試論現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)

郭揚(yáng)

摘 要：在現(xiàn)階段，機(jī)械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)具有高度仿真性和交互性的特點(diǎn)，這種加工技術(shù)打破了以往傳統(tǒng)的加工方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)建立數(shù)字的幾何模型，并在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬、對(duì)比與驗(yàn)證，以此來(lái)尋求最佳的加工方法，實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高效。該文結(jié)合機(jī)械制造工藝的實(shí)際，從不同的層次闡釋了機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)。此外，該文還介紹了幾種用于機(jī)械制造的精密加工方法，諸如精密切削技術(shù)、納米加工技術(shù)等，這些技術(shù)為精密機(jī)械的制造提供了加工技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造工藝 精密加工技術(shù) 生產(chǎn)實(shí)踐 計(jì)算機(jī)建模

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

在目前的機(jī)械生產(chǎn)當(dāng)中，機(jī)械的精密加工技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)械零件的加工，在應(yīng)用機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，大體按照四個(gè)步驟進(jìn)行生產(chǎn)制造：第一，調(diào)研；第二，概念模型的抽取；第三，建立機(jī)械模型；第四計(jì)算數(shù)值、檢驗(yàn)結(jié)果。機(jī)械制造精密加工技術(shù)利用計(jì)算機(jī)來(lái)整合所需要的數(shù)據(jù)資源和建立相關(guān)的理論模型，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算“模擬生產(chǎn)過(guò)程”，從而獲得最優(yōu)的生產(chǎn)工藝流程。機(jī)械生產(chǎn)精密加工技術(shù)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真模擬，優(yōu)點(diǎn)突出，它可以將“生產(chǎn)”的全過(guò)程以三維圖像的形式呈現(xiàn)出來(lái)，并且可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，整個(gè)過(guò)程基本與實(shí)際生產(chǎn)制造過(guò)程相近。

1 機(jī)械制造精密加工技術(shù)參數(shù)化的規(guī)劃和組織

在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中，我們一般認(rèn)為機(jī)械產(chǎn)品是由機(jī)械零件組成的，各種不同的零件之間相互裝配而形成了最終的機(jī)械成品，要組成一個(gè)成品，機(jī)械零件存在相互制約的關(guān)系，因此，需要提升零件之間的質(zhì)量和精密程度來(lái)提升機(jī)械設(shè)備的性能。本文單就機(jī)械零件的精密度而言，零件之間的精密程度較高，可以使機(jī)械產(chǎn)品的變形尺寸保持在一定的范圍之內(nèi)。而在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，精密加工技術(shù)的內(nèi)容主要為控制變型尺寸、判定零件類型以及零件的參數(shù)取值等[1]。為了使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品符合相應(yīng)的使用要求，在生產(chǎn)過(guò)程中，我們需要對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃和組織。

我們不難發(fā)現(xiàn)，機(jī)械制造及精密加工技術(shù)的規(guī)劃和組織主要包括三個(gè)層面的內(nèi)容，第一，就是描述層，本層主要是對(duì)機(jī)械產(chǎn)品精密機(jī)加工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的定義，對(duì)于機(jī)械制造工藝中的精密加工技術(shù)活動(dòng)和過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的描述：精密加工技術(shù)的過(guò)程就是定義所需要生產(chǎn)的機(jī)械零件的類型、加工的技術(shù)規(guī)劃等，精密加工技術(shù)活動(dòng)就是定義機(jī)械零件的加工過(guò)程與方法；第二，是模型層，此模型層就是根據(jù)精密加工技術(shù)的組成元素以及各種邏輯關(guān)系構(gòu)建出一種理想的組織結(jié)構(gòu)模型；第三，是應(yīng)用層，此層面根據(jù)機(jī)械制造精密加工技術(shù)的配置原則、判斷標(biāo)準(zhǔn)以及計(jì)算方式等，對(duì)于在計(jì)算機(jī)中預(yù)先設(shè)計(jì)好的加工程序進(jìn)行啟動(dòng)、檢驗(yàn)與對(duì)比，尋找最優(yōu)的生產(chǎn)模型。

2 機(jī)械制造工藝及精密加工策略

當(dāng)前，機(jī)械制造工藝正在朝著智能化和高效化的方向發(fā)展，主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建機(jī)械設(shè)備的模型，制定高效的生產(chǎn)管理機(jī)制，應(yīng)用智能化的生產(chǎn)技術(shù)。機(jī)械制造工藝的要求也越來(lái)越高，不但要求產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，還要求對(duì)已有的成品進(jìn)行變型設(shè)計(jì)，利用已有的模型和數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)制造出更加精密、優(yōu)質(zhì)的機(jī)械產(chǎn)品，以此提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.1零件分類及變型模式

