吳兆平
(江西福事特液壓有限公司,江西 上饒334100)
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為平穩(wěn),制造領(lǐng)域則是重要經(jīng)濟(jì)支柱之一,通過促進(jìn)制造行業(yè)發(fā)展,可以提高整體競(jìng)爭(zhēng)能力,創(chuàng)造可觀的收益。在機(jī)械制造領(lǐng)域,精密加工技術(shù)屬于核心技術(shù)內(nèi)容,與機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝聯(lián)系緊密,可以理解為相互支持依靠的關(guān)系,可以推動(dòng)行業(yè)共同進(jìn)步。要想穩(wěn)定推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展,就需要加強(qiáng)技術(shù)上的革新,從機(jī)械設(shè)計(jì)制造、精密加工等方面入手,做好研發(fā)、實(shí)踐、應(yīng)用等一系列的工作,才能為行業(yè)發(fā)展持續(xù)不斷的注入新鮮血液。
現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)工作中,一般都會(huì)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),以及自動(dòng)化技術(shù),使機(jī)械設(shè)計(jì)科學(xué)化、精準(zhǔn)化。例如,在機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)際操作中,繪圖技術(shù)是重要的技術(shù)之一,能夠幫助工作人員取得精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。通常會(huì)結(jié)合CAD 等軟件繪圖技術(shù),軟件繪圖技術(shù)通常會(huì)承擔(dān)多維度平面的開發(fā),包括思維建模、模擬仿真等。另外,結(jié)合自動(dòng)設(shè)計(jì)繪圖軟件,可以有效開發(fā)三維機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì),目前,有關(guān)自動(dòng)繪圖設(shè)計(jì)軟件相對(duì)成熟,可以快速構(gòu)建三維模型框架。
圖1 機(jī)械制造圖
現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)工作中,傳動(dòng)設(shè)計(jì)是重要的一環(huán),通常而言,結(jié)合傳動(dòng)設(shè)計(jì)的類型可以分為普通傳動(dòng)與V 帶傳動(dòng),以及多平楔帶傳動(dòng)。普通傳動(dòng)設(shè)計(jì),是指帶的截面為矩形,這種設(shè)計(jì)形式,以膠帆布平帶設(shè)計(jì)應(yīng)用居多,同時(shí)還包括編制帶、強(qiáng)力錦綸帶等。結(jié)合平帶設(shè)計(jì)形式而言,其以呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,如結(jié)合機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力傳遞長(zhǎng)度設(shè)計(jì),就可以合理確認(rèn)平帶的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度,使機(jī)械設(shè)備的端部有機(jī)形成鏈接。普通傳遞設(shè)計(jì)中,帶的應(yīng)用表現(xiàn)處良好的撓性,帶輪的制造也相對(duì)方便。另外,對(duì)平帶傳動(dòng)類型予以分析,可知的,帶傳動(dòng)主要表現(xiàn)為摩擦傳動(dòng)。V 帶傳動(dòng),該傳動(dòng)方式是以截面形狀為等腰梯形命名。V 帶與普通帶相比,在厚度上相對(duì)較大,呈現(xiàn)處撓性較差的特點(diǎn),同時(shí),基于V 帶的制造來看,也具有復(fù)雜性。V 帶的應(yīng)用過程中,帶與環(huán)槽側(cè)面接觸,這是楔面摩擦傳動(dòng)中的一種。在相同的帶張緊程度下V 帶傳動(dòng)的摩擦力要比平帶傳動(dòng)約大70%,其承載能力因而比平帶傳動(dòng)高。在一般的機(jī)械傳動(dòng)中V 帶傳動(dòng)現(xiàn)已取代了平帶傳動(dòng)而成為常用的帶傳動(dòng)裝置。
多平楔帶傳動(dòng),該傳動(dòng)方式是指帶的截面形狀為楔形,這種形狀與平帶及V 帶相比,具有類似性,是平帶與V 帶的組合形式,實(shí)際操作中,帶的工作面為側(cè)面。結(jié)合帶的特點(diǎn)可知,這種帶既由平帶的柔軟特性,也包含V 帶摩擦力大的特點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中,可以應(yīng)用在結(jié)構(gòu)緊湊的傳動(dòng)中,尤其是要求V 帶根數(shù)多或輪軸垂直地面的傳動(dòng)。
