時間: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床;電火花線切割機床;電火花磨削螺紋加工機床;電火花表面強化機;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床和電火花成型機床。盡管電火花加工機床類型較多,都包含四個基本部分。
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放出大量的對金屬產(chǎn)生蝕除的能力。脈沖電源在對技術(shù)的經(jīng)濟指標有著很大的影響力,如,在對在對電火花加工的生產(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)加工對象和需要加工的要求合理的選擇。
由兩個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。電容器有時候會進行充電有的時候在放電,一弛一張,所以就會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,是因為在許多地方電能轉(zhuǎn)換成了熱能;在生產(chǎn)率上,電容器放電的時間短,充電的時間遠遠的超過了放電的時間。RLC的出現(xiàn)是為了將RC線路脈沖電源的缺點彌補,是將有著空氣隙的鐵心電感L放入充電回路當中組成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中很小,但是在交流電和脈沖電流當中有著抵抗性,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比RC的線路高,能夠達到百分之八十到百分之九十之間,即使在實際的應(yīng)用當中也能夠達到百分之六十到半分之八十之間。將電容器C在充電的時間大大的縮短也就是將脈沖間歇時間大大的縮短,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,在技術(shù)上的易懂好掌握。它的缺點是:對工具磨損的厲害,生產(chǎn)效率不高,在進行工作的時候其穩(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,它電容器儲存的電量教少使得放電的時間短,在生產(chǎn)量上很難到達高要求高標準,對機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的形成和發(fā)生脈沖,只是依靠在電極間工作液對脈沖進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,使得間隙當中電蝕產(chǎn)物受到的污染以及對外排除的狀況都能成為對脈沖參數(shù)的重要影響,脈沖的頻率、寬度、能量穩(wěn)定性不強,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,這就會把電極間隙物理狀態(tài)參數(shù)變化對其的影響就會降到最低。
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、電動機、泵、過濾裝置、工作液槽、油杯、管道、閥門以及測量儀表等。放電間隙中的電蝕產(chǎn)物不僅能夠自然擴散,還可以經(jīng)過定期的抬刀以及在工具的使用過程當中附加的震動之外,一般多會采取強迫的手段進行循環(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,就會進行過濾或者是凈化,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。但對中小形工件、加工用量不大時,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、間隙自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)
在電火花運作的過程當中,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。因為工件一直在受到腐蝕除,工具也會有著消耗破損,使得在間隙之間會不斷的將間隙拉大。要給工具電極及時的補進才能夠?qū)⒗^續(xù)的工作。電火花加工機床的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)在加工過程中使工具慢慢進給,維持間隙在一個合理的平均放電間隙范圍內(nèi)。
自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)由由測量、比較和放大的環(huán)節(jié)和執(zhí)行環(huán)節(jié)構(gòu)成。測量環(huán)節(jié)測量與放電間隙成比例的參數(shù)。弛張式脈沖電源測量電流、電壓變化信號;獨立式脈沖電源檢測擊穿電壓和擊穿延時變化信號。把電參數(shù)傳給比較環(huán)節(jié),測量參數(shù)與預(yù)先給定值比較,輸出控制信號。經(jīng)放大器放大后傳輸給電-機械轉(zhuǎn)換器,使主軸運動調(diào)節(jié)放電間隙。
在電火花成形機床當中作為最重要的部件,主軸頭有著自動執(zhí)行系統(tǒng)。對主軸頭其結(jié)構(gòu)需要簡單,要求傳動鏈、傳動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,能夠滿足自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的高要求能夠承受高載荷的要求。由進給系統(tǒng)、導(dǎo)向防扭機構(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)電火花成形機床采用的主軸頭,一般都采用液壓主軸頭。
參考文獻
[1]王先逵.機械制造工藝學(xué)(上冊).北京:清華大學(xué)出版社,1989.
