機(jī)械制造工藝與機(jī)械設(shè)備加工工藝探討

王志琴

（貴州振華群英電器有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550018）

與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在機(jī)械制造技術(shù)方面處于相對(duì)劣勢(shì)的地位，所制造出的產(chǎn)品質(zhì)量不如其他國(guó)家。要想使我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)有飛躍的提升，就要對(duì)機(jī)械設(shè)備和加工工藝技術(shù)等方面進(jìn)行轉(zhuǎn)變。當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)正處于高速發(fā)展的時(shí)期，將智能化、一體化等設(shè)備加入其中，能夠保證機(jī)械制造的產(chǎn)品質(zhì)量，有效地提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

1 機(jī)械制造工藝與機(jī)械設(shè)備加工工藝的概述

在當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)一體化的大背景下，世界各國(guó)都在不斷地?cái)U(kuò)充自身的實(shí)力，提高自身在世界上的競(jìng)爭(zhēng)能力。而其中技術(shù)又是各國(guó)都最看重的，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展更是受到重視。在當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，企業(yè)如果想在激烈的市場(chǎng)中占有一席之位，就必須與高科技加強(qiáng)聯(lián)系。要想在市場(chǎng)上取得一定的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)龍頭的地位，那么就必須引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，對(duì)自身相關(guān)技術(shù)不斷進(jìn)行創(chuàng)新和改革，進(jìn)一步地提高自身技術(shù)水平以及產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生活水平不斷提高，人們對(duì)生活的標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高，因此也對(duì)機(jī)械制造業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。從現(xiàn)階段來(lái)看，機(jī)械制造行業(yè)正在經(jīng)歷著由傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)到信息技術(shù)的轉(zhuǎn)變。在這個(gè)轉(zhuǎn)變過程中，很多企業(yè)將新興技術(shù)和傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，使得自身的生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到了明顯的提升。當(dāng)前市場(chǎng)中，民眾對(duì)于產(chǎn)品首先是要來(lái)自自身實(shí)際的需求，然后經(jīng)過相關(guān)的研究和攻關(guān)，最終將需求變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在機(jī)械制造和設(shè)備加工的過程當(dāng)中，同樣要將先進(jìn)的技術(shù)和所要加工的零件進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，只有明確了所要達(dá)到的工藝水平以及目標(biāo)后，才能夠通過相關(guān)的工藝流程來(lái)達(dá)到機(jī)械制造的最終目的。機(jī)械制造總體來(lái)說(shuō)是一個(gè)較為復(fù)雜的工藝，它包含許多技術(shù)手段的融合，在這其中最關(guān)鍵的便是機(jī)床，機(jī)床是影響產(chǎn)品質(zhì)量重要的一環(huán)。隨著當(dāng)前技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的手工制作的方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求，在當(dāng)前機(jī)械制造工藝和加工的過程中，如果想實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)量的生產(chǎn)，就必須使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高相關(guān)的設(shè)備加工水平，才能夠保證產(chǎn)品最終的質(zhì)量 。

2 機(jī)械制造工藝與機(jī)械設(shè)備加工工藝的特征

2.1 互聯(lián)性

機(jī)械制造和加工工藝中突出的特征就是相互關(guān)聯(lián)的特性，這種相互關(guān)聯(lián)的特性主要在于除加工工藝所需要用到的技術(shù)外，還要考慮設(shè)備方面的能力以及在市場(chǎng)上所生產(chǎn)的產(chǎn)品的銷售，以此達(dá)到相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)品的最終出路。在這個(gè)過程中，只有經(jīng)過有效的處理，才能夠使每個(gè)環(huán)節(jié)在機(jī)械制造加工的過程當(dāng)中，都能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，進(jìn)一步提高機(jī)械加工的關(guān)聯(lián)性。

