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        現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術研究

        2021-05-20 00:40:46吳兆平
        科學技術創(chuàng)新 2021年12期
        關鍵詞:氣門研磨機械設計

        吳兆平

        (江西福事特液壓有限公司,江西 上饒334100)

        我國經(jīng)濟發(fā)展較為平穩(wěn),制造領域則是重要經(jīng)濟支柱之一,通過促進制造行業(yè)發(fā)展,可以提高整體競爭能力,創(chuàng)造可觀的收益。在機械制造領域,精密加工技術屬于核心技術內容,與機械設計制造工藝聯(lián)系緊密,可以理解為相互支持依靠的關系,可以推動行業(yè)共同進步。要想穩(wěn)定推動機械制造行業(yè)發(fā)展,就需要加強技術上的革新,從機械設計制造、精密加工等方面入手,做好研發(fā)、實踐、應用等一系列的工作,才能為行業(yè)發(fā)展持續(xù)不斷的注入新鮮血液。

        1 現(xiàn)代化機械設計

        1.1 機械設計

        現(xiàn)代化機械設計工作中,一般都會結合計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術,以及自動化技術,使機械設計科學化、精準化。例如,在機械設計的實際操作中,繪圖技術是重要的技術之一,能夠幫助工作人員取得精準的設計數(shù)據(jù)。通常會結合CAD 等軟件繪圖技術,軟件繪圖技術通常會承擔多維度平面的開發(fā),包括思維建模、模擬仿真等。另外,結合自動設計繪圖軟件,可以有效開發(fā)三維機械產品設計,目前,有關自動繪圖設計軟件相對成熟,可以快速構建三維模型框架。

        圖1 機械制造圖

        現(xiàn)代化機械設計工作中,傳動設計是重要的一環(huán),通常而言,結合傳動設計的類型可以分為普通傳動與V 帶傳動,以及多平楔帶傳動。普通傳動設計,是指帶的截面為矩形,這種設計形式,以膠帆布平帶設計應用居多,同時還包括編制帶、強力錦綸帶等。結合平帶設計形式而言,其以呈現(xiàn)標準化,如結合機械設備的動力傳遞長度設計,就可以合理確認平帶的設計長度,使機械設備的端部有機形成鏈接。普通傳遞設計中,帶的應用表現(xiàn)處良好的撓性,帶輪的制造也相對方便。另外,對平帶傳動類型予以分析,可知的,帶傳動主要表現(xiàn)為摩擦傳動。V 帶傳動,該傳動方式是以截面形狀為等腰梯形命名。V 帶與普通帶相比,在厚度上相對較大,呈現(xiàn)處撓性較差的特點,同時,基于V 帶的制造來看,也具有復雜性。V 帶的應用過程中,帶與環(huán)槽側面接觸,這是楔面摩擦傳動中的一種。在相同的帶張緊程度下V 帶傳動的摩擦力要比平帶傳動約大70%,其承載能力因而比平帶傳動高。在一般的機械傳動中V 帶傳動現(xiàn)已取代了平帶傳動而成為常用的帶傳動裝置。

        多平楔帶傳動,該傳動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,實際操作中,帶的工作面為側面。結合帶的特點可知,這種帶既由平帶的柔軟特性,也包含V 帶摩擦力大的特點。這種結構的應用中,可以應用在結構緊湊的傳動中,尤其是要求V 帶根數(shù)多或輪軸垂直地面的傳動。

        1.2 焊接設計

        焊接是機械制造過程中較為常用的工藝方法,具體應用過程中,需要優(yōu)先給予設計工作,確保機械設備的生產質量。設計中,應將一個焊接件作為一個多實體零件的建模。一般情況會結合軟件設計焊接構架。在軟件設計中,還可以對焊接縫隙給予分析,以更好的輔助實際的焊接操作,提升焊接施工質量。結合焊接工藝的實際可知,其又分為電阻焊接、埋弧焊接、氣體保護焊接等。實際的設計選擇時,應就結合各個工藝的特點,合理選擇,確保焊接施工的質量。

        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,會產生電阻熱,融化焊接點的金屬物質,進而完成焊接任務,這個過程稱為電阻焊接;埋弧焊接工藝效率相對更高一些,在制造鋼結構產品時,經(jīng)常會優(yōu)先選擇埋弧焊接工藝;氣體保護焊接工藝主要利用電弧完成焊接任務,將氣體作為保護及傳播介質。

        2 精密加工技術

        結合精密加工技術可知,其主要是指加工精度為1~0.1μm 的施工建設,一般情況下,精密加工表面粗糙度為Ra0.1~0.01μm。隨著時代的發(fā)展,對精密加工的精度要求也在不斷提升。精密加工設計,能夠有效解決相關問題,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加工和超微細加工、光整加工等技術。