中圖分類號:TD40 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)25-0051-02
煤炭作為社會發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的源動力,為人民的生產(chǎn)生活提供了能源支持,也成為了國民經(jīng)濟的重要支柱之一,并且隨著經(jīng)濟的發(fā)展,城市化進程的推進,人們對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械設(shè)備是決定煤礦開采效率和開采效果的重要因素。對煤礦機電設(shè)備進行改造的目的是為了提高煤礦機械的安全性能、生產(chǎn)效率和適應(yīng)市場的需求和煤礦實際生產(chǎn)的需求。例如當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,占據(jù)市場份額,就必須對產(chǎn)品從安全性、穩(wěn)定性、性價比等各個方面進行改造,提高產(chǎn)品的各項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 煤礦機械的應(yīng)用與發(fā)展趨勢
我國許多煤炭企業(yè)的機電設(shè)備都是20世紀七八十年代的產(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)標準規(guī)范落后,強制標準的普及實施不夠,我國許多行業(yè)的標準及規(guī)范不能及時更新,導(dǎo)致機電設(shè)備的生產(chǎn)制造、安裝和使用中都缺少全面的安全保護??傮w上講,我國煤炭裝備比較落后,機械化程度較低、自動化程度低,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)自身運營成本和自身經(jīng)濟實力的限制,難以及時更新機械設(shè)備,導(dǎo)致設(shè)備老化嚴重,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)煤礦資源浪費嚴重,制約了我國產(chǎn)能的進一步提高。國外的煤礦機械設(shè)備發(fā)展歷史悠久,自動化、集成化、大型化發(fā)展趨勢明顯,目前主要有以德國德伯特、美國久誼、德國艾克夫為第一集團的采礦設(shè)備制造公司,生產(chǎn)了多種型號的自動化、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)計制作的自動割煤機和自動移動支架是自動化煤礦機械行業(yè)的極具現(xiàn)代化的工業(yè)產(chǎn)品。
2 我國煤礦機械加工改造與發(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、兗州礦業(yè)集團、焦煤集團等大型集團公司。這些集團公司財力雄厚,加上人才較多與國內(nèi)、國際大型的煤礦機械加工制造行業(yè)設(shè)備制造商有密切合作,因此設(shè)備裝備水平相對較高,但由于體制因素加上管理落后,設(shè)備老化程度嚴重。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。
目前,我國煤礦機械的產(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。數(shù)字化、數(shù)控化作為現(xiàn)代煤礦機械的核心技術(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)字對產(chǎn)品開發(fā)過程中的各種信息,包括圖形、數(shù)據(jù)、知識、技能等,進行定量表達、存儲、處理和控制,從而實現(xiàn)以快速市場響應(yīng)和創(chuàng)新開發(fā)為目標的全局優(yōu)化運算。機械加工制造中的計算機輔助設(shè)計、計算機輔助制造技術(shù)已經(jīng)在煤礦機械加工制造領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,同時產(chǎn)品開發(fā)中廣泛應(yīng)用到了數(shù)字建模技術(shù)、仿真模擬和動態(tài)分析技術(shù),提高了煤礦機械改造的效率、降低了改造成本。我國礦山機械制造公司對礦業(yè)機械中的焊接結(jié)構(gòu)容易變形的問題進行了深入研究,解決了采礦機械的結(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狀加熱方式改善了焊接變形的問題,提高了采礦機械的機械加工精度,提高了設(shè)備的安全系數(shù)和可靠性。
3 我國煤礦機械設(shè)備管理
