機(jī)械制造加工工藝路線的選擇與優(yōu)化方法

劉磊

摘要：在現(xiàn)代汽車制造領(lǐng)域中，機(jī)械制造加工工藝廣泛應(yīng)用于發(fā)動機(jī)、變速器等汽車各部位的制造加工中，考慮到現(xiàn)代汽車應(yīng)用市場的高要求以及節(jié)能環(huán)保的需求，關(guān)于機(jī)械制造加工技術(shù)工藝的優(yōu)化備受重視。文章基于汽車內(nèi)燃機(jī)零部件制造加工活動，分析了機(jī)械制造加工工藝特點(diǎn)，分析了當(dāng)前機(jī)械制造加工工藝應(yīng)用中存在的一些問題。針對相關(guān)問題，對機(jī)械制造加工工藝路線的選擇及優(yōu)化方法進(jìn)行了探究，希望能為相關(guān)從業(yè)單位提供參考。

Abstract： In the field of modern automobile manufacturing， mechanical manufacturing processing technology is widely used in the manufacturing and processing of engines， transmission and other parts of the automobile， taking into account the high requirements of modern automobile application market and the demand for energy conservation and environmental protection， the optimization of mechanical manufacturing processing technology has been attached great importance. Based on the manufacturing and processing activities of automobile internal combustion engine parts， this paper analyzes the characteristics of mechanical manufacturing and processing technology， and analyzes some problems existing in the application of current mechanical manufacturing and processing technology. In view of the related problems， the selection and optimization method of the process route of mechanical manufacturing was explored， hoping to provide reference for the relevant practitioners.

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造;加工工藝;工藝路線

Key words： machinery manufacturing;processing technology;process route

中圖分類號：U661.31? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0203-02

0? 引言

如今社會生產(chǎn)力全面提升，機(jī)械制造加工工藝技術(shù)在各個領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用。而在精細(xì)化、節(jié)能化制造理念的影響下，針對機(jī)械制造加工工藝的改良優(yōu)化研究備受重視。尤其是在一些規(guī)?；嚬I(yè)制造加工領(lǐng)域中，更需要結(jié)合實(shí)際情況，做好機(jī)械制造加工工藝的路線選擇和優(yōu)化。因此，有必要針對當(dāng)前機(jī)械制造加工工藝相應(yīng)問題進(jìn)行深入探究，尋求優(yōu)化思路和方法。

1? 機(jī)械制造加工工藝概述

從技術(shù)應(yīng)用分類的角度來講，機(jī)械制造加工工藝可以細(xì)分為機(jī)械制造和機(jī)械加工兩個部分，兩者之間的有效結(jié)合，是制造質(zhì)量可靠、功能出色的機(jī)械系統(tǒng)的關(guān)鍵。機(jī)械制造方面，比較核心的工藝為焊接工藝，即通過焊接工具通電后產(chǎn)生的高溫將金屬熔化、交融，待其冷卻后組合成所需的機(jī)械結(jié)構(gòu)。而機(jī)械加工工藝通常是為了滿足更復(fù)雜、更精準(zhǔn)加工要求的工藝，具有代表性的工藝包括數(shù)控機(jī)床工藝、研磨工藝等，尤其是隨著自動化技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用，通過數(shù)字化、自動化機(jī)床設(shè)備實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造加工是大勢所趨。通過高度自動化及智能化的機(jī)床設(shè)備，按照設(shè)定好的程序，對機(jī)械元件進(jìn)行加工，具體加工工藝包括高精度的切割、研磨、打孔等，可以很好的滿足各種類型的機(jī)械粗加工及精加工需求。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，如今汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，汽車作為現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)高度融合的工業(yè)產(chǎn)品，包含了大量的機(jī)械裝置和系統(tǒng)。其中，內(nèi)燃機(jī)作為汽車核心動力來源，其制造質(zhì)量和精度對汽車功能及可靠性有決定性影響。隨著人們對汽車質(zhì)量和可靠性的要求越來越高，加上現(xiàn)代社會關(guān)于節(jié)能環(huán)保的要求越來越高，需要對內(nèi)燃機(jī)零部件的制造工藝進(jìn)行優(yōu)化改良。尤其是近年來在全球各國具有代表性的內(nèi)燃機(jī)再制造理念備受關(guān)注，該工藝主要是在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)機(jī)械制造加工工藝的基礎(chǔ)上，對零部件進(jìn)行拆解、清理、檢測、改造，再進(jìn)行裝配、檢測，使之運(yùn)行效能、能耗水平達(dá)到現(xiàn)代社會的應(yīng)用要求。

2? 機(jī)械制造加工工藝路線選擇及應(yīng)用方面存在的不足

2.1 安全性問題? 機(jī)械制造加工涉及到大量切割、焊接、研磨工藝，而這些工藝的應(yīng)用中會存在大量的安全隱患。雖然如今很多機(jī)械制造加工的自動化程度越來越高，但是在安全把控方面依然存在著一些問題。尤其是一些復(fù)雜的機(jī)械加工任務(wù)中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和工藝要求進(jìn)行加工路線選擇，一旦某個環(huán)節(jié)存在問題，都可能造成安全生產(chǎn)事故。

