時(shí)間:2022-07-06 17:24:05
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電火花加工設(shè)備分為五大類:電火花穿孔成型加工機(jī)床;電火花線切割機(jī)床;電火花磨削螺紋加工機(jī)床;電火花表面強(qiáng)化機(jī);電火花刻字裝置等。應(yīng)用最廣、數(shù)量最多的是電火花線切割機(jī)床和電火花成型機(jī)床。盡管電火花加工機(jī)床類型較多,都包含四個(gè)基本部分。
1、脈沖電源
將工頻交流電或者直流電流轉(zhuǎn)換成具有一定頻率的單項(xiàng)脈沖電流的脈沖電源,是電火花加工用的脈沖電源,用來向電極的放電間會(huì)放出大量的對(duì)金屬產(chǎn)生蝕除的能力。脈沖電源在對(duì)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著很大的影響力,如,在對(duì)在對(duì)電火花加工的生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工精度、加工過程的穩(wěn)定性和工具電極消耗等脈沖電源的種類有很多,可以分為RC、PLC線路脈沖電源,電子管、閘流管脈沖電源和晶體管、可控硅脈沖電源等三類。脈沖電源不一樣的它的脈沖寬度和在應(yīng)用上是不一樣的,它是根據(jù)加工對(duì)象和需要加工的要求合理的選擇。
由兩個(gè)回路組成的充電回路RC線路,它是脈沖電源也是最基本路線,由直流電源E,充電電阻R(調(diào)節(jié)充電速度,同時(shí)限流防止電流過大轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀》烹?,又稱限流電阻)和電容器C組成;另一個(gè)回路是放電回路,由電容器C、工件電極和工具電極及放電間隙組成。電容器有時(shí)候會(huì)進(jìn)行充電有的時(shí)候在放電,一弛一張,所以就會(huì)叫做張弛式脈沖電源。
在利用率上,RC線路脈沖電源其利用率比較低,是因?yàn)樵谠S多地方電能轉(zhuǎn)換成了熱能;在生產(chǎn)率上,電容器放電的時(shí)間短,充電的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了放電的時(shí)間。RLC的出現(xiàn)是為了將RC線路脈沖電源的缺點(diǎn)彌補(bǔ),是將有著空氣隙的鐵心電感L放入充電回路當(dāng)中組成RLC。限流電阻R可以分為,一部分電阻用來作為限制短路電流,剩下的另一部分則作為電感L代替。雖然純電阻的電阻值在直流電路當(dāng)中很小,但是在交流電和脈沖電流當(dāng)中有著抵抗性,可以作為限流將因發(fā)熱使得消耗的電能大大的減少,因此RLC線路脈沖電源的在利用率上相比會(huì)比RC的線路高,能夠達(dá)到百分之八十到百分之九十之間,即使在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中也能夠達(dá)到百分之六十到半分之八十之間。將電容器C在充電的時(shí)間大大的縮短也就是將脈沖間歇時(shí)間大大的縮短,也就是將脈沖率大大的提高。
RC、RLC線路脈沖電源它的電源為張弛式脈沖電源,線路安全可靠又簡單,在成本上的低價(jià),在技術(shù)上的易懂好掌握。它的缺點(diǎn)是:對(duì)工具磨損的厲害,生產(chǎn)效率不高,在進(jìn)行工作的時(shí)候其穩(wěn)定能力差,(其中,RLC線路較RC線路電能利用率高,脈沖間歇系數(shù)較?。?,由于張弛式脈沖電源,它電容器儲(chǔ)存的電量教少使得放電的時(shí)間短,在生產(chǎn)量上很難到達(dá)高要求高標(biāo)準(zhǔn),對(duì)機(jī)器的損耗也是非常的高的長脈沖,并且這樣的電源它自己并沒有單獨(dú)的形成和發(fā)生脈沖,只是依靠在電極間工作液對(duì)脈沖進(jìn)行擊穿和消電離使得其能夠讓電流導(dǎo)通和切斷。若是間隙太過于狹窄,使得間隙當(dāng)中電蝕產(chǎn)物受到的污染以及對(duì)外排除的狀況都能成為對(duì)脈沖參數(shù)的重要影響,脈沖的頻率、寬度、能量穩(wěn)定性不強(qiáng),并且通過限流電阻要和直流電始終接通的放電間隙,沒有開關(guān)原件的隔離所以放電這種情況能夠隨時(shí)發(fā)生,還能夠轉(zhuǎn)換為電弧放電。面多這些問題,經(jīng)過分析研究,研發(fā)出能夠有著獨(dú)立的脈沖的電源,能夠互相之間沒有聯(lián)系的脈沖電源,如閘流管式、電子管式、晶閘管式、晶體管式等,這就會(huì)把電極間隙物理狀態(tài)參數(shù)變化對(duì)其的影響就會(huì)降到最低。
目前。因一些特殊要求出現(xiàn)了各種的多種的脈沖電源,這些脈沖電源的出現(xiàn),能夠?qū)⒚}沖的利用率大大的提高并能夠速度快、耗能低和在加工上能夠穩(wěn)定持續(xù)工作等,這些脈沖電源,如高、低壓復(fù)合脈沖電源,多回路脈沖電源,自適應(yīng)控制脈沖電源,高頻分組和梳形波脈沖電源等。
2、工作液及其循環(huán)過濾系統(tǒng)
電火花加工在工作液中進(jìn)行。工作液需具有絕緣、壓縮通道、產(chǎn)生局部髙壓、冷卻、消電離等作用。
工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)包括工作液(煤油)箱、電動(dòng)機(jī)、泵、過濾裝置、工作液槽、油杯、管道、閥門以及測(cè)量儀表等。放電間隙中的電蝕產(chǎn)物不僅能夠自然擴(kuò)散,還可以經(jīng)過定期的抬刀以及在工具的使用過程當(dāng)中附加的震動(dòng)之外,一般多會(huì)采取強(qiáng)迫的手段進(jìn)行循環(huán)的辦法將其排除,以免間隙中電蝕產(chǎn)物過多,引起已加工過的側(cè)表面間“二次放電”,影響加工精度。除此之外會(huì)有一部分的熱量被帶走。
為了保持工作液的干凈,不影響其加工的性能,就會(huì)進(jìn)行過濾或者是凈化,具體辦法是:自然沉淀法。此法速度太慢,周期太長,只用于單件、小批量加工。介質(zhì)過濾法。常用黃砂、木屑、棉紗頭、過濾紙、硅藻土、活性炭等為過濾介質(zhì),各有優(yōu)缺點(diǎn)。但對(duì)中小形工件、加工用量不大時(shí),一般都能滿足過濾要求,可就地取材,因地制宜。其中過濾紙效率較高,性能較好。高壓靜電過濾、離心過濾等。因技術(shù)上比較復(fù)雜,采用較少。
3、間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)
在電火花運(yùn)作的過程當(dāng)中,需要在工件和工具兩者之間需要有著一定的距離,也就是放電間隙。因?yàn)楣ぜ恢痹谑艿礁g除,工具也會(huì)有著消耗破損,使得在間隙之間會(huì)不斷的將間隙拉大。要給工具電極及時(shí)的補(bǔ)進(jìn)才能夠?qū)⒗^續(xù)的工作。電火花加工機(jī)床的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在加工過程中使工具慢慢進(jìn)給,維持間隙在一個(gè)合理的平均放電間隙范圍內(nèi)。
自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)由由測(cè)量、比較和放大的環(huán)節(jié)和執(zhí)行環(huán)節(jié)構(gòu)成。測(cè)量環(huán)節(jié)測(cè)量與放電間隙成比例的參數(shù)。弛張式脈沖電源測(cè)量電流、電壓變化信號(hào);獨(dú)立式脈沖電源檢測(cè)擊穿電壓和擊穿延時(shí)變化信號(hào)。把電參數(shù)傳給比較環(huán)節(jié),測(cè)量參數(shù)與預(yù)先給定值比較,輸出控制信號(hào)。經(jīng)放大器放大后傳輸給電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器,使主軸運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)放電間隙。
在電火花成形機(jī)床當(dāng)中作為最重要的部件,主軸頭有著自動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)。對(duì)主軸頭其結(jié)構(gòu)需要簡單,要求傳動(dòng)鏈、傳動(dòng)間熱變形都是需要短和小的,并且在精度和剛度上要有著足夠的應(yīng)用,能夠滿足自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的高要求能夠承受高載荷的要求。由進(jìn)給系統(tǒng)、導(dǎo)向防扭機(jī)構(gòu)、電極裝夾及其調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)是組成主軸頭的主要組成分,目前,我過在生產(chǎn)電火花成形機(jī)床采用的主軸頭,一般都采用液壓主軸頭。
參考文獻(xiàn)
[1]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)(上冊(cè)).北京:清華大學(xué)出版社,1989.