為使煤礦機電設(shè)備的管理工作由具備專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的人員擔任,企業(yè)等設(shè)備歸屬單位應(yīng)當加大對煤礦機電設(shè)備管理工作人員的人才培養(yǎng)機制和培養(yǎng)力度,通過多層次的專業(yè)培訓(xùn)使煤礦機電設(shè)備管理人員的技術(shù)能力和綜合素養(yǎng)不斷提高,同時應(yīng)當立足企業(yè)內(nèi)部,挑選優(yōu)秀的煤礦機電設(shè)備管理人才,并加以培養(yǎng),好的煤礦機電設(shè)備管理人才能使煤礦機電設(shè)備發(fā)揮最大的功效,同時能夠減少不必要的能源消耗和浪費,并延長煤礦機電設(shè)備的使用壽命,使設(shè)備長時間處于良好的狀態(tài)。同時企業(yè)應(yīng)當通過適當?shù)囊龑?dǎo),宣傳設(shè)備的安全操作規(guī)程和設(shè)備維修維護技巧。提高煤礦機電設(shè)備維修維護人員的綜合素養(yǎng)包括提高煤礦機電設(shè)備管理人員的維修技術(shù)水平、設(shè)備管理理念和設(shè)備維護的綜合素養(yǎng)。煤礦機電設(shè)備的技術(shù)性強,專業(yè)程度較高,因此煤礦機電設(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,煤礦機電設(shè)備的管理人員必須十分熟悉設(shè)備的功能、特點、保養(yǎng)規(guī)則和存在的缺陷等等技術(shù)要素,煤礦機電設(shè)備才能發(fā)揮其全部功效,提高勞動生產(chǎn)效率和無故障周期,降低煤礦機電設(shè)備的維護費用,同時保障使用者的安全和設(shè)備自身安全。
4 結(jié)語
總之,煤礦機械加工制造行業(yè)應(yīng)當與時俱進,根據(jù)現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的實際需求不斷改進煤礦機械的安全性能和工作效率。同時煤礦機械管理人員應(yīng)當科學(xué)管理、維修、保養(yǎng)煤礦機械設(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)揮機械設(shè)備的潛力。
參考文獻
[1] 王浩黔.現(xiàn)代摩擦焊在煤礦機械加工的應(yīng)用與探索
二、煤礦機械加工制造行業(yè)設(shè)備的改造
(一)數(shù)控切割機的改造
在煤礦機械加工制造行業(yè)中,數(shù)控切割機是非常重要的機械設(shè)備,它能夠?qū)Y(jié)構(gòu)原件進行一定程度的切割,從而使得原件更加符合設(shè)計的要求。原有的數(shù)控切割機的工作效率比較低,而且在對原件進行切割之后,還需要耗費很多人工對切割的廢料進行分揀。所以,切割工藝的效率比較低,無法進一步滿足煤礦企業(yè)的加工制造需求。在對數(shù)控切割機進行改造之后,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,在對數(shù)控切割機進行改造之后,可以進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,進一步提高他們的工作效率。對數(shù)控切割機的改造是煤礦機械加工制造行業(yè)向著自動化方向邁進的重要一步,也為其他設(shè)備的改造提供了重要的參考。
(二)焊接機械設(shè)備的改進
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械設(shè)備的焊接。但是,原有的焊接機械設(shè)備在進行焊接的過程中,往往會由于元件的受熱不均勻,造成焊接點變形的現(xiàn)象出現(xiàn),這也是煤礦機械加工制造行業(yè)發(fā)展過程中的重要難題。但是,隨著焊接機械設(shè)備的不斷改進,這一問題得到了有效的解決:在新型的焊接機械中主要是對焊接的火焰進行了矯正,使其能夠在焊接過程中對火力進行均衡分布,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,從而提高焊接點的質(zhì)量。除此之外,當原來的焊接處出現(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行矯正,能夠更好地維護焊接處的形狀。通過大量的實踐驗證,這兩種變形矯正方式能夠有效地解決焊接點出現(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,能夠促進箱型井架的不斷改造。在對箱型井架進行改造之后,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,能夠嚴格遵守設(shè)計過程中的各項參數(shù),從而更好地保證了箱型井架的質(zhì)量。
(四)煤礦機械設(shè)備自動化改造