2.2 能耗及環(huán)保性問題? 在如今社會生產(chǎn)力進(jìn)一步提高的情況下，機(jī)械制造加工工藝作為主要的生產(chǎn)技術(shù)，在應(yīng)用中會消耗大量的能源。其中一些傳統(tǒng)加工技術(shù)工藝下還會產(chǎn)生污染物，這與現(xiàn)代社會節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展理念相悖。顯然，在一些機(jī)械加工活動中，工藝路線的選擇及應(yīng)用管理，都可能對能耗、污染產(chǎn)生一定的影響。但是，目前部分加工單位不具備良好的節(jié)能環(huán)保理念，在能耗控制和污染防治方面存在問題。

2.3 信息化管理問題? 如今很多機(jī)械加工制造質(zhì)量要求都比較高，加工流程十分復(fù)雜，對各個環(huán)節(jié)的工藝應(yīng)用和管理要求較高。雖然如今數(shù)控加工技術(shù)比較先進(jìn)，但是加工過程的管理依然存在著一些問題。一方面，加工質(zhì)量評估、控制方面，由于自動化水平不足，導(dǎo)致一些加工工藝要完成之后才能發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，而此時材料及元件已經(jīng)無法復(fù)原，造成資源浪費(fèi)。另一方面，機(jī)械數(shù)控加工設(shè)備缺少信息化故障診斷能力，無法對各類故障風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效預(yù)判，在故障發(fā)生之后影響加工質(zhì)量及安全性。信息化管理問題還表現(xiàn)在機(jī)械加工人員綜合素質(zhì)方面，即相關(guān)人員采用的監(jiān)督、管理方式比較落后，信息交互效率不高，無法對加工質(zhì)量、安全進(jìn)行有效管控。

2.4 精細(xì)化問題? 精密加工如今已經(jīng)成為各個國家機(jī)械制造加工領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，高精度加工對加工過程每個環(huán)節(jié)的工藝都有非常高的要求，從設(shè)備、程序、軟件，到智能化控制等方面的技術(shù)都十分重要。但是，受到技術(shù)工藝類型以及加工路線選擇方面的影響，我國目前在機(jī)械元件精加工方面依然存在很多不足。精細(xì)化加工問題的存在，不僅會導(dǎo)致加工出來的機(jī)械元件無法得到有效應(yīng)用，還會造成大量的資源浪費(fèi)，同時對社會生產(chǎn)力的發(fā)展也會產(chǎn)生不良影響。

3? 機(jī)械制造加工工藝路線選擇及優(yōu)化路徑分析——以內(nèi)燃機(jī)再制造為例

3.1 優(yōu)化安全控制? 針對內(nèi)燃機(jī)再制造，涉及到的工藝流程包括內(nèi)燃機(jī)初檢、拆解、分類評估，以及改造升級、裝配、檢測等，復(fù)雜的工藝環(huán)節(jié)中，涉及到一些安全風(fēng)險(xiǎn)。因此需要結(jié)合加工活動的實(shí)際要求，對加工流程進(jìn)行評估，排查各類安全隱患，實(shí)現(xiàn)加工流程和機(jī)制的有效優(yōu)化。同時，需要從技術(shù)優(yōu)化和管理兩個層面，進(jìn)一步構(gòu)建符合要求的完全生產(chǎn)機(jī)制。技術(shù)方面，需要針對機(jī)械制造加工工藝的特點(diǎn)，從人員加工和自動化加工兩個方面，對存在安全風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)流程進(jìn)行優(yōu)化，做好人員安全防護(hù)，加裝安全隱患監(jiān)控系統(tǒng)，全面保證生產(chǎn)活動的安全。在此基礎(chǔ)上，從管理的角度對機(jī)械制造加工工藝流程進(jìn)行全面分析，做好各個流程的風(fēng)險(xiǎn)識別，提前制定有效的規(guī)避及應(yīng)對機(jī)制，實(shí)現(xiàn)關(guān)于安全生產(chǎn)的事前管理，減少各類安全問題發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 全面推進(jìn)節(jié)能降耗和環(huán)境友好型加工機(jī)制? 在汽車內(nèi)燃機(jī)再制造過程中，其關(guān)鍵目的之一就是提升內(nèi)燃機(jī)熱效率，減少能耗和污染。而在該領(lǐng)域的機(jī)械制造加工工藝路線優(yōu)化中，一方面要注重對再制造環(huán)節(jié)的能耗控制，另一方面要結(jié)合內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展，從零部件制造、改良等環(huán)節(jié)，使之達(dá)到現(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行要求。為此，要針對機(jī)械加工任務(wù)，對加工工藝進(jìn)行合理規(guī)劃。在規(guī)劃時，要全面分析工藝設(shè)備、機(jī)床系統(tǒng)、工藝類型及工藝路線所決定的環(huán)境影響后果，對與該后果有關(guān)的因素進(jìn)行評估分析，再反推思考如何優(yōu)化工藝規(guī)劃和路線。具體來講，應(yīng)當(dāng)對傳統(tǒng)機(jī)械制造加工流程中產(chǎn)生的能耗數(shù)據(jù)及有害物質(zhì)信息進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)一步分析在不同工況下這些數(shù)據(jù)信息的變化情況。然后，將以變頻技術(shù)為代表的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械加工之中，實(shí)現(xiàn)工藝結(jié)構(gòu)的改良。工藝路線規(guī)劃方面，通過微規(guī)劃，對各個機(jī)械單件數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，結(jié)合低碳制造加工工藝，實(shí)現(xiàn)加工工藝路線的優(yōu)化。值得一提的是，這個工藝路線選擇及優(yōu)化的過程，需要采集大量現(xiàn)有加工活動的數(shù)據(jù)，并利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行建模分析，才能對環(huán)境影響情況進(jìn)行分析，最終實(shí)現(xiàn)工藝路線的優(yōu)化，形成低碳、無污染的機(jī)械制造加工模式。所以，一方面需要基于機(jī)械制造加工工藝技術(shù)做好信息采集，另一方面要利用計(jì)算機(jī)軟件和環(huán)境影響評價(jià)等方面的專業(yè)知識，落實(shí)工藝分析和路線優(yōu)化。

