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现代化机械设计制造工艺及精密加工技术分析

刘黎明
  
科创媒体号
2023年20期
杭州慧翔电液技术开发有限公司

摘要:近年来,随着我国经济的加快发展,市场经济的飞速发展对制造机械行业发展提出了更高的技术要求,实际制作过程中,相关单位要加强对制造工艺及精密加工技术的探讨,以促进行业发展,提高经济效益。该文以现代机械制造工艺及精密加工技术含义为切入点,阐述了现代机械制造机工艺与精密加工技术特点,介绍了常用的现代机械制造工艺,分析了常用的精密加工技术,最终对现代械制造工艺与精密加工策略进行了总结,希望文中内容对相关工作人员可以有所帮助。

关键词:现代化;机械设计;制造工艺;精密加工技术

引言

机械制造工艺的高速发展,使得传统机械制造工艺早已无法满足现代化发展需要,因此需要在机械制造工艺与精密加工技术原有基础上不断完善制造工艺体系,在提高机械制造工艺的精准度的同时,最大限度地减少设备使用误差。从现代机械制造工艺概述着手,分析了机械制造工艺与精密加工技术的特点,还围绕着机械制造工艺与精密加工技术的具体应用进行了深入研究,最后阐述了机械制造工艺与精密加工技术之间的关系,旨在为现代机械制造工艺和精密加工技术的创新研发提供理论方面的参考。

1机械制造工艺及精密加工技术概述

1.1机械制造工艺的定义及分类

机械制造工艺是指通过一系列的工艺操作和技术手段,将原材料转化为具有特定形状、尺寸和性能的机械零件或产品的过程。它涉及材料的选择、加工工艺的确定、工艺参数的控制等多个方面 。机械制造工艺可以根据不同的分类标准进行分类,常见分类如下:(1)材料加工工艺,包括铸造、锻造、焊接、切削、冲压等,用于将原材料进行形状改变和加工。(2)表面处理工艺,包括热处理、电镀、喷涂等,用于改善零件或产品的表面性能和外观。(3)装配工艺,包括零件的组装、调试、检测等,用于将多个零件组装成完整的机械产品。(4)数控加工工艺,包括数控铣削、数控车削、数控切割等,利用计算机控制的机床进行精密加工。(5)先进制造工艺,包括激光加工、电子束加工、快速成型等,利用先进的技术手段进行高效、精密的制造。

1.2精密加工技术的定义及分类

精密加工技术是指利用先进的加工设备和工艺,对工件进行高精度、高质量的加工和制造的技术。它主要应用于制造高精度、高要求的零部件和产品,如航空航天、汽车、电子、光学等领域。精密加工技术可以根据加工方式和加工对象的不同进行分类,常见的分类如下:(1)机械加工,包括车削、铣削、钻削、磨削等传统的机械加工方法,通过切削、磨削等方式对工件进行加工。(2)电火花加工,利用电火花放电的原理,通过在工件表面产生高温和高压的电火花,使工件表面材料蒸发、熔化和氧化,从而实现加工的目的。(3)激光加工,利用激光束的高能量密度和高聚焦性,对工件进行切割、焊接、打孔等加工,具有高精度、高效率和无接触的特点。(4)纳米加工,利用纳米尺度的工具和技术,对工件进行微小尺寸的加工和制造,如纳米压印、纳米刻蚀等。(5)光学加工,利用光学原理和技术,对光学元件和光学器件进行加工和制造,如光学镜片的研磨、抛光和涂膜等。(6)精密成型加工,利用模具和成型工艺,对工件进行精密的塑性变形和成型,如冲压、注塑、压铸等。

2现代化机械制造技术

2.1自动化焊接技术

自动化焊接技术作为现代机械制造中最常见的技术手段之一,在焊接目标工件时,在电弧周围产生大量气体,该气体能保护焊头和工件表面,实现空气、电弧分离。同时,气体保护作用能降低外部空气对焊接工作带来的负面影响,提高焊接电弧燃烧的充分性。在自动化焊接技术中涉及气焊技术工艺,该制造工艺通过编程程序进行控制,结合行业标准进行工作,自身具有较强的密闭性,能在封闭环境中进行保温处理,科学控制焊接后的回火温度,保证工作人员能在冷却后进行焊后处理。