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,煤礦企業(yè)中的機械設(shè)備也在向著自動化的方向改造,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)的機械設(shè)備都可以進行智能設(shè)定、存儲和控制,不僅改變了傳統(tǒng)的操作流程,而且使得機械設(shè)備的自動化程度得到了進一步提高。同時,很多與煤礦機械設(shè)備自動化相關(guān)的技術(shù)正在不斷發(fā)展,例如:計算機技術(shù)和仿真技術(shù)等應(yīng)用,能夠為煤礦機械設(shè)備的自動化發(fā)展提供更多的技術(shù)支持,從而不斷促進煤礦機械設(shè)備的改造和發(fā)展。
新設(shè)備、新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷運用,推動了經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步,機械設(shè)備的安全管理工作顯得尤其重要。機械制造加工企業(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),機械加工設(shè)備的責任和機械加工設(shè)備維修水映機械制造加工設(shè)備的使用狀況、原材料以及本身的損耗。機械制造加工設(shè)備進行安全管理減少消耗,以優(yōu)質(zhì)的工作效率,機器、材料、能源的低消耗為思路。以機械制造加工設(shè)備合理維修、養(yǎng)護,減少磨損,降低故障,達到最佳狀態(tài)。
一、基本原則及基本任務(wù)
1.基本原則
機械制造加工設(shè)備的安全管理與維修就是要把機械制造設(shè)備操作人員的安全意識放在首位;對于高精密的機械制造設(shè)備要隨時進行保養(yǎng)達到設(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、操作人員標準化管理體系,對設(shè)備進行標準化、常態(tài)化的維修養(yǎng)護。對操作人員制定機械制造加工設(shè)備的安檢、維修、養(yǎng)護工作,按照標準化操作進行生產(chǎn)。做到人人懂安全,人人講安全,人人都有安全意識,把危險消滅在萌芽狀態(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過程和原因,機械制造加工設(shè)備在使用過程中也難免會出現(xiàn)故障,在出現(xiàn)故障前,也會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)備會感覺的到。比如聲音、熱度、局部變形、運行速度、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。操作人員一定要對設(shè)備細心觀察,適時維修養(yǎng)護?,F(xiàn)代機械制造加工設(shè)備的安全管理與維修已經(jīng)進入了一個新的歷史階段,利用計算機信息管理等手段一改過去的啥時出現(xiàn)停機等致命故障再進行大修的方針,轉(zhuǎn)變成設(shè)備進行入廠時間、運行時間、更換時間的管理,在運行短時間內(nèi)進行預(yù)防性小修,以避免出現(xiàn)致命性停機,造成費時、費力、費資的大修。
三、機械加工設(shè)備的管理和維修
加強點檢管理:加強對機械加工設(shè)備的管理和維護,掌握時間結(jié)點,把機械加工以預(yù)防性維護保養(yǎng)為主,把隱患消滅在萌芽狀態(tài)。機械加工設(shè)備的管理應(yīng)以四個方面入手。①人。在機械制造業(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,責任心的高低對于企業(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,都能夠切實的履行自己的職責,做到安全生產(chǎn),注重生產(chǎn)過程中的每一個細節(jié)部分,那么對于企業(yè)的效益也是大有裨益的。②機械。機械的生產(chǎn)制造,根據(jù)工廠的生產(chǎn)條件、工藝選對設(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。主要包括機械加工時所有的工作流程和相關(guān)的工作順序。這些對于制造的質(zhì)量保證也有著巨大的關(guān)系。
四、安全性設(shè)計的人性化
