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精密机械加工范文
随着科技的发展,各个行业对机械加工技术的精密度的要求也越来越高,就如今天的集成电路的发展所要求的在1mm2的平面上集成的元件就达到几十万个之多,它所要求的线条宽度和位置误差更是非常之小的,微末的距离误差都有可能造成出产产品的失败,所以以往的机床加工的精密度就不能满足如此高水平的加工要求。所以,超精密机械加工技术的出现与发展也是顺应如今的工业行业对机械加工业技术进行升级的要求。
因为超精密机械的制作材料是很小的,所以它所要求的加工技术是非常复杂的,加工的步骤也非常繁多,其加工的形状精度要达到数百微米甚至要达到数百纳米的精确程度,其表面粗糙度的标准也在数百纳米的范围内,可见在加工过程中的艰难程度,不仅如此,机械加工的过程中还需要用到切削、磨削等制作工艺,也就加重了加工的过程的任务难度。因为一旦在加工过程中出现问题,机械的精密度出现误差,即使误差范围很小,当机械真正的应用到实际生产当中,生产出的产品就不能达到要求,到时造成的损失就是难以估计的。
在超精密机械加工技术中,为了保证加工的机械的精密度和机械的质量,最重要的制作环节就是切削加工的环节,所以,在切削的过程中就需要技术人员投入全部的精力及耐心。为了减少切削加工过程中产生的误差,不仅要控制好切削环境的温度、切削的锋刃度还要控制好切削的形态,经过数年来国际上的很多科学家的不断地实验终于确定了切削加工中所需达到的各种因素的数据,这有效的提高了切削加工技术的水平。
在超精密机械加工中的磨削技术就是产品加工中的磨光和抛光的环节,可是由于加工材料的性质问题,很多材料都很脆弱,在磨削加工环节容易出现材料断裂的问题,这就造成了很大的浪费。所以在磨削环节加工技术中就要提升加工机床的刚度及机床在高速运转过程中的精度还要保证磨削具有锋利的刃,以有效确保加工产品的质量,提高产品的生产效率。1.3超精密机械加工的研磨技术伴随在产品磨削加工中还需要对产品进行研磨加工,可是因为产品所具有的形状问题而造成产品研磨的失败率高的问题,而产品研磨失败就意味着需要重复产品磨削的加工过程,从而导致产品完工时间延长,产品的生产效率也会下降。所以在产品研磨阶段必须针对产品的停留时间及产品的给进速度尽可能做出准确的估算,以提高产品在这一阶段的成功率。
与传统的精密机械加工技术进行相比,超紧密机械加工技术的最大特点就是对加工的对象在尺寸、外形上超精密化的要求。
与传统的精密机械加工技术中工人仅凭自己的经验、手感等操作的方式进行相比,超紧密机械加工技术的以具备更高水平的高智能化的自动加工设备,其有效的提高了机械加工的稳定性,从而也确保了机械加工的高效率。
由上所知的超精密机械加工所具备的超精密化和高智能化的特点需要在加工过程中进行大量的信息输入、信息控制、信息反馈,在这一过程就必须结合信息处理技术,以有效保证加工过程的高效性。
随着科技水平的不断发展,机械加工技术也必将不断地进行技术升级才能满足科技的需求。就目前来说,各国在航空航天领域、纳米技术领域及信息技术领域等高端工业的发展都需要超精密机械加工技术的支持才能真正的取得进一步发展。就从产品的加工的精密度来说,工业行业的升级换代所需要的机械精密度也越来越高,其加工的技术水平要求逐渐从微米水平献亚微米水平发展,而近年来随着纳米技术的发展,纳米技术所应用到的领域也越来来广,如医学、人工智能等,更是对机械加工的精密度的要求达到了纳米水平的级别。由此,我们也可以大胆预测在将来超精密机械加工技术将进一步发展到原子水平的级别。而对于超精密机械加工技术在其所具备的超精密、高智能、信息处理技术的特点方面也将更加的精进,整个超精密机械加工体系也日臻完善并最终形成完整的工业体系,整体的机械加工行业的工业水平也明显提高,且能够应用的技术领域也更加的宽泛,成为工业进一步发展的强劲动力。
综上所述,我们可以发现超精密机械加工技术具有很好的发展前景,且其对各个高端工业领域的技术支持也是一大发展助力,所以它也具有很高的经济价值。从超精密机械加工技术在未来的发展来看其能够应用到的技术领域也更加宽广,所以对超精密机械加工技术的研究仍有待科学家们的进一步探究。
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机械制造业的发展水平是国家工业化程度的主要标志之一,机械加工水平的高低是影响其发展的重要因素,选择合适的加工方法,合理安排加工顺序,降低加工成本的同时确保加工精度。在工件加工的整个过程中,各个环节对技术的要求是各不相同的,合理制定机械加工工艺值得研究探讨。机械加工中,超大薄板加工、细长轴加工等都是比较典型的加工难题,需要制定正确的加工工艺,才能保证产品最终质量合格。
以外形尺寸为3200×1800×30、材料为304不锈钢板的精密机械加工工艺为例进行探讨。
成品技术要求:两大面的表面粗糙度要求均为Ra1.6,大面最终平面度要求为0.4。零件特征为超大超重薄板工件,且表面结构有较高的质量要求。其工艺包括零件的毛坯准备、机床上装卡找正、加工顺序、刀具调整与接刀等多道工序,还有成品半成品吊装搬运与放置等事项,每道工序都会影响到零件的加工质量,在实际生产加工中都须予以重视。
原材料(毛坯)准备是把握零件质量的首关,须执行不合格原材料(毛坯)不投产的规定。零件加工前必须对原材料进行确认,材料要求为304不锈钢,采购的钢板必须附带有效的、可追溯的材质证明;原材料切割下料后需校正平面度(可通过滚压整形等方法),令平面度≤1.6;毛坯应先粗加工出非精密要求的轮廓,减少后加工的加工应力,并可避免后加工影响大板的平面度及表面精度;粗加工后做消除应力处理(消除原材料轧制应力、热切割应力、矫形应力等),一般选择热处理方法(去应力热处理以随机自动记录数据曲线作为质量保证),消除应力时,应采取保持校正平面度的技术措施;粗加工并热处理后的毛坯自由放置在加工机床的工作台上(或等同)检测精度和加工余量进行确认。