中圖分類號(hào):TD40 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)25-0051-02
煤炭作為社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的源動(dòng)力,為人民的生產(chǎn)生活提供了能源支持,也成為了國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一,并且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化進(jìn)程的推進(jìn),人們對(duì)能源的需求量越來越大,作為最重要的能源,煤炭的需求量也日趨增大,對(duì)煤炭開采和生產(chǎn)的技術(shù)要求也越來越高。而煤炭開采過程中的機(jī)械設(shè)備是決定煤礦開采效率和開采效果的重要因素。對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行改造的目的是為了提高煤礦機(jī)械的安全性能、生產(chǎn)效率和適應(yīng)市場的需求和煤礦實(shí)際生產(chǎn)的需求。例如當(dāng)前煤礦支架的制造廠家如百花齊放,競爭十分激烈,要想取得產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),占據(jù)市場份額,就必須對(duì)產(chǎn)品從安全性、穩(wěn)定性、性價(jià)比等各個(gè)方面進(jìn)行改造,提高產(chǎn)品的各項(xiàng)性能才能取得客戶的信賴。例如一些支架生產(chǎn)廠家通過改造液壓支架的靈活性和準(zhǔn)確程度,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,使煤礦企業(yè)主或管理者更傾向于采購新型經(jīng)過改造后的支架。
1 煤礦機(jī)械的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)
我國許多煤炭企業(yè)的機(jī)電設(shè)備都是20世紀(jì)七八十年代的產(chǎn)品,這些設(shè)備有的已經(jīng)超出了它的使用壽命,但有的企業(yè)為了節(jié)省費(fèi)用,只能讓設(shè)備超期服役,設(shè)備上的許多安全部件已經(jīng)老化失效,極有可能給安全生產(chǎn)埋下禍根。國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范落后,強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的普及實(shí)施不夠,我國許多行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范不能及時(shí)更新,導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)制造、安裝和使用中都缺少全面的安全保護(hù)??傮w上講,我國煤炭裝備比較落后,機(jī)械化程度較低、自動(dòng)化程度低,大型成套設(shè)備在我國煤礦企業(yè)中應(yīng)用較少。尤其是中小型煤礦由于企業(yè)自身運(yùn)營成本和自身經(jīng)濟(jì)實(shí)力的限制,難以及時(shí)更新機(jī)械設(shè)備,導(dǎo)致設(shè)備老化嚴(yán)重,許多設(shè)備超期服役,而且由于維修、保養(yǎng)不到位,導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備故障頻發(fā),甚至不斷發(fā)生安全事故。在此情況下,我國煤炭開采的效率很低,大量優(yōu)質(zhì)煤礦資源浪費(fèi)嚴(yán)重,制約了我國產(chǎn)能的進(jìn)一步提高。國外的煤礦機(jī)械設(shè)備發(fā)展歷史悠久,自動(dòng)化、集成化、大型化發(fā)展趨勢(shì)明顯,目前主要有以德國德伯特、美國久誼、德國艾克夫?yàn)榈谝患瘓F(tuán)的采礦設(shè)備制造公司,生產(chǎn)了多種型號(hào)的自動(dòng)化、重型化工業(yè)產(chǎn)品,美國玖宜為澳大利亞巴塔那煤礦設(shè)計(jì)制作的自動(dòng)割煤機(jī)和自動(dòng)移動(dòng)支架是自動(dòng)化煤礦機(jī)械行業(yè)的極具現(xiàn)代化的工業(yè)產(chǎn)品。
2 我國煤礦機(jī)械加工改造與發(fā)展
我國的煤礦企業(yè)隨著多年的發(fā)展,也逐漸形成了區(qū)域性的產(chǎn)業(yè),形成了一些比較具有競爭力的集團(tuán)公司,這些大型的煤礦企業(yè)主要以央企、國企等為主,包括中國神華集團(tuán)、兗州礦業(yè)集團(tuán)、焦煤集團(tuán)等大型集團(tuán)公司。這些集團(tuán)公司財(cái)力雄厚,加上人才較多與國內(nèi)、國際大型的煤礦機(jī)械加工制造行業(yè)設(shè)備制造商有密切合作,因此設(shè)備裝備水平相對(duì)較高,但由于體制因素加上管理落后,設(shè)備老化程度嚴(yán)重。而國內(nèi)的大部分中小型煤礦的裝備水平極低,生產(chǎn)工藝十分落后,許多個(gè)體煤礦和私人煤礦還采取人工的方式開采,這種原始的開采方式不僅效率極低,而且造成了大量的資源浪費(fèi)。
目前,我國煤礦機(jī)械的產(chǎn)品改造與研發(fā)開始呈現(xiàn)出信息化、數(shù)字化、集成化的現(xiàn)代化趨勢(shì)。數(shù)字化、數(shù)控化作為現(xiàn)代煤礦機(jī)械的核心技術(shù),在新產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用。產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化的基本構(gòu)思是利用數(shù)字對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程中的各種信息,包括圖形、數(shù)據(jù)、知識(shí)、技能等,進(jìn)行定量表達(dá)、存儲(chǔ)、處理和控制,從而實(shí)現(xiàn)以快速市場響應(yīng)和創(chuàng)新開發(fā)為目標(biāo)的全局優(yōu)化運(yùn)算。機(jī)械加工制造中的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)已經(jīng)在煤礦機(jī)械加工制造領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,同時(shí)產(chǎn)品開發(fā)中廣泛應(yīng)用到了數(shù)字建模技術(shù)、仿真模擬和動(dòng)態(tài)分析技術(shù),提高了煤礦機(jī)械改造的效率、降低了改造成本。我國礦山機(jī)械制造公司對(duì)礦業(yè)機(jī)械中的焊接結(jié)構(gòu)容易變形的問題進(jìn)行了深入研究,解決了采礦機(jī)械的結(jié)構(gòu)件在焊接后的變形矯正問題。工程師通過在結(jié)構(gòu)件的頂板或底板中采取點(diǎn)狀加熱方式改善了焊接變形的問題,提高了采礦機(jī)械的機(jī)械加工精度,提高了設(shè)備的安全系數(shù)和可靠性。
3 我國煤礦機(jī)械設(shè)備管理
為使煤礦機(jī)電設(shè)備的管理工作由具備專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的人員擔(dān)任,企業(yè)等設(shè)備歸屬單位應(yīng)當(dāng)加大對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備管理工作人員的人才培養(yǎng)機(jī)制和培養(yǎng)力度,通過多層次的專業(yè)培訓(xùn)使煤礦機(jī)電設(shè)備管理人員的技術(shù)能力和綜合素養(yǎng)不斷提高,同時(shí)應(yīng)當(dāng)立足企業(yè)內(nèi)部,挑選優(yōu)秀的煤礦機(jī)電設(shè)備管理人才,并加以培養(yǎng),好的煤礦機(jī)電設(shè)備管理人才能使煤礦機(jī)電設(shè)備發(fā)揮最大的功效,同時(shí)能夠減少不必要的能源消耗和浪費(fèi),并延長煤礦機(jī)電設(shè)備的使用壽命,使設(shè)備長時(shí)間處于良好的狀態(tài)。同時(shí)企業(yè)應(yīng)當(dāng)通過適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),宣傳設(shè)備的安全操作規(guī)程和設(shè)備維修維護(hù)技巧。提高煤礦機(jī)電設(shè)備維修維護(hù)人員的綜合素養(yǎng)包括提高煤礦機(jī)電設(shè)備管理人員的維修技術(shù)水平、設(shè)備管理理念和設(shè)備維護(hù)的綜合素養(yǎng)。煤礦機(jī)電設(shè)備的技術(shù)性強(qiáng),專業(yè)程度較高,因此煤礦機(jī)電設(shè)備的管理工作必須由具備專業(yè)技術(shù)能力的人員來承擔(dān),煤礦機(jī)電設(shè)備的管理人員必須十分熟悉設(shè)備的功能、特點(diǎn)、保養(yǎng)規(guī)則和存在的缺陷等等技術(shù)要素,煤礦機(jī)電設(shè)備才能發(fā)揮其全部功效,提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和無故障周期,降低煤礦機(jī)電設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用,同時(shí)保障使用者的安全和設(shè)備自身安全。
4 結(jié)語
總之,煤礦機(jī)械加工制造行業(yè)應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn),根據(jù)現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的實(shí)際需求不斷改進(jìn)煤礦機(jī)械的安全性能和工作效率。同時(shí)煤礦機(jī)械管理人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)管理、維修、保養(yǎng)煤礦機(jī)械設(shè)備,通過科學(xué)的設(shè)備管理,提高設(shè)備的工作效率,延長設(shè)備的使用壽命,發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的潛力。
參考文獻(xiàn)
[1] 王浩黔.現(xiàn)代摩擦焊在煤礦機(jī)械加工的應(yīng)用與探索
二、煤礦機(jī)械加工制造行業(yè)設(shè)備的改造
(一)數(shù)控切割機(jī)的改造
在煤礦機(jī)械加工制造行業(yè)中,數(shù)控切割機(jī)是非常重要的機(jī)械設(shè)備,它能夠?qū)Y(jié)構(gòu)原件進(jìn)行一定程度的切割,從而使得原件更加符合設(shè)計(jì)的要求。原有的數(shù)控切割機(jī)的工作效率比較低,而且在對(duì)原件進(jìn)行切割之后,還需要耗費(fèi)很多人工對(duì)切割的廢料進(jìn)行分揀。所以,切割工藝的效率比較低,無法進(jìn)一步滿足煤礦企業(yè)的加工制造需求。在對(duì)數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行改造之后,其切割出的產(chǎn)品不僅能夠保證切割的弧度更加光滑,而且還能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀;同時(shí),在對(duì)數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行改造之后,可以進(jìn)一步提高工人的工作效率,減少人工劃線和打磨等步驟,從而降低工人的工作量,進(jìn)一步提高他們的工作效率。對(duì)數(shù)控切割機(jī)的改造是煤礦機(jī)械加工制造行業(yè)向著自動(dòng)化方向邁進(jìn)的重要一步,也為其他設(shè)備的改造提供了重要的參考。
(二)焊接機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)
焊接工藝是我國煤礦加工制造行業(yè)中的重要工藝,很多生產(chǎn)和加工的步驟都需要焊接機(jī)械設(shè)備的焊接。但是,原有的焊接機(jī)械設(shè)備在進(jìn)行焊接的過程中,往往會(huì)由于元件的受熱不均勻,造成焊接點(diǎn)變形的現(xiàn)象出現(xiàn),這也是煤礦機(jī)械加工制造行業(yè)發(fā)展過程中的重要難題。但是,隨著焊接機(jī)械設(shè)備的不斷改進(jìn),這一問題得到了有效的解決:在新型的焊接機(jī)械中主要是對(duì)焊接的火焰進(jìn)行了矯正,使其能夠在焊接過程中對(duì)火力進(jìn)行均衡分布,這樣焊接處受熱比較均勻,變形或者斷裂現(xiàn)象明顯減少,可以更好地保持焊接處的形狀,從而提高焊接點(diǎn)的質(zhì)量。除此之外,當(dāng)原來的焊接處出現(xiàn)變形的現(xiàn)象之后,還可以采用蜂窩加熱的方式或者是線性加熱的方式進(jìn)行矯正,能夠更好地維護(hù)焊接處的形狀。通過大量的實(shí)踐驗(yàn)證,這兩種變形矯正方式能夠有效地解決焊接點(diǎn)出現(xiàn)的變形現(xiàn)象。
(三)箱型井架的改造
隨著煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展,焊接工藝和其他加工工藝都得到了有效的提高,再加上箱型井架原料質(zhì)量的不斷提高,能夠促進(jìn)箱型井架的不斷改造。在對(duì)箱型井架進(jìn)行改造之后,不僅改變了箱型井架的結(jié)構(gòu),而且使得箱型井架的質(zhì)量也得到了進(jìn)一步提高。很多箱型井架采用了特大型的箱型結(jié)構(gòu)件構(gòu)成,其尺寸、重量和高度相比以前的井架都有了很大的提高,能夠更好地支持大型煤礦機(jī)械加工制造行業(yè)的需要;而且,由于加工工藝的不斷提高,使得箱型井架連接處之間的誤差比較小,能夠嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)過程中的各項(xiàng)參數(shù),從而更好地保證了箱型井架的質(zhì)量。
(四)煤礦機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化改造
