現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝探討

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摘要：本文首先提出機(jī)械制造加工設(shè)計(jì)以及制造工藝，最后提出精密加工技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝；精密加工技術(shù)；焊接工藝；應(yīng)用

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)今我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)水平也在不斷提高，從而推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。新時(shí)期下，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展要求，這就需要采取更加科學(xué)的生產(chǎn)工藝，從而不斷加強(qiáng)的機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率和質(zhì)量，確保我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)健康發(fā)展。

1現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)方法

機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)自身就是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，還需要涉及到熱能、電能，如果生產(chǎn)效率低會(huì)造成資源浪費(fèi)，產(chǎn)生間接污染問(wèn)題。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)都是以二維（多圖）設(shè)計(jì)為主，無(wú)法掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。而AutoCAD設(shè)計(jì)軟件不僅能夠呈現(xiàn)二維的機(jī)械設(shè)計(jì)圖，還可以呈現(xiàn)三維設(shè)計(jì)圖，全方位觀察機(jī)械設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)內(nèi)容，適用性非常好，效率高。設(shè)計(jì)不僅可以實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化設(shè)計(jì)，也能夠隨時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行修改，避免多次人工修改造成浪費(fèi)問(wèn)題。當(dāng)代國(guó)際上機(jī)械設(shè)計(jì)多數(shù)都都是采用AutoCAD設(shè)計(jì)軟件。在設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)入軟件當(dāng)中，并在軟件中將加工零件的尺寸圖描繪出來(lái)，并采用綠色字符標(biāo)注尺寸。AutoCAD的三維建模與仿真測(cè)試是重要的功能項(xiàng)，可以設(shè)計(jì)出機(jī)械零部件的三維圖形，通過(guò)在軟件當(dāng)中寫入機(jī)械設(shè)計(jì)的三維數(shù)據(jù)信息，這樣就會(huì)呈現(xiàn)出三維模型框架。這時(shí)設(shè)計(jì)人員只需要對(duì)基本框架形態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而提出三維示意圖，如果設(shè)計(jì)內(nèi)容符合標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行上色，并進(jìn)行二維、三維的圖形轉(zhuǎn)換，幫助完成設(shè)計(jì)。

2現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)分析

2.1自動(dòng)化焊接。在進(jìn)行機(jī)械工件自動(dòng)化焊接當(dāng)中，在電弧周邊會(huì)生成一定量的氣體，而此氣體可以實(shí)現(xiàn)焊頭、工件表面保護(hù)，讓電弧、空氣、熔池相分離。氣體保護(hù)可以降低外部空氣對(duì)焊接工作的影響，保證焊接電弧能夠充分燃燒。自動(dòng)化氣焊按照編程程序按照指定標(biāo)準(zhǔn)焊接，并且可以密閉焊接，將溫度控制在200-350℃封閉環(huán)境下，保溫3-5小時(shí)，焊后消除應(yīng)力的回火溫度可以穩(wěn)定控制在600-650℃范圍內(nèi)，保持1-2小時(shí)，之后自動(dòng)冷卻。在自動(dòng)化埋弧焊接當(dāng)中，可以劃分為自動(dòng)焊接、半自動(dòng)焊接方法。自動(dòng)焊接主要是利用PLC系統(tǒng)控制焊接車將焊絲、移動(dòng)焊弧送入，之后即可自動(dòng)化焊接。在半自動(dòng)焊接當(dāng)中，需要人為輔助操作，通常不開(kāi)坡口單面熔深可以達(dá)到20mm，采用機(jī)械將焊絲送入，人工作人員需要采用移動(dòng)焊弧進(jìn)行焊接。現(xiàn)代化機(jī)械制造當(dāng)中多數(shù)采用全自動(dòng)化焊接方法。2.2毛坯車外圓自動(dòng)化校準(zhǔn)。該環(huán)節(jié)的原理為：在正負(fù)電極兩側(cè)正確放入焊接工件，之后將電源接通，此時(shí)焊接工件接觸位置就會(huì)出現(xiàn)“電長(zhǎng)效應(yīng)”，此時(shí)的焊接物會(huì)快速融化，通過(guò)施加一定的壓力即可實(shí)現(xiàn)焊接效果。為了能夠保證融合尺寸、確保焊點(diǎn)強(qiáng)度，PLC系統(tǒng)會(huì)按照編程程序控制焊接電流以及焊接時(shí)間。以直徑為55mm、長(zhǎng)度為200mm工件為例，將參數(shù)輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，會(huì)自動(dòng)將毛坯夾在卡盤上找正，之后在四方刀臺(tái)上放入車刀用頂尖找正之后夾緊。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的X（橫向軸）方向刻度，并沿著Y軸（縱向軸）方向退回，此時(shí)向X軸反方向自動(dòng)進(jìn)刀2mm，從而將毛坯端面以其基礎(chǔ)方向找準(zhǔn)。在刀具快要接觸到毛坯圓心時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將多余的毛坯清除，之后切換夾頭換上頂尖，將毛坯頂住后轉(zhuǎn)動(dòng)刀臺(tái)，此時(shí)正偏刀作為加工刀，根據(jù)預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)加工。2.3螺柱焊智能生產(chǎn)工藝。螺柱焊工作可以劃分為多種，其中，儲(chǔ)能式、拉弧式焊接最為常見(jiàn)，儲(chǔ)能式焊接當(dāng)中熔深較小，所以在薄板焊接中應(yīng)用最為廣泛；拉弧式焊接熔深較大，通常都是在重工業(yè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。作為一種單方面焊接方法，所以在焊接當(dāng)中不需要打孔、粘結(jié)、鉆洞，這樣可以保證焊接物體不會(huì)產(chǎn)生漏氣、漏水等問(wèn)題。智能生產(chǎn)工藝融入了傳感器、調(diào)控器，智能判斷生產(chǎn)狀態(tài)，并根據(jù)實(shí)際參數(shù)采用變壓器進(jìn)行智能降壓處理，之后經(jīng)過(guò)整流橋把交流電轉(zhuǎn)化為直流電，通過(guò)雙向流管、充電電阻向電容充電。智能化技術(shù)中的智能芯片可以控制可控硅，讓儲(chǔ)能電容將電量瞬間釋放，從而智能化完成焊接。

