现代化机械设计制造工艺及精密加工技术分析

2021-08-30 11:10:37 阅读:

摘 要:现代化机械设计制造工艺都是以自动化技术、智能化技术为主,其在当今机械制造领域中的应用愈加广泛,同时还有很大的发展空间。现代化机械设计制造工艺可以有效提高机械生产效率和质量,对推动我国机械化工业发展有着重要意义。基于此,文章首先提出现代化机械设计制造工艺发展现状,进而提出自动化机械设计制造工艺的应用效果,最后探究当代一些精密加工技术。

关键词:机械设计制造工艺;精密加工技术;自动化;效果

中图分类号:TH16 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)04-0101-02

Abstract: Modern mechanical design and manufacturing technology is based on automation technology, intelligent technology, its application in the field of machinery manufacturing is increasingly extensive, at the same time, there is a lot of room for development. Modern mechanical design and manufacturing technology can effectively improve the efficiency and quality of machinery production, which is of great significance to promote the development of mechanized industry in our country. Based on this, the paper first puts forward the development status of modern mechanical design and manufacturing process, and then puts forward the application effect of automatic mechanical design and manufacturing process, and finally explores some contemporary precision machining technology.

Keywords: mechanical design and manufacturing technology; precision machining technology; automation; effect

引言

科學技术是第一生产力。在科技时代下,机械制造更多是采用现代化工艺,生产模式也逐渐朝向自动化、智能化方向发展,不仅提高了机械设计制造质量,同时还可以提高生产效能。由此可见,在机械设计制造领域中,合理的应用现代化机械设计制造工艺可以实现机械产业升级,这也是实现现代化机械生产的重要渠道。想要有效强化机械制造水平,需要充分利用现代化技术,并在实践当中不断加强新技术研发,推出性能更强的设备,提高机械生产企业的经济效益。

1 现代化机械设计制造工艺的应用现状

采用现代化技术可以加强机械设计制造水平,实现自动化生产的再次升级,提高机械生产产品效益,创造出更具价值的机械产品,实现机械产品的多元化,满足市场多变的需求,更加精准的掌握市场需求,针对机械设计制造市场发展变化及时作出反应。此外,无论是在机械设计还是机械制造方面,现代化技术都已经实现了全自动化模式,为了能够保障最终产品符合设计预期,需要不断加强现代化机械设计制造工艺的研究,设计人员也要树立现代化生产理念,整合现有的资源,提高信息利用率,根据产品实际需求,采用更具创新的设计方案,满足市场客户个性化要求。

2 现代化机械设计制造工艺及其应用效果

2.1 集成化生产模式

在科学技术不断发展的背景下,自动化基础和机械技术的融合形成了现代化机械工艺技术,并从零散的自动化逐渐朝向集成化方向发展,并衍生出了多项技术。在机械设计制造领域中网络技术、通讯技术交叉作业,可以推动整个机械生产行业的发展。集成化生产模式是多个子功能结合而成,构成一个完整的生态系统,从而降低对人工劳力的依赖性。在现代化机械设计制造理念下,采用机械系统工程实现机械生产优化,结合数据库系统以及对应网络,不断对自动化生产流程、程序进行优化,丰富自动化生产系统以及操作便捷性,将过去分散的设计、生产单元整合为有机整体。自动设计生产体系可以有效降低企业生产成本, 实现生产工艺的低碳升级,从而顺应行业发展进程。

2.2 智能化机械生产

人工智能作为自动化技术的衍生品与替代品,也是当今各个行业改革发展的重点内容。诚然人工智能技术如今发展还不成熟,这也表示智能化技术还有很大的潜能有待开发,机械制造领域需要进一步加强智能化技术的研究。在现代化生产系统中加入人工智能技术,构建智能、无人值守的生产系统,这样即可实现全自动化机械生产设计形式,只需要技术人员初步操作,如设定参数、输入机械设计参数等,此时智能系统会对生产链条进行分析,凭借智能终端替代人脑进行判定和决策。人工智能技术突出了“智能”理念,也就是可以实现自主学习(模糊理论),在自动化生产中越用越聪明,不仅可以强化机械生产效率,还能够有效降低资源浪费,控制生产成本。

2.3 低碳化生产模式

传统的高污染机械生产模式已经无法适应现代化工业发展要求,想要减缓机械生产造成的环境污染问题,就必须要加强绿色生产技术的研究与应用。习近平在十九大报告中明确指出:“加快生态文明建设与改革工作,构建美丽新中国”。机械生产行业作为推动国民经济增长的支柱型产业,要不断对机械工业生产环境展开绿色优化,减少机械生产中“三废”排放,尽可能让机械生产对环境的影响降到最低,推动机械生产行业长足发展。传统的机械生产由于技术上的不足、管理上的不足,“三废”排放不受节制,造成“三重”问题,即污染严重、损耗严重、浪费严重,低碳化生产模式可以做到“三低”,即污染低、排放量低、损耗低。通过科学的生产模式,缩短机械生产周期,从而降低碳排放,构建绿色机械生产链。

