現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)

王天宇

(華北理工大學(xué)工程教育實(shí)驗(yàn)班，河北 石家莊 050000)

1 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)的含義

1.1 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造工藝

對于現(xiàn)代化機(jī)械制造工藝而言，能夠立足于2個方面進(jìn)行分析。其一，自動化技術(shù)。該技術(shù)主要在中小型機(jī)械制造中進(jìn)行運(yùn)用。其二，切削技術(shù)。推動機(jī)械設(shè)計制造工藝的增強(qiáng)，可讓施工設(shè)備維持穩(wěn)定、精確的運(yùn)行狀態(tài)，提高工程最終完成質(zhì)量。同時，與傳統(tǒng)制造工藝相比之下，現(xiàn)代化制造工藝加強(qiáng)了對各類信息技術(shù)的運(yùn)用，諸如信息自動化技術(shù)、機(jī)械自動化設(shè)備以及數(shù)字信息技術(shù)等。所以，現(xiàn)代化制造工藝能夠在設(shè)計自動化的基礎(chǔ)上，推動制造工藝向著智能化的方向進(jìn)行發(fā)展，讓機(jī)械設(shè)計、工藝設(shè)計以及工業(yè)產(chǎn)品檢測、維修融合為一體，降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)需要耗費(fèi)的勞動力。

1.2 精密加工技術(shù)

精密加工技術(shù)屬于現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計和制造工藝中的一種先進(jìn)信息化技術(shù)手段，可促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備準(zhǔn)確性的提高。盡管現(xiàn)階段許多產(chǎn)業(yè)均在生產(chǎn)過程中運(yùn)用了精密加工技術(shù)，但精密加工技術(shù)的合理應(yīng)用仍是目前機(jī)械設(shè)計與制造行業(yè)的一個關(guān)鍵問題。因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計和制造發(fā)展前景良好，會導(dǎo)致行業(yè)競爭變得更加激烈，進(jìn)而讓機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備競爭也隨之增強(qiáng)。但對于我國現(xiàn)階段機(jī)械行業(yè)發(fā)展情況而言，機(jī)械制造設(shè)施的重視程度好不夠，進(jìn)而使得工業(yè)產(chǎn)品在生產(chǎn)方面的硬件條件與理想要求不符。缺乏良好生產(chǎn)設(shè)施支持的工業(yè)產(chǎn)品，不具備產(chǎn)品內(nèi)在靈魂以及改進(jìn)動力，所以精密加工技術(shù)屬于機(jī)械設(shè)計與制造工藝的重點(diǎn)。

2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)

2.1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計制造工藝

(1)氣體焊接工藝。氣體焊接工藝指的是把二氧化碳?xì)怏w作為焊接物之間的保護(hù)層。具體焊接的過程中，電弧周圍會形成二氧化碳?xì)怏w，可通過此氣體對焊接物進(jìn)行保護(hù)，隔開空氣與電弧，進(jìn)而隔絕有害氣體，避免對焊接工作的正常進(jìn)行產(chǎn)生影響，不利于電弧的充分燃燒[2]。同時，此種氣體焊接工藝存在操作簡單、適合薄板焊接、熔池可見度好以及焊接變形小等相關(guān)特點(diǎn)。并且，需要投入的成本也不高，因?yàn)槎趸紒碓词重S富、價格低，抗銹能力強(qiáng)，能夠節(jié)約焊接輔助時間。但是運(yùn)用此工藝時，極易出現(xiàn)燒毀合金元素的情況，進(jìn)而形成氣孔與飛濺等相關(guān)問題。

(2)電阻焊接工藝。電阻焊接工藝指的是在需要進(jìn)行焊接的物體上連接電池，通電之后焊接物體和電池接觸與焊接周圍形成反應(yīng)，融化焊接物，再把融化之后的焊接物融合起來。此方式需要運(yùn)用焊接設(shè)備，花費(fèi)的時間較短，并且焊接過程不會出現(xiàn)噪音污染，能夠確保焊接質(zhì)量，所以在汽車、電子設(shè)備、家電等相關(guān)領(lǐng)域中得到了廣泛運(yùn)用。但此種焊接成本較高，若焊接設(shè)備損壞，需投入較高的維修費(fèi)用。

(3)埋弧焊接工藝。埋弧焊接工藝屬于電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的工藝，此種焊接工藝存在著效率高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定以及不會出現(xiàn)弧光、煙塵的情況，屬于環(huán)保性強(qiáng)的焊接工藝，主要應(yīng)用于壓力容器、管段制造、箱梁等鋼結(jié)構(gòu)制作環(huán)節(jié)。