        2.1 研磨精密加工技術

        砂帶磨削精密加工技術,這種加工是指粘有磨料的混紡布為磨具對工件進行加工,屬于涂附磨具磨削加工的范疇。該精密加工方式具有生產效率高、質量好、范圍廣等特點。通常情況下,精密加工技術運用到材料及機械精加工環(huán)節(jié),要結合實際需求選擇研磨料,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)動機,包括導管、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,然后將導管插入指定位置上,采用專業(yè)工具吸住氣門頭,蘸取研磨劑以后轉動氣門桿,實現(xiàn)研磨處理。其次,在整個研磨處理過程中,要注意還要科學施加壓力,讓氣門貼合座面持續(xù)轉動,在放松壓力以后,氣門則會離開當前的位置,開始回轉。通過重復上述過程中,可以實現(xiàn)往復旋轉,同時還要注意變換相對位置,才能讓研磨更加全面,實現(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際情況,提高機械加工精準度。

        2.2 精密切削加工技術

        精密切削加工技術,這種加工方式也稱金剛石刀具切削(SPDT),用高精密的機床和單晶金剛石刀具進行切削加工。實際的應用中,常用于銅、鋁等材料的加工,如用精密車削加工的液壓馬達轉子柱塞孔圓柱度為0.5~1μm,尺寸精度1~2μm。在精密切削過程中,要考慮實際需求,科學選擇刀具,通過刀具產生剪切力,實現(xiàn)對指定材料的切削處理,當前精密切削工藝較為成熟,還可以進行細分,得到銑削、車削及鏜削。

        例如,超精密切削加工技術在汽車模具制造中的應用。首先在粗加工階段,超精密切削技術首先加工出模具外輪廓,刀具按照圓弧軌跡切入和切出,以防止碰斷刀具、損壞模具。而在半精加工階段,對汽車模具的輪廓進行調整時則采用小切削用量,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,對汽車模具最后尺寸和表面進行打磨時,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。

        2.3 微細加工技術

        在加工微小構件時,通常會選擇微細加工技術,擁有較多的應用方式,包括電子束、超聲波、等離子、化學蝕刻等,可以根據(jù)實際需求選擇加工方式,擁有不同的特點,實現(xiàn)微細加工。微細加工精密度較高,可以實現(xiàn)微量移動,提高個體單位去除率。在整個加工過程中,受到表面物理效應影響,特別是加工對象的體積一般較小,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,就可能對構件產生一定的負面影響,進而引發(fā)形變問題,為此要著重解決上述問題。

        2.4 納米加工技術

        當前精密加工領域中,納米加工技術屬于熱門話題,也是當前的主流研究方向,應用范圍較多,可以應用于航天級器材,實現(xiàn)加工精準定位,但是仍然面臨較多的挑戰(zhàn),包括部件關聯(lián)問題等,經(jīng)過長時間的發(fā)展,逐漸形成最優(yōu)自適應控制理論,克服一些難點問題,推動納米加工技術穩(wěn)步發(fā)展,未來擁有較大的發(fā)展前景。

        3 機加工要求

        機加工對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。

        3.2 盲孔的孔深尺寸公差按+2mm 加工和檢驗。

        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

        4 精密加工技術對現(xiàn)代化機械制造工藝的影響

        隨著現(xiàn)代機械制造行業(yè)不斷發(fā)展進步,精密加工技術應用越來越廣泛,一方面可以提高產品質量,達到設計標準,另一方面提高生產效率及準確性,這也是精密加工技術的主要用途。在機械制造領域,機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降低勞動強度,盡可能減少一些加工誤差,滿足人們對于產品質量的要求。在機械加工過程中,精密加工技術可以提高機械加工的各個環(huán)節(jié)的緊密性和關聯(lián)性,提升產品在市場中的競爭力?,F(xiàn)代化機械制造工藝和精密加工技術之間具有一定的聯(lián)系性,精密加工技術促進了現(xiàn)代化機械制造業(yè)的發(fā)展,同時現(xiàn)代化機械制造業(yè)也推動了精密加工技術的完善和應用。

        結束語

        在機械制造領域,設計制造工藝、精密加工技術都發(fā)揮重要作用,要持續(xù)加強重視,投入更多的研發(fā)資金。當前已經(jīng)取得不少的研究成果,但是仍然存在一些技術上的不足之處,需要考慮實際情況,逐漸克服難點問題,才能為機械制造行業(yè)提供充足的技術支持,推動整個制造行業(yè)迅速發(fā)展。通過對機械設計工藝的合理運用,可以實現(xiàn)自動化設計,運用焊接等制造工藝,提高制造效率,減少能源消耗,引入精密加工技術后,可以提高加工精度,提高產品質量。

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