2.2数控机床技术

当前,数控机床在机械制造业中占据主导地位,是机电一体化的典型代表。随着计算机技术和微电子技术在数控机床中的广泛应用,数控机床已从最初的简单加工逐步发展成为集自动化控制、智能化管理于一体的复杂系统。不但成功地取代了手工操作的传统机床,同时也确保了各部件的准确性。随着科学技术的不断进步,数控技术在机械制造领域得到广泛推广与应用。数控机床主要包括机床与控制系统。在加工过程中,数控机床可以实现自动化生产。在加工过程中,技术人员在设置好所需零件加工程序之后,操作人员仅需按固定程序操作机床。在数控编程过程中,使用数控系统来控制刀具轨迹,并对工件进行精确的切削加工。数控机床较好地解决了零件加工的复杂性和精准度问题以及变化多端的问题,具有灵活性和加工精度。使用数控机床对零部件进行加工之前,必须要经过一系列的步骤来确定具体的尺寸以及精度要求。在加工时机床各个零件都将严格遵循精准度标准进行操作,从而确保了产品质量。数控机床对部件适应性很强,特别适用于表面工艺比较复杂,一般机床加工不出精密复杂零件,方便批量加工这类零件。因此,在机械加工行业中,数控机床发挥着重要作用。数控机床技术有多种,按分类方式,机床作用也各不相同。其中数控铣削设备属于一种较为常见的机床形式。数控机床按工艺用途划分,可分为铣床,钻床和磨床,企业可根据需要选用适合自己的数控机床。从结构上划分,主要包括进给系统、主轴系统、夹具及刀具控制系统等。按运动方式划分,可分为点类控制、直线和轮廓控制。对于数控加工中应用较为广泛的两种类型——直线控制以及轮廓控制技术进行了介绍。直线控制既可以控制点位和精确的点位,也确保了它的轨迹;轮廓控制可以实现对两个或多个运动点速度与位移的连续控制,使之更能适应生产的需要。目前市场上销售的普通数控车床都采用了这两种控制模式。按经济性能划分,可分普通型、中、高档型数控机床。普通型的经济型机床价格便宜,操作简单方便,但在加工效率上并没有优势。普通型经济性机床价位较低,适用于不太需要精度的地方。中档型机床价格比较昂贵,适用于一些精密加工场合,比如汽车零部件、模具等行业。高档型机床的价格较高,但功能较全,准确性较高。数控加工就是针对这类情况而开发出来的一种新的机械加工工艺。在科技日益发达的今天,数控技术在我国也有了一定提升,自动编程系统现已出现、数控技术,如计算机群控系统和天性制造系统。在数控加工中应用计算机技术不仅能有效地缩短产品生产周期,还能够大大提高工作效率。借助计算机,能使机械制造全自动化。数控设备在生产过程中发挥着重要作用,是现代制造业不可或缺的装备。今后数控机床机床的发展将更趋于高速化、信息化,精度化,更适应我国机械设备发展的需要。

3精密加工技术

3.1研磨技术

此项技术是机械制造期间不可或缺的一种,主要应用在嵌入式集成电路,尤其是针对硅晶圆,因为对其表面粗糙度要求高,通常要控制在1~2μm之间。因此,实际制造期间,相关技术人员在具体生存作业期间,要在对实际情况进行全面分析基础上,科学应用研磨技术,对传统研磨技术进行创新。需要施工人员注意的是,传统研磨技术在具体应用期间,无法利用物力手段开展相应研磨作业,要依据反映情况,通过对加工液进行应用,完成对硅晶圆的研磨,并且做好相应抛光工作。通常来说,在进行精密化程度较高部件加工时,精细研磨技术一般应用在对加工精度要求较高的机械中,要以纳米作为单元,这对其表面摩擦力造成了约束,因此,相关生产部门,要加强对精细化研磨技术的探讨,提高研磨精密度,保障最终生产的产品质量能够满足应用要求。

