機械制造與機械設備加工工藝探究

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摘要：機械制造工藝在當前的工業(yè)發(fā)展中占據著重要的位置。在科技不斷發(fā)展的背景下，機械制造工藝和機械設備加工工藝的水平也在不斷提高，機械行業(yè)已經成為當前社會發(fā)展依賴的主要行業(yè)。為了能夠提高機械產品在市場中的競爭力，需要對機械加工制造工藝進行研究。本文以機械制造為主要研究對象，著重對機械制造工藝與機械設備加工工藝進行了研究和分析。

關鍵詞：機械制造工藝；機械設備加工；加工工藝

1機械制造工藝的特點

1.1相互關聯(lián)

相互關聯(lián)是機械制造工藝最為典型的一個特征，這一特征主要是指在進行機械生產制造的過程中，除了機械制造工藝本身擁有的技術性之外，還需要考慮到機械產品在市場中的研發(fā)需求、銷售以及產品設計等多方面對于機械產品性能的影響[1]。在這個過程中，通過對多個環(huán)節(jié)之間的有效處理，讓各個環(huán)節(jié)能夠在機械產品的生產制造中真正發(fā)揮作用，因而能夠體現(xiàn)出相互關聯(lián)的特征。

1.2全球性

機械行業(yè)與工業(yè)是當前世界經濟發(fā)展的重要依據，從本質上來說，機械行業(yè)的競爭是當今世界各個國家之間科技的競爭。而基于機械行業(yè)本身具有的重要位置，我國要想在世界市場中獲得理想的優(yōu)勢，就需要提高對于機械行業(yè)的重視，通過對機械制造工藝和機械設備加工工藝技術的有效研發(fā)，為促進機械行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

1.3系統(tǒng)性

從世界范圍內的機械行業(yè)和工業(yè)發(fā)展情況來看，機械制造技術需要與現(xiàn)代社會背景下的信息技術、計算機以及自動化和智能化技術等進行充分的融合，才能夠保證機械產品在設計、生產以及銷售等環(huán)節(jié)的質量[2]。而技術作為行業(yè)發(fā)展的核心內容，在對機械制造工藝和機械設備加工工藝進行研發(fā)的過程中，需要提高對技術創(chuàng)新的重視，重點解決現(xiàn)有工藝在應用中存在的問題，進一步提高機械行業(yè)的生產和發(fā)展水平。

2機械制造工藝

2.1氣體保護焊接

氣體保護焊接是機械制造工藝中一種非常典型的工藝，這種工藝在實際的應用中能夠與自動化技術進行有效地結合，因而已經在當前的機械加工中有著廣泛的應用。氣體保護焊接主要是指將處在燃燒過程中的氣體形成的高溫火焰集中起來，在融化焊件和焊絲之后，采用明弧焊接的方法，達到提升機械制造工藝焊接部分的加工速度[3]。氣體保護焊接的工藝應用原理是通過降低在焊接溫度上升過程中產生的帶寬度來防止材料受到氧化的影響，進行保證機械產品的焊接質量，因而這種工藝在實際應用中能夠體現(xiàn)出明顯的效果。從當前機械制造行業(yè)發(fā)展的實際情況來看，這種工藝一般利用低成本的二氧化碳作為焊接保護的氣體，能夠被應用到低碳鋼薄板一類的非金屬合金當中。而為了能夠達到理想的焊接效果，用于氣體保護焊接的厚度通常需要小于3mm。

2.2電阻焊（圖1）

電阻焊主要是借助電極來實現(xiàn)對機械產品的制造加工的工藝方法。在應用電阻焊工藝的過程中，需要事先利用電極來向焊接物品施加一定的壓力，在通電之后，借助接觸電阻在通電過程中產生的熱量來融化金屬，進而為焊接創(chuàng)造良好的條件。電阻焊工藝在實際的應用中不會對焊接物品產生較大的影響，導致焊接物品產生變形的幾率也比較小[4]。但由于在應用電阻焊工藝的過程中很難滿足質量檢測工作的要求，再加上焊接后的維修和設備使用對專業(yè)能力的要求較高，因而存在一定的限制條件。

2.3虛擬制造

虛擬制造主要是指在結合當前先進的信息技術的前提下，利用三維仿真軟件來模擬出機械產品的整個生產加工過程，在利用計算機技術來獲得機械加工的生產數(shù)據信息之后，再進行機械產品生產制作的工藝。虛擬制造工藝的應用是與現(xiàn)代化的先進技術的有效融合，在機械行業(yè)和工業(yè)發(fā)展都朝著自動化和智能化方向發(fā)展的背景下，這種方法在未來的機械制造中有著更加廣泛的應用前景[5]。而與其他類型的機械制造工藝相比，虛擬制造還能夠在明確機械產品生產規(guī)劃和步驟的同時，通過產品模型的建立來對產品的外在形象進行改善，這樣既能夠保證產品的性能和質量安全，同時也能夠對機械產品的研發(fā)生產起到一定的輔助作用。