2.2 全球性

機(jī)械制造工藝和設(shè)備加工的工藝，不僅是對(duì)本國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，在全球各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)中也同樣起著至關(guān)重要的作用，全球競(jìng)爭(zhēng)本質(zhì)上就是對(duì)各國(guó)科技之間的競(jìng)爭(zhēng)比拼。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年，全球工程機(jī)械50強(qiáng)中，中國(guó)上榜了企業(yè)總數(shù)10家，占據(jù)總額的比例為24.2%。相較2021年的占比下降了0.7%，有下降的趨勢(shì)，但我國(guó)是占據(jù)比例最大的國(guó)家。我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，如果要在國(guó)際市場(chǎng)方面繼續(xù)提高占比，就要進(jìn)一步地提高對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的重視程度，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新。

2.3 系統(tǒng)性

從當(dāng)前機(jī)械制造總體的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，機(jī)械制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化等技術(shù)已經(jīng)有了初步的融合，而這種融合下的機(jī)械制造工藝，相較傳統(tǒng)制造工藝來(lái)說(shuō)，其生產(chǎn)的質(zhì)量效率等方面都有極大的提升和保證。技術(shù)是當(dāng)前工業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵所在，因此，要對(duì)機(jī)械制造的技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和創(chuàng)新，對(duì)當(dāng)前在制造過程中的重難點(diǎn)進(jìn)行著重解決，從而使機(jī)械制造整體的工藝水平有較大的提升。我國(guó)工業(yè)當(dāng)前處于一個(gè)轉(zhuǎn)型發(fā)展期，對(duì)于各行各業(yè)來(lái)說(shuō)，都在面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)于機(jī)械制造業(yè)來(lái)說(shuō)。因此，對(duì)相關(guān)的技術(shù)依賴程度非常的高，所以，要更加注意對(duì)于相關(guān)技術(shù)的重視程度、研發(fā)程度，及時(shí)引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)，對(duì)機(jī)械制造生產(chǎn)過程中存在的不足及時(shí)給予完善，推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)在可以獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。

3 薄壁件加工的要點(diǎn)

隨著近年來(lái)航天、汽車等制造業(yè)的迅速發(fā)展，在進(jìn)行機(jī)械加工制造的過程中，對(duì)鑄件的要求也逐漸地朝著薄壁、智能化、精度化方向發(fā)展。人們逐漸地關(guān)注金屬薄壁應(yīng)用在車輛、航天、軍械方面的優(yōu)勢(shì)所在。因此，做好制造業(yè)中金屬薄壁件的發(fā)展具有很大的作用。但是，薄壁件剛性較差，在實(shí)際加工過程中較為困難。

3.1 工件夾裝

進(jìn)行工件夾裝的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)所要加工的材料特性有所了解，以此選擇適合材料特性的夾裝方式，使整體加工制造活動(dòng)可以順利進(jìn)行，生產(chǎn)出質(zhì)量較高的薄壁件。對(duì)薄壁件進(jìn)行加工方法中，空心澆灌法是使用最普遍的一種加工技術(shù)。這種加工技術(shù)過程中，主要是使用石蠟進(jìn)行加工，灌蠟加工完后，溶蠟需加熱，會(huì)導(dǎo)致零件變形需要考慮加工時(shí)夾具的夾緊力，根據(jù)工件加工的具體標(biāo)準(zhǔn)來(lái)調(diào)試出最適宜的夾緊力，保證工件不會(huì)亂移動(dòng)，防止出現(xiàn)零件取下前后測(cè)量尺寸差異的情況，影響零件整體的質(zhì)量，這對(duì)于薄壁件來(lái)說(shuō)是非常致命的。

