机械制造基础论文 篇一
机械制造技术在现代工业中扮演着重要的角色。本文将重点探讨机械制造的基础概念、工艺以及其在工业生产中的应用。
机械制造是一种将原材料转化为成品的过程。它涉及到多种工艺,包括切削、焊接、铸造和锻造等。切削是其中最常见的工艺,通过切削工具对材料进行削除来获得所需形状和尺寸。焊接是将两个或多个零件通过熔化并冷却形成一个整体的工艺。铸造和锻造则是通过熔化金属并借助模具或压力来得到所需形状的工艺。
在机械制造过程中,必须考虑材料的性质和选择合适的加工工艺。材料的性质包括硬度、强度、耐磨性等,这些特性将影响工艺的选择。例如,对于硬度较高的材料,可能需要选择更强大的切削工具或更高的切削速度来进行加工。另外,材料的选择也会根据最终产品的需求来决定,如机械零件可能需要选择高强度材料,而电子产品可能需要选择导电性能较好的材料。
机械制造技术在工业生产中扮演着至关重要的角色。它不仅可以生产出各种各样的产品,还可以提高生产效率和产品质量。通过自动化和计算机控制的应用,机械制造可以实现高度精确和高速度的生产过程。此外,机械制造技术还可以通过模具和工装设计来提高生产效率和产品质量。模具和工装是用于辅助制造过程的工具,它们可以减少人工操作并确保产品的一致性和精度。
在未来,随着科技的发展,机械制造技术将继续进一步发展。例如,3D打印技术的出现使得制造过程更加灵活和高效。通过3D打印,可以直接从计算机模型中制造出产品,无需传统的切削和成型过程。此外,智能制造技术的应用也将使机械制造更加智能化和自动化。
总之,机械制造是一门基础学科,它涉及到多种工艺和材料选择。机械制造技术在工业生产中起着重要的作用,通过不断的创新和发展,它将继续为我们带来更多的机遇和挑战。
机械制造基础论文 篇二
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机械制造基础论文 篇三
关于机械制造基础论文
摘要:
精密加工在国防、轻工、核能、高精密仪表仪器、航空航天、惯导平台、光学零件等领域中占有重要地位, 加工范畴主要包括精整加工、光整加工、微细加工等, 反映了机械制造技术的发展前沿, 加工精度的允许误差为0.1um1um, 高于Ⅱ5级精度, 划分界限具有相对性。现代制造工艺融合了现代管理、材料、自动化、电子信息、计算机、光电子、微电子、机械工程等技术, 有助于实现高效灵活、清洁节能、精确优质生产, 提高现代机械加工精度能改善产品质量与性能、零件互换性, 进而提升产品装配效率。
关键词:
精密; 制造; 加工; 机械;
机械制造是工业部门中的支柱性产业, 可决定经济发展速度、质量、转型程度, 包括了毛坯制造、切削加工、冷挤压加工、选材加工、调试装配等一系列加工方式, 制造工艺水平是影响制造行业发展的主要因素。现代制造工艺融合了集成化技术、电子信息技术、网络技术等高科技技术, 广泛融合、博采众长, 具有系统化与智能化特点, 高速度、高精度、自动化精密加工技术为制造工艺的发展提供了新的契机, 有助于发展高品质、网络化、数字化、批量化、规模化、低成本制造业。本文分析了航空航天紧固件领域的机械制造与精密加工技术, 以促使产品结构变得多样化、标准化, 实现敏捷制造。
1、航空航天紧固件领域的机械制造与精密加工技术
1.1 制造工艺
相对于传统制造工艺, 现代制造工艺精度更高、加工效率更高、加工工艺更先进集中, 基本特征包括并行化、敏捷化、CIMS集成化、虚拟化及柔性化, 航空航天紧固件领域中的现代制造工艺主要体现在以下几个方面。制造发动机时可采用低温阀门、涡轮特种加工、自动化喷管焊接等制造技术, 轴承是发动机的.重要构件, 目前已制造出寿命长、耐热、摩擦系数低、强度高的陶瓷轴承, 陶瓷轴承可应用于航机、直升机、地面燃机等, 磁浮轴承是轴承制造工艺领域中的制高点, 工作温度可达510℃。现代轴承制造工艺以强化材料表面为发展方向, 应用二次淬硬工艺能增强轴承表面硬度与优化残余应力的分布状态, 可承受较高应力, 寿命比真空冶炼钢高13倍左右, 加工轴承时较为重视控制表面应力、组织分布、锻造流线。制造发动机中的机匣构件时, 现代制造工艺重在优化形位偏差、空间尺寸加工工序, 反复找正与车修基准, 经过压紧处理的工件径跳、端跳找正依据为技术条件与加工尺寸要求精度标准的1/3, 压紧压实机匣构件时应避免悬空压紧毛坯件, 可在基准面与压紧位置之间压入塞尺, 压紧力以5N/m左右为宜。编制构件制造工艺时需预留0.2mm左右的余量, 以降低残余应力的影响。制造传感器时多采用微机械工艺, 密封与穿线是最为关键的传感器制造工艺, 穿线时可将多晶硅作为外引线, 随后在1100℃高温下处理外引线, 利用流动的磷硅玻璃填平表面, 之后在沉积的钝化层与多晶硅中开出引线孔, 完成静电密封。制造传感器时要求垂直壁腐蚀深度>10um, 当前多采用等离子垂直刻蚀或X紫外线聚酰亚胺工艺, 制作机械结构时需电镀金属结构, 将硅片作为多晶硅层的衬底。此外, 制造航天运载火箭可采用磁脉冲、搅拌摩擦或自动化低温贮箱焊接、常温贮箱焊接工艺, 制造工艺发展方向为高可靠、高安全、绿色环保、快速化、数字化、结构化与大型化。