3現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造精密加工技術(shù)

3.1超精度加工。想要提高切削工藝的精密度，需要確保加工機(jī)床、工藝、零件不受自然因素的影響，并按照一定邏輯比例關(guān)系進(jìn)行細(xì)化處理，而通過(guò)智能化生產(chǎn)技術(shù)、專家?guī)臁⒛：刂疲纯蓪?shí)現(xiàn)超精度加工。智能化系統(tǒng)會(huì)嚴(yán)格控制機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速可以根據(jù)系統(tǒng)智能判定自動(dòng)切換。也可以引用先進(jìn)的加工技術(shù)，如精度定位技術(shù)等，極大的保證了切削精度。在實(shí)際使用中可以對(duì)工件上細(xì)小粒子進(jìn)行打磨處理，從而提高工件生產(chǎn)精度，系統(tǒng)會(huì)對(duì)工件研磨動(dòng)壓進(jìn)行控制，工件粗糙度可以達(dá)到Ra0.63-0.01微米。在系統(tǒng)運(yùn)行中可以將粗研磨壓力控制在0.3MPa、精研磨壓力要控制在0.03-0.05MPa范圍內(nèi)；粗研磨速度控制在30-110m/min，精研磨速度控制在10-30m/min，可以完全脫離人工實(shí)現(xiàn)超精度加工。3.2超高速切削。超高速切削是指切削速度為傳統(tǒng)切削速度5－10倍。因此，結(jié)合不同的加工材料和不同的加工方式，超高速切削速度范圍也有規(guī)定。超高速切削包括超高速銑削、超高速車削、超高速鉆孔與高速車銑等。目前，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用中，加工鋁合金已達(dá)到2000－7500m/min；鑄鐵為900－5000m/min；鋼為600－3000m/min；耐熱鎳基合金達(dá)500m/min；鈦合金達(dá)150－1000m/min；纖維增強(qiáng)塑料為2000－9000m/min。該項(xiàng)技術(shù)能夠極大提高切削效率、生產(chǎn)質(zhì)量以及減少制造成本，同時(shí)，可以滿足三維曲面形狀高效精密加工要求，并為硬材料和薄壁件加工提供了新的解決方案。

4結(jié)束語(yǔ)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，需要抓住設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝實(shí)施的每個(gè)要點(diǎn)，確保工件生產(chǎn)符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，精密加工可以提高工件產(chǎn)品質(zhì)量，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為繁瑣，需要配合上先進(jìn)的精加工工藝，工作人員在操作中也要認(rèn)真盡責(zé)，這樣才能夠全面提高機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)效能。

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作者:趙亞凱 單位:航空工業(yè)新航134廠