大板的装卡与找正是大板加工精度保证的重要环节,装卡的每个步骤都很关键,装卡的方法、顺序直接影响大板最终的加工精度。装夹时必须夹死,防止工件在切削力、重力、惯性力等的作用下发生移位或晃动,以免破坏工件的定位。
具体步骤是:采用自由放置垫实压紧的装卡方法,令装卡变形≤0.02,基准面找正精度≤0.035/1000。设定装卡压紧点不少于5×12=60点,在大板上均匀排布;大板下方对应每个压紧点的地方都有一个支撑点,可微调,即上压紧点正对下支撑点,需制作适用的工装卡具。每次装卡前,先对工装的支撑点预先找正,令全部支撑点的上平面在平行于工作台面的同一平面内,允差≤0.02(可用机床打表测量)。大板自由放置于工装支撑点上,纵横对正、垫实压紧,从中间开始逐次向两端两边对称进行;每个点的垫实压紧操作均在最靠近压点的地方架百分表,调整零位,然后进行垫实压紧,令压紧后百分表仍保持在零位为合格。大板加工过程中遇铣刀与压点相碰,则解除压点,待铣刀通过后补上压点,操作方法同上(视具体情况释放下支撑)。平面铣削完成后,松开所有压点,检测并记录全部压点平面度值,掌握铣削过程中应力变形规律和趋势,为后续找正赶偏差提供参考。
大板的加工是决定成品合格的关键环节,须选择合理的加工顺序,把粗加工和精加工分开,经济作业,一次预基准,两次成品面。毛坯上机床装卡找正后,预加工一个面(见光或稍有黑皮)作为二次装卡的基准面。工件翻身装卡(预基准面朝下),将上面加工成成品;工件再翻身装卡(已成品面朝下作为基准面),将上面加工成成品,且最终厚度合格。若加工量过大,则应均布分加工量或再增加一次预基准面加工(即多翻身一次)。加工量对生产效率加工质量都有很大影响;加工量过大,不但增加机械加工的劳动量,使最耐磨的表面金属层被切除,降低了生产效率,而且增加了材料、工具和电力消耗,提高了加工成本;加工量过小,则既不能消除上道工序的各种缺陷和误差,又不能补偿本工序加工时的装夹误差,结果生产的是废品。其选取原则应该是在保证质量的前提下,使加工量尽可能小,减小切削加工的内应力,提高工件的加工精度和表面粗糙度。
加工刀具选用端铣刀Φ250-GB5342(或Φ125-GB5342)。由于大板平面最终为精密平面,必须采用垂直铣削法,不能采用倾斜铣削法。调整主轴与工作台垂直,偏差≤0.03/250,主轴端面圆跳动量≤0.01,主轴径向圆跳动量≤0.01。调整阶梯交错密齿端铣刀的所有精光齿在径向半径比半精切齿半径小0.5,在轴向精光齿比半精切齿高0.3,走刀方向为横向。接刀时,最少接刀交插≥1.5。
成品半成品吊装必须有可靠的对成品面防护措施和防止吊装变形措施。可在工件侧面中部吊装,忌在工件端部吊装;吊装翻身必须下衬软物缓落,忌硬碰硬装。放置时,应制备专用的工位器具放置工件,使工件在约15°范围稳妥侧立,避免平放时底面不平引起的重力变形。工件搬运时,最好同工位器具一起搬运,避免搬运变形与碰撞。成品的搬运与放置须格外注意,严格执行相关的规定,否则会前功尽弃。
加工成品面的质量检验,在铣削完毕并松开全部压点(工件处于自由状态),于机床工作台面上进行。检测的项目有:平面度、粗糙度、厚度,记录各压点实测数据。材质以材质证明验证或复检化验单作为质量保证,去应力热处理以随机自动记录曲线作为质量保证,成品以检验记录作为质量保证,工位器具以设计图样和实测精度记录作为质量保证。在质量保证可靠有效的前提下,可忽略因后续加工、吊装搬运放置、温差和加工应力所引起的变形。各项质检数据及质保证明均是成品零件合格的有效证明。
机械加工过程中,产生误差、影响质量是不可避免的,只有对其采取相应的预防措施尽可能地避免或减少加工误差,才能有效提高机加工的精度和质量。超大薄板加工工艺流程主要包括:选材装卡找正铣削加工质量检测成品包装。需要注意的是:原材料需消除应力处理,装卡时控制好装卡变形,加工时掌握好加工顺序和切削参数,检测手段要正确,成品包装要注意防护。对于超大薄板精密机械加工要进行缜密的工艺探讨,加工部门和加工人员应严格执行已定加工工艺,方可减低生产成本,保证产品的加工最终合格。
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随着工业的发展,机械加工的精度和复杂度在不断的进步,尤其是微型计算机的出现,在工业控制领域得到了广泛的应用,极大的提高了加工的效率,使机械加工可以自动化的运行,并具有一定的智能性,在出现问题时,可以通过系统内置的人工专家系统,自行的解决一些问题。这些技术上的进步,都是为了提高机械加工的精度和效率,从机械加工的发展可以看出,不同时期的机械产品,最大的区别就体现在加工的精密性上。如现在人们的日常生活中,经常能看到很多微型、复杂的机械产品,在制造这种产品的过程中,必然会使用精密机械加工技术。无论在汽车大型机械产品还是钟表等微型机械产品中,都需要抛光工艺,机械产品越精密,对抛光工艺的要求也就越高,因此要想提高精密机械加工的水平,必须对先对抛光工艺应用进行研究。
在不同时期,精密机械加工技术的概念也有一定的差异,主要的差别就体现在表面的粗糙度上。这个标准只是暂时的标准,随着机械加工水平的提升,精密机械加工的精度一定会得到大幅的提升,从机械加工的发展就可以看出,在工业发展的初期,汽车等大型机械产品就可以称为精密加工。除了加工的精细之外,最新的概念也包括了加工的效率,在以往的机械加工中,为了提高加工的准确性,需要消耗更大的工作量,这样必然会消耗更多的时间,因此降低了加工的效率,这显然不符合现代工业发展的情况。因此最新的概念中,在促进加工精度进步的同时,也要促进加工的效率的进步,精密加工的方法有很多,如抛光布轮、砂带磨削等,通常情况下,精密机械加工技术都是通过更新加工设备,来促进加工的精度和效率的进步。
与普通的机械加工相比,精密加工除了在加工精度上有更高的要求外,加工的效率也有一定的提升,这符合目前机械制造的发展趋势。随着机械加工领域的发展,加工的设备和技术都在不断的进步,为机械领域的进步提供了基础,加工的准确性和效率逐渐提高,逐渐就形成了精密机械加工的概念。由此可以看出,精密机械加工的第一个特点就是自身不断进步,精密机械加工技术随着时间的推移,加工的精度不断提高。其次在不同的机械产品加工中,精密机械加工会表现出不同的形式,如涂附磨具的加工中,砂带磨削就具有很高的加工精度,而且加工的效率很高,正是由于砂带磨削的这些特点,使其在精密机械加工中得到了广泛的应用。但是目前砂带设备的生产技术,大多掌握在国外的公司中,国内的砂带机床还处于起步阶段,机床的自动化程度较低,与国外的产品相比,质量也有一定的差异,要想提高我国机械加工设备生产水平,必须建立在精密机械加工特点的基础上。