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,煤礦企業(yè)中的機(jī)械設(shè)備也在向著自動(dòng)化的方向改造,能夠更好地節(jié)約人力和物力資源,降低煤礦機(jī)械加工制造行業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)品。其中比較典型的改造示例為:目前很多煤礦企業(yè)的機(jī)械設(shè)備都可以進(jìn)行智能設(shè)定、存儲(chǔ)和控制,不僅改變了傳統(tǒng)的操作流程,而且使得機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度得到了進(jìn)一步提高。同時(shí),很多與煤礦機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化相關(guān)的技術(shù)正在不斷發(fā)展,例如:計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)等應(yīng)用,能夠?yàn)槊旱V機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化發(fā)展提供更多的技術(shù)支持,從而不斷促進(jìn)煤礦機(jī)械設(shè)備的改造和發(fā)展。
新設(shè)備、新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷運(yùn)用,推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)械設(shè)備的安全管理工作顯得尤其重要。機(jī)械制造加工企業(yè)就是追求優(yōu)良的設(shè)備,良好的技術(shù)性能,及所生產(chǎn)的產(chǎn)品的品質(zhì),機(jī)械加工設(shè)備的責(zé)任和機(jī)械加工設(shè)備維修水映機(jī)械制造加工設(shè)備的使用狀況、原材料以及本身的損耗。機(jī)械制造加工設(shè)備進(jìn)行安全管理減少消耗,以優(yōu)質(zhì)的工作效率,機(jī)器、材料、能源的低消耗為思路。以機(jī)械制造加工設(shè)備合理維修、養(yǎng)護(hù),減少磨損,降低故障,達(dá)到最佳狀態(tài)。
一、基本原則及基本任務(wù)
1.基本原則
機(jī)械制造加工設(shè)備的安全管理與維修就是要把機(jī)械制造設(shè)備操作人員的安全意識(shí)放在首位;對(duì)于高精密的機(jī)械制造設(shè)備要隨時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)達(dá)到設(shè)備的最佳狀態(tài)。
2.基本任務(wù)
在企業(yè)內(nèi)部建立操作流程、操作人員標(biāo)準(zhǔn)化管理體系,對(duì)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、常態(tài)化的維修養(yǎng)護(hù)。對(duì)操作人員制定機(jī)械制造加工設(shè)備的安檢、維修、養(yǎng)護(hù)工作,按照標(biāo)準(zhǔn)化操作進(jìn)行生產(chǎn)。做到人人懂安全,人人講安全,人人都有安全意識(shí),把危險(xiǎn)消滅在萌芽狀態(tài)。安全、高效地制造出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
二、故障分析
故障演變過程:任何事物的演變都有一個(gè)過程和原因,機(jī)械制造加工設(shè)備在使用過程中也難免會(huì)出現(xiàn)故障,在出現(xiàn)故障前,也會(huì)有一些不易察覺的表面現(xiàn)象。但是操作人員常年的使用設(shè)備會(huì)感覺的到。比如聲音、熱度、局部變形、運(yùn)行速度、加工出來的產(chǎn)品誤差增大,出現(xiàn)異?,F(xiàn)象都是設(shè)備故障的前兆。操作人員一定要對(duì)設(shè)備細(xì)心觀察,適時(shí)維修養(yǎng)護(hù)。現(xiàn)代機(jī)械制造加工設(shè)備的安全管理與維修已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的歷史階段,利用計(jì)算機(jī)信息管理等手段一改過去的啥時(shí)出現(xiàn)停機(jī)等致命故障再進(jìn)行大修的方針,轉(zhuǎn)變成設(shè)備進(jìn)行入廠時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、更換時(shí)間的管理,在運(yùn)行短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行預(yù)防性小修,以避免出現(xiàn)致命性停機(jī),造成費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)資的大修。
三、機(jī)械加工設(shè)備的管理和維修
加強(qiáng)點(diǎn)檢管理:加強(qiáng)對(duì)機(jī)械加工設(shè)備的管理和維護(hù),掌握時(shí)間結(jié)點(diǎn),把機(jī)械加工以預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)為主,把隱患消滅在萌芽狀態(tài)。機(jī)械加工設(shè)備的管理應(yīng)以四個(gè)方面入手。①人。在機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)中,人仍然是占主要的成分。在企業(yè)生產(chǎn)的所有人員中,責(zé)任心的高低對(duì)于企業(yè)制造產(chǎn)品的好壞有著重要的關(guān)系。如果企業(yè)中的生產(chǎn)人員,都能夠切實(shí)的履行自己的職責(zé),做到安全生產(chǎn),注重生產(chǎn)過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)部分,那么對(duì)于企業(yè)的效益也是大有裨益的。②機(jī)械。機(jī)械的生產(chǎn)制造,根據(jù)工廠的生產(chǎn)條件、工藝選對(duì)設(shè)備,保證生產(chǎn)安全。③原材料。原材料的選擇,保證生產(chǎn)產(chǎn)品的安全。④外界條件。主要包括機(jī)械加工時(shí)所有的工作流程和相關(guān)的工作順序。這些對(duì)于制造的質(zhì)量保證也有著巨大的關(guān)系。
四、安全性設(shè)計(jì)的人性化
關(guān)于機(jī)械安全、在機(jī)床產(chǎn)品制造過程中,重視金屬切割、鍛壓和用電等安全,機(jī)床的安全設(shè)計(jì)是頭等大事,操作工人全面、牢固地掌握機(jī)床安全操作規(guī)程常識(shí)和機(jī)床保養(yǎng)維護(hù)知識(shí);養(yǎng)成安全生產(chǎn)和文明生產(chǎn)的好習(xí)慣;養(yǎng)成良好的職業(yè)道德和嚴(yán)明的勞動(dòng)紀(jì)律,敬業(yè)愛崗、吃苦耐勞、愛護(hù)設(shè)備。例如:機(jī)床使用的電源為380V,車削時(shí)卡盤與工件都是高速旋轉(zhuǎn)的,車刀與工件相接觸會(huì)產(chǎn)生鐵屑,稍有疏忽,就會(huì)發(fā)生人身事故。所以,安全尤為重要。必須先學(xué)習(xí)車間規(guī)章制度、機(jī)床安全操作規(guī)程,在實(shí)習(xí)過程中時(shí)刻把安全放在第一位,時(shí)時(shí)處處嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程和各項(xiàng)規(guī)章制度,嚴(yán)禁在車間打鬧、避免人身事故發(fā)生。開車前,傳動(dòng)手柄、變速手柄位置是否正確,防止損壞機(jī)床,啟動(dòng)后,應(yīng)使主軸低速空轉(zhuǎn)1~2分鐘,使油散布到各需要之處,等車床運(yùn)轉(zhuǎn)正常后才能工作。另外提供先進(jìn)安全可靠的技術(shù)措施,運(yùn)用新技術(shù)、新工藝、新材料,真正做到“治之于未亂,防患于未然?!币酝沦徺I或檢修機(jī)器后,必須經(jīng)過測(cè)試,預(yù)防、維護(hù)、定期檢查。機(jī)械加工設(shè)備在使用期間按照規(guī)定日常維護(hù)和維修,嚴(yán)禁帶病運(yùn)行。
五、安全性設(shè)計(jì)的常態(tài)化
領(lǐng)導(dǎo)帶頭提高對(duì)安全管理重要性的認(rèn)識(shí),加大安全檢查力度,增強(qiáng)檢查人員和技術(shù)人員溝通。從教育入手,使員工增強(qiáng)安全意識(shí),提高責(zé)任意識(shí),創(chuàng)建一個(gè)安全生產(chǎn)環(huán)境,購置先進(jìn)機(jī)器,引入高素質(zhì)人才。當(dāng)“工作的安全性”成為人們擇業(yè)和提高職業(yè)生活品質(zhì)的重要因素時(shí),要“以人為本”,要注重對(duì)人的保護(hù)。機(jī)械設(shè)備的安全性設(shè)計(jì)、措施,在科技發(fā)展中得到落實(shí)及完善。
中圖分類號(hào):TH122;TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)25-0259-01
引言
機(jī)械設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)極大的促進(jìn)了機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展,同時(shí)也對(duì)于合理的掌控其品質(zhì)有非常關(guān)鍵的意義。不過在具體的活動(dòng)中,一些單位等都通常要用目前的標(biāo)準(zhǔn)中所沒有的裝置,而這些裝置目前相關(guān)部門并未有嚴(yán)格的規(guī)定闡述,所以,針對(duì)這種形式,廠家只可以結(jié)合顧客的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造。對(duì)于生產(chǎn)單位來講,因?yàn)楸旧聿痪邆鋵?duì)于此類裝置開展活動(dòng)的設(shè)備,所以,此時(shí)唯一能做的就是結(jié)合目前的裝置開展活動(dòng),進(jìn)而通過手工的方式對(duì)其組裝應(yīng)用。很顯然在此過程中其品質(zhì)必然會(huì)或多或少的存在一些問題。生產(chǎn)單位的生產(chǎn)水平以及工作者的具體素養(yǎng)等對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)有著非常大的關(guān)聯(lián)。所以,要認(rèn)真地做好其品質(zhì)控制活動(dòng),只有認(rèn)真的控制具體的步驟,才可以確保得到的商品合理。
1 機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)控制的基本內(nèi)容
現(xiàn)代化機(jī)械制造企業(yè)已經(jīng)不適合再使用以前的機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),需要在之前標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上做出很大的更新,這是必須面臨的形勢(shì)。因?yàn)槲覈w生產(chǎn)方式由粗獷開放型轉(zhuǎn)向細(xì)致加工型,朝著現(xiàn)代化方向更進(jìn),機(jī)械設(shè)計(jì)制造也應(yīng)當(dāng)面臨更高的要求,同時(shí)還要體現(xiàn)出環(huán)保理念。因此機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),主要通過兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在機(jī)械設(shè)計(jì)及安全標(biāo)準(zhǔn)方面,樹立機(jī)械設(shè)計(jì)安全理念。首先就是保障設(shè)備安全及其科技先進(jìn)性,使用符合或者過于國家標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械設(shè)備,引入科學(xué)方式進(jìn)行維護(hù),保證其機(jī)械裝備正常服役年限。其次,機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)生產(chǎn)的原材料必須堅(jiān)固可靠,預(yù)防在運(yùn)行中可能對(duì)工作人員或設(shè)備自身產(chǎn)生傷害,提高機(jī)械設(shè)備的安全性。接著,設(shè)計(jì)師要重視對(duì)機(jī)械安全事故的評(píng)析,對(duì)發(fā)生過的機(jī)械事故案例整合學(xué)習(xí),對(duì)機(jī)械設(shè)備之外的安全問題發(fā)出警示警告,對(duì)操作人員進(jìn)行人性化、安全性提示。最后,機(jī)械設(shè)計(jì)需要體現(xiàn)以人為本的理念,需要不斷進(jìn)行簡單化、智能化,避免工作人員在具體操作中出現(xiàn)使用疲勞的現(xiàn)象。
在機(jī)械設(shè)計(jì)綠色設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面?,F(xiàn)代企業(yè)設(shè)計(jì)必須具有環(huán)保理念,否則絕對(duì)不會(huì)長期持續(xù)發(fā)展下去,被政府或者其他綠色機(jī)械制造企業(yè)所取締。這也是我國現(xiàn)代市場競爭機(jī)制、資源整合的要求。綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品理念,也是現(xiàn)代化機(jī)械制造應(yīng)當(dāng)貫徹的機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。綠色設(shè)計(jì)在機(jī)械產(chǎn)品中分為三大類:(1)資源屬性綠色設(shè)計(jì);(2)生態(tài)環(huán)境屬性綠色設(shè)計(jì);(3)對(duì)人健康影響的基本屬性。綠色設(shè)計(jì)理念,貫穿機(jī)械設(shè)計(jì)的始終,在各個(gè)階段都有不同的綠色設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
在物料準(zhǔn)備階段,機(jī)械設(shè)計(jì)初期就必須體現(xiàn)綠色環(huán)保的觀念。選擇材料時(shí),優(yōu)選無公害、環(huán)境友好、沒有污染、能夠循環(huán)利用的材料。堅(jiān)決抵制高污染原材料的使用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段,需要保障設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品使用材料也應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出節(jié)約成本特點(diǎn),降低物料使用量。具體的設(shè)計(jì),壓縮機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量體積,極少零部件的使用,以保障質(zhì)量、減少成本的策略實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綠色環(huán)保。在機(jī)械制造階段,減少“三廢”排放,降低操作難度,提高對(duì)資源的利用率。在產(chǎn)品使用階段,通過對(duì)外包裝以及消費(fèi)情況的控制,展現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)理念。包裝方面除了便于搬運(yùn)拆卸,還應(yīng)減少使用包裝材料,對(duì)消費(fèi)者,也應(yīng)當(dāng)提出環(huán)保使用的建議,在包裝上進(jìn)行重點(diǎn)提醒。