2.2 精密加工技術(shù)

(1)超精細(xì)研磨精密加工技術(shù)。對于超精密研磨精密加工技術(shù)而言，指的是通過磨削、研磨、拋光等相關(guān)工藝，提高工件加工精度與表面質(zhì)量的工藝。現(xiàn)階段，發(fā)達(dá)國家在精密切削工藝方面的精確度小于0.1 μm，粗糙度在0.02～0.1 μm。超精密研磨精密加工工藝施工過程中，采用較小的切削深度，常用微量切削的方法，達(dá)到切削超精密要求[2]。

(2)研磨加工技術(shù)。研磨加工技術(shù)屬于把磨料嵌入，亦或是鋪設(shè)在研磨工具表面，然后在磨料中添加適當(dāng)潤滑劑，加強(qiáng)研磨壓力，憑借磨料作用使工件表面細(xì)微處進(jìn)行切削，提高工件尺寸精確度、幾何形狀精確度。通過對研磨加工技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)⒐ぜ叽缯`差控制在0.001 μm，表面粗糙度控制在0.1～0.4 μm，進(jìn)而提高加工工件幾何形狀精度。

(3)納米加工技術(shù)。納米技工技術(shù)屬于運(yùn)用納米級精度、納米層進(jìn)行加工，該技術(shù)屬于我國現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備精密加工的主要內(nèi)容之一。在多面棱鏡、大型天梯望遠(yuǎn)鏡反射鏡以及計算機(jī)磁盤等工件加工中需要采用納米加工技術(shù)，才能達(dá)到加工標(biāo)準(zhǔn)。

3 以數(shù)控螺旋錐齒輪磨床加工為例的精密加工技術(shù)探討

就弧齒錐齒輪而言，其屬于機(jī)械傳動方面的重要零件。齒輪設(shè)計與加工理論十分復(fù)雜。在計算機(jī)數(shù)控機(jī)床中進(jìn)行磨齒屬于螺旋錐齒輪加工的最后一道工序，磨齒磨床體積誤差與螺旋錐齒輪加工精度之間存在著緊密的聯(lián)系[3]。檢測以及補(bǔ)償螺旋錐齒輪輪齒形誤差，能夠促進(jìn)螺旋錐齒輪磨床加工精度。檢測空間誤差主要涉及2種方式，即個別與復(fù)合誤差檢測。其中，前者屬于通過激光測量儀以及電子準(zhǔn)直儀對誤差元件進(jìn)行檢測，后者則為將運(yùn)動模型作為基礎(chǔ)，通過柔性球儀以及幾何激光器等對各個誤差元件進(jìn)行計算。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議檢測數(shù)控機(jī)床工作體積的身體對角誤差，進(jìn)而對體積誤差進(jìn)行快速檢測與補(bǔ)償，因?yàn)槠渖婕拜S線平行方向以及垂直方向上的全部誤差。

常規(guī)對角線法存在代表性，要想對機(jī)床溶劑性能進(jìn)行快速評價，以及測流量體積誤差，ASMEB5.54與ISO230-6標(biāo)準(zhǔn)中制定了常規(guī)機(jī)身對角線檢測方式。對于數(shù)控機(jī)床三坐標(biāo)軸而言，其行程程度能夠構(gòu)成一個長方體，即工作體。因?yàn)榇嬖?條體對角線，各條對角線均涉及正負(fù)方向，所以難以將其和對角線誤差區(qū)分開。和傳統(tǒng)物體對角線法相比之下，激光矢量測量以及運(yùn)動方面可以為不同方向。要想對機(jī)床加工精度進(jìn)行了解，需要檢測技工誤差。弧齒錐齒輪誤差主要涉及切向合成誤差、積分誤差、積分齒輪相交角誤差、周期誤差、k 齒積分節(jié)距誤差、齒厚偏差、齒輪副切向積分誤差、齒輪副間隙、法向側(cè)隙、齒輪副間隙變化、齒輪軸間距偏差、齒輪副間角偏差等。

4 結(jié)語

綜上所述，我國機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)和精密加工技術(shù)的發(fā)展取得了許多成就，但依然處在發(fā)展與探索的階段，所以需要注重對這些內(nèi)容的研究，強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新，提高工藝水平，進(jìn)而推動機(jī)械制造穩(wěn)定、持續(xù)地發(fā)展。