先進機械制造技巧以及工藝

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我國是一個制造業基礎薄弱的國家,而機械制造業所占的比重又較大,雖然在近幾年內,不斷引進國際上先進的技術,但與發達國家相比仍有很大的差距。其具體表現為技術改造滯后、資金投入不足、人員素質偏低、技術裝備老化、生產工藝落后、管理水平低、市場觀念差等方面。

一、先進的機械制造技術

傳統的機械制造技術與現代科學技術相結合,尤其將信息技術滲透、融合于產品的開發、設計、制造、管理及銷售等各個領域,形成以現代設計技術、自動化技術、精密成型與加工技術、系統管理技術等為主要內容的先進制造技術,來提高產品的制造精度、質量和效率,提高自動化程度,降低生產成本,最終實現現代化生產。

為適應現代生產技術的需求,充分宣傳和介紹先進機械制造技術等方面的知識,并能具體運用到企業的生產中去,提高企業的生存能力,是企業亟待解決的問題。

1.計算機集成制造系統(CIMS)

CIMS是計算機集成制造系統的英文縮寫。CIMS是要建立一個高度集中的計算機計量、控制、管理、制造、決策一體化的綜合自動化系統。CIMS首先在機械制造領域推行,取得了可喜的成果,使機制行業在技術上向前邁出一大步。CIMS是改變企業的全過程,由工程設計、經營管理、加工制造、產品質量、網絡和數據庫支持的五個子系統組成。企業實施CIMS的目的是為了改善企業的TQCS指標——T(Time)時間、Q(Quality)質量、C(Cost)成本、S(Service)服務,這四個詞代表了信息時代對企業產品的嚴格要求。

2.并行工程(CE)

研制開發新產品需要一個漫長的循序漸進的過程,也稱串聯工程,即調研、設計、工藝、加工、裝配、調試、改進、定型、生產和銷售等環節。這些步驟必須一步一步地走,周期長、費用高,不能適應市場的發展,有些產品在還沒上市時,就已經被新的產品所取代。所以,為適應社會發展的速度和迎合消費者的心理,擺脫市場快速變化給企業帶來的損失,便產生了一種新的方式——并行工程。

3.敏捷制造(AM)

敏捷制造AM(AgileManufacturing)就是一種企業集成,即利用企業各自的優勢,圍繞同一開發項目,各盡其能,更快地開發出新的產品,并對市場需求做出更快的適應能力。這是一個很大的系統工程,是未來發展的趨勢。

4.模塊化設計(Block-baseddesign)

模塊化設計主要選用成熟的零部件,不但設計方便、質量可靠,而且資料準備省時方便,制造或協作更加簡單,同時增加產品的標準化及互換性、維修性,提高產品在市場的占有率。據有關材料介紹,在國際上工業比較發達的國家中,其飛機、汽車、動力機械等制造行業,采用模塊化設計的零部件已達70%以上。

二、機械制造業中的先進制造工藝

在機械制造工業中,工藝過程是最主要的過程。隨著高新技術的不斷發展及應用,加快了加工技術工藝的更新步伐,出現了許多技術含量高的新工藝、新手段,使過去難以完成的零件,如復雜形狀、精密表面、難加工材料及特殊零件等,現在都已不再是難點。

1.毛坯制造方面

毛坯的制造是加工的前提和基礎。毛坯的精度和形狀對后續制造會產生巨大的影響。為便于后續工序的加工,提高效率,降低成本,保證質量,近年來出現了許多先進的毛坯制造工藝。精密成型技術就是將毛坯生產與自動化、新材料等高新技術的有機結合,是精化、強化毛坯,達到以最少或無余量形成毛坯的高新技術。如精密潔凈鑄造成型工藝、鋼液精煉以及保護技術、高效金屬型鑄造工藝及設備、氣化模鑄造工藝與設備等。鍛造方面有高效塑性成型技術。如熱精鍛生產線成套技術、冷溫成型成套技術等。焊接有激光焊接技術、數控切割技術等。這些新的加工方法,都給毛坯制造業帶來了新的理念和高精度的毛坯。

2.機械加工方面

機械加工就是用切削、磨削、特種加工技術等手段,將毛坯加工成最終形狀和尺寸。普通的加工工藝和微電子、計算機、自動化、新材料等高新技術融合到一起,就形成了先進的加工工藝,同時可以實現高精度、高效率、高柔性的加工。尤其對普通機械完成的加工工序,采用先進的技術工藝就很容易解決了。下面介紹幾種先進工藝。

(1)高能束流加工技術。它集成微米級的束流,且能量非常高,可以迅速加熱和冷卻,可高速掃描,可在真空、高空條件下全方位加工。高能束流加工又可分為激光束加工技術、電子束加工技術、等離子束加工技術,其各有優點。

(2)化學銑削加工。就是利用化學腐蝕和電化學腐蝕原理加工工件的一種工藝方法,主要用于加工形狀復雜的工件及薄壁類零件。

(3)磨粒流加工技術。指含有磨料的、具有粘彈性的、柔軟的磨流介質,在擠壓力的作用下,形成一個半固態的、可流動的擠壓塊,像銼刀或研磨塊一樣高速流過工件表面以去除金屬,常用于拋光、去毛刺、倒圓、去除鑄層等。

(4)激光快速成型技術。其特點是增材法,就是將材料逐層積累形成零件,與常規方法相反。其優點是快速成型,而且零件復雜程度越高,效果越明顯。