2 機(jī)械制造質(zhì)量控制措施
2.1利用高精度的加工設(shè)備
目前,越來越多加工機(jī)床采用了可靠性比較高的傳感器檢測(cè)機(jī)構(gòu)以及越來越先進(jìn)的控制結(jié)構(gòu),讓加工的精度有效地提高,并且在加工過程當(dāng)中能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)加工的狀態(tài)并修正和補(bǔ)償誤差。這樣就可以有效地對(duì)零件的質(zhì)量進(jìn)行改善,讓零件的精度提高,讓零件尺寸的分布范圍減少。但由于購置這些加工設(shè)備的費(fèi)用非常昂貴,我國很多企業(yè)還沒有使用這些加工設(shè)備的條件。
2.2工序產(chǎn)品的檢查與控制
在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品制造的過程中,一定要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品的工序的檢查與控制,一般情況下,機(jī)械制造產(chǎn)品的基本工序都是由鑄造、鍛造、加工、焊接、組裝等有效工序組成的,在進(jìn)行機(jī)械制造加工的過程中,一定要對(duì)各項(xiàng)工序的生產(chǎn)要求和質(zhì)量加以控制,保障各項(xiàng)工序都符合機(jī)械制造產(chǎn)品的生產(chǎn)要求,在生產(chǎn)前,要對(duì)各項(xiàng)工序的步驟加以核驗(yàn),對(duì)各個(gè)工序的生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行核對(duì),保障生產(chǎn)參數(shù)與實(shí)際的生產(chǎn)需求一致,如果發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)解決,以免造成嚴(yán)重的后果。
與此同時(shí),在進(jìn)行機(jī)械制造加工的過程中,一定要對(duì)加工過程中的各項(xiàng)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督檢查,檢查機(jī)械加工人員是否按照加工程序進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的加工,是否保障每一項(xiàng)加工工序在合格后才進(jìn)行下一步的工作,尤其是一些重要零部件的生產(chǎn)是否符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和加工需求,在檢查的過程中,要對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行抽檢、復(fù)檢,確保不合格的零部件不能流入到機(jī)械制造過程中,不合格的零件經(jīng)檢修合格后才可使用,要根據(jù)制造單位的需求進(jìn)行整改,這樣才能夠保障機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量。
2.3設(shè)備主要部件組裝的精度控制
設(shè)備的組裝的精度一般都是由部件的組裝精度進(jìn)行控制的。部件組裝時(shí)要求零件清洗干凈,配備必要的組裝工具,為了確保部件的組裝精度,甚至還需要組裝的外部環(huán)境也要清潔,有必要時(shí)重要部件組裝還要在恒溫的環(huán)境下進(jìn)行。對(duì)于部件來說,組裝完成之后,要進(jìn)行檢測(cè)。在公司以前的設(shè)備制作中,屏面加工設(shè)備的主軸傳動(dòng)部件、行列式加工設(shè)備的工作臺(tái)、屏封接面加工設(shè)備的主軸和研磨臂等都作為重要部件,對(duì)其組裝精度進(jìn)行檢測(cè)、控制,包括旋轉(zhuǎn)部位的徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)的數(shù)據(jù),工作臺(tái)上的滾輪間距等。
2.4設(shè)備整體組裝的質(zhì)量控制
在完成所有零部件加工后,將各分散的部件進(jìn)行組裝,形成完整的臺(tái)套設(shè)備。但在組裝過程中,組裝的精度是影響設(shè)備質(zhì)量的主要因素,甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備無法正常使用。因此,在組裝設(shè)備零部件時(shí),特別注意清潔零部件的外部雜質(zhì),包括鐵屑、焊渣、粉塵、油漬等。此外,設(shè)備組裝完畢后,應(yīng)當(dāng)對(duì)組裝質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn),確認(rèn)設(shè)備是否符合技術(shù)要求。比如空載試機(jī)、負(fù)載試機(jī)、聯(lián)動(dòng)試機(jī),并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù),確保設(shè)備的良好運(yùn)行。
3 結(jié)語
產(chǎn)品的質(zhì)量控制可以分成三個(gè)部分,分別是產(chǎn)品檢驗(yàn)、制造過程的質(zhì)量控制以及產(chǎn)品工藝的設(shè)計(jì)改進(jìn)。產(chǎn)品的檢驗(yàn)工作并不能夠讓機(jī)械制造的質(zhì)量得到提升,只能夠發(fā)現(xiàn)不及格的產(chǎn)品;而制造過程的質(zhì)量控制可以讓產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),符合設(shè)計(jì)要求,從而讓使用的要求得到滿足;產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)的改進(jìn)能夠讓機(jī)械制造的缺陷有效的減少,減少對(duì)制造過程中控制盒質(zhì)量監(jiān)測(cè)的依賴。綜上所述,要想讓機(jī)械產(chǎn)品符合使用要求,首先要做好設(shè)計(jì),其次是在制造過程中做好質(zhì)量控制工作,而檢驗(yàn)則是讓產(chǎn)品質(zhì)量得到保證的重要手段。
參考文獻(xiàn)
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[2]張明翠.于國富.呂英俊等.淺談先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝特征及對(duì)策分析[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品,2015,(14):133-134.
引言
機(jī)械制造一定程度彰顯著一個(gè)國家的生產(chǎn)力水平,因此長期以來機(jī)械制造工藝與精密加工行業(yè)都得到國家社會(huì)的熱點(diǎn)關(guān)注?,F(xiàn)代機(jī)械加工工藝分別有:典型零件加工工藝、機(jī)器裝配工藝基礎(chǔ)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及工藝過程質(zhì)量控制等,其中以控制流程與工藝生產(chǎn)為典型現(xiàn)代機(jī)械加工工藝。在精密加工技術(shù)方面,精密加工技術(shù)受環(huán)境、機(jī)床、刀具及工藝等重要影響,由此表明了現(xiàn)代制造工藝與精密加工技術(shù)是相互交叉的[1]。
1.機(jī)械制造與精密加工技術(shù)概述
1.1現(xiàn)代機(jī)械制造工藝的優(yōu)勢(shì)
現(xiàn)如今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,為機(jī)械制造與精密加工技術(shù)研發(fā)創(chuàng)造了良好的契機(jī),現(xiàn)代機(jī)械制造工藝表現(xiàn)出綜合性強(qiáng)、全面性強(qiáng)及競爭性強(qiáng)等多種優(yōu)勢(shì)。其中,綜合性強(qiáng)表現(xiàn)于伴隨科學(xué)技術(shù)的推陳出新,現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)相互間不同先進(jìn)技術(shù)相輔相成的結(jié)合應(yīng)用,大量的工業(yè)制成品都呈現(xiàn)出強(qiáng)有力人性化的特征;全面性強(qiáng)表現(xiàn)于自機(jī)械制造內(nèi)容出發(fā),現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)囊括了制造環(huán)節(jié)、包裝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品銷售及售后服務(wù)等多個(gè)全面步驟,現(xiàn)代企業(yè)正常運(yùn)營受每一個(gè)步驟緊密聯(lián)系程度直接影響;競爭性強(qiáng)表現(xiàn)于現(xiàn)代機(jī)械制造市場競爭已由國內(nèi)范圍市場競爭轉(zhuǎn)變成國際范圍市場競爭,一個(gè)企業(yè)乃至一個(gè)國家若想要在現(xiàn)在機(jī)械制造競爭中占據(jù)有利位置,就務(wù)必要不斷提升自身工業(yè)制成品的市場競爭優(yōu)勢(shì)[2]。
1.2精密加工技術(shù)分類
現(xiàn)如今信息技術(shù)飛速提升,不同社會(huì)領(lǐng)域均被科學(xué)技術(shù)一定程度涵蓋,機(jī)械制造也不例外,不同種類的精密加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械制造中。這些精密加工技術(shù)分別包括,精密切削技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、超精密研磨技術(shù)、模具成型技術(shù)以及納米技術(shù)等[3]。
2.精密超精密加工技術(shù)在微機(jī)械制造中的應(yīng)用
當(dāng)前一些企業(yè)為了達(dá)到企業(yè)發(fā)展的目的,不惜以耗費(fèi)大量能源作為代價(jià),從而導(dǎo)致資源過多的浪費(fèi)及生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞。為了解決這一問題,我國頒布了關(guān)于制造行業(yè)開展綠色改革的相關(guān)政策,以滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略前提開展技術(shù)更新,即提升現(xiàn)如今機(jī)械制造工藝技術(shù)迫在眉睫。
2.1微型加工設(shè)計(jì)制造技術(shù)
2.1.1主軸部件
微型加工設(shè)備中以微型主軸為重要的核心部件,支承元件部分通過選取高精度氣體靜壓軸承、高精度微小滾動(dòng)軸承等,驅(qū)動(dòng)元件部分選取自裝式微小直流電極確保主軸回轉(zhuǎn)的高精度與高轉(zhuǎn)速,同時(shí)需要令主軸各系統(tǒng)元件轉(zhuǎn)化成有限元模型,有限元分析主軸系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)狀況,在這一前提條件下,采用優(yōu)化設(shè)計(jì)原理對(duì)主軸系統(tǒng)展開結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),以達(dá)到主軸不僅能夠符合性能要求,還能夠維持經(jīng)重量、低耗能的目的。
2.1.2進(jìn)給部件
雙向進(jìn)給部件同樣是微型加工設(shè)備中一個(gè)重要的部件。通過應(yīng)用常規(guī)滾珠絲杠定位方案,能夠?qū)⒍ㄎ痪忍幱?.1μm。另一種可行方案為選取二維X-Y微動(dòng)工作臺(tái),驅(qū)動(dòng)元件選取雙向壓電陶瓷,作用于制動(dòng)彈性步驟,結(jié)合位移提升理念促使位移提升,達(dá)到雙向各100μm行程微量進(jìn)給的目的,定位精度同樣為0.1μm[3]。
2.1.3導(dǎo)軌部件
微型加工設(shè)備重要的部件還有進(jìn)給導(dǎo)軌部件,通過選取液體靜壓導(dǎo)軌、氣體靜壓導(dǎo)軌等導(dǎo)軌部件,能夠有效確保進(jìn)給導(dǎo)軌的精度。
2.1.4微細(xì)切削與磨削
為了確保微細(xì)切削環(huán)節(jié)測(cè)量開展的有效性,應(yīng)當(dāng)開發(fā)引用一組一體化微小刀架,這一刀架不僅應(yīng)當(dāng)附帶夾持刀具功效,還應(yīng)當(dāng)有著微切削刀測(cè)量的作用,以對(duì)切削環(huán)節(jié)展開實(shí)時(shí)的監(jiān)管控制。在一體化微小刀架應(yīng)用前提下,開展一體化微小刀架精密切削銅、鋁等金屬的實(shí)驗(yàn),結(jié)合加工實(shí)踐行為,考核、測(cè)評(píng)微型加工設(shè)備的整體性能情況。另一方面還可以采用超精密磨床、ELID技術(shù)對(duì)微小部件開展超精密磨削測(cè)驗(yàn)[4]。
2.2微型裝配
根據(jù)微小部件的屬性特征,對(duì)其定位裝置及裝夾展開研究分析,以展開精確定位控制系統(tǒng)研究[5]。
3.結(jié)束語
總而言之,現(xiàn)代機(jī)械制造工藝內(nèi)容十分豐富,千變?nèi)f化,本次文章僅僅分析了其中一部分內(nèi)容,就大局觀角度出發(fā),現(xiàn)代機(jī)械制造工藝存在三大重點(diǎn)構(gòu)成因素,分別是效率顯著提升的加工水平全面脫離傳統(tǒng)的加工機(jī)制;完全現(xiàn)代機(jī)械化加工技術(shù),有效脫離人力輸出前提;生產(chǎn)流水線促進(jìn)促進(jìn)加工速率提升,加快了現(xiàn)代機(jī)械制造率,這三大重點(diǎn)因素屬于現(xiàn)代機(jī)械制造工藝不可或缺的步驟。而在精密加工技術(shù)應(yīng)用方面,其是一種環(huán)節(jié)具體化操作,現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與其整體環(huán)節(jié)是呈現(xiàn)相輔相成關(guān)系的,因此若想要實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)現(xiàn),就務(wù)必要利用其相互促進(jìn)這一點(diǎn)。
參考文獻(xiàn):
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[2]仲健維. 淺談精密加工在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2010,(12):214-215.