在机械加工中,表面处理技术一直都受到人们的重视,表面的处理不仅关系到产品的美观,也是赋予材料表面某种功能特性。通常情况下,表面处理技术有两种方式,第一种就是在表面加上一些覆盖层,第二种就是利用物理和化学等手段,对材料表面的形状、成分等进行改变。在具体的机械加工中,可以使用物理作业的方式等方式,在零部件表面增加一层具有特殊性能的材质;也可以使用热处理等技术,来改变材质表面的形状和成分。但是在进行这样的表面处理技术之前,首先要对材料的表面进行抛光处理,只有材料表面的光滑度达到一定的标准后,才能进行下个环节的加工。由此可以看出,抛光是机械加工表面处理的第一个环节,也是非常重要的环节。
在机械加工中,抛光就是利用一定的设备,对零部件的表面进行处理,从而降低零部件表面的粗糙度,这样的加工工艺就是抛光。在实际的加工过程中,抛光不能提高零部件的几何尺寸和精度,只是针对零部件表面的一种加工工艺,除了使工件表面更加光滑外,有时候需要消除工件表面的光泽,也可以通过抛光来实现。随着抛光工艺的发展,已经出现了化学抛光、CMP抛光等技术,利用这些先进的抛光工艺,极大的提高了加工零件表面的光滑度,同时也在一定程度上提高了加工的效率,尤其是抛光机床的使用,使得抛光加工可以自动化的进行,最大程度上减少人员的操作。现在的机械加工精度已经达到了微米级别,人眼已经无法直接进行观察,依靠人员操作显然无法完成加工,因此现在的抛光加工在向自动化和智能化发展。智能化的抛光工艺需要建立在诸多领域技术结合的平台之上,计算机技术就是必备的技术之一。此外,还需要机械加工技术,由于抛光技术一般主要应用于机械再加工中。对于目前的抛光技术而言,其还有很大的发展潜力,并能够在未来的发展过程中不断融入新的技术,从而改善现在抛光技术中存在的不足。当然,为了能够让抛光技术更加具备实用性和有效性,要进一步发展技术,从而更加满足现代以及未来技术领域的需求。
传统的机械加工中,由于对精度的要求较低,因此采用的是原始的手工抛光方式,随着工业水平的提高,人们对机械设备也有了更高的要求,出现了机械加工的方式,与手工抛光相比,这些机床设备大幅的提高了加工的精度,半自动化的加工方式,也极大的提高了抛光的效率,因此在实际的加工中,机械抛光得到了广泛的应用。但是在机械产品向复杂化和精密化发展的今天,机械抛光的加工出来的零部件,表面的镜面亮度和程度,都达不到产品规定的标准。为了满足精密机械加工中抛光的要求,现在的加工中都采用Lapping,利用这种加工方式,工件表面的精度可以达到2微米,粗糙度达到Ra0.01微米,完全能够满足现在精密机械加工的标准。Lapping使用起来非常方便,如目前常用的氧化锆研磨剂,由于辅助材料的配比不同,研磨剂可以有液体、膏体、固体三种状态,液态的研磨剂可以直接进行抛光使用,而膏体和固体的研磨剂,可以加水稀释成液态,也可以直接进行使用。在实际的抛光过程中,应该根据加工零部件的形状、材料等,针对性的选择一种研磨剂。在抛光的过程中,需要添加一定的抛光剂,保证后期的抛光效果。同时,现在化的抛光工艺也逐步发展成熟,并逐步应用到机械生产中,成为了现代主流的抛光技术。此外,对于机械再加工而言,由于需要更多的精度加工,机械表面的光滑度要求也越来越高,从而导致抛光工艺的技术革新。总之,抛光工艺在机械再加工中占据非常主流的地位,并能够在一定程度上完善机械的加工效果。
抛光作为机械加工中一种重要工艺,在传统的机械加工中,就受到了人们的重视,随着工业的发展,机械产品变得越来越复杂和精密,对抛光工艺提出了更高的要求,因此抛光工艺也从原始的手工加工变成机械加工,能够满足批量生产的需要,同时也在一定程度上提高了加工的精度。通过全文的分析可以知道,抛光工艺在精密机械加工中,具有非常重要的地位,现在广泛使用的Lapping,可以同时提高抛光加工精度和加工的效率,而且根据抛光工件的特点,可以针对性的选择液体、膏体、固体状态的研磨剂。
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随着科学技术发展进步以及机械零件加工技术的创新,社会上对于机械零件加工提出更加严格的要求,传统的精密机械加工技术已经不能很好的适应社会的需要,所以不断进行创新以及优化。精密机械零件加工以及制造等方面主要是为了更好的提高加工质量,其中的去毛刺以及抛光加工更是非常重要的步骤。同时去毛刺以及抛光加工也是精密机械加工的劳动集中部分,加工费用更是全部加工中最高的一部分,在具体进行去毛刺以及抛光加工过程中,经常会遇到各种问题,需要详细掌握加工工艺原理基础上保证精密机械加工的去毛刺以及抛光加工质量。
在进行去毛刺以及抛光加工研究期间需要针对精密机械零件加工原理进行分析,在掌握基本加工原理基础上才能保证对去毛刺以及抛光加工的深入研究。文章研究的精密机械零件加工主要是依据航天航空机械零件为基础展开,因此下文中所涉及到的各种零件都属于航天航空机械零件。
AFM加工原理是精密机械零件加工中非常重要的内容,AFM主要是精密机械零件中的磨粒流加工基本原理,因为其被称之为Ab-rasive Flow Machining,所以简称为AFM。在进行AFM加工期间,需要根据加工需要配备夹具,保证加工零件的运输通道,整个加工流程顺利完成【1】。在此基础上还需要根据加工原理的需要,选择两个相对应的磨粒流进行加工,通过固定通道来回在摩擦之后进行挤压,保证其能够均匀的撒入到通道中,及时对其进行打磨抛光。