2.4埋弧工藝

埋弧工藝是也是焊接工藝中一種較為常見的類型，在應用埋弧工藝的過程中，通常需要采用自動或半自動的焊接方法，借助燃燒電弧來完成機械產品的焊接工作。從應用自動焊接工藝的角度來說，將其與埋弧工藝進行有效的融合，能夠以更加低廉的成本來滿足機械產品的焊接需要，因而具有更廣的應用范圍。從當前我國機械行業(yè)的發(fā)展情況來看，在應用埋弧工藝的過程中，在自動焊接方法的基礎上形成了一種電渣壓力焊接模式，在保證焊接質量的同時，也能夠對提升焊接工藝和機械產品的制造效率起到重要的作用。

3機械設備加工工藝

3.1研磨

對于機械制造行業(yè)來說，機械設備加工的精準度會對機械設備的性能產生較大的影響。研磨工藝是機械設備加工的磨削工藝中具有代表性的操作形式，這種工藝對加工的精度要求比較高，對于一些中小型的光通孔機械設備來說，需要將圓柱度的長度精確到0.001mm之內，再加上研磨工藝本身在應用過程中能夠形成對機械設備產生保護的油膜，因而能夠確保機械設備的表層質量。與此同時，研磨工藝在應用中還能夠讓機械設備產生表面支承率，讓機械設備能夠具備更優(yōu)越的耐磨性能，對于延長機械設備的應用時間具有重要的作用。在當前科學技術水平不斷提高的背景下，應用于機械設備加工的研磨工藝也得到了一定的發(fā)展，超精度研磨技術的應用，能夠轉變以往傳統(tǒng)的硅片拋光方式，依據相對運動的原理，利用磨料顆粒來滿足對于機械設備的精整加工需求。

3.2切削

切削工藝通常是與機床共同發(fā)生作用的，在應用切削工藝的過程中，機床設備的應用精度會對切削工藝的應用質量產生較大的影響。現(xiàn)階段常用于機械設備加工的切削工藝，已經能夠呈現(xiàn)出精密化的發(fā)展趨勢。切削工藝主要是指借助機床來清理掉工件上除幾何圖形外多余的材料，在這個過程中，機床的應用能夠讓切削的工件符合機械設備的加工要求。而為了能夠滿足機械設備的加工需求，在應用切削工藝的過程中，需要對機械作用的效率進行有效的控制。舉例來說，在對切削工藝中的機械作用效率進行控制時，需要事先對切削線速度進行計算，切削線速度的計算公式為：V=仔DN/100其中，切削線速度V的單位為M/min，N=rpm（主軸轉數(shù)），D為切削直徑，仔取值3.14。而在對切削動力進行計算時，則需要依靠kW=（Ks伊V伊d伊f）衣（6000伊姿）這一公式來對切削工藝進行計算。在這一公式中，kW為切削動力，f代表進刀量，d代表切削深度，機械效率姿取值為0.7-0.85。除此之外，還需要從刀具的應用時間以及機械設備加工余量等方面，對整個切削工藝的應用流程進行優(yōu)化調整，以此來滿足機械設備加工的需求。

3.3分析圖紙

圖紙是進行機械設備加工的主要依據，機械產品能否在市場中獲得一定的競爭優(yōu)勢，與機械設備加工圖紙之間有著密切的聯(lián)系。在加工機械設備時，生產企業(yè)需要對圖紙進行仔細地審查，用以保證產品的生產質量能夠滿足市場對于機械設備的應用需求。舉例來說，在進行數(shù)控車削這一工藝操作時，在設計圖紙中需要對圖紙中的各項數(shù)據進行仔細地檢查，并結合工藝精度以及技術方面的要求，確保工藝加工能夠達到理想的效果。切削是當前機械加工中應用的最為廣泛的一種加工工藝，在依據圖紙對切削工藝的相關數(shù)據進行設計時，需要重點注意車削功率計算數(shù)值。車削功率計算公式如下：P=（Vc伊ap伊fr伊kc）衣600037.2其中，Vc代表切削線速度，ap代表切深，fr代表走刀量，kc代表材料單位切削力，由此得到車削功率。結合當前我國社會發(fā)展的情況來看，將先進的信息技術和計算機技術等融入到機械設備的圖紙分析過程中，能夠有效提高圖紙設計的準確性。具體來說，在分析圖紙的過程中，相關人員不僅可以借助數(shù)字模型的方法來進行編程，從而對機械設備模型中呈現(xiàn)的各項數(shù)據進行調整，還需要嚴格遵循機械設備圖紙設計的技術規(guī)范。（表1）

