先进机械制造技巧以及工艺

我国是一个制造业基础薄弱的国家,而机械制造业所占的比重又较大,虽然在近几年内,不断引进国际上先进的技术,但与发达国家相比仍有很大的差距。其具体表现为技术改造滞后、资金投入不足、人员素质偏低、技术装备老化、生产工艺落后、管理水平低、市场观念差等方面。

一、先进的机械制造技术

传统的机械制造技术与现代科学技术相结合,尤其将信息技术渗透、融合于产品的开发、设计、制造、管理及销售等各个领域,形成以现代设计技术、自动化技术、精密成型与加工技术、系统管理技术等为主要内容的先进制造技术,来提高产品的制造精度、质量和效率,提高自动化程度,降低生产成本,最终实现现代化生产。

为适应现代生产技术的需求,充分宣传和介绍先进机械制造技术等方面的知识,并能具体运用到企业的生产中去,提高企业的生存能力,是企业亟待解决的问题。

1.计算机集成制造系统(CIMS)

CIMS是计算机集成制造系统的英文缩写。CIMS是要建立一个高度集中的计算机计量、控制、管理、制造、决策一体化的综合自动化系统。CIMS首先在机械制造领域推行,取得了可喜的成果,使机制行业在技术上向前迈出一大步。CIMS是改变企业的全过程,由工程设计、经营管理、加工制造、产品质量、网络和数据库支持的五个子系统组成。企业实施CIMS的目的是为了改善企业的TQCS指标——T(Time)时间、Q(Quality)质量、C(Cost)成本、S(Service)服务,这四个词代表了信息时代对企业产品的严格要求。

2.并行工程(CE)

研制开发新产品需要一个漫长的循序渐进的过程,也称串联工程,即调研、设计、工艺、加工、装配、调试、改进、定型、生产和销售等环节。这些步骤必须一步一步地走,周期长、费用高,不能适应市场的发展,有些产品在还没上市时,就已经被新的产品所取代。所以,为适应社会发展的速度和迎合消费者的心理,摆脱市场快速变化给企业带来的损失,便产生了一种新的方式——并行工程。

3.敏捷制造(AM)

敏捷制造AM(AgileManufacturing)就是一种企业集成,即利用企业各自的优势,围绕同一开发项目,各尽其能,更快地开发出新的产品,并对市场需求做出更快的适应能力。这是一个很大的系统工程,是未来发展的趋势。

4.模块化设计(Block-baseddesign)

模块化设计主要选用成熟的零部件,不但设计方便、质量可靠,而且资料准备省时方便,制造或协作更加简单,同时增加产品的标准化及互换性、维修性,提高产品在市场的占有率。据有关材料介绍,在国际上工业比较发达的国家中,其飞机、汽车、动力机械等制造行业,采用模块化设计的零部件已达70%以上。

二、机械制造业中的先进制造工艺

在机械制造工业中,工艺过程是最主要的过程。随着高新技术的不断发展及应用,加快了加工技术工艺的更新步伐,出现了许多技术含量高的新工艺、新手段,使过去难以完成的零件,如复杂形状、精密表面、难加工材料及特殊零件等,现在都已不再是难点。

1.毛坯制造方面

毛坯的制造是加工的前提和基础。毛坯的精度和形状对后续制造会产生巨大的影响。为便于后续工序的加工,提高效率,降低成本,保证质量,近年来出现了许多先进的毛坯制造工艺。精密成型技术就是将毛坯生产与自动化、新材料等高新技术的有机结合,是精化、强化毛坯,达到以最少或无余量形成毛坯的高新技术。如精密洁净铸造成型工艺、钢液精炼以及保护技术、高效金属型铸造工艺及设备、气化模铸造工艺与设备等。锻造方面有高效塑性成型技术。如热精锻生产线成套技术、冷温成型成套技术等。焊接有激光焊接技术、数控切割技术等。这些新的加工方法,都给毛坯制造业带来了新的理念和高精度的毛坯。

2.机械加工方面

机械加工就是用切削、磨削、特种加工技术等手段,将毛坯加工成最终形状和尺寸。普通的加工工艺和微电子、计算机、自动化、新材料等高新技术融合到一起,就形成了先进的加工工艺,同时可以实现高精度、高效率、高柔性的加工。尤其对普通机械完成的加工工序,采用先进的技术工艺就很容易解决了。下面介绍几种先进工艺。

(1)高能束流加工技术。它集成微米级的束流,且能量非常高,可以迅速加热和冷却,可高速扫描,可在真空、高空条件下全方位加工。高能束流加工又可分为激光束加工技术、电子束加工技术、等离子束加工技术,其各有优点。

(2)化学铣削加工。就是利用化学腐蚀和电化学腐蚀原理加工工件的一种工艺方法,主要用于加工形状复杂的工件及薄壁类零件。

(3)磨粒流加工技术。指含有磨料的、具有粘弹性的、柔软的磨流介质,在挤压力的作用下,形成一个半固态的、可流动的挤压块,像锉刀或研磨块一样高速流过工件表面以去除金属,常用于抛光、去毛刺、倒圆、去除铸层等。

(4)激光快速成型技术。其特点是增材法,就是将材料逐层积累形成零件,与常规方法相反。其优点是快速成型,而且零件复杂程度越高,效果越明显。