现代机械制造工艺与精密加工技术的分析论文_袁勇

广东省电子技术研究所 广东省广州市 510630

摘要:随着科学技术的快速发展,近年来我国机械制造行业的发展速度也在不断提升,各类新型机械制造工艺、精密加工技术也因此大量涌现,基于此,本文就现代机械制造工艺、现代机械精密加工技术开展了详细论述,希望由此能够使更多人了解机械制造行业的发展现状与趋势。

关键字:现代机械制造;精密加工;超精密切削

前言

在科技含量不断提高的机械制造工艺与精密加工技术支持下,产品的生产速度与质量实现了大幅提升,生产过程中的人力和物力消耗也实现了明显缩减,这就使得企业能够在规定时间内生产出更多且更好的零件、原材料,现代机械制造工艺与精密加工技术为机械行业发展提供的支持可见一斑。

1.现代机械制造工艺

现代机械制造工艺涉及的范围包括焊、钳、车、铣等,气体保护焊焊接工艺、搅拌摩擦焊焊接工艺、螺柱焊焊接工艺、电阻焊焊接工艺等便属于其中代表,因此本文对其中借鉴价值较高的工艺进行了详细论述。

1.1气体保护焊焊接工艺

作为以电弧为热源的焊接工艺,气体保护焊焊接工艺可以称得上是现代机械制造工艺的代表,该工艺的应用质量会直接受到焊丝干伸长度、焊接电流、焊接速度、电弧电压、喷嘴高度、喷嘴倾角、气体流量等因素的影响,而为了保证气体保护焊焊接工艺的应用效果,焊接顺序和方向的控制、锤击焊缝方法的合理应用、焊前预热和后热处理必须得到重视。例如,在某典型煤机制造产品焊接中,气体保护焊焊接工艺在应用中得到了严格的措施支持,首先明确了焊接工艺参数,其中焊丝干伸长度、焊接电流、电弧电压、气体流量分别为20~23mm、280~320A、29~32V、19~20L/min,并同时选择了Ar+CO2的混合气体作为保护气体,焊前150~200℃预热、焊后加热和保温热处理,则较好降低了Q550钢和Q690钢的淬硬倾向,这些都使得气体保护焊焊接工艺得以更好服务于现代机械制造[1]。

1.2螺柱焊焊接工艺

螺柱焊焊接工艺同样属于代表性较高的现代机械制造工艺,该工艺具备焊接效率高、操作简便、焊接过程基本无弧光等优点,这使得其属于绿色焊接的发展方向,广泛应用于我国汽车工业的机器人双面螺柱焊则属于该工艺的晋级应用。机器人双面螺柱焊的应用可纠正人机作业不良姿势、可实现多车型更换生产、可降低螺柱焊不合格率、可保证作业人员人身安全、可降低生产过程人力需求,图1为机器人双面螺柱焊实际应用示意图,机器人双面螺柱焊的运行流程则可概括为:“焊接正面螺柱→机器人(R1)抓件→机器人焊接反面螺柱(L1)→机器人(R1)在检验台上放置板件→检查螺柱焊质量→机器人在APC上放置合格件”,由此即可直观了解螺柱焊焊接工艺的应用价值。

图1 机器人双面螺柱焊实际应用示意图

2.现代机械精密加工技术

在机械制造领域,机械精密加工技术同样长期受到业界的高度关注,超精密切削技术、冷弯成型技术、复合材料模具制造技术等均属于其中代表,这类技术的特点与具体应用如下所示。

2.1超精密切削技术

超精密切削技术可较好服务于现代机械精密加工,碳钢材料超精密切削技术便属于其中代表,而为了在切削过程中尽肯能降低金刚石刀具磨损,低温车削、在保护性气氛中切削、电场辅助加工、超声振动切削均属于近年来碳钢材料超精密切削技术研究的重点,而基于碳钢材料超精密切削技术的离子喷射、保护涂层、工件表面改性、陶瓷刀具、纳米级晶粒相关研究,同样为现代机械精密加工的更高质量开展提供了有力支持。以其中的离子喷射为例,基于离子喷射的碳钢材料超精密切削技术可通过离子喷射冷却方法实现碳钢表面的软化,这一过程可产生约200mm厚的软化层,金刚石刀具也能够由此覆盖一层保护层,由此便同时实现了刀具保护和工件表面改性,现代机械精密加工的更高质量开展可由此获得有力支持[2]。

2.2冷弯成型技术

在现代机械精密加工中,冷弯成型技术同样属于其中代表,而为了直观展示该技术应用价值,本文选择了矩形薄壁铝合金复合焊管的制造作为研究对象,而对比先圆后扁的传统成型方法,冷弯成型技术可在机组和模具支持下直接压出管材圆角,这使得冷弯成型技术不仅能够满足矩形薄壁铝合金复合焊管制造的质量要求,也能够同时满足其大批量、不同尺寸的生产要求。对于冷弯成型技术的应用来说,成型道次属于其中要点,而对于实例涉及的铝合金带材冷弯成型来说,其变形区长度的估算需使用公式L≈42.7D,其中L、D分别为带材变形区长度与管材高度或直径,而料款计算则需要使用公式B=△B+△Bs+△Bh,其中B、△B、△Bs、△Bh分别为原材料带宽、计算料宽、收缩余量、焊接余量,由此可确定变形区长度、道次间距分别为2732.8mm与450mm,而带料宽度则为140.8mm。此外,冷弯成型技术的应用还需要开展参数化辊花设计、参数化模具设计,由此即可更好满足现代机械精密加工需要。

2.3复合材料模具制造技术

复合材料模具制造技术同样可较好服务于现代机械精密加工,因此本文选择了Invar钢这一典型复合材料作为研究对象,由此开展精密性较高的Invar钢焊接与机械加工,即可满足现代机械精密加工需要。其中,精密性较高的Invar钢焊接需要采用上文提到的气体保护焊工艺,并在焊接过程中进行电流方式的控制,打底焊时通过气体进行背保护、引入自动化焊接平台也能够为精密性较高的Invar钢焊接提供有力支持;而在精密性较高的Invar钢机械加工中,Invar钢具备的较强耐久性、耐腐蚀性、耐气性、可淬性、淬透性必须得到重视,而考虑到其切削加工性与奥氏体不锈钢存在较强相似之处,但Invar钢的加工难度更高,因此精密性较高的Invar钢机械加工必须重点关注可能出现的塑形大、软粘问题,这主要是由于Invar钢的机械加工需要在高切削温度、大切削力、大刀具磨损下展开,因此需采用上文提到的超精密切削技术,以此提高刀具的综合性能,并合理采用精密性较高的加工方法,即可更好满足复合材料模具制造需要,现代机械精密加工的实现也能够获得更有力支持。

3.结论

综上所述,现代机械制造工艺与精密加工技术具备较高应用价值,在此基础上,本文涉及的气体保护焊焊接工艺、螺柱焊焊接工艺、超精密切削技术、冷弯成型技术、复合材料模具制造技术等内容,则提供了可行性较高的机械制造与精密加工路径,而为了更好推动我国机械制造业发展,现代机械制造工艺的不断创新、精密加工技术的深入研究必须得到重视。

参考文献

[1]韩佳.中空容器模具机械加工工艺的改进探讨[J].科技风,2018(24):178.

[2]沈晓伟.基于快速成型技术的快速模具制造技术研究[J].科技风,2018(24):130-131.

论文作者:袁勇

论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期

论文发表时间:2018/12/17

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