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)與加工都是成批的，需要進(jìn)行大量的生產(chǎn)，這樣，就需要生產(chǎn)企業(yè)把握生產(chǎn)零件的資源特性，以此為生產(chǎn)的基礎(chǔ)，滿足各類客戶的不同要求，一般的機(jī)械設(shè)備由通用件、標(biāo)準(zhǔn)件以及定制件三種零件構(gòu)成[2]。一般來(lái)說(shuō)，絕大多數(shù)的機(jī)械產(chǎn)品內(nèi)部都需要精密零件，不同的機(jī)械零件的加工技術(shù)也有所不同，而應(yīng)用精密加工技術(shù)的前提是保證現(xiàn)有的零件模型通過(guò)精密加工能夠得到需要的零件，且成本控制在允許的范圍內(nèi)，如果已有的零件模型不符合此條件，此時(shí)就需要借助參數(shù)化的變形得到機(jī)械產(chǎn)品所需要的特制零件。

2.2使用CAD軟件對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行設(shè)計(jì)

在機(jī)械零件的生產(chǎn)之前，必須對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，最常使用的機(jī)械設(shè)計(jì)工具為計(jì)算機(jī)軟件CAD，我們稱之為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)階段主要是設(shè)計(jì)人員根據(jù)零件的設(shè)計(jì)要求使用CAD等軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制，在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員借助其中已有的圖形以及繪制工具完成設(shè)機(jī)械零件的尺寸以及紋樣設(shè)計(jì)[3]。借助CAD進(jìn)行機(jī)械零件的設(shè)計(jì)，可以準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)零件的平面結(jié)構(gòu)以及立體架構(gòu)，清楚的表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，很好的將設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行銜接。當(dāng)然，此軟件也存在一定的不足，當(dāng)設(shè)計(jì)完成以后存在部分缺陷或部分修改時(shí)，可以借助Photoshop進(jìn)行調(diào)整。在機(jī)械設(shè)備的精密加工技術(shù)中，模型的建立手段主要有屬性數(shù)據(jù)模型和幾何數(shù)據(jù)模型兩種方式。

2.3幾何數(shù)據(jù)模型

在進(jìn)行機(jī)械制造時(shí)，尤其是在精密加工中，需要對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)屬性進(jìn)行管理，還要將數(shù)據(jù)之間的層次關(guān)系進(jìn)行整理。零件的精密加工模型中包含的信息量巨大，包括零件的屬性信息和圖形信息等。其中零件的圖形信息可以將零件的尺寸，形狀等準(zhǔn)確的表達(dá)出來(lái)，零件屬性信息包含的內(nèi)容更多，其中包括零件的特征與特殊要求，還包括對(duì)整個(gè)的加工過(guò)程實(shí)施控制的內(nèi)容和對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行全程的監(jiān)控信息，這些信息都在零件的幾何模型中顯現(xiàn)出來(lái)，并且整個(gè)的精密加工技術(shù)都是通過(guò)這種幾何圖形來(lái)表示。

2.4機(jī)械屬性數(shù)據(jù)模型

對(duì)于復(fù)雜的機(jī)械零件，我們必須使用機(jī)械零件的屬性數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)零件的要素進(jìn)行精準(zhǔn)的描述，以此來(lái)精確的表達(dá)零件的特征、形態(tài)以及分布關(guān)系等，在屬性數(shù)據(jù)中，圖形的信息最為關(guān)鍵。屬性數(shù)據(jù)的種類眾多，在這里試舉例說(shuō)明，一般機(jī)械產(chǎn)品的屬性信息包括零件的標(biāo)號(hào)、生產(chǎn)信息、坐標(biāo)、賦予原值等，利用屬性數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)相結(jié)合能對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行最為精準(zhǔn)的描述。

3 機(jī)械產(chǎn)品精密加工技術(shù)

3.1精密切削技術(shù)

在機(jī)械制造中，精密加工技術(shù)是最常使用的，而切削技術(shù)在機(jī)械制造中最常使用的加工手段，為了提升切削的精度，在機(jī)械制造中應(yīng)使用剛度較好的機(jī)床，同時(shí)，在加工過(guò)程中保證機(jī)床的震動(dòng)強(qiáng)度在允許的范圍以內(nèi)，此外，在切削的過(guò)程中經(jīng)常使用精密定位技術(shù)以及精密控制技術(shù)和空氣壓軸承等先進(jìn)加工手段[4]。

3.2納米技術(shù)

納米技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)相結(jié)合，能夠有效的提升機(jī)械制造的精度，通過(guò)使用納米技術(shù)，可以將寬度為幾個(gè)納米的線條刻畫在硅板上，納米技術(shù)的應(yīng)用使制造要求十分苛刻的電子元件成為可能。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代的機(jī)械制造與精密加工技術(shù)主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算建模，利用已有的零件模型作為數(shù)據(jù)資源，并利用CAD等輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，提升了機(jī)械零件的設(shè)計(jì)質(zhì)量。現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)打破了傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工控制，并以此來(lái)獲得最優(yōu)的加工工藝流程。一些現(xiàn)代化的加工技術(shù)，例如精密切削技術(shù)以及納米技術(shù)等，可以根據(jù)計(jì)算機(jī)建立的機(jī)械零件模型進(jìn)行精密加工，保證機(jī)械零件的生產(chǎn)質(zhì)量與機(jī)械零件的加工效率。

參考文獻(xiàn)

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[3]王健.精密技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（28）：90.

[4]宋凱.淺議現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)[J].中國(guó)包裝工業(yè)，2013（20）：75.