3.2纳米技术

纳米技术作为一项新兴的科技发展产物,在技术和物理理论的结合上取得了明显的研究成果。目前纳米技术主要用于某些特殊的加工过程,尤其在特殊材料加工过程中可以利用精细化的纳米零件获得完整的设备信息,真正为我国机械制造加工领域的发展提供了强有力的支持。在机械制造过程中纳米加工技术主要用于扫描隧道显微镜,该技术在机械产品加工精度的提升上起到了重要促进作用[3]。纳米加工技术本身具有较高的科技水平,有助于促进材料学和机械加工领域的高质量发展。与此同时,纳米加工技术在纳米测量与电子科学等领域的应用范围也越来越广,如纳米超微电极在神经递质的信息传递与检测中起到了至关重要的作用,极大地推动了医学领域的发展进程。

3.3微机械技术

目前,微机械技术被广泛应用在小规模产品制造方面,相比大型生产流程,微机械技术能提高机械产品加工的精密度,制作出大型设备很难制造的产品,如手机芯片、计算机芯片等。但由于电子设备对产品精细度提出更高要求,一旦产品质量出现细微差异,均会给电子设备运行效率带来严重影响。因此,为了提升产品制作的精细度,企业要提高对微机械技术的重视程度,利用微机械技术提高产品制造质量。在实际操作中,微机械技术能收集产品各方面的数据,具有较高的反应速度,能及时检测机械产品内部存在的问题,提高零部件制造效果。对于高制造要求的机械产品而言,微机械技术能提高产品制造的规范性,保证机械产品质量满足使用要求,提高企业的核心竞争力,促进企业实现可持续发展。同时,微机械技术被应用到智能化产品加工模式方面,有利于企业实现精细化生产与制造,而将信息技术应用到机械设计制造后,能优化制造过程,促进制造过程向自动化方向发展。

3.4模具成型技术的应用

模具成型技术是精密加工技术的重要应用之一。模具成型技术是通过制作模具来实现对材料的成型和加工。模具是一种具有特定形状和尺寸的工具,可以用于生产各种产品,如塑料制品、金属制品等。模具成型技术可以用于制造各种产品。例如,在塑料制品的生产中,模具成型技术可以用来制造各种塑料制品,如塑料瓶、塑料盒等;在金属制品的生产中,模具成型技术可以用来制造各种金属制品,如汽车零部件、家电配件等。模具成型技术的应用可以提高生产效率和产品质量。通过使用模具成型技术,可以实现对材料的快速成型和加工,大幅提高了生产效率。同时,模具成型技术可以保证产品的一致性和精度,提高了产品的质量。模具成型技术还可以降低生产成本。通过使用模具成型技术,可以减少人工操作和材料浪费,降低生产成本。同时,模具成型技术还可以实现批量生产,进一步降低了生产成本。

结语

我国社会经济水平与科技水平的大幅度提升,使得机械加工制造业在新时代发展形势下面临着更严格的危机与挑战。基于此,只有深入研发机械制造工艺和精密加工技术,才能促进机械制造领域的可持续发展,通过机械制造工艺与精密加工技术的有机结合来促进机械制造业的智能化、数字化发展进程,综合提高我国机械制造业的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]栾忠实.节能设计理念在机械制造及其自动化中的应用方法分析[J].现代制造技术与装备,2022,58(9):190-192,203.

[2]欧玲,谭伟美,林星烨.CAD技术在现代机械制造与设计中的应用与发展情况的分析[J].当代农机,2022(6):51,53.

[3]彭烨.机械制造加工工艺合理化的机械设计制造的创新探讨[J].科技与创新,2022(11):25-27,30.

[4]赵安静,单智习.现代机械制造中机电一体化技术的应用及发展趋势[J].造纸装备及材料,2021,50(10):80-82.

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