機(jī)械制造需要必要的加工設(shè)備,但是一般的機(jī)械制造廠中的金屬切削機(jī)床工作量很大,它的工作量大約是機(jī)械工程量總量的50%.機(jī)械加工設(shè)備的性能會(huì)直接關(guān)系到機(jī)械制品的質(zhì)量,而機(jī)械制品又與國民經(jīng)濟(jì)和物質(zhì)文化成正比,所以必須對(duì)機(jī)械加工設(shè)備予以重視。
1機(jī)械加工設(shè)備管理常見的問題
1.1管理環(huán)節(jié)薄弱
一般而言,機(jī)械制作是為了達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)目的,所以,機(jī)械制造企業(yè)并不重視加工機(jī)械的維修和管理。不但相關(guān)管理方面的制度有所欠缺,而且,機(jī)械制造企業(yè)中缺少素質(zhì)較高的專業(yè)管理人員,使得相關(guān)機(jī)械的壽命大大降低,開展維護(hù)管理比較難,且對(duì)企業(yè)的效益非常不利。
1.2沒有合理地使用機(jī)械加工設(shè)備
在機(jī)械的實(shí)際生產(chǎn)中,因?yàn)樯a(chǎn)管理人員機(jī)械知識(shí)欠缺,將一些機(jī)械加工設(shè)備用在了不該用的地方,一些機(jī)械之間并不匹配,最終影響了機(jī)械的正常工作。并且很多機(jī)械生產(chǎn)人員在生產(chǎn)操作時(shí)沒有按照相關(guān)的機(jī)械加工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,使得加工設(shè)備出現(xiàn)故障的概率大大提高。就目前而言,機(jī)械加工企業(yè)中的很多人員都沒有參加過相關(guān)的專業(yè)培訓(xùn),專業(yè)素質(zhì)比較低,其中一些人員雖然參加了培訓(xùn),但是因?yàn)樗嘤?xùn)的內(nèi)容并不適用,也不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。這些情況都使機(jī)械加工設(shè)備不能順利、正常地開展工作,最終出現(xiàn)了較多的故障。
1.3沒有保養(yǎng)好機(jī)械加工設(shè)備
因?yàn)闄C(jī)械加工企業(yè)都側(cè)重抓經(jīng)濟(jì)效益,而忽視了機(jī)械設(shè)備的管理和保養(yǎng),使得企業(yè)員工在使用機(jī)械時(shí)也忽視了機(jī)械的維護(hù)和保養(yǎng)。企業(yè)中的很多員工都覺得機(jī)械加工設(shè)備保不保養(yǎng)都無所謂,只要不出現(xiàn)很大的問題就行。在某些時(shí)候就算知道設(shè)備需要維護(hù)保養(yǎng),但是因?yàn)橄脍s工,還是出現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備超負(fù)荷工作的現(xiàn)象。
2機(jī)械加工設(shè)備的維修和管理對(duì)策分析
2.1加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)和檢查
要保證機(jī)械設(shè)備的正常工作,就一定要做好平時(shí)的維護(hù)與檢查包括:①做好設(shè)備的保養(yǎng),結(jié)合維修計(jì)劃清理設(shè)備,并及時(shí)更換已破損的零件設(shè)備;②注意每隔一段時(shí)間對(duì)相關(guān)機(jī)械進(jìn)行檢修,要制訂一個(gè)科學(xué)而合理的檢修計(jì)劃,并在實(shí)際開展檢修時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)劃,確保定期實(shí)施設(shè)備停產(chǎn)和檢修;③在設(shè)備運(yùn)行的過程中開展維修,即在設(shè)備開展工作的過程中進(jìn)行檢修,比方說在設(shè)備正常工作時(shí)將信號(hào)指示燈進(jìn)行更換等;④臨時(shí)性的停機(jī)檢修,即當(dāng)機(jī)械設(shè)備發(fā)生突發(fā)故障時(shí),必須停機(jī)對(duì)其進(jìn)行檢修,看問題到底出在哪里;⑤對(duì)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,主要就是指微調(diào)設(shè)備中的部分零件,比方說調(diào)整電機(jī)傳動(dòng)皮帶的張力等。除了做好平時(shí)的檢修工作以外,還要重視常規(guī)檢查工作,例如,檢查機(jī)械設(shè)備是不是能在一定的時(shí)間里完成既定的生產(chǎn)數(shù)量,能不能滿足相關(guān)的額定技術(shù)性能;檢查機(jī)械有沒有出現(xiàn)升溫過快、振動(dòng)或者漏油等非正常的情況,確保機(jī)械加工設(shè)備能夠正常、穩(wěn)定地運(yùn)行。
2.2構(gòu)建完善的維修保養(yǎng)體系
2.2.1制訂健全的機(jī)械保養(yǎng)和維修制度
在實(shí)際生產(chǎn)過程中,一定要結(jié)合機(jī)械設(shè)備實(shí)際狀況和生產(chǎn)需要,盡量確保機(jī)械加工設(shè)備具有較長的使用壽命,使得維修機(jī)械在生產(chǎn)與作業(yè)上可以實(shí)現(xiàn)平衡。通過科學(xué)的調(diào)整措施,確保編制出完善而合理的維修進(jìn)度計(jì)劃。編制時(shí),一定要充分考慮生產(chǎn)因素的影響作用,并在此基礎(chǔ)上每隔一段時(shí)間進(jìn)行必要的保養(yǎng),制訂科學(xué)合、理的修理計(jì)劃。如果是生產(chǎn)旺季,一定要將保養(yǎng)工作穿插在其中,可以根據(jù)實(shí)際情況延后或者提前。
2.2.2成立相關(guān)的機(jī)械設(shè)備組
成立相關(guān)的機(jī)械設(shè)備組,并確保配套足夠的維修人員。所采購的配件會(huì)直接關(guān)系到維修成本以及工作進(jìn)度等,所以在選擇配件時(shí),一定要充分結(jié)合具體情況,指派專業(yè)技術(shù)過硬、具有較強(qiáng)組織能力的人員進(jìn)行相關(guān)的配件采購與機(jī)械維修。
2.3提高維護(hù)修理人員的素質(zhì)
企業(yè)必須組建高素質(zhì)的機(jī)械加工設(shè)備維護(hù)修理隊(duì)伍,并將高學(xué)歷的專業(yè)人員吸引進(jìn)來,最終保證企業(yè)設(shè)備維修工作得以順利、快速地開展,確保機(jī)械設(shè)備的工作性能滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
2.3.1對(duì)維修人員的要求
首先,維修人員必須熱愛機(jī)械設(shè)備的修理工作,對(duì)修理工作有一種特殊的喜愛。其次,他們必須具備一定的車、鉗、銑設(shè)備操作經(jīng)歷,而且,其中需要一項(xiàng)工種技能要達(dá)到至少高級(jí)工水平。再次,必須有吃苦耐勞的工作精神,還要有團(tuán)隊(duì)合作精神。最后,相關(guān)人員必須對(duì)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的性質(zhì)及工作流程有深刻的認(rèn)識(shí),還要熟知裝配工藝方面的知識(shí)。
2.3.2強(qiáng)化專業(yè)技能培訓(xùn)
根據(jù)各車間生產(chǎn)設(shè)備的性質(zhì)、規(guī)模要求,選擇一定數(shù)量、年齡結(jié)構(gòu)合理的人員配制,建立適合本企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)所需的培訓(xùn)機(jī)制,聘請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員和具有多年設(shè)備維修經(jīng)驗(yàn)的專家授課。建立穩(wěn)定的培訓(xùn)機(jī)制,實(shí)行嚴(yán)格的管理,制訂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖谡n教學(xué)程序、完善的考評(píng)制度以及科學(xué)、靈活的激勵(lì)制度。從企業(yè)對(duì)設(shè)備管理的實(shí)際出發(fā),結(jié)合不同生產(chǎn)車間的具體情況,實(shí)行一定的獎(jiǎng)勵(lì)辦法,使這項(xiàng)工作扎扎實(shí)實(shí)地展開。
2.4做好相關(guān)設(shè)備的管理工作
應(yīng)該完善車間設(shè)備的管理機(jī)構(gòu)。制訂有針對(duì)性的管理規(guī)章制度,做到責(zé)任到人。針對(duì)各設(shè)備的工作條件和性質(zhì)使用正確的方式,確保劑量適當(dāng),并結(jié)合工作實(shí)際,定期修改補(bǔ)充。相關(guān)的技術(shù)人員的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)必須豐富,專業(yè)知識(shí)必須扎實(shí),且要經(jīng)過相關(guān)的知識(shí)培訓(xùn)。做好維護(hù)工作,預(yù)防設(shè)備發(fā)生漏油事故。做到定點(diǎn)、定時(shí)、定質(zhì)、定量、定人進(jìn)行作業(yè),并控制好入庫、發(fā)放與加油等環(huán)節(jié),切實(shí)做好設(shè)備管理工作。同時(shí),要加強(qiáng)治漏技術(shù)攻關(guān),最大限度地避免能源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染,以確保安全、文明生產(chǎn)的良好環(huán)境.綜上所述,要將機(jī)械加工設(shè)備的性能發(fā)揮到最好,就一定要做好相關(guān)設(shè)備的維修與管理工作,不但要落實(shí)好相關(guān)的使用維修管理規(guī)定,還要結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況,優(yōu)化管理制度,提升機(jī)械操作和維修人員的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng),并做好平時(shí)的維修管理工作,借助先進(jìn)的診斷技術(shù)將機(jī)械的病損問題消滅在萌芽狀態(tài)。
作者:韋力 單位:廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
前言
在工業(yè)繁榮發(fā)展的過程中,工業(yè)領(lǐng)域發(fā)生了一場變革,主要集中在國防領(lǐng)域、航空領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域以及電子領(lǐng)域,這些領(lǐng)域在變革的過程中,對(duì)精密微小零件的要求越來越高,為了充分的滿足要求,在進(jìn)行微小零件加工時(shí),應(yīng)用了微機(jī)械,由此也促使現(xiàn)代裝備加工向著微小化的方向發(fā)展。超精密微機(jī)械制造技術(shù)作為有效的微小零件加工技術(shù),在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
1 超精密加工的特點(diǎn)
超精密加工技術(shù)興起于20世紀(jì)60年代,具備非常高的加工精度,隨著超精密加工的發(fā)展,加工尺寸的精度已經(jīng)達(dá)到了納米級(jí)。在超精密加工技術(shù)不斷發(fā)展完善的過程中,具備了越來越多的特點(diǎn),具體說來,主要包含以下幾個(gè)方面:第一,“進(jìn)化”加工原則,“進(jìn)化”加工有兩種方式,一種是直接式,一種是間接式,在直接式進(jìn)化加工中,所使用的設(shè)備及工具精度都比工件的精度低,經(jīng)過相應(yīng)的加工工藝以及特殊工藝裝備處理之后,完成工件的加工,一般來說,單件、小批量工件的生產(chǎn)適合用此種形式的進(jìn)化加工,而在間接式進(jìn)化加工中,在直接式的基礎(chǔ)上進(jìn)行,從而將第二代工作母機(jī)生產(chǎn)出來,之后,工件的加工借助母機(jī)來完成,在批量生產(chǎn)中,此種方式非常適合[1];第二,微量切削機(jī)理,此種切削機(jī)理有別于傳統(tǒng)的切削機(jī)理,在進(jìn)行切削工作時(shí),在晶粒內(nèi)進(jìn)行而且晶粒要比背吃刀量大;第三,廣泛的應(yīng)用新方法,隨著工件加工技術(shù)的發(fā)展以及加工要求的提升,傳統(tǒng)切削和磨削方法的局限性逐漸的顯露出來,其加工精度已經(jīng)達(dá)到了極限,而超精密加工在應(yīng)用了特種加工、復(fù)合加工等新方法之后,超越了精度極限,促使加工精度越來越高;第四,形成綜合制造工藝,工件的加工需要滿足一定的加工要求,基于此,在進(jìn)行加工時(shí),工件的材料、加工方法、設(shè)備、工具、測(cè)試手段等都需要進(jìn)行綜合的考慮,這樣才能保證工件加工的質(zhì)量,由此一來,工件加工的復(fù)雜程度就變得很高,加工難度也比較大,超精密加工技術(shù)中將這些因素綜合起來,形成了綜合制造工藝;第五,與高新技術(shù)產(chǎn)品緊密結(jié)合,超精密加工技術(shù)在加工的過程中,使用的設(shè)備價(jià)格都比較昂貴,因此,基本不會(huì)形成系列,通常是針對(duì)某一個(gè)特定的產(chǎn)品來進(jìn)行設(shè)計(jì),這就需要與高新技術(shù)產(chǎn)品緊密結(jié)合,提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性,保證加工的質(zhì)量與精度;第六,與自動(dòng)化技術(shù)聯(lián)系緊密,超精密加工技術(shù)在進(jìn)行加工時(shí),與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合,在控制、檢測(cè)等方面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,減少工作人員的使用,避免了人的因素的影響,提升了加工的質(zhì)量[2];第七,加工與檢測(cè)一體化,在超精密加工中,精密檢測(cè)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),具備關(guān)鍵性的作用,通常來說,在加工的工程中就實(shí)現(xiàn)了精密檢測(cè),提升了加工與檢測(cè)的效率。