焊接是機(jī)械制造過程中較為常用的工藝方法,具體應(yīng)用過程中,需要優(yōu)先給予設(shè)計(jì)工作,確保機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量。設(shè)計(jì)中,應(yīng)將一個(gè)焊接件作為一個(gè)多實(shí)體零件的建模。一般情況會(huì)結(jié)合軟件設(shè)計(jì)焊接構(gòu)架。在軟件設(shè)計(jì)中,還可以對(duì)焊接縫隙給予分析,以更好的輔助實(shí)際的焊接操作,提升焊接施工質(zhì)量。結(jié)合焊接工藝的實(shí)際可知,其又分為電阻焊接、埋弧焊接、氣體保護(hù)焊接等。實(shí)際的設(shè)計(jì)選擇時(shí),應(yīng)就結(jié)合各個(gè)工藝的特點(diǎn),合理選擇,確保焊接施工的質(zhì)量。
電阻焊接工藝屬于常用焊接制造工藝,在電流接觸焊接件以后,會(huì)產(chǎn)生電阻熱,融化焊接點(diǎn)的金屬物質(zhì),進(jìn)而完成焊接任務(wù),這個(gè)過程稱為電阻焊接;埋弧焊接工藝效率相對(duì)更高一些,在制造鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品時(shí),經(jīng)常會(huì)優(yōu)先選擇埋弧焊接工藝;氣體保護(hù)焊接工藝主要利用電弧完成焊接任務(wù),將氣體作為保護(hù)及傳播介質(zhì)。
結(jié)合精密加工技術(shù)可知,其主要是指加工精度為1~0.1μm 的施工建設(shè),一般情況下,精密加工表面粗糙度為Ra0.1~0.01μm。隨著時(shí)代的發(fā)展,對(duì)精密加工的精度要求也在不斷提升。精密加工設(shè)計(jì),能夠有效解決相關(guān)問題,如精度控制問題、形位公差、尺寸精度、表面狀況等。精密加工還包括微細(xì)加工和超微細(xì)加工、光整加工等技術(shù)。
砂帶磨削精密加工技術(shù),這種加工是指粘有磨料的混紡布為磨具對(duì)工件進(jìn)行加工,屬于涂附磨具磨削加工的范疇。該精密加工方式具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、范圍廣等特點(diǎn)。通常情況下,精密加工技術(shù)運(yùn)用到材料及機(jī)械精加工環(huán)節(jié),要結(jié)合實(shí)際需求選擇研磨料,不同粗糙程度研磨料的加工效果存在較大的差異。例如,在汽車氣門維修環(huán)節(jié),就可以利用超精密研磨工藝,具體過程如下:首先,清潔干凈汽車發(fā)動(dòng)機(jī),包括導(dǎo)管、氣門、座圈等,全面清潔處理以后,選擇氣門斜面的某一位置上,涂抹適量的粗砂研磨機(jī),然后將導(dǎo)管插入指定位置上,采用專業(yè)工具吸住氣門頭,蘸取研磨劑以后轉(zhuǎn)動(dòng)氣門桿,實(shí)現(xiàn)研磨處理。其次,在整個(gè)研磨處理過程中,要注意還要科學(xué)施加壓力,讓氣門貼合座面持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),在放松壓力以后,氣門則會(huì)離開當(dāng)前的位置,開始回轉(zhuǎn)。通過重復(fù)上述過程中,可以實(shí)現(xiàn)往復(fù)旋轉(zhuǎn),同時(shí)還要注意變換相對(duì)位置,才能讓研磨更加全面,實(shí)現(xiàn)加壓研磨。最后,還要重新裝入氣門,采用沒有擦洗干凈,放入到氣門孔,輕輕敲擊處理,可以檢查接觸面的實(shí)際情況,提高機(jī)械加工精準(zhǔn)度。
精密切削加工技術(shù),這種加工方式也稱金剛石刀具切削(SPDT),用高精密的機(jī)床和單晶金剛石刀具進(jìn)行切削加工。實(shí)際的應(yīng)用中,常用于銅、鋁等材料的加工,如用精密車削加工的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子柱塞孔圓柱度為0.5~1μm,尺寸精度1~2μm。在精密切削過程中,要考慮實(shí)際需求,科學(xué)選擇刀具,通過刀具產(chǎn)生剪切力,實(shí)現(xiàn)對(duì)指定材料的切削處理,當(dāng)前精密切削工藝較為成熟,還可以進(jìn)行細(xì)分,得到銑削、車削及鏜削。
例如,超精密切削加工技術(shù)在汽車模具制造中的應(yīng)用。首先在粗加工階段,超精密切削技術(shù)首先加工出模具外輪廓,刀具按照?qǐng)A弧軌跡切入和切出,以防止碰斷刀具、損壞模具。而在半精加工階段,對(duì)汽車模具的輪廓進(jìn)行調(diào)整時(shí)則采用小切削用量,主要是去除粗加工階段模具的毛刺和飛邊。最后是精加工階段,對(duì)汽車模具最后尺寸和表面進(jìn)行打磨時(shí),主要是采用微切削用量,盡可能減少刀具切削的深度。在切出和切入時(shí)同樣采用圓弧方式,避免模具表面落下劃痕,以確保汽車模具的光滑度。