3.4發(fā)動機的加工工藝

在機械加工的過程中，精密度是最為重要的一項要求，而發(fā)動機的機械加工狀況，是當前機械加工中非常重要的一項內容。為了能夠更好地保證發(fā)動機加工工藝的應用質量，需要以保證發(fā)動機加工精密度的前提下，重點注意以下幾個方面的問題：在發(fā)動機機械加工的過程中，夾具和零件的安裝是非常重要的環(huán)節(jié)。為了能夠確保發(fā)動機零件的安裝位置，在安裝夾具和零件的過程中，一方面需要保證機床旋轉中心和零件軸心線之間的對應關系，另一方面也需要保證零件的橫截面和旋轉中心之間能夠形成90度的角度。而在這個過程中，需要將零件的內控跳動距離控制在0.05mm之內，并通過壓緊零件表面來減小零件的安裝誤差，進而保證發(fā)動機零件形狀的規(guī)范性。其次，在發(fā)動機的機械加工過程中，凸輪軸加工工藝的應用，也是需要重點注意的一個問題。凸輪軸連桿的加工需要應用到球磨鑄鐵、合金鑄鐵、冷激鑄鐵以及中碳鋼等材料。球磨鑄鐵體現(xiàn)的耐磨性和抗氧化性等性能，能夠對確保發(fā)動機的加工質量起到重要的作用，舉例來說，S195型號差有機做凸輪軸用的球磨鑄鐵以QT600-3和QT700-2為主；合金鑄鐵主要是利用鐵水與多種金屬元素融合而成的，以這種鑄鐵物實現(xiàn)對凸輪軸的加工，能夠滿足高轉速凸輪軸的加工需求，例如CAC480凸輪軸的硬度能夠達到HB263-311的標準；冷激鑄鐵主要是指對低合金的鑄鐵表面進行冷激處理，以372凸輪軸為例，這種類型的凸輪軸不僅能夠具有一定的韌性特點，還具有一定的硬度要求；以中碳鋼為主的凸輪軸大多應用于大型發(fā)動機，以6102型號的發(fā)動機為例，這種發(fā)動機主要應用模鍛的方式在實現(xiàn)對中碳鋼的制作，能夠為發(fā)動機的機械加工創(chuàng)造良好的條件。而在對凸輪軸連桿進行加工的過程中，現(xiàn)階段一般采用無心磨床磨削的方式，結合發(fā)動機凸輪軸軸頸的實際情況，選擇貫穿式或切入式兩種無心磨削的方法。第三，在進行發(fā)動機的機械加工時，還需要從機床的設計和刀具的設計兩個方面來保證發(fā)動機的質量和性能。從機床的設計角度來說，需要結合發(fā)動機的具體結構，將加工內容合理分配給不同的工位進行加工，并通過鉆機的設計來滿足發(fā)動機機械加工的高質量和高效率要求。而從刀具的設計角度來說，不僅需要考慮打洞機本身的性能，同時也需要提高對機械加工工藝的重視程度。以切削工藝為例，在應用切削工藝的過程中，選擇含有鈷、釩等元素的高性能鋼刀具，能夠提高1.53倍的耐用度。與此同時，出于提高發(fā)動機機械加工效率的目的，應用HSK刀柄、熱套刀柄以及液壓刀柄，能夠對工件的加工精度和表面粗糙度產生直接的影響。

3.5零部件的機械加工工藝

零部件的機械加工工藝在機械制造行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，在對一些機械制造行業(yè)中的典型零件進行分析之前，首先需要明確零部件機械加工工藝的具體流程（如圖2）。在明確零部件的機械加工流程之后，首先可以從軸類零件的生產加工角度來進行分析。當前機械制造行業(yè)對于軸類零部件加工的技術要求，主要體現(xiàn)在直徑精度和幾何形狀精度、相互位置精度、表面粗糙度三個方面上，其中，對于主軸類的零部件加工技術要求主要體現(xiàn)在支承軸頸、螺紋、前段錐孔、前段短圓錐和斷面以及其他配合表面五個方面。主軸作為軸類零部件中的重要內容，需要在機械加工的過程中提高對于主軸材料、毛坯以及熱處理等加工內容的重視程度。主軸材料以45鋼為主，而毛坯則大多使用鍛件和圓鋼來進行生產。對于曲軸這些結構比較復雜的軸類零件來說，則需要應用鑄件來實現(xiàn)對于軸類零件毛坯的生產加工。而熱處理具體包括正火、退火、調質以及淬火四個環(huán)節(jié)，對軸類零件進行熱處理的主要原因，就是要提高軸類零件本身的強度、韌性以及耐磨性，讓其能夠在機械產品中發(fā)揮更大的作用，延長機械產品和機械設備的使用壽命。在實際應用好軸類零件的過程中，需要結合機械產品和機械設備的使用功能來選擇合適的材料進行生產加工。

4結論

綜上所述，機械制造工藝和機械設備加工工藝關系著機械行業(yè)的發(fā)展情況。從當前我國機械行業(yè)和工業(yè)的發(fā)展情況來看，為了能夠更好地應對市場給機械行業(yè)帶來的影響和沖擊，需要提高對機械制造工藝以及機械設備加工工藝的重視程度，充分發(fā)揮兩種工藝在促進機械行業(yè)發(fā)展中的應用價值，以此來滿足市場對于機械產品的競爭需要，利用機械行業(yè)的發(fā)展來帶動工業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

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作者:方凱 單位:安慶聯(lián)動屬具股份有限公司