导轨以及精密控制技术等先进技术来保证制造过程免受外界因素影响。

      3.3. 超精密研磨技术

      各种集成电路基板硅片的制造要求其表面粗糙需要控制在1~2mm 之内,并且需要进行原子级的研磨抛光,传统磨削、研磨以及抛光技术已经很难满足其制造要求。因此各种以新方法、新原理为基础的超精密研磨逐渐出现,例如通过对机械加工液的运用,来促进化学反应的机械化学研磨。这些新研磨方式的出现,对于超精密研磨工作具有重要意义。

      3.4. 细微加工技术

      为满足机械运行中电子元件体积越来越小、运行速率越来越高、耗能原来越小的要求。日本利用超微细离子技术,在电子原件的半导体上进行加工,使得精度达到几百个埃的水平。

      3.5. 纳米技术

      将现代物理和先进的工程技术结合,将多学科进行交叉形成的产品,即使纳米技术。自其发展开来后,其发展速度十分迅速。它可以在硅片上刻写几个纳米宽的线,这表明信息储存数据密度能够提高几个数量级别。

    结语:

      随着科学技术的不断发展,各企业之间的竞争也日益激烈,当代企业要想在全球化背景下保持竞争优势,就要加强对现代机械制造与精密加工技术的重视程度。因此,只有充分认识现代机械制造工艺及精密加工技术的实用性并加强对其二者的应用,并进行不断创新,才能更好的促进现代机械事业的稳健快速发展。

    (审核编辑: 智汇张瑜)