去毛刺是精密机械加工中非常重要的步骤,利用热能的方式展开去毛刺,这种技术被简称为TEM。利用热能方式进行去毛刺主要是依据高温的方式将精密零件中的毛刺以及飞边进行高温处理,这样能够保证毛刺清除的干净利索。将需要去毛刺的精密零件放置在密封的高温燃烧腔内,同时将其中的各种气体以及氧气等进行科学配比,保证燃烧的顺利完成。严格控制压力变化,提高腔内的压力,能够将精密机械零件中的毛刺以及飞边等进行燃烧,并且这种热度能够遍布零件的全部范围,能够深入到零件的内部,这样才能彻底对毛边等进行去除[2]。再者因为腔内中的燃烧体属于火花形式,能够在燃烧的一瞬间产生非常高的温度。因为温度的急剧上升,所以机械零件上的毛刺以及飞边等耐热性相比较机械本身比较低,所以非常容易被燃烧。当飞边或是毛刺燃烧之后会延伸到机械零件本身,在燃烧尽之后温度自然会不断下降,并且腔内包含很多氧气,与毛边的燃烧灰烬之间相融合之后产生氧化粉尘,这种氧化粉尘能够起到急速降温的作用。在燃烧结束之后将其中的氧化反应物进行清洗,保证其干净卫生。
电化学加工手段主要是在科学技术发展以及加工技术进步基础上形成,利用电化学的方式对精密机械零件进行去毛刺以及抛光加工,不仅在时间上为机械加工进行节省,同时在技术上也得到很大的改善。这种加工方式以及手段内称之为ECM、ECD、ECP。精密机械零件加工过程中,经常因为加工通道或是各种原因导致零件本身出现很多的毛刺以及飞边,这些毛刺飞边对机械零件的应用质量会产生很大影响,所以需要采用科学方式将其去除。这种电化学方式的产生以及应用,很好的改善了这方面的问题,这种电化学方式主要是利用以及成形的机械零件进行仔细检查,在发现其中包含飞边或是毛刺等问头,连接电流催动电解液将毛刺清除,并且还能对机械零件进行详细检查,能够及时更正其中的不协调之处,这种技术在当前的精密机械零件加工中应用非常广泛,同时在时间上也做了很大的调整,所以能够很好的提升精密机械零件加工的整体工作效率。
上文中对磨粒流加工原理进行了详细介绍,这种磨粒流加工是所有机械加工中非常重要的步骤,对于机械加工的零件大小以及尺寸等具有重要影响,所以需要十分注意。对于不同尺寸下的小孔所需要的工艺技术形式包含很多不同。比如说直径齿轮在1-1.5毫米之间,需要采用精密的技术形式对其进行施工,并且在加工机床上安装回旋臂,若是直径在50毫米左右的齿轮就要求不仅加入回旋臂,还需要设置输送通道,保证输送通道的安全运输。而且光洁度一般能够改善五到十个等级,生产出的零件表面更加光滑而且还很均匀。这种工艺方式在航天航空机械零件生产加工中应用非常广泛,对于增压腔、气缸头、以及涡轮壳体等方面都非常实用。
热能加工方式在去毛刺以及抛光加工等方面也是非常常用的技术之一,这种技术不仅能够理想的将机械零件中的毛刺清除,同时还能帮助机械加工企业降低生产加工成本,提高加工速度,保证加工件数基础上对加工过程进行严格控制监督,同时防止重复加工现象的出现。这种热能去毛刺的方式在范围上进行了很好的扩散,能够将很多人工不能清除的地方进行彻底清除。
电化学方式是当下应用非常广泛的一种形式,这种方式在去毛刺上能够更好的保证清净,同时能够根据零件的相互去毛刺进行科学对比,在发现其中的尺寸或是设计不规格期间还能够及时发出提醒,去除其中的不规格之处,为零件的加工提供了更高的保障。
毛刺的危害问题主要有以下几种情况:第一,机械设备的配件如果存在毛刺会导致之后的制作工序的准确性与检查精准性出现问题。第二,机械设备生产产品中存在毛刺则会是机械设备各构造连接处出现卡顿状况,在机械设备自动化中问题最为常见。第三,许多电气工程设备在运行时其中存在的毛刺脱落,致使电气工程设备电路发生故障。第四,机械设备表面毛刺发生脱落,加快了设备之间的磨损程度,降低其使用寿命。
在去除零件毛刺过程中,工作人员通^科学的方法在确保零件形状不发生改变的过程中对零件进行抛光技工,清除掉零件上的毛刺。在毛刺危害被人们了解的情况下,工作人员经常通过各种方法对机械零件上存在的毛刺进行清除。全球许多企业都在对去除精密机械零件上的毛刺措施进行研究。在零件设计与制作时工作人员就因该了解与掌握发生毛刺现象的问题,在根本上降低毛刺问题的出现。在零件生产过程中工作人员利用科学合理的方法去除零件上的毛刺,并不断的完善去除毛刺设备。在去除零件毛刺的各种措施中,人工方法的使用可以更好的对零件中存在的各种毛刺进行清除。在使用机械设备对零件毛刺进行清除时对其规格、均匀度都有着严格的需求。
综上所述,对于精密机械零件加工来讲,在要求上非常严格,特别是其中的去毛刺以及抛光加工工艺更是最繁琐复杂的一种。在详细了解加工设计原理基础上,积极采用适当方式对其进行加工,消除其中的不合理之处,保证精密机械零件加工质量,从而保证机械加工的整体质量。
[1]高航,吴鸣宇,付有志,郭东明. 流体磨料光整加工理论与技术的发展[J]. 机械工程学报,2015,07:174-187.
随着科学的进步和市场经济的发展,机械加工的技术也越来越广泛,随着计算机技术的不断发展,传统的机械加工技术已经不能满足现在的生产速度。而现代的先进技术的发展,为机械加工技术提供了许多更好的技术,从而使我们的工作效率大大提高了,我国机械加工技术的发展经历了一个漫长的过程,在自动化方面,从单机到生产线到系统,从追求人机操纵到高度自动化,最后的无人自动化过渡,下面本文分别简要介绍数控技术、电化学机械加工技术、超精密机械加工技术以及微细机械加工技术的特点和优点。
数字控制技术,简称数控技术。数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术,其给现代机械加工带来了很大的帮助。数控技术不仅包含了传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术和网络通信技术、光机电技术,而且它还拥有属于自己的先进技术,它具有高精度、高效率和柔性自动化等特点。
机床设备控制技术是机械加工中非常重要的技术,具备了控制能力的机床设备更是现代机电一体化的重要组成部分。数控技术为机械加工带来了很多良好的机床控制能力,也就是运用数控技术对机床进行加工控制,在保证生产质量的同时,进一步提高机床的生产效率。
数控技术的出现,也带动了汽车零部件的加工技术,更加快了复杂零部件快速制造的实现过程,进一步巩固了我国在国际市场上的加工大国的地位。