1.2 精密加工
复合材料Si Cp/Al耐疲劳、耐磨、导热性与稳定性良好、膨胀系数低、比刚度与比强度高, 在航天航空领域中得到广泛应用。但Si Cp/Al材料切削性能差, 常规加工技术难以满足制造要求, 采用集磨、研及抛工序于一体的精密磨削ELID技术可精密磨削Si Cp/Al材料, 提高加工表面的精度, 目前已开发出ELID专用磨削机床, 可在1次装卡中精密磨削螺纹、沟槽、端面、内孔等结合面, 确保零件表面、位置及尺寸精度达到要求。应用ELID技术对Si Cp/Al材质卫星输出轴进行精密加工时, 如复合材料体积比为48%, 占空比为60%, 电解电流为10A, 进给速度为0.9m/min, 进给量为0.25um, 砂轮转速1500r/min, 可有效改善磨削质量, 圆柱度可达0.85um, 粗糙度为0.096um左右。精密成形工艺也是航空航天紧固件领域常用的加工技术, 包括SPF/DB、熔模铸造、精密旋压、等温锻造及激光成形等技术。激光成形可用于快速加工高温合金构件, 如涡轮叶片、涡轮盘、飞机机身的钛合金构件等。Aero Met公司已应用激光成形技术为Northrop Grumman、波音等公司加工钛合金整体筋板机翼接头、发动机框等产品。等温锻造工艺可用于加工截面突变、窄筋、薄腹板等形状复杂的结构件, 如战斗机钛合金支撑座、机框、涡轮盘及IMI34钛合金运载火箭气瓶、球形贮箱、叶片、压缩机盘等, 也可用于加工TC4或TA15钛合金气瓶、翼芯等外形精确、表面光洁的航天精密锻件。熔模铸造工艺可用于加工高温合金涡轮盘及叶片、钛合金机体或机翼、铝合金喷嘴及发动机等, 加工高温合金涡轮盘时合格率>90%, 铝合金设备浇筑加工厚度约为3mm, 尺寸可达1500mm左右, 无余量结构件铸造尺寸为 (1316±0.8) mm。SPF/DB与精密旋压工艺可用于加工Ti Al1Mol V、TB2钛合金叶片、内蒙皮、筒形件、薄壁半圆件、导向罩、叶片罩、火箭外壳等, 结合强旋技术与普旋技术可加工圆柱形或半球形TC4、TC3钛合金储箱壳体。此外, 航空航天紧固件领域中应用的精密加工技术还包括去毛刺技术、电解技术、电火花技术、铣削技术、光整技术、车削技术、镗削技术等。
2、技术应用
某航天精工专注于研发制造中高端紧固件、橡胶件, 塑料制品、表面处理等生产线完整, 检测手段完备、精密设备、检测仪器先进, 产品质量通过GJB9001B、AS9100B认证, 特种工艺通过NADCAP、ISO17025认证, 钛合金及高温合金等产品被广泛应用在飞船、导弹、火箭、卫星及飞机等航天工程领域, 同时为摩托车、汽车、电子等机械产品提供橡胶制品、紧固件。加工钛合金材料紧固件时需保证经过热处理的紧固件
抗拉强度达到1100MPa, 抗剪强度达到660MPa, 依据AMS4967标准对紧固件进行精密加工, 严格控制紧固件的机械性能、外观、金相、尺寸、公差、耐腐蚀性。制造产品时采用了镗削、铣削、车削等精密加工工艺。采用M155数控机床进行精密铣削, 进给速度7.6m/min, 进给力最大值2500N, X轴步进电机定位精度0.003mm, Y轴0.003mm, Z轴0.04mm;工件尺寸25mm×35mm×110mm, 采用三刃YG8硬质合金铣刀, 刀具共10把, 刀具后角15°、螺旋角30°~60°、前角5°~15°, 切削宽度0.1mm, 每齿进给0.043mm/z, 切削速度28.600m/min。铣削加工以大进给、小切深为原则, 以提高铣削效率及防止紧固件发生应力变形问题, 适当缩小主偏角, 降低径向压力及防止损坏切削刃, 确保刀刃处于稳定、持续切削状态, 消除刀具轨迹中的尖角, 转弯处圆角半径应比刀具直径大15%左右。在五轴数控车床上完成精密镗削及车削加工, 避免因频繁转换工位而造成误差积累, 提高加工精度。车床进刀量为0.3mm/次、走刀量为0.2mm/r、车床转速为300r/min。进行精密切削时采用天然金刚石材质的刀具, 刃倾角为-1°, 后角为5°, 前角为15°。加工时需注意精确模拟及调整紧固件装夹姿态, 避免装夹不稳或剧烈震颤, 保证加工过程力学稳定。经过精密镗削、铣削及车削加工后紧固件粗糙度Ra≤0.2, 达到精密加工要求。3、结语
综上, 机械制造过程中的热处理、冲压、锻压铸造成型、切削焊接、表面处理等多个环节、多种工艺互相交叉、影响, 复杂多变, 制造工艺是连接机械产品设计与成品的桥梁, 可决定机械制造成本、效率。制造机械产品时应提高设计水平与智能化制造技术处理层面, 严格控制及管理加工过程, 保证制造工艺与加工技术具有系统化、综合化、全程化、清洁优质、灵活、高效益及低消耗特性。进行精密加工时需控制好工艺参数, 相互融合自动化控制技术、管理技术、信息技术、传感技术及计算机网络技术, 提高产品性能、质量品质, 减少故障。
参考文献
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