機(jī)械加工工藝探析

熊建竹，王水根，唐浪，靳川東

（成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，四川 成都 610051）

機(jī)械加工工藝探析

熊建竹，王水根，唐浪，靳川東

（成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，四川 成都 610051）

機(jī)械加工工藝是保障機(jī)械設(shè)備工作效率的關(guān)鍵，直接影響產(chǎn)品生產(chǎn)。機(jī)械產(chǎn)品加工工藝復(fù)雜，工藝流程眾多，在進(jìn)行機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循科學(xué)的方法和規(guī)則。以液壓設(shè)備制造設(shè)計(jì)為背景，討論了機(jī)械加工工藝的重要環(huán)節(jié)和應(yīng)注意的因素，以期促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造加工行業(yè)的發(fā)展。

機(jī)械；加工工藝；液壓設(shè)備

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械設(shè)備的需求在不斷增加，機(jī)械設(shè)備的制造水平直接影響著許多行業(yè)的生存和發(fā)展，因此需要不斷的創(chuàng)新和改進(jìn)機(jī)械加工工藝，來(lái)滿足需求。機(jī)械設(shè)備由不同的零部件所組成，需要用科學(xué)的方法和規(guī)則，規(guī)范機(jī)械加工的各個(gè)流程，提高機(jī)械加工的水平，從而促進(jìn)我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展。

1 機(jī)械產(chǎn)品加工工藝步驟

機(jī)械加工制造工藝是指機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)的加工過(guò)程，以及其中所包含的加工方法，在實(shí)際加工中，機(jī)械加工制造工藝是制約產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造主要有以下幾個(gè)步驟組成。

1.1 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段

產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段是進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節(jié)，其主要是指根據(jù)產(chǎn)品的用途，采用先進(jìn)的技術(shù)和較小的經(jīng)歷代價(jià)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)形式的不同可以將機(jī)械設(shè)計(jì)分為創(chuàng)新設(shè)計(jì)、改進(jìn)設(shè)計(jì)和變形設(shè)計(jì)等形式。其中創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)，從而滿足客戶的需要。改進(jìn)設(shè)計(jì)則是在已有的產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使其具有客戶所需要的功能。變形設(shè)計(jì)的含義是根據(jù)已有產(chǎn)品進(jìn)行尺寸以及結(jié)構(gòu)上的調(diào)整，從而使之成為一系列的產(chǎn)品。

1.2 工藝的設(shè)計(jì)階段

工藝的設(shè)計(jì)階段的內(nèi)容主要內(nèi)容是根據(jù)所要生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝流程，其需要使生產(chǎn)的產(chǎn)品既具有客戶需要的功能又有比較高的質(zhì)量，在工藝設(shè)計(jì)階段需要進(jìn)行工藝分析、審核以及擬加工等過(guò)程。

1.3 零件的加工階段

零件加工是指對(duì)坯料使用機(jī)械進(jìn)行加工，生產(chǎn)出合格的零件的過(guò)程，在生產(chǎn)過(guò)程中，通常不采用精密鑄造和精密鍛造的加工方法。

2 機(jī)械加工工藝的主要流程

2.1 機(jī)械加工工藝的主要流程

機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造主要分為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝的設(shè)計(jì)以及零件的加工三個(gè)主要步驟，而具體到機(jī)械的加工工藝則主要由兩部分組成。第一部分的工作是進(jìn)行前期的生產(chǎn)，第二部分則是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行后期的加工處理。整個(gè)加工工藝過(guò)程其實(shí)是將原材料或者半成品經(jīng)過(guò)加工處理使其成為人們需要的產(chǎn)品的過(guò)程，這是一個(gè)復(fù)雜的流程，整個(gè)流程不僅包括制作以及加工的過(guò)程，還包括加工的準(zhǔn)備工作以及后期的處理，諸如材料的準(zhǔn)備、運(yùn)輸以及后期對(duì)產(chǎn)品的熱處理和再加工等過(guò)程。機(jī)械加工流程復(fù)雜，包括了很多環(huán)節(jié)，并且由于同一零件可以用于不同用途，其標(biāo)準(zhǔn)也有所差別，還要求企業(yè)通過(guò)使用不同的生產(chǎn)工序來(lái)滿足產(chǎn)品的要求，因此更需要生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)科學(xué)的管理提高材料加工工藝流程的規(guī)范性，從而提高生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)的進(jìn)步，目前大部分的企業(yè)都采用先進(jìn)系統(tǒng)的管理方式，從而對(duì)生產(chǎn)組織以及生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)的管理和控制都得到了加強(qiáng)。