数控技术通过对材料进行切割就很轻松地解决了这个问题,它代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对象为采煤机叶片和滚筒,从而进一步优化了套料的选用方案。
电化学机械加工是一类将电化学阳极溶解与机械加工作用结合起来,对金属表面实行光整加工和精度加工的复合工艺技术。电化学机械加工过程中,首先由于电化学作用.使工件表面发生阳极溶解而形成氧化膜,再利用合适的机械作用将这些氧化膜破碎刮除,以达到去金属的目的。
电化学机械加工中,主要是靠电化学作用去除金属,机械作用只是为了更好地加速这一过程。这并不等于说机械作用不重要,因为在加工过程中,如果机械作用过强,则会带来一些机械加工的缺陷。
电化学机械加工有加工范围广、生产效率高、表面质量优良、机械工具磨损量小、控制条件好、成本低等优点。
超精密机械加工技术是利用刀具改变材料形状或破坏材料表层,以切削形式来达到所要求的的形状。计算机辅助设计技术,尤其是有限元分析技术的发展,为超精密机床整体结构优化设计提供了便利手段,使得机床刚度和稳定性不断提高。
在微光学元件加工中,超精密加工技术的运用实例越来越多。比如隐形眼镜、棱镜、非球面透镜、微透镜阵列、金字塔微结构表面、减反射光栅等结构的加工中运用了单晶刚石超精密加工技术于其中。对微光学元件设计者和制造者来说,单晶金刚石超精密加工技术具有很多优势。
微细机械加工技术是制造微机械的关键和基础,包括微细切削加工、微细电火花加工、微细蚀刻、精密电铸以及微细电解加工等。
微细电火花加工:微细电火花加工技术的研究起步于20世纪60年代末,是在绝缘的工作液中通过工具电极和工件间脉冲火花放电产生的瞬时、局部高温来熔化和汽化蚀除金属的一种加工技术。
微细切削加工:微细切削技术是一种由传统切削技术衍生出来的微细切削加工方法,主要包括微细车削、微细铣削、微细钻削、微细磨削、微冲压等。微细车削是加工微小型回转类零件的主要手段,与宏观加工类似,也需要微细车床以及相应的检测与控制系统,但其对主轴的精度、刀具的硬度和微型化有很高的要求。
微细电解加工技术:所谓微细电解加工是指在微细加工范围内(1~1000μm),利用金属阳极电化学溶解去除材料的制造技术,其中材料的去除是以离子溶解的形式进行的,在电解加工中通过控制电流的大小和电流通过的时间,控制工件的去除速度和去除量,从而得到高精度、微小尺寸零件的加工方法。
对于一个国家而言,机械加工技术水平的高低已经成为衡量一个国家工业生产能力的重要指标,因此,我们在这个方面必须有所作为。对于机械加工行业来说,提高零件或产品的机械加工精度,全面提高我国机械加工技术水平,我们必须提高劳动者的素质,重视人才的培养,要以科学技术研究与工业生产为主轴,从诸多方面去考虑;还要以市场需求为导向结合的技术开发。我想随着我国科技水平的发展以及各方面的相互协调,我国的机械加工技术会越来越进步的。
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[3]杨丽惠,数控技术在机械加工领域的应用,机电信息,2010年第36期总第282期
知识经济时代里人们所制造的物体微型化趋势愈加明显,尤其是在军事、医疗、环境、通信、航空等领域,机械装置微型化的要求逐渐增加。上个世纪80年代微电子机械系统开始实现了飞速的发展与创新,其又被成为微机械与微系统。微电子机械系统是一种集成化的机电装置,微小的尺寸和智能化、集成化是微电子机械系统的独特优势和特征。其最小尺寸已经达到1nm-1um的纳米的机械。微电子机械系统技术从出现到应用的时间里获得了国际的广泛关注,目前其应用领域与实际价值已经不言而喻。
微电子机械系统主要结构有微型传感器、制动器以及处理电路。其是一种微电子电路与微机械制动器结合的尺寸微型的装置,其在电路信息的指示下可以进行机械操作,并且还能够通过装置中的传感器来获取外部的数据信息,将其进行转化处理放大,进而通过制动器来实现各种机械操作。而微电子机械系统技术是以微电子机械系统的理论、材料、工艺为研究对象的技术。微电子系统并不只是单纯的将传统的机电产品微型化,其制作材料、工艺、原理、应用等各个方面都突破了传统的技术限制,达到了一个微电子、微机械技术结合的全新高度。微电子机械系统是一种全新的高新科学技术,其在航天、军事、生物、医疗等领域都有着重要的作用。
传统机械加工技术的最小单位一般是cm,而微电子机械系统技术下的机械加工往往最小单位已经涉及到了微米甚至纳米。这以尺寸的巨大变化使得微电子机械系统技术下的原件具有微型化的特点,其携带方便,应用领域更加广阔。
微电子机械系统技术下的原件实现了微型化为器件集成化提供了有力的基础。微型化的器件在集成上具有无可比拟的优势,其能够随意组合排列,组成更加复杂的系统。
微电子机械系统技术下的器件都是使用硅为基加工原料。地面表面有接近30%的硅,经济优势十分明显。硅的使用成本低廉这就使得微电子机械系统技术的下的器件成本大大缩减。硅的密度、强度等于铁相近,密度与铝相近,热传导率与钨相近。
微电子机械系统技术几乎涉及到所有学科,电子、物理、化学、医学、农业等多个学科的顶尖科技成果都是微电子机械系统技术的基础。众多学科的最新成果组合成了全新的系统和器件,创造了一个全新的技术领域。
体微机械加工技术主要将单晶硅基片加工为微机械机构的工艺,其最大的优势就是可以制作出尺寸较大的器件,最大的弊端是难以制造出精细化的灵敏系统。并且使用体微加工工艺难以优化器件的平面化布局,制作出来的器件难以与微电子线路直接兼容。体微机械加工工艺一般在压力传感器和加速度传感器的制造中普遍应用。
表面微机械加工技术就是通过集成电路中的平面化技术来实现微机械装置的制造。其主要优势表现在充分利用了已有的IC工艺,能够灵活掌握机械器件的尺寸,因此表面为微机械加工技术与IC之间是兼容的。表面微机械加工技术与集成电路的良好兼容性使得其在应用领域实现了快速普及。
复合微机械加工技术就是体微机械技工技术与表面微机械加工技术的结合,其结合了两者的优点,但又同时避免了相应缺点。