2 超精密微機(jī)械制造技術(shù)
2.1 微機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)
對(duì)于超精密微機(jī)械制造技術(shù),國內(nèi)外都非常重視其發(fā)展,并且在研究的過程中都取得了比較好的成就。在微機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)方面,國外的各國中,日本的技術(shù)水平是處于領(lǐng)先水平的,其所研制出來的超高精密微機(jī)械加工機(jī)床,實(shí)現(xiàn)了3D復(fù)雜自由曲面的加工,這樣一來,在超精密微機(jī)械工件切削加工中,面臨的難題便迎刃而解。除日本外,國外很多國家的微機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)都已經(jīng)發(fā)展的比較好,比如德國,在微切銑削技術(shù)的研究方面,取得了比較大的進(jìn)展,在淬火鋼、硬鋁材料的微型零件中,就可以利用此種技術(shù)進(jìn)行切削,同時(shí),德國的研究人員還研制出來微小型的加工系統(tǒng),這樣一來,在進(jìn)行微小零件加工時(shí),大型機(jī)械無法完成的事情就可以利用這個(gè)微小型的加工系統(tǒng)來完成。此外,德國還對(duì)單個(gè)零件的生產(chǎn)從經(jīng)濟(jì)性及生辰兩個(gè)方面進(jìn)行了研究,從而研制出來小型化設(shè)備,在小批量零件生產(chǎn)中得到了很好地應(yīng)用。
同國外相比,國內(nèi)的研究成果比較少,盡管如此,我國在微機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)方面的研究好是取得了一定的效果。對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)的研究,多是由我國的大學(xué)來進(jìn)行,研究的主要方向便是微小制造系統(tǒng)以及微小切削技術(shù),現(xiàn)如今,已經(jīng)取得了一定的研究成果。哈爾濱工業(yè)大學(xué)經(jīng)過大量的研究之后,生產(chǎn)出了微小型超精密三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床,在這個(gè)機(jī)床中,采用了直徑比較小的進(jìn)口刀具,實(shí)現(xiàn)了微小切削[3];而在北京理工大學(xué)的研究中,研制出了微小型的車銑加工系統(tǒng),在進(jìn)行微小型零件加工時(shí),所具備的定位精度非常好,已經(jīng)與國際的水平持平。此外,我國在進(jìn)行研究的過程中,還開發(fā)出了微摩擦磨損測(cè)試儀,此測(cè)試儀同時(shí)還具備微小型切削功能,經(jīng)過我國多年的研究,為超精密微機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2 微切削加工技術(shù)
在微切削加工技術(shù)中,不止加工零件、刀具要實(shí)現(xiàn)微小化,整個(gè)加工過程同樣需要實(shí)現(xiàn)微小化,這是微切削加工技術(shù)發(fā)展過程中所必須要解決的一個(gè)問題,基于此,在進(jìn)行研究的過程中,要研究整個(gè)微切削過程,對(duì)微切削機(jī)理進(jìn)行深入的理解并準(zhǔn)確的把握,進(jìn)而有效的將微切削加工的參數(shù)、工藝等確定,提升微切削加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性,最終促使加工出來的工件和工具具備非常高的精度,而且使用壽命也比較長[4]。實(shí)際上,切削形成的過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程,而且具備非線性的特征,通過對(duì)這個(gè)過程科學(xué)的研究,可以有效地提升切削力預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。在微切削過程中,具備切削極限,如果切削的深度并未達(dá)到最小的切削極限,那么切削形成就會(huì)比較困難,因此,在切削時(shí),要準(zhǔn)確的確定最小的切削極限。對(duì)于不同的零件材料來說,所具備的最小切削極限是不相同的,為了準(zhǔn)確的對(duì)其進(jìn)行確定,就需要建立起相應(yīng)的模型,要保證構(gòu)建的模型適應(yīng)每種零件材料。此外,刀具刃口、刀具變形、刀具磨損等因素也會(huì)對(duì)最小切削極限產(chǎn)生影響,在進(jìn)行確定時(shí),還需要綜合考慮這些方面的因素,以便于提升確定的準(zhǔn)確性進(jìn)而有效的提升微切削的有效性,促進(jìn)切削形成。
3 結(jié)束語
在當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的過程中,超精密微機(jī)械制造技術(shù)是一項(xiàng)十分重要的技術(shù)。對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)的研究,國內(nèi)外都十分的重視,均已經(jīng)研制出了相應(yīng)的微機(jī)械制造設(shè)備以及微小型加工系統(tǒng),從而很好地完成了微小零件的加工,促進(jìn)了工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。我國與國外的研究相比,還存在很大一段差距,而這差距也正是未來我國超精密微機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的方向,隨著該項(xiàng)加工技術(shù)不斷地發(fā)展完善,其將會(huì)具備非常廣闊的應(yīng)用及發(fā)展前景。
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加強(qiáng)企業(yè)能效評(píng)價(jià)、提高制造系統(tǒng)能量效率已成為制造業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。例如,美國能源部專門設(shè)立了以提高制造企業(yè)生產(chǎn)過程的能量效率作為首要目標(biāo)的工業(yè)評(píng)價(jià)中心(industrialassessmentcenters,IAC)。該中心依托美國29所高校,與美國工業(yè)部門聯(lián)手,已在15000多家美國企業(yè)中實(shí)施了工業(yè)能源審計(jì)和工業(yè)評(píng)價(jià)建議項(xiàng)目[3]。
機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分。但過去人們總認(rèn)為單臺(tái)機(jī)械設(shè)備能量消耗不大,特別是與鋼鐵、化工等流程領(lǐng)域的設(shè)備相比較,能耗相對(duì)較小,因而學(xué)術(shù)界對(duì)其重視不夠,導(dǎo)致其研究不夠。
近年來,隨著機(jī)械制造業(yè)能源消耗問題和環(huán)境影響問題的日益嚴(yán)峻,學(xué)術(shù)界和企業(yè)界均對(duì)機(jī)械制造業(yè)能量消耗問題進(jìn)行了重新分析和認(rèn)識(shí)。以機(jī)床為例,多篇文獻(xiàn)的分析結(jié)果均表明[4]:機(jī)床量大面廣,能量消耗總量巨大,并且有效能量利用率很低,因而節(jié)能潛力很大。不僅如此,美國麻省理工學(xué)院Gutowski[5]的研究結(jié)果表明,機(jī)床能量消耗所帶來的CO2等的環(huán)境排放也是令人震驚的。
因此,近年來,機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)問題引起了學(xué)術(shù)界的廣泛重視。如2009年9月,在愛爾蘭都柏林大學(xué)召開了第26屆國際制造會(huì)議(internationalmanufacturingconference,IMC26),將“能源效率與低碳制造”作為會(huì)議主題,提出“為了確保制造業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展,必須準(zhǔn)確評(píng)價(jià)制造過程與系統(tǒng)的能量消耗狀況”[6]。2011年8月,第28屆IMC會(huì)議再次強(qiáng)調(diào)能量消耗優(yōu)化對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要性,并設(shè)有一個(gè)能量監(jiān)控和分析的分會(huì)場,專門討論制造過程的能量消耗評(píng)價(jià)和改善研究[7]。此外,第18屆CIRP生命周期工程國際會(huì)議論文集《制造可持續(xù)性的全球本土解決方案》中提出,將能效分析作為制造可持續(xù)性實(shí)現(xiàn)的重要技術(shù)手段[8]。2010年10月26日,國際標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(ISO)了《Environmentalevaluationofmachinetools—Part1:Energy-savingdesignmethodologyformachinetools(ISO14955-1)》的草案,并于2012年4月30日了投票稿;由此可以預(yù)見,不久的將來,機(jī)床的能耗指標(biāo)將成為機(jī)床產(chǎn)品的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[9]。
綜上所述,機(jī)械制造系統(tǒng)的能效評(píng)價(jià)研究已經(jīng)在國際上興起。但是,現(xiàn)有的研究還比較分散,且由于機(jī)械制造系統(tǒng)具有涉及面廣和制造過程復(fù)雜等特點(diǎn),因此機(jī)械制造系統(tǒng)的能效評(píng)價(jià)中的許多問題還有待解決。因此,本文在多年研究的基礎(chǔ)上,參考國內(nèi)外大量文獻(xiàn),對(duì)機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)的特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了綜述。
1機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)的特點(diǎn)
制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)包括制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài)及能量消耗過程的分析評(píng)價(jià)以及在此基礎(chǔ)上對(duì)能量效率的評(píng)價(jià)。
機(jī)械制造系統(tǒng)是由切削加工、壓力加工、鑄造、焊接、特種加工、熱處理、覆蓋層、裝配與包裝和其他等9類工藝[10]及其相應(yīng)設(shè)備構(gòu)成的將原材料(含半成品)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品或半成品的輸入輸出系統(tǒng)。從能量消耗的角度看,機(jī)械制造系統(tǒng)是由機(jī)床(切削加工機(jī)床、壓力加工機(jī)床)、鑄造設(shè)備等機(jī)械設(shè)備及其相應(yīng)的工藝過程為能量消耗主體的制造系統(tǒng)。
機(jī)械制造系統(tǒng)能耗主體構(gòu)成的多樣性及復(fù)雜性、能量消耗狀態(tài)及能量消耗過程的動(dòng)態(tài)變化性及隨機(jī)性、機(jī)械產(chǎn)品的生命周期能耗特性等多方面原因,使得機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)相對(duì)于化工、冶金等制造系統(tǒng)的能效評(píng)價(jià)要復(fù)雜和困難得多。因此,首先對(duì)機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)的復(fù)雜特點(diǎn)進(jìn)行分析。
1.1機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗的多能量源特性
機(jī)械制造系統(tǒng)涉及多種機(jī)械設(shè)備,其中加工設(shè)備就有九大類,輔助設(shè)備也有運(yùn)輸設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備、照明設(shè)備等多種,每種設(shè)備又由多個(gè)能量消耗源組成。以普通車床為例,普通車床包括主傳動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、刀架快速移動(dòng)系統(tǒng)、照明和信號(hào)燈系統(tǒng)等。而數(shù)控機(jī)床就復(fù)雜得多,如YD31125CNC6數(shù)控滾齒機(jī)包括主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、靜壓系統(tǒng)、沖屑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等多個(gè)能量消耗系統(tǒng),每個(gè)能量消耗系統(tǒng)又由多個(gè)能量消耗源組成,見表1。機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗的多能量源特點(diǎn)意味著能效的深化評(píng)價(jià)需面向多能量源進(jìn)行。