3 现代化机械设计制造工艺的具体应用

3.1 机械设计方面

在机械产品设计当中,结合计算机软件技术以及自动化生产设备即可实现自动化生产系统,以Auto CAD为例,Auto CAD软件在机械设计当中主要包含的作用有:多维度平面开发、思维建模和仿真测试、设计与生产衔接。

在Auto CAD软件开发之初,机械设计都是采用手绘二维平面设计。新时期下,Auto CAD也实现了三维建模与仿真测试功能,也就是在二维平面图形基础上升级成为了三维图形,同二维模型一样,在Auto CAD软件中输入机械三维信息,即可呈现出三维模型框架。设计人员只需要对三维框架进行调整、填充即可得到三维设计图像,还可以自主的对三维模型进行上色处理。当然,三维模型可以一键转化成为二维模型,二维设计图形也可以转化成为三维图形,从而完成设计。

当今Auto CAD软件技术已经和机械设计实现了融合,这也是自动化生产的基础,结合Auto CAD软件中的特有插件,将二维图像转化为三维模型,并通过3D打印机将三维模型打出来,即可测试模拟生产效果,待到模型符合设计条件之后即可进行批量生产,提高机械设计自动化水平,保障最终生产效率。

3.2 机械制造方面

以自动化数控下料为例。充分利用Auto CAD自动操纵控制软件,根据机械板材加工特性,对确保机械制造更具针对性。Auto CAD平台主要包含了零件、板材、生产工艺综合管理模式,挖掘大数据相关信息,得出排样模板,从中选择出更加合理的设计方案,并应用可视化技术生成工程图,从Auto CAD软件将模板图导入,此时模板图就可以呈现在软件平面上,技术人员可以应用DXF编辑图形,在编辑完成之后点击自动生产按键即刻实现自动化生产,保障生产率,提高管理效能。数控仿真技术可以在计算机中生成机械形态模型,采用Delphi(应用程序开发工具)获取平面图的NC代码(数控代码),此时即可得到加工信息,包括规格、生产参数等,并通过智能化技术模拟机械的直线、圆弧加工轨道,还可以采用timer(定时器)控件、canvas(插件)控件对模拟模型进行更改,在显示屏上可以直接显示出机械构件实际形态。方针模型符合标准即可按照仿真编程代码进行现实生产。在实际生产中,软件可以对生产流程进行校检,考量程序和生产应用的可行性、精准性。

4 精密加工技术相关阐述

4.1 技术分类

(1)超精密切削。超精密切削是以SPDT(Vishay单片SPDT模拟开关)技术为核心,主要是采用了空气轴承主轴、高刚性、气动滑板、高精度工具、反馈控制、环境温度控制等,实现纳米级别的粗糙度。多数是应用金刚石刀具铣削,在平面和非球面光学元件、有机玻璃、塑料制品、陶瓷、复合材料加工领域的应用十分广泛。但是金刚石在使用中存在着损耗问题,未来会发展镀膜技术改善金刚石刀具在加工硬化钢材时的损耗。(2)超精密磨削。精密磨削在长期发展中衍生出了超精密磨削,该项技术的核心就是金刚石砂轮修整,在实际生产中可以确保磨粒的微刃性、等高性。该项技术应用十分广泛,特别是在高精度机械构件加工中可以充分发挥优势。被磨削之后,工件表面的磨削痕迹几乎不可见,之后再对工件进行摩擦、抛光,最后即可生成超精度加工面,当今超精密磨削可以加工出圆度为0.01μm工具,尺寸精度达到了0.1μm、表面粗糙度为Ra0.005μm圆柱零件。(3)超精密研磨。超精密研磨技术包括机械研磨、化学机械研磨、浮动研磨、弹性发射加工、磁力研磨等多项技术。该项技术可以实现“无振动”研磨、精密温控、洁净环境、细小且均匀的研磨剂。该项技术所加工出的球面精度达到0.025μm,表面粗糙度为Ra0.003μm。

4.2 技术发展展望

(1)高精度、高效率。精密加工技术当今更多是应用在军工、航天等特殊领域,未来会逐渐向民用机械产品方向发展,由于当今精密加工技术生产效率低,未来会逐渐提升加工效率,采用EEM(嵌入式事件管理器)、CMP(单芯片多处理器)技术可以提升加工精度;(2)大型化与微型化。高精度机械部件生产需要大型精密加工设备,美国提出了加工直径为2.4-4m的大型机械超精密加工机床,可以实现精密机械部件量产,再加上微型电子技术发展,精密加工也会朝向微型化方向发展,如微型传感器、微型驱动元器件等;(3)智能化。現代化机械依然处于自动化朝向智能化过渡阶段,实现智能化生产可以提高机械生产的稳定性,这一点在精密加工中更加明显。

5 结束语

综上所述,在新时期下,现代化机械设计制造工艺已经成为机械行业主流趋势,并且自动化加工未来也会逐渐朝向智能化、集约化、绿色化方向发展。总之,充分利用现代化机械设计制造技术可以提高机械生产效能、提高生产企业效益、提供个性化服务,是机械制造领域重点关注的问题。

参考文献:

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