微电子机械系统技术下的微型设备可以在环境监测和数据处理分析上发挥巨大的作用。由化学传感器、生物传感器以及数据处理系统所集合的测量与处理设备。该微型装置可以用来监测空气和液体的成分,其独特优势在于尺寸微小,便于携带。
纳米器件所构成的装置先要对半导体器件运行速度高,携带方便,信息输出和处理快捷,在军事领域其能够用来制作各种微型设备,例如“蚊子导弹”、“麻雀卫星”等。
在临床化验分析、介入治疗领域其也能够实现巨大的价值。近几年获得发展的介入治疗技术与传统治疗技术相比临床治疗效果优越,能够有效缓解患者痛苦。但是当前介入治疗仪器价格高,体积巨大,准确性难以保证,尤其是在治疗重要器官时风险较大。微电子机械系统技术的微型与智能特性可以显著降低介入治疗的风险。
微电子机械系统技术将机电系统的实用性、智能化和多样化发展到了一个全新的高度。当今微电子机械系统技术已经对农业、环境、医疗、军事等领域产生了重大的影响,也影响着人们的生产和生活方式,相信在不久的以后微电子机械系统技术将会成为我国社会经济发展不可或缺的重要部分,为我国经济发展起到巨大的推动作用。
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王志宏(1977-),男,吉林省长春市人。现为中国科学院长春精密机械与物理研究所工程师。
就目前的情况看,机械制造产业在充分满足我国社会发展过程中,各种要求的同时,还需要做到生产工艺的与时俱进,使机械制造工艺与精密加工技术能够有效地满足现代化机械生产的要求。本文主要分析了我国机械制造产业发展的现状,并探讨了现代机械制造工艺与精密加工技术的特点。
我国机械制造企业同发达国家相比起步比较晚,并且因为国外对我国机械制造技术封锁比较严重,所以,我国机械制造加工技术通常都是自己研究的。并且,在较短的时间内,我国机械制造企业已经具有了4万多企业、300多万台机械生产机床、900多万机械制造员工,机械制造企业在发展的过程中,已经成为仅次于美国、日本、德国的第四大机械制造国家,但是我国的机械制造技术却远远落后与工业发达的国家。机械制造企业在发展的过程中,企业发展的快慢主要是受到机械制造新产品的研发周期以及机械制造的核心技术。我国新产品在研发的过程中平均研发周期为10.5年,是美国机械制造产业产品研发时间的3.5倍,这样就说明我国高端的技术研发人才数量比较少,不能有效地保证机械产品的更新换代,在机械设备生产的过程中,需要使用大量的经济费用,为了有效地保证机械设备的生产,必须加大对高新技术人才的引进,保证新产品技术的研发速度,同时又能够有效的保证机械产品生产的主要技术。同时,我国机械设备在生产过程中,也缺少核心技术的使用,主要是因为我国机械产业发展时间比较短,比较基础的技术都已经注册使用了;此外,我国机械制造产业高新技术人才不足,不能很好地保证机械制造产业技术的发展的要求。
机械设备在焊接的过程中,可以使用埋弧焊接的方式,埋弧焊接在使用的过程中具有一定的稳定性,使用时不会对外界的环境有较高的要求,可以被使用到很多方面。埋弧焊接在使用的过程中,主要是在焊接物的内部预先埋设好焊接的材料,比如焊锡等等。埋弧焊接施工的方法可以使用到精密仪器加工的过程中,这样可以有效地提升机械生产的精密度,提升机械制造产业的综合竞争能力。但是这种高精度的机械制造工艺在使用的过程中,需要投入大量的资金,埋弧焊接施工技术分为全自动工艺和半自动工艺,全自动埋弧焊接技术在使用的过程中,需要购买价格较高的加工机器,但是全自动施工方式相对较为简单,在机械生产的过程中,可以直接将材料加入到机器中就可以制动加工。半自动埋弧焊接施工技术在使用的过程中,需要有施工人员将材料放入到机器中进行加工生产,并且焊接材料的使用量需要由工作人员进行决定,为此,在生产的过程中,需要由经验丰富的人员进行操作,同时工作人员还需要对机械产品焊接的质量进行有效的控制,所以,在机械设备生产的过程中,半自动化生产工艺的使用次数比较少,经常使用的是全自动化生产的方式。
在机械加工的过程中,使用精密的切削技术,能够有效地保证机械设备生产的质量,在使用精密切削技术的时候,需要加强对生产刀具、数控机床、工件使用的有效控制,同时,在使用的过程中还需要极强对机床运转速度的控制。
我国社会大部分机械零件正在朝着“薄、小、精致”的方向发展,同时机械设计的产物越来越薄,所需要使用的技术加工技术也越来越难,机械设备加工水平的难度也在不断地提升。在机械生产的过程中使用微细加工技术能够应用到高新产业当中。但是传统的机械加工的方式已经不能有效满足频率高、能源消耗较低的要求,精密的微细机械加工技术能够有效的保证机械加工零件的精密性。
超精密研磨技术在应用的过程中,主要使用了“原子级”的研磨抛光硅片,这样可以大幅度的提升机械产品表面的精细程度。在传统机械施工加工的过程中,眼膜、磨削、抛光技术并不能有效地保证机械产品表面的光洁程度,在使用超精密研磨技术进行机械加工的过程中,可以将机械加工的工作效率提升,将原本的生产工序降低到三个之下,减少机械加工的生产时间,极大地提升了机械生产的使用效率,降低了机械在生产过程中污染物的产生,有效地保护了生态环境。超精密研磨技术在使用的过程中,应用范围较为广泛,经常应用到太阳能电池、高清液晶显示器生产的过程中,这样就加快了超精密机械生产技术的发展,但是就我国目前的情况,拥有自出产权的超精密加工技术非常少。为了有效地保证机械超精密研磨技术的发展,需要不断提升技术的创新研究,保证经济的快速发展。
综上所述,通过分析机械制造行业发展的现状以及机械制造工艺与精密加工技术施工的特点,能够有效的发现机械制造工艺精密加工的技术能够应用到机械设计的各个方面,这也代表着我国机械制造企业正在快速发展中,在我国加入WTO之后,我国经济同世界经济接轨,虽然对于我国机械制造企业发展有着非常重大的帮助,但是因为现阶段机械制造工艺精密加工技术的特殊性,世界机械制造企业之间的竞争越来越激烈。我国应该加强对这方面的研究,支持机械制造企业的发展。
[1]陆雪君,王爱玲.浅谈现代机械制造工艺与精密加工技术[J].城市建设理论研究:电子版,2012,(30):1008-1009.