3.2 切割角度

機(jī)械零件在生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該根據(jù)零件形狀的要求以及所使用材料的特征進(jìn)行綜合分析，以XKA714C數(shù)控銑床，TC4材料為例，在進(jìn)行車削時(shí)，要校正夾緊左端，光平右端面，鉆孔至5mm；粗、精車右端各外圓和端面(包括齒頂圓)，外圓和端面留磨量，表面粗糙度達(dá)到工藝要求，其余外圓和端面車至圖紙要求；車內(nèi)槽、車花鍵孔至圖紙要求，倒角至圖紙要求。校正外圓和端面跳動(dòng)0.02mm并夾牢；車左端面至總長(zhǎng)；粗、精車內(nèi)外圓和端面，外圓和端面留磨量，其余內(nèi)外圓和端面車至圖紙要求，倒角至圖紙要求。插內(nèi)花鍵需要夾緊左端，校正右端面和端面跳動(dòng)0.02mm，高點(diǎn)位置與作標(biāo)記方向一致，夾牢插內(nèi)花鍵至圖紙要求。如果設(shè)計(jì)的角度不合適，沒有對(duì)零件的形狀以及所使用的材料特點(diǎn)進(jìn)行綜合的分析研究，那么就會(huì)導(dǎo)致最終加工出來(lái)的零件精確度不高，不符合相關(guān)要求。表面還會(huì)出現(xiàn)一些不必要的劃痕，對(duì)于零件后續(xù)的使用造成影響。情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致零件出現(xiàn)大面積的損傷，進(jìn)而報(bào)廢。在薄壁件加工的過程中，對(duì)切割角度的選擇一定要提高思想重視，要看到切割角度對(duì)整個(gè)零件生產(chǎn)制作的過程的重要程度，為零件最終成型的質(zhì)量和精準(zhǔn)度提供有力的支撐，為接下來(lái)零件的后續(xù)加工制作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 走刀形式

選擇適合當(dāng)前零件生產(chǎn)制作所用的刀具，并調(diào)試出最佳的切割角度，雖然對(duì)薄壁件加工的準(zhǔn)確性有所提升，但在實(shí)際走刀的過程中，還是會(huì)受到一定的影響，進(jìn)而導(dǎo)致零件出現(xiàn)一些缺陷，對(duì)零件后續(xù)加工使用等過程產(chǎn)生一系列影響。在薄壁件加工的過程中，最常用地走刀形式有兩種。（1）一次性粗加工法。根據(jù)具體加工的零件以及材料特性來(lái)選擇不同的方法，有蛇形走刀法和單向反復(fù)走刀法。（2）階梯式粗加工法，應(yīng)綜合考量零件加工的具體標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行走刀的過程中，提前預(yù)設(shè)好相關(guān)的移動(dòng)軌跡。設(shè)置出最優(yōu)的加工量，保證零件最終的加工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在刀具進(jìn)行切割的時(shí)候，不斷地調(diào)整走刀方式，使刀具在切割的過程中，可以保持最優(yōu)的位置，對(duì)刀具軌跡中出現(xiàn)的不足提前進(jìn)行預(yù)判并及時(shí)調(diào)整。在進(jìn)行具體操作加工的時(shí)候，以45°為基準(zhǔn)面進(jìn)行操作，將不符合零件最終標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行切割，這樣不僅不會(huì)降低對(duì)刀具的破壞性，還能夠進(jìn)一步地保證最終成品的質(zhì)量。

3.4 工藝流程

除了工件夾裝、切割角度、走刀形式等方面外，對(duì)薄壁件加工效果產(chǎn)生影響的因素還有工藝流程。在薄壁件進(jìn)行加工的過程中，如果相關(guān)的技術(shù)人員沒有對(duì)零件的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面細(xì)致的了解，就不能夠?qū)に嚵鞒踢M(jìn)行完美的設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致在零件加工的過程中出現(xiàn)變形的情況，對(duì)零件后續(xù)的加工產(chǎn)生影響，影響零件整體的質(zhì)量。還有的則是技術(shù)人員沒有綜合考慮加工時(shí)出現(xiàn)的種種情況，例如，刀具、車床出現(xiàn)震動(dòng)，也沒有預(yù)先采取一些有效的措施進(jìn)行針對(duì)性的控制，從而導(dǎo)致在加工的過程中如果出現(xiàn)車床的震動(dòng)，情況較輕會(huì)對(duì)零件整體的準(zhǔn)確性造成影響，情況嚴(yán)重則會(huì)使零件出現(xiàn)損傷的情況，進(jìn)而導(dǎo)致零件整體報(bào)廢。在對(duì)薄壁件加工的時(shí)候，尤其要注意綜合情況的分析，設(shè)計(jì)最佳的工藝流程。在設(shè)計(jì)工藝流程時(shí)，可以提前進(jìn)行模擬演練，確定好各項(xiàng)指標(biāo)的消耗，綜合考量后，設(shè)計(jì)相關(guān)流程。