表1YD31125CNC6數(shù)控滾齒機(jī)能量源下載原表
表1YD31125CNC6數(shù)控滾齒機(jī)能量源
1.2機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài)及能量效率的層次分布特性
機(jī)械制造系統(tǒng)是產(chǎn)品生產(chǎn)的復(fù)雜載體,跨越產(chǎn)品、車間、任務(wù)、制造單元和生產(chǎn)設(shè)備等不同層次,每個(gè)層次的能量消耗都有其基本特征。如設(shè)備層能耗是機(jī)械制造系統(tǒng)的主體,而車間層除了加工設(shè)備消耗能量以外,一些輔助設(shè)備也要消耗能量。對(duì)于產(chǎn)品能耗而言,則要考慮從原材料準(zhǔn)備,零部件生產(chǎn),產(chǎn)品組裝、使用到回收處理等所有階段的產(chǎn)品全生命周期過程能耗。機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài)的層次分布情況如圖1所示。因此,機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài)以及能量效率也存在層次分布特性。
圖1機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài)的層次分布
圖1機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài)的層次分布下載原圖
1.3機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗過程及瞬態(tài)能量效率的復(fù)雜多變性
某一時(shí)段內(nèi)機(jī)械制造系統(tǒng)的能量消耗呈現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化特性。僅以其中的機(jī)床能量消耗過程為例:圖2所示為某機(jī)床加工一個(gè)簡單工件的能量消耗過程,其工序參數(shù)見表1??梢钥闯?,機(jī)械加工設(shè)備的能量消耗變化體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:一是機(jī)床啟動(dòng)過程的功率變化;二是不同加工工序能量消耗規(guī)律各異;三是每道加工工序的輸入功率隨時(shí)間發(fā)生的變化。機(jī)械加工設(shè)備能耗過程的動(dòng)態(tài)變化直接造成機(jī)械制造系統(tǒng)能耗過程及其瞬態(tài)能量效率復(fù)雜多變。
1.4機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗及能效評(píng)價(jià)的產(chǎn)品生命周期過程特性
機(jī)械產(chǎn)品的能量消耗貫穿于產(chǎn)品從原材料準(zhǔn)備到零部件生產(chǎn),產(chǎn)品組裝、運(yùn)輸、使用和回收處理的整個(gè)生命周期,如圖3所示。機(jī)械產(chǎn)品(例如汽車、機(jī)床等)在生命周期各階段均需能量支撐;同時(shí),機(jī)械制造產(chǎn)品在生命周期不同階段的能量消耗特性大不相同,需要對(duì)每個(gè)階段的能量特性進(jìn)行深入分析。因此,機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)需考慮產(chǎn)品生命周期全過程的能量消耗和能量效率問題。
2機(jī)械制造系統(tǒng)的能效評(píng)價(jià)的研究現(xiàn)狀
2.1機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)內(nèi)容的研究現(xiàn)狀
現(xiàn)有的機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)的研究內(nèi)容可以歸結(jié)為三類:一是機(jī)械制造系統(tǒng)總體能效評(píng)價(jià);二是產(chǎn)品能效評(píng)價(jià);三是機(jī)械設(shè)備和工藝能效評(píng)價(jià)。
2.1.1機(jī)械制造系統(tǒng)總體能效評(píng)價(jià)
機(jī)械制造系統(tǒng)總體能效評(píng)價(jià)是對(duì)機(jī)械制造系統(tǒng)的綜合能量消耗效率進(jìn)行評(píng)價(jià),一般以生產(chǎn)企業(yè)的整體能耗作為研究對(duì)象。比較成功的制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)實(shí)踐是美國IAC的評(píng)價(jià)體系。IAC的評(píng)價(jià)內(nèi)容[3]包括:能量和廢棄物成本評(píng)價(jià)、電能評(píng)價(jià)、熱能評(píng)價(jià)、能源的原動(dòng)機(jī)評(píng)價(jià)、冷卻系統(tǒng)評(píng)價(jià)、供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)評(píng)價(jià)和廢棄物評(píng)價(jià)等。
中國國家質(zhì)檢總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)共同的《企業(yè)能量平衡通則》和《綜合能耗計(jì)算通則》為企業(yè)進(jìn)行能量評(píng)價(jià)提供了一種框架體系[12],通過計(jì)算綜合能耗、單位產(chǎn)值綜合能耗、產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗、產(chǎn)品單位產(chǎn)量可比綜合能耗等指標(biāo)來分析企業(yè)的能效水平[13]。
2.1.2產(chǎn)品能效評(píng)價(jià)
產(chǎn)品能效評(píng)價(jià)是指對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)和生命周期過程的能量消耗效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。產(chǎn)品能效評(píng)價(jià)應(yīng)面向從原材料準(zhǔn)備到零部件制造、產(chǎn)品裝配再到產(chǎn)品回收利用的產(chǎn)品全生命周期過程。產(chǎn)品能量包括直接能量和間接能量兩類,其中,直接能量是指產(chǎn)品制造過程各種加工工藝消耗的能量;間接能量是指加工產(chǎn)品所需物料的內(nèi)含能[14]。不同地區(qū)能源制備過程有所不同,造成能源內(nèi)含能不同,因此,對(duì)產(chǎn)品能效評(píng)價(jià)有必要考慮全球制造背景下能源內(nèi)含能對(duì)制造過程和原材料選擇的影響[15]。
2.1.3機(jī)械設(shè)備和工藝能效評(píng)價(jià)
機(jī)械設(shè)備和工藝能耗是機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗的主體,其能量消耗過程及能效評(píng)價(jià)也最為復(fù)雜,是目前國際上研究的熱點(diǎn)問題。機(jī)械設(shè)備和工藝能效評(píng)價(jià)是對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程的能量分布和能量利用率以及加工工藝的有效產(chǎn)出率等指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。一般認(rèn)為,機(jī)械加工設(shè)備能耗分為固定能耗和可變能耗[16-18];有效能量占設(shè)備總能量的比重可能會(huì)較低,如圖4所示。而且,不同的加工參數(shù)和刀具路徑會(huì)影響機(jī)械加工過程的能量消耗[19-22],不同加工工藝的能耗特性呈現(xiàn)不同態(tài)勢(shì)[23]。
對(duì)機(jī)械設(shè)備和工藝進(jìn)行能效評(píng)價(jià)時(shí),能量數(shù)據(jù)的獲取是關(guān)鍵。常用的數(shù)據(jù)獲取方法是在線監(jiān)測(cè)[24-25]。雖然在理論研究中,可以通過加工實(shí)驗(yàn)得到能耗分析所需數(shù)據(jù),但是往往一臺(tái)設(shè)備的能量構(gòu)成分析就需要基于十幾組甚至幾十組實(shí)驗(yàn),這在工程應(yīng)用上缺乏可行性。數(shù)據(jù)獲取困難成為阻礙企業(yè)有效實(shí)施能效評(píng)估的主要障礙之一[26]。
2.2機(jī)械制造系統(tǒng)能量效率評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究現(xiàn)狀
機(jī)械制造系統(tǒng)的能量效率評(píng)價(jià)指標(biāo)包括瞬時(shí)能量效率指標(biāo)和過程能量效率指標(biāo)。
2.2.1瞬時(shí)能量效率指標(biāo)
瞬時(shí)能量效率是指機(jī)械制造系統(tǒng)在某一時(shí)刻的有效能量變化率與輸入能量變化率的比值。對(duì)于主要消耗電能的機(jī)械制造系統(tǒng),其瞬時(shí)能量效率為有效輸出功率與輸入功率的比值。例如,對(duì)于金屬切削機(jī)床,有效能量一般理解為直接對(duì)工件進(jìn)行切削加工的能量,其瞬時(shí)能量效率為
式中,Pc(t)為切削功率;Pt(t)為總輸入功率。
2.2.2過程能量效率指標(biāo)
機(jī)械制造系統(tǒng)過程能量效率是指某個(gè)制造過程或某個(gè)時(shí)間段的有效能量或有效產(chǎn)出與輸入能量的關(guān)系??梢?,過程能量效率指標(biāo)包括有效能量和有效產(chǎn)出兩種定義法。
(1)有效能量定義法。
機(jī)械制造系統(tǒng)過程能量效率的有效能量定義是指某個(gè)制造過程或某個(gè)時(shí)間段的有效能量與系統(tǒng)消耗能量的比值。例如,一個(gè)工件的切削加工過程的能量效率E可定義為工件加工過程的有效能量和消耗總能量的比值[23],即
式中,E為能量效率;Ec為有效能量;Et為系統(tǒng)消耗能量;T為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。
(2)有效產(chǎn)出定義法。
過程能量效率的有效產(chǎn)出定義又稱“比能”定義。比能(specificenergyconsumption,SEC)RSEC是系統(tǒng)消耗能量與系統(tǒng)有效產(chǎn)出的比值,即
式中,Ei為輸入能量;Eo為輸出能量;Oe為有效產(chǎn)出,包括有效經(jīng)濟(jì)、物質(zhì)產(chǎn)出量(如材料切除體積、產(chǎn)品個(gè)數(shù)等)。
3機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)的發(fā)展趨勢(shì)
(1)機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)指標(biāo)完整體系的建立。
機(jī)械制造系統(tǒng)是產(chǎn)品生產(chǎn)的復(fù)雜載體,跨越產(chǎn)品、車間、任務(wù)、制造單元和生產(chǎn)設(shè)備等不同層次,每個(gè)層次的能量消耗都有其基本特征。機(jī)械制造系統(tǒng)的能效評(píng)價(jià)也應(yīng)具有明顯的層次性,可分為產(chǎn)品層、車間層、任務(wù)層、制造單元層和設(shè)備層;每個(gè)層次都有其能效指標(biāo)或指標(biāo)體系。而且,考慮到制造過程能量消耗的不確定性,對(duì)其能效評(píng)價(jià)要符合過程特性,即,既要分析機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài),又要評(píng)價(jià)其能量消耗過程。進(jìn)一步講,針對(duì)過程能量效率評(píng)價(jià),結(jié)合有效能量指標(biāo)和比能指標(biāo),從不同角度反映機(jī)械制造系統(tǒng)的能效。
(2)機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立。
機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗指標(biāo)的計(jì)算需要基于大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù),特別是各種工藝和各種設(shè)備及其各種狀態(tài)的能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù),這就需要建立機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫?;A(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立需要基于大量實(shí)驗(yàn),包括各種設(shè)備在各種加工條件下的空載實(shí)驗(yàn)和加工實(shí)驗(yàn),工作量巨大?;A(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立將為能量效率的深度評(píng)價(jià)和生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)能性運(yùn)行、工藝路線節(jié)能性優(yōu)化、工藝參數(shù)節(jié)能性優(yōu)化等節(jié)能措施分析奠定基礎(chǔ)。
(3)機(jī)械產(chǎn)品和制造任務(wù)能量消耗的定額化。