在精密机械零件的制作与加工的进程中,全面地提升精密机械零件精细加工质量是极为关键的,其设计了多样化的加工技术。而去毛刺与抛光两大问题一直被视为精密机械零件自动化生产进程中最大的弊病[1]。宇航产品要求10倍显微镜下观测无微小毛刺,零件表面不能有任何划伤,毛刺作为多余物一旦掉落就会严重影响卫星的安全性能。只有在高端新工艺、新技术的辅助下,机械产品的应用性能与外部美观度才有所保障。磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工3种新工艺技术在对金属零件表面进行处理之时取得了良好的效果[2]。
在工业化以及自动化进程不断加速的局势中,只有机械零件毛刺在去除的情况下其零件表面的质量才会相应f 提升,也就是说无论是在产品的性能还是在装配与外观的质量以及使用年限上均达到改良与优化的效果[3]。例如在航空发电机机械系统传动中,只有去除毛刺,才会有效地规避传动系统卡死问题的出现;此外,在切削加工和装配的环节,毛刺和锐边消除以后才会强化机械零件抗疲劳的能力,从而延长机械设备使用的年限。总之,去毛刺和提高表面精度是机械零件在生产制造过程中不可缺少的工序,其可能会消耗一定的人力、物力以及财力,但是在优化产品性能方面发挥关键性的作用,可以认为去毛刺工艺环节的有效落实可以推动机械制造企业可持续发展前进的历程。
这是一种借助切削加工去毛刺的方法,只有在加工刀具与被加工零件的毛刺或导角部位相切时,才能达到去除毛刺的目的。
即动力刷去毛刺,这种加工方法在操作之时是极为简易的,面对经机械加工之后的零件,对其去毛刺之时,对刷子可以采用手工操作的措施,也可以使用机械操作的方法,一旦应用的是机械操纵刷子去除零件表面的毛刺,可以被称之为动力刷去毛刺或机械刷去毛刺。对动力刷的工作原理进行概述,可以将其视为一种多刃切削工具,每条刷丝都在同步地进行切削工序。在实际的加工环节中,刷子始终与精密机械零件处于旋转运动或直线往复运动这类相对运动的状态中,刷丝能够对零件产生多次的压接、摩擦、切削和弹性冲击的效果,最终达到去毛刺与抛光加工的加工目标。
优点:去毛刺效果良好,不会使机械零件表面产生划痕,同时达到倒圆、抛光、去锈的效果;可以有效地增强零件耐磨性和抗疲劳性,从而延长其使用的年限;刷子种类具有多样性的特点,可以安置于机械设备之中;在加工成本上体现经济性的特点,同时易于操控。
缺点:机械零件以及刷子的外部构造等因素,均有可能成为去除复杂型腔内部隐蔽毛刺的屏障,此时细微孔和窄缝处的毛刺很难被彻底清除;一旦毛刺高度大于300 mm,该工艺技术就无法达到对其去除的目标;此外,动力刷使用的时长是极为短暂的。
应用挤压一种半固态的成粘弹性的磨料介质(一般由基料、磨料和添加剂组成)渗透于待加工零件的棱边、表面从而产生磨蚀作用,实现去毛刺、倒圆和表面抛光目的。磨料的最大挤压力=介质受阻通道的横截面积×机床挤压力×100%。这一新型技术在对机械零件进行加工之前,要将零件放置于特殊设计的封闭夹具内,一定的压力和流量的共同作用下珩磨介质往复通过零件,在反作用力作用下,零件被加工部位在径向受到一定力度的挤磨、切削,从而实现去毛刺、倒圆和抛光的目标。
缺点:不适用于较小盲孔或容积较小的空腔零件;大型的机械零件难以加工;在对机械零件加工之时存在浪费材料的现象。
以0.2 mm为直径的小孔、以1.5 mm为直径的齿轮、以25 mm为半径的通道,或者是直径为12 mm的叶轮在加工的环节中均可以采用磨粒流加工技g。也就是说,在不同尺寸精密机械零件制作与加工的过程中均可以采用这一类型的工艺技术。但是技术人员在对这一加工工艺进行应用的过程中,如果面对的对象是大型机械设施的某个零件,应该做好技术应用前期准备工作,即安设专门化的输送通道。
在卫星系统进排气管、进气门、增压腔、喷油器、喷油嘴、气缸头零部件的精加工环节,该工工艺技术拥有较高的应用率。比如说在专门2工位磨粒流的生产线上粗糙的气缸头铸造件实现被精细加工的目标,优化了生产效率(30件/h)。有关数据显示该加工工艺的应用,使气缸头铸造零件表面的粗糙度从Ra4μm或Ra5μm降至到Ra0.4μm,可见降幅是极为显著的;此外该加工技术在卫星系统进排气管结构上的应用,可以有效地使废气排放量减少8%,发动机功率有6%的增幅,汽车行驶的距离是原先的1.05倍。
该类型的去毛刺加工工艺技术最大的特点就是能够完全地依据制造者的主观意念去清除处于任何位置的毛刺,甚至可以延伸至人工无法涉及的方位,比如所机械零件的交界位置、盲孔里的毛刺等,正因如此,该工艺技术中在航空零部件和五金配件去毛刺与抛光加工环节的应用体现出巨大的实用价值。此外,该去毛刺工艺最大的优势是最大限度地压缩了机械设备整体的加工费用,使生产制造产业在单位时间内生产出更多数量的零配件,有效地规避了重复加工现象的出现。
电化学抛光工艺技术具体在那些具有高纯净度标准的零件、人体手术植入构件、瓶模或者是形状各异对策不锈钢零件中有广泛的应用。这里笔者重点提及的内容是ECM仅仅满足常规加工方法的需求,在形状特殊化轮廓(例如柴油机的燃油喷油器喷油嘴的腔体)以及边角形状的零件加工环节是难以适用的。而ECD应用在安全气囊推进系统内表面的通孔和汇流板内部阶梯相交孔这类工件上之时,在对孔和边角进行去毛刺之时存在较大的难度系数;ECP可以大幅度地提高铣削三维轮廓(滚针轴承的滚针)表面的抛光效果。
总之,机械零件欲要实现精加工的目标,去毛刺与抛光加工工艺技术就必须及时地引进与应用,但是技术人员在对磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工技术应用之时,一定要对机械零件的形状、尺寸等因素进行综合的分析[4],同时坚持经济性的原则,从而选择最优质的工艺技术,使卫星零件和机械零件的性能达到全面优化的目标,为我国制造行业获得更为宽阔的发展空间。
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数控技术是根据设计和工艺要求,用计算机对产品加工过程进行数字化信息处理与控制,达到生产自动化、提高综合效益的一门技术。这种技术用计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的控制功能。数控技术是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切结合的机电一体化高新技术。数控技术是实现制造过程自动化的基础,是自动化柔性系统的核心,是现代集成制造系统的重要组成部分。数控技术把机械装备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新水平,使传统的制造业发生了极其深刻的变化。
所谓数控技术是现代数控系统综合运用了计算机、自动控制、电气传动、精密测量、机械制造等多门技术而发展来的,它是自动化机械系统、机器人、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)等高技术的基础。
现代数控系统,即CNC系统,主要是靠存储程序来实现各种机床的不同控制要求。由图1可知,整个数控系统是由程序、输入、输出设备、计算机数控(CNC)装置、可编程控制单元、主轴控制单元和速度控制单元等部分组成,习惯上简称为CNC系统。CNC系统能自动阅读输入载体上事先给定的数字值并将其译码,从而使机床动作并加工出符合要求的零件。