相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算方法如下：

3.4.1 材料的消耗量

材料的消耗量等于工件加工前后的體積差與工件材料密度的乘積：

3.4.2 切削刀具的磨損

刀具的消耗計(jì)算公式如下：

其中，M為刀具原有質(zhì)量，WR為刀具磨損率(mm/t)，WC為刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。

3.4.3 切削液的消耗量

其中，tm為加工時(shí)間，o為切削液表面張力，l為鐵屑附著帶走的切削液與鐵屑的長(zhǎng)，g為重力加速度。

3.5 控制故障率

機(jī)械在加工的過程中對(duì)車床等設(shè)備的要求較高。要求其穩(wěn)定性保持在可控的狀態(tài)，這樣才不會(huì)影響機(jī)械加工時(shí)的精準(zhǔn)度，進(jìn)而可以保證最終零件加工成品的質(zhì)量。如果設(shè)備出現(xiàn)異常情況，就會(huì)使零件在加工的過程中產(chǎn)生不利的影響，在進(jìn)行機(jī)械制造加工的時(shí)候，隨著相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不斷的提高，技術(shù)人員也要提高對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)的思想重視程度。要定期進(jìn)行檢修，不定時(shí)地進(jìn)行抽檢，使得設(shè)備盡量地少出問題，甚至不出問題。同時(shí)為了進(jìn)一步降低機(jī)器出現(xiàn)問題的概率還要對(duì)出現(xiàn)損壞的部件及時(shí)進(jìn)行更換，根據(jù)當(dāng)前所生產(chǎn)零件的具體標(biāo)準(zhǔn)和要求來(lái)對(duì)比，如果現(xiàn)有的設(shè)備不能夠滿足相關(guān)生產(chǎn)，那么就要及時(shí)引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，學(xué)習(xí)與之配套的先進(jìn)技術(shù)。總的來(lái)說(shuō)，降低設(shè)備出現(xiàn)故障的概率可以極大提高加工產(chǎn)品的質(zhì)量，通過對(duì)設(shè)備的更新?lián)Q代以及新技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步地提高加工產(chǎn)品的精確性。

3.6 加強(qiáng)技術(shù)管理

由于我國(guó)在機(jī)械制造方面同其他國(guó)家相比起步的時(shí)間上相對(duì)來(lái)說(shuō)稍遲一些，經(jīng)過多年的積累發(fā)展，目前機(jī)械制造技術(shù)仍處在發(fā)展?fàn)顟B(tài)。對(duì)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的管理，保證在生產(chǎn)流程過程中可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而使生產(chǎn)得以順利進(jìn)行，有利于生產(chǎn)質(zhì)量的把控。隨著加工過程中機(jī)械化參與的程度越來(lái)越高，我國(guó)在機(jī)械制造和加工工藝方面的發(fā)展也越來(lái)越快。許多單位在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)都使用一體化技術(shù)，這樣對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)意外的概率可以大大降低，還提高了對(duì)信息技術(shù)的重視程度，以此推動(dòng)生產(chǎn)過程引進(jìn)新的技術(shù)。將機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)的零件標(biāo)準(zhǔn)以及所使用的材料特性進(jìn)行有機(jī)的匹配，這樣才能夠適應(yīng)加工生產(chǎn)的流程和標(biāo)準(zhǔn)，提高相關(guān)技術(shù)人員的水平，提升加工產(chǎn)品的可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)械制造工藝和機(jī)械設(shè)備加工工藝提出了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求，制造工藝已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品高質(zhì)量的要求，機(jī)械制造行業(yè)整體面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。相關(guān)的技術(shù)人員更是要努力學(xué)習(xí)新的技術(shù)，提高自身的水平。抓住當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵期，使整個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。