在加工微小構(gòu)件時(shí),通常會(huì)選擇微細(xì)加工技術(shù),擁有較多的應(yīng)用方式,包括電子束、超聲波、等離子、化學(xué)蝕刻等,可以根據(jù)實(shí)際需求選擇加工方式,擁有不同的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工。微細(xì)加工精密度較高,可以實(shí)現(xiàn)微量移動(dòng),提高個(gè)體單位去除率。在整個(gè)加工過程中,受到表面物理效應(yīng)影響,特別是加工對(duì)象的體積一般較小,需要注重微熱力這一問題,如果加工期間出現(xiàn)局部熱量較高的問題,就可能對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生一定的負(fù)面影響,進(jìn)而引發(fā)形變問題,為此要著重解決上述問題。
當(dāng)前精密加工領(lǐng)域中,納米加工技術(shù)屬于熱門話題,也是當(dāng)前的主流研究方向,應(yīng)用范圍較多,可以應(yīng)用于航天級(jí)器材,實(shí)現(xiàn)加工精準(zhǔn)定位,但是仍然面臨較多的挑戰(zhàn),包括部件關(guān)聯(lián)問題等,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,逐漸形成最優(yōu)自適應(yīng)控制理論,克服一些難點(diǎn)問題,推動(dòng)納米加工技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展,未來擁有較大的發(fā)展前景。
機(jī)加工對(duì)未注公差尺寸的公差有一定要求,要求如表1。
3.1 寬度小于10mm 的退刀槽或油槽其寬度公差按土0.smm加工和檢驗(yàn)。
3.2 盲孔的孔深尺寸公差按+2mm 加工和檢驗(yàn)。
表1 線性尺寸為注公差值
3.3 圓角半徑和倒角尺寸公差,按GB 1840-02000 中“倒圓半徑和倒角高度尺寸的極限偏差數(shù)值”中的M 級(jí)執(zhí)行,具體數(shù)值見表2。
表2 倒圓半徑和倒角高度尺寸的極限偏差數(shù)值
隨著現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)不斷發(fā)展進(jìn)步,精密加工技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,一方面可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),另一方面提高生產(chǎn)效率及準(zhǔn)確性,這也是精密加工技術(shù)的主要用途。在機(jī)械制造領(lǐng)域,機(jī)械加工主要圍繞原材料展開加工工作,可以依靠精密加工技術(shù)降低勞動(dòng)強(qiáng)度,盡可能減少一些加工誤差,滿足人們對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的要求。在機(jī)械加工過程中,精密加工技術(shù)可以提高機(jī)械加工的各個(gè)環(huán)節(jié)的緊密性和關(guān)聯(lián)性,提升產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力?,F(xiàn)代化機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)之間具有一定的聯(lián)系性,精密加工技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代化機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,同時(shí)現(xiàn)代化機(jī)械制造業(yè)也推動(dòng)了精密加工技術(shù)的完善和應(yīng)用。
在機(jī)械制造領(lǐng)域,設(shè)計(jì)制造工藝、精密加工技術(shù)都發(fā)揮重要作用,要持續(xù)加強(qiáng)重視,投入更多的研發(fā)資金。當(dāng)前已經(jīng)取得不少的研究成果,但是仍然存在一些技術(shù)上的不足之處,需要考慮實(shí)際情況,逐漸克服難點(diǎn)問題,才能為機(jī)械制造行業(yè)提供充足的技術(shù)支持,推動(dòng)整個(gè)制造行業(yè)迅速發(fā)展。通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工藝的合理運(yùn)用,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì),運(yùn)用焊接等制造工藝,提高制造效率,減少能源消耗,引入精密加工技術(shù)后,可以提高加工精度,提高產(chǎn)品質(zhì)量。