CNC系统的核心是CNC装置。CNC装置实质上是一种专用计算机,它除了具有一般计算机的结构外,还有和数控机床功能有关的功能模块结构和接口单元。CNC装置由硬件和软件两大部分组成。CNC装置的工作过程是在硬件的支持下,执行软件的过程。CNC装置的工作原理是通过输入设备输入机床加工所需的各种数据信息,经过译码、计算机的处理、运算,将每个坐标轴的移动分量送到其相应的驱动电路,经过转换、放大,驱动伺服电机,带动坐标轴运动,同时进行实时位置反馈控制,使每个坐标轴都能精确移动到指令所需求的位置。
对于连续切削的CNC机床,不仅要求工作台准确定位,还必须控制刀具相对于工件给定速度沿着指定的路径运动,进行切削运动,并保证切削过程中每一点的精度和粗糙度,这取决于CNC装置的插补功能。数控机床加工曲线时,用一小段折线逼近要加工的曲线。“插补”实质是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息,计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作。数控系统中完成插补工作的装置称为插补器。硬件插补器由分立元件或集成电路组成,特点是运算速度快,但灵活性差,不易改变。软件插补器利用CPU通过软件编程实现,其特点是灵活易变,但插补速度受CPU速度和插补算法影响。现代数控系统大多采用软件插补或硬件插补相结合的方法。
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。数控技术也在逐步适应制造技术的发展需求趋势,向着更人性化、智能化等方向发展。
自动控制理论和伺服驱动技术对数控机床的功能、动态特性和控制品质具有决定性影响。在对一个具体的控制装置或系统的设计、仿真和现场调试中,自动控制理论具有重要的理论指导作用。在伺服速度环控制中采用的前馈控制,使传统的位置环偏差控制的跟踪滞后现象得到了很大的改善,而且增加了系统的稳定性和伺服精度。交流驱动系统发展迅速,交流传动系统已由模拟化向数字化方向发展,而且向智能化的数字伺服技术发展。以运算放大器等模拟器件为主的控制器正在被以微处理器为主的数字集成元件所取代,从而克服了零点漂移、温度漂移等弱点。与交流伺服电动机驱动技术相配套的是电力电子技术,它提供了瞬时输出很大的峰值电流和完善的保护功能。
精密机械技术是数控机床的基础,它包括精密机械设计和精密机械加工两大方面。精密机械技术,当今正面临着重大的挑战。机械系统自身在结构及传动精度、刚度、体积、质量和寿命等方面对数控机床仍具有举足轻重的影响。在制造过程所使用的机电一体化系统中,虽然传统的机械理论与加工工艺借助于计算机辅助技术、人工智能和专家系统,形成新一代的机械制造技术。但传统的以知识和技能形式存在的机械技术是任何其它技术所无法取代的。因此对一台数控机床而言,机械结构和传动占了很大比例,不断发展各种新的设计计算方法和新型结构,采用新材料和新工艺,使新一代数控机床的主机具有高精度、高速度、高可靠性、体积小、质量小、维护方便和价格低廉的机械结构。
精密检测和传感技术一直是闭环和半闭环控制的系统中的关键技术,检测和传感装置则是实现自动化控制的关键环节之一。精密检测和传感的精度与功能直接影响自动控制的品质,在精度补偿方面发挥重要作用。精密检测的关键元件是传感器,数控系统要求传感器能快速、精确地获取信息,并在各种各样的工作环境下能够
可靠地运行。智能化的传感技术伴随着计算机应用和人工智能的发展而被人们所重视,带智能的传感装置本身就具有部分“决策”功能。总体上说,与计算机技术的发展相比,传感与检测技术的发展相对滞后,难以满足相关技术需要,因此必须给予更多的关注。
计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制。数控机床的工作过程是将加工零件的几何信息和工艺信息进行数字化处理,即对所有的操作步骤(如机床的启动或停止、主轴的变速、工件的夹紧或松夹、刀具的选择和交换、切削液的开或关等)和刀具与工件间的相对位移以及进给速度等都用数字化的代码表示。在加工前由编程人员按规定的代码将零件的图纸编制成程序,然后通过程序载体(如穿孔带、磁带、磁盘、光盘和半导体存储器等)或手工直接输入(MDI)方式将数字信息送入数控系统的计算机中进行处理,最后通过驱动电路又伺服装置控制机床实现自动加工。数控机床的最大特点是当改变加工零件时,一般只需要向数控系统输入新的加工程序,而不需要对机床进行人工的调整和直接参与操作,就可以自动地完成整个加工过程。
现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿形法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。在切削加工方面的应用,可实现形状复杂、精度要求高的零件加工。在采煤机浮动油封的结构中,使用时要求内环的凸曲面与外环的凹曲面的密封圈各处压缩量相等。压缩接触面积均匀,才能满足密封的功能,因此内外环凸凹曲面的加工精度直接影响密封的可靠性。用数控机床编程加工,较容易的保证其曲面精度,满足了浮动油封的使用要求。此外,在采煤机减速机构中,其行星架等分孔的等分精度几每行孔的同轴精度都直接影响整机的传动精度和使用寿命,在加工中心上加工行星架,不仅保证了图样的精度要求,同时加工效率也很高,是用坐标镗床加工的5~8倍。目前,所有采煤机种大模数少齿数的齿轮一般都是用数控镗铣床编程加工的,编出加工一个齿形的子程序,利用角度偏置或坐标旋转编程功能,加工其余齿形。精度满足使用要求,加工效率比较高。
在压力加工技术方面,在热压力加工范围内,数控系统在热态成型方面起着越来越大的作用。在液压锻造压力机上装上数控系统,能够达到较高的工作速度,提高了生产率,缩短了每件加工时间,降低了能耗,锻造精度高压力机的经济性得到明显提高。
广泛采用数控技术,并将其应用于制造业,无论从战略角度还是发展策略,都是我国实现工业经济大国必须要大力提倡和广泛发展的必经之路。
[1] 探讨数控技术在机械制造中的应用和发展 陆浩杰 《数字技术与应用》 2011年01期
[2] 振兴机械制造业的基础―机床数控化常晓俊《机械管理开发》2002年 第5期
思锐N-1204三脚架采用锻造和精密机械加工工艺,使其强度比传统采用压铸工艺同类产品的强度高出数倍,全阳极氧化的表面处理也使其具有超强的耐磨性和完美的手感。脚管则采用了8层碳纤维管,而各节脚管间的直径落差仅3mm,使最小管径增大,负重能力自然提升。经特殊处理,脚架可在-40℃~100℃间正常工作。
在实际拍摄过程中,我们发现脚架采用的专业折叠设计,非常方便调节角度,尤其是在运输过程中,可以方便地反折叠起来,轻松地把脚架放入摄影包或行李箱中。
脚架的脚管止转系统可以杜绝脚管在任何状态下同轴转动,能使脚管更迅速地展开,节省操作时间。
脚架中轴可快速倒置,便于低角度拍摄。中轴下设有挂钩,可以临时挂上重物,加强脚架的稳定性。
思锐三脚架采用可拆卸脚设计,在需要的时候,可以将三脚架的支撑脚方便地拆下,当做独脚架使用。
脚架配用的K-10X云台采用高品质航空材料和高端数控CNC加工。做工精细,结构合理,其安全保险机构设计可以有效防止快装板意外脱离,内部锁紧结构采用线公差的球体配合定位记忆锁紧旋钮,阻尼及锁紧效果极佳。
据有关资料介绍,思锐三脚架的弹簧通过SGS公司的10万次高强度寿命测试后,功能正常。