通過機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗評(píng)價(jià),建立各種制造任務(wù)的能量消耗定額,可為企業(yè)高效節(jié)能生產(chǎn)戰(zhàn)略決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也可為政府和行業(yè)制定能耗定額標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)化節(jié)能措施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。所謂能量消耗定額是指在一定的條件下,為生產(chǎn)單位產(chǎn)品或完成單位工作量,合理消耗能源的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)。科學(xué)的能量消耗定額能夠反映制造過程中能源消耗的客觀規(guī)律,是能源利用率考核和提高的依據(jù)。由前文所述機(jī)械制造系統(tǒng)能量消耗的四大特點(diǎn)可知,機(jī)械產(chǎn)品和制造任務(wù)的能量消耗定額問題特別復(fù)雜,尚有待深入研究。
(4)機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)化。
機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)過程的標(biāo)準(zhǔn)化包括能量消耗邊界劃分的標(biāo)準(zhǔn)化和評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)流程的標(biāo)準(zhǔn)化。邊界劃分對(duì)能量效率分析影響很大,同一制造任務(wù),由于分析邊界不一樣,計(jì)算出來的能量消耗量會(huì)有數(shù)量級(jí)的區(qū)別。目前雖然已有一些典型產(chǎn)品和加工工藝的能量消耗量參考數(shù)據(jù),但是對(duì)邊界的劃分不統(tǒng)一,給工業(yè)企業(yè)應(yīng)用帶來不便。此外,一套標(biāo)準(zhǔn)的能效評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)流程有助于能效評(píng)價(jià)推廣,方便廣大企業(yè)開展能效自我評(píng)價(jià)和優(yōu)化。
(5)機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)和提升的信息化支持平臺(tái)的開發(fā)。
機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)和節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行涉及信息量大,模型、過程和方法復(fù)雜,因此,需要信息化平臺(tái)的支持。平臺(tái)的底層模塊應(yīng)包括數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫、方法庫;中間層模塊應(yīng)包括各種應(yīng)用模塊,如能效評(píng)價(jià)支持系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)能性運(yùn)行方法及支持系統(tǒng)、工藝路線節(jié)能性優(yōu)化方法、工藝參數(shù)節(jié)能性優(yōu)化方法及支持系統(tǒng)等;頂層模塊應(yīng)有交互式的友好操作界面,能夠支持各種具體應(yīng)用。
4結(jié)論
(1)機(jī)械制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)具有能量消耗的多能量源特性、能量消耗狀態(tài)及能量效率的層次分布特性、能量消耗過程及瞬態(tài)能量效率的復(fù)雜多變性、能量消耗及能效評(píng)價(jià)的產(chǎn)品生命周期過程特性四大特點(diǎn)。
1.前言
自動(dòng)化的設(shè)計(jì)制造是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),在多功能、高質(zhì)量、高可靠性,低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù),在現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。
2.機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)概論
2.1 機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)基本理論
任何制造過程都是由若干工序組成的。而在一個(gè)工序中,又包含著若干種基本動(dòng)作。如傳動(dòng)動(dòng)作、上下料動(dòng)作、換刀動(dòng)作、切削動(dòng)作以及檢驗(yàn)動(dòng)作等。此外,還有操縱和管理這些基本動(dòng)作的操縱動(dòng)作,如開動(dòng)和關(guān)閉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作等。這些動(dòng)作可以手動(dòng)來完成,也可以用機(jī)器來完成。當(dāng)執(zhí)行制造過程的基本動(dòng)作是由機(jī)器(機(jī)械)代替人力勞動(dòng)來完成時(shí)這就是機(jī)械化。在一個(gè)工序中,如果所有的基本動(dòng)作都機(jī)械化了,并且使若干個(gè)輔助動(dòng)作也自動(dòng)化起來,而工人所要做的工作只是對(duì)這一工序作總的操縱和監(jiān)督,就稱為工序自動(dòng)化。
2.2機(jī)械制造自動(dòng)化的主要內(nèi)容和作用
機(jī)械制造過程中的自動(dòng)化技術(shù)主要有:
(1)機(jī)械加工自動(dòng)化技術(shù),包含上下料自動(dòng)化技術(shù),裝夾自動(dòng)化技術(shù)、換刀自動(dòng)化技術(shù)、加工自動(dòng)化技術(shù)和零部件檢驗(yàn)自動(dòng)化技術(shù)等。
(2)裝配自動(dòng)化技術(shù),包含零部件供應(yīng)自動(dòng)化技術(shù)和裝配過程自動(dòng)化技術(shù)等。
(3)質(zhì)量控制自動(dòng)化技術(shù),包含零部件檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)品檢測(cè)自動(dòng)化和刀具檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)等。
(4)物料儲(chǔ)運(yùn)過程自動(dòng)化技術(shù),包含工件儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)、刀具儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)和其它物料儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)等。
3.機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展歷史和方向
機(jī)械化生產(chǎn)最早開始于19世紀(jì)末期,而在20世紀(jì)中葉的時(shí)候,開始出現(xiàn)了自動(dòng)化車床;1947年,美國福特汽車公司采用了機(jī)械加工自動(dòng)化線,標(biāo)志了機(jī)械制造自動(dòng)化及自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段,到了20世紀(jì)80年代開始計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),至此機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。
隨著計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)的高速發(fā)展,機(jī)制制造及其自動(dòng)化的將向著智能化,系統(tǒng)化的方向發(fā)展,具體表現(xiàn)在:
(1)機(jī)電一體化:機(jī)電一體化就是機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展和延伸,傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品只有向機(jī)電一體化方向發(fā)展,才是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。
(2)智能化:智能化是21世紀(jì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向,使機(jī)械制造具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得更高的控制目標(biāo)。
(3)模塊化:模塊化是一項(xiàng)重要而又艱巨的工程。研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。
(4)網(wǎng)絡(luò)化:20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩依锍浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的便利和快樂。
(5)微型化:微型化興起于20世紀(jì)80年代末,指的是機(jī)械自動(dòng)化向微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。
(6)環(huán)?;汗I(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大的變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適:另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染,于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。
(7)人格化:未來的機(jī)械自動(dòng)化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,機(jī)械自動(dòng)化的人格化有兩層含義。一層是機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人,另一層是模仿生物機(jī)理、研制各種機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品.
4.機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究
柔性加工是機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用。柔性制造系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和物流系統(tǒng)連接起來并具有一系列自動(dòng)化加工設(shè)備和輔助設(shè)備,加工對(duì)象、工藝過程、工序內(nèi)容和生產(chǎn)節(jié)拍等可自動(dòng)調(diào)整的高度自動(dòng)化制造系統(tǒng)。
柔性制造系統(tǒng)(FMS)是數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng),包括多個(gè)柔性制造單元,能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調(diào)整,適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。軟性制造系統(tǒng)是由加工系統(tǒng)、物理系統(tǒng)和控制與管理系統(tǒng)3大部分組成軟性制造系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、大型制造控制系統(tǒng),其硬件主要包括:
(1)兩臺(tái)以上的數(shù)控機(jī)床或加工中心以及其他加工設(shè)備,包括測(cè)量機(jī)、清洗機(jī)、動(dòng)平衡機(jī)、各種特種加工設(shè)備等。
(2)一套能自動(dòng)裝卸的運(yùn)輸系統(tǒng),包括刀具儲(chǔ)運(yùn)和工件及原材料儲(chǔ)運(yùn)。具體結(jié)構(gòu)可采用傳輸帶、有軌小車、無軌小車、搬運(yùn)機(jī)器人、上下料托盤站等。
(3)一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及信息通信網(wǎng)絡(luò)。
柔性制造是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要應(yīng)用系統(tǒng),在技術(shù)研究,產(chǎn)品開發(fā)等領(lǐng)域起著重要的作用。
5.總結(jié)
機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)有著較長的發(fā)展基礎(chǔ)和里程,整個(gè)技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)、軟件和信息技術(shù)的發(fā)展,而快速更新,向著智能化、系統(tǒng)化方向發(fā)展,得到了廣泛的重視與應(yīng)用。柔性制造系統(tǒng),是機(jī)械制造及自動(dòng)化的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。