2.2 機(jī)械加工工藝的路線制定

機(jī)械加工工藝路線的制定，是做好機(jī)械加工工作的保障，在機(jī)械加工工作開(kāi)始之前確定好加工工藝的路線。在制定機(jī)械加工工藝路線時(shí)，需要考慮的因素包括進(jìn)行每一個(gè)工序所需要的材料、工具以及加工過(guò)程的各種參數(shù)。首先，在制定機(jī)械加工工藝流程時(shí)應(yīng)該分清主次、邏輯清晰，優(yōu)先加工基準(zhǔn)面，并且對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行細(xì)化，并按邏輯要求劃分，例如在加工過(guò)程中要優(yōu)先加工平面，然后再對(duì)工孔進(jìn)行加工。其次，在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)要合理分工，按照加工的過(guò)程進(jìn)行設(shè)備的選擇，保證設(shè)備的使用合理并且匹配，如機(jī)械加工在進(jìn)行粗加工和精細(xì)加工時(shí)，要分開(kāi)操作并合理選擇設(shè)備。

3 機(jī)械產(chǎn)品加工工藝探析

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)品工藝得到了較大程度的發(fā)展，下面以液壓設(shè)備加工制造為背景，淺談設(shè)備加工制造工藝的一些看法。液壓技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域中得到了較好地應(yīng)用，在工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械等行業(yè)中大量應(yīng)用。液壓傳動(dòng)技術(shù)得到了較廣泛的應(yīng)用。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝的重要組成部分。

3.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造有關(guān)卞要步驟

首先，明確液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作目的，明確的工作目的是進(jìn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。其次，要擬定液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖，根據(jù)系統(tǒng)圖分析工件的運(yùn)動(dòng)形式，從而得出零件應(yīng)具備的條件，從而科學(xué)合理的進(jìn)行液壓執(zhí)行零件的選擇，并對(duì)工件各部位的性能和動(dòng)作進(jìn)行充分分析，找出各種基本回路，從而選擇更加科學(xué)合理的方案，并通過(guò)安全的措施進(jìn)行卸荷，保證自動(dòng)化工作循環(huán)可以順利實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)研究確定了液壓傳動(dòng)方法后，需要根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定以及其運(yùn)行的原理進(jìn)行正式的原理圖的繪制。

3.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中所需零件

液壓系統(tǒng)所需要的零件主要包括動(dòng)力、執(zhí)行、控制等方面零部件。液壓動(dòng)力零件的功能是產(chǎn)生動(dòng)力，其主要的組成部分是液壓泵，液壓泵的工作原理是液體體積變化。液壓泵還有葉片狀、柱塞泵等形式，要根據(jù)系統(tǒng)所消耗的能量、效率、噪音等選擇液壓泵。執(zhí)行液壓零件的作用是將液壓能變成機(jī)械能，液壓執(zhí)行零件主要包括液壓缸、液壓馬達(dá)等。

液壓控制零件的功能是根據(jù)工作的不同需求對(duì)液體流動(dòng)的方向、壓力、流量大小等條件進(jìn)行控制，從而使系統(tǒng)按照工作的需求運(yùn)行。液壓控制零器件比較靈活，可以滿足不同活動(dòng)的需要。此外，液壓控制系統(tǒng)需要液壓控制的輔助零件進(jìn)行支持，這些輔助零件包括管路、油箱、蓄能器、密封裝置等，它們能夠輔助液壓控制系統(tǒng)的工作。對(duì)這幾個(gè)期間進(jìn)行連接，可以形成液壓回路，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制回路。在控制回路設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)不同的控制目標(biāo)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。

3.3 計(jì)算液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)和選擇液壓零件

通過(guò)計(jì)算確定液壓缸的主要參數(shù)，根據(jù)所需要的流量選擇液壓泵，油管的選用要根據(jù)計(jì)算確定。

3.4 設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)注意事項(xiàng)