3.3 建立全流程精細(xì)化管理機(jī)制? 顯然，針對現(xiàn)代機(jī)械制造加工活動的管理，傳統(tǒng)單一的管理模式不再適用，需要結(jié)合現(xiàn)代工藝的特點(diǎn)，對管理機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化。首先，需要結(jié)合機(jī)械制造加工的工藝路線特點(diǎn)，建立信息化管理平臺，對各類加工數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集、儲存和分析。以內(nèi)燃機(jī)再制造工作為例，首先要結(jié)合內(nèi)燃機(jī)再制造工作計(jì)劃，合理安排工作流程，對各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量、安全控制要點(diǎn)進(jìn)行分析，對各種新技術(shù)、新管理理念進(jìn)行融合，建立覆蓋加工活動內(nèi)外的信息化管理機(jī)制。通過信息化管理，一方面實(shí)現(xiàn)加工活動各個流程及參與部門之間的高效溝通，另一方面實(shí)現(xiàn)對加工數(shù)據(jù)的全面分析，進(jìn)而對加工質(zhì)量、效率、環(huán)保性等方面進(jìn)行綜合分析。從內(nèi)燃機(jī)再制造拆卸、檢測、清洗，到精加工、裝配、檢測等環(huán)節(jié)，按照現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行全流程標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)督，確保各個環(huán)節(jié)制造加工質(zhì)量符合要求。除此之外，機(jī)械制造加工單位還需要結(jié)合生產(chǎn)活動需求，提高參與加工管理人員的準(zhǔn)入門檻，不僅要求其掌握足夠先進(jìn)的機(jī)械制造加工工藝和管理知識，還要求其擁有良好的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，能夠根據(jù)實(shí)際加工管理數(shù)據(jù)分析，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對工藝流程和路線規(guī)劃進(jìn)行持續(xù)改良和優(yōu)化。

3.4 進(jìn)一步加強(qiáng)精細(xì)化加工技術(shù)的研究? 如前文所述，精細(xì)化加工是現(xiàn)代機(jī)械制造加工領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，相關(guān)從業(yè)單位需要重視對高精密機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)一步研究。需要注意的是，關(guān)于機(jī)械制造加工的精細(xì)化技術(shù)研究，主要研究方向包括技術(shù)升級和工藝改良兩個方面。技術(shù)研究方面，要基于現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)，對PLC編程、智能化控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造加工的智能化，進(jìn)而提升加工效率和精度。工藝路線改良方面，要持續(xù)采集現(xiàn)有加工機(jī)制下的各類數(shù)據(jù)，對影響加工精度的材料、工藝、流程因素進(jìn)行集中分析，通過工藝優(yōu)化和工藝路線改良，來規(guī)避這些影響因素，進(jìn)而保證加工精度。

4? 結(jié)束語

綜上所述，如今社會經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展，我國很多領(lǐng)域的機(jī)械制造加工工藝呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢。而社會應(yīng)用要求的提升以及各個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展背景下，傳統(tǒng)機(jī)械制造加工工藝存在的不足暴露出來。為此，有必要針對機(jī)械制造加工工藝的技術(shù)水平、工藝路線及加工管理問題進(jìn)行深入探究，通過持續(xù)深入的技術(shù)研究和科學(xué)的路線改造，以及精細(xì)化的加工管理機(jī)制，全面提升機(jī)械制造加工質(zhì)量、效率、安全性和精密性，同時滿足節(jié)能降耗的相關(guān)需求，促進(jìn)社會生產(chǎn)力的進(jìn)一步提升。

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