進(jìn)行液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下內(nèi)容。在進(jìn)行液壓傳動(dòng)系統(tǒng)回路的設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意避免回路之間形成相互的干擾，需要注意工作循環(huán)的正常進(jìn)行。需要對(duì)系統(tǒng)的工作效率進(jìn)行計(jì)算，并且進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以免出現(xiàn)系統(tǒng)過(guò)熱問(wèn)題。如果出現(xiàn)了功率過(guò)小的問(wèn)題，則需要使用節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，反之，如果出現(xiàn)了功率比較大的現(xiàn)象時(shí)，則需要選用合適的容積調(diào)速系統(tǒng)；在一些耗油率比較大的系統(tǒng)中，可以通過(guò)使用蓄能器和壓力補(bǔ)償變量泵等進(jìn)行設(shè)計(jì)高效回路。對(duì)于一些互鎖裝置和安全措施，需要及時(shí)的對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)整，可以通過(guò)系統(tǒng)壓力控制閥—溢流閥來(lái)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)需要從壓力為零時(shí)開(kāi)始調(diào)整，通過(guò)不斷的提高壓力，使壓力達(dá)到執(zhí)行零件所需壓力，然后繼續(xù)調(diào)整壓力，使壓力大于執(zhí)行零件所需要壓力的10%～25%。

快速流動(dòng)液壓泵壓力閥進(jìn)行調(diào)整時(shí)，通常設(shè)置壓力大于所需壓力范圍10%～20%。使用卸荷壓力控制油路和潤(rùn)滑油路時(shí)，通常設(shè)置壓力在0.3～0.6MPa之間。此外，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在工作時(shí)應(yīng)把環(huán)境溫度控制在低于30℃的條件內(nèi)，工作場(chǎng)所不能有煙火、風(fēng)沙、灰塵，一些空洞需要加設(shè)防塵蓋和通氣孔；要經(jīng)常對(duì)冷卻水管進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，液壓油中不能混雜雜質(zhì)和水分；需要定期對(duì)液壓油進(jìn)行檢查，油體粘度值不能過(guò)大；液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作壓力不可隨意調(diào)整，液壓油的壓力不一定越高越高，一些液壓油工作壓力比較大時(shí)，會(huì)浪費(fèi)能源，增加了設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)，增加了設(shè)備的故障率，會(huì)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生不利影響。在進(jìn)行液壓系統(tǒng)零部件安裝時(shí)，拆卸、安裝不可對(duì)液壓工件進(jìn)行捶打，防止內(nèi)部零器件損壞，保證控制件的工作質(zhì)量。在對(duì)控制件、液壓油管路安裝時(shí)，要對(duì)零器件進(jìn)行認(rèn)真清洗，防止異物落入液壓油中，影響設(shè)備工作效率。

3.5 重視機(jī)電一體化發(fā)展

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)是機(jī)械加工制造發(fā)展的趨勢(shì)，隨著智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)同制造加工技術(shù)的融合，機(jī)械產(chǎn)品智能化、自動(dòng)化水平越來(lái)越高。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)意識(shí)到機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化對(duì)生產(chǎn)發(fā)展的巨大促進(jìn)作用。機(jī)電一體化機(jī)械能夠?qū)庸み^(guò)程中的信息進(jìn)行捕捉、識(shí)別，并對(duì)采集的信息進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的動(dòng)作，機(jī)械設(shè)備呈現(xiàn)出較高水平的靈活性和智能性。液壓設(shè)備的設(shè)計(jì)人員應(yīng)意識(shí)到石油機(jī)械設(shè)備一體化的重要性，重視推進(jìn)機(jī)電一體化設(shè)備在機(jī)械加工行業(yè)的應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械加工工藝對(duì)于保障機(jī)械加工的效率具有重要的意義，影響著機(jī)械加工產(chǎn)品的水平和生產(chǎn)的成本，因此機(jī)械加工工作要在科學(xué)的方法和規(guī)則的指導(dǎo)下進(jìn)行，并且需要緊隨科技發(fā)展的潮流對(duì)機(jī)械加工工藝進(jìn)行創(chuàng)新，從而提高機(jī)械加工水平，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。

[1]陳京平. 面向機(jī)械加工工藝規(guī)劃的綠色制造技術(shù)研究[D].南昌大學(xué),2010.

[2]李聰波,李鵬宇,劉飛,崔龍國(guó),稅虹. 面向高效低碳的機(jī)械加工工藝路線多目標(biāo)優(yōu)化模型[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2014,17:133～141.

TH16

A

1671-0711（2017）04（下）-0081-02