關(guān)于機械安全、在機床產(chǎn)品制造過程中,重視金屬切割、鍛壓和用電等安全,機床的安全設(shè)計是頭等大事,操作工人全面、牢固地掌握機床安全操作規(guī)程常識和機床保養(yǎng)維護知識;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)道德和嚴明的勞動紀律,敬業(yè)愛崗、吃苦耐勞、愛護設(shè)備。例如:機床使用的電源為380V,車削時卡盤與工件都是高速旋轉(zhuǎn)的,車刀與工件相接觸會產(chǎn)生鐵屑,稍有疏忽,就會發(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、機床安全操作規(guī)程,在實習(xí)過程中時刻把安全放在第一位,時時處處嚴格遵守安全操作規(guī)程和各項規(guī)章制度,嚴禁在車間打鬧、避免人身事故發(fā)生。開車前,傳動手柄、變速手柄位置是否正確,防止損壞機床,啟動后,應(yīng)使主軸低速空轉(zhuǎn)1~2分鐘,使油散布到各需要之處,等車床運轉(zhuǎn)正常后才能工作。另外提供先進安全可靠的技術(shù)措施,運用新技術(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或檢修機器后,必須經(jīng)過測試,預(yù)防、維護、定期檢查。機械加工設(shè)備在使用期間按照規(guī)定日常維護和維修,嚴禁帶病運行。
五、安全性設(shè)計的常態(tài)化
領(lǐng)導(dǎo)帶頭提高對安全管理重要性的認識,加大安全檢查力度,增強檢查人員和技術(shù)人員溝通。從教育入手,使員工增強安全意識,提高責任意識,創(chuàng)建一個安全生產(chǎn)環(huán)境,購置先進機器,引入高素質(zhì)人才。當“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,要“以人為本”,要注重對人的保護。機械設(shè)備的安全性設(shè)計、措施,在科技發(fā)展中得到落實及完善。
中圖分類號:TH122;TH16 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)25-0259-01
引言
機械設(shè)備制造標準化的實現(xiàn)極大的促進了機械制造行業(yè)的發(fā)展,同時也對于合理的掌控其品質(zhì)有非常關(guān)鍵的意義。不過在具體的活動中,一些單位等都通常要用目前的標準中所沒有的裝置,而這些裝置目前相關(guān)部門并未有嚴格的規(guī)定闡述,所以,針對這種形式,廠家只可以結(jié)合顧客的需求進行設(shè)計和生產(chǎn)制造。對于生產(chǎn)單位來講,因為本身不具備對于此類裝置開展活動的設(shè)備,所以,此時唯一能做的就是結(jié)合目前的裝置開展活動,進而通過手工的方式對其組裝應(yīng)用。很顯然在此過程中其品質(zhì)必然會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)等對產(chǎn)品的品質(zhì)有著非常大的關(guān)聯(lián)。所以,要認真地做好其品質(zhì)控制活動,只有認真的控制具體的步驟,才可以確保得到的商品合理。
1 機械設(shè)計標準控制的基本內(nèi)容
現(xiàn)代化機械制造企業(yè)已經(jīng)不適合再使用以前的機械設(shè)計標準,需要在之前標準的基礎(chǔ)上做出很大的更新,這是必須面臨的形勢。因為我國整體生產(chǎn)方式由粗獷開放型轉(zhuǎn)向細致加工型,朝著現(xiàn)代化方向更進,機械設(shè)計制造也應(yīng)當面臨更高的要求,同時還要體現(xiàn)出環(huán)保理念。因此機械設(shè)計標準,主要通過兩個方面進行設(shè)計。
在機械設(shè)計及安全標準方面,樹立機械設(shè)計安全理念。首先就是保障設(shè)備安全及其科技先進性,使用符合或者過于國家標準的機械設(shè)備,引入科學(xué)方式進行維護,保證其機械裝備正常服役年限。其次,機械設(shè)備設(shè)計生產(chǎn)的原材料必須堅固可靠,預(yù)防在運行中可能對工作人員或設(shè)備自身產(chǎn)生傷害,提高機械設(shè)備的安全性。接著,設(shè)計師要重視對機械安全事故的評析,對發(fā)生過的機械事故案例整合學(xué)習(xí),對機械設(shè)備之外的安全問題發(fā)出警示警告,對操作人員進行人性化、安全性提示。最后,機械設(shè)計需要體現(xiàn)以人為本的理念,需要不斷進行簡單化、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。
在機械設(shè)計綠色設(shè)計標準方面?,F(xiàn)代企業(yè)設(shè)計必須具有環(huán)保理念,否則絕對不會長期持續(xù)發(fā)展下去,被政府或者其他綠色機械制造企業(yè)所取締。這也是我國現(xiàn)代市場競爭機制、資源整合的要求。綠色設(shè)計產(chǎn)品理念,也是現(xiàn)代化機械制造應(yīng)當貫徹的機械設(shè)計標準。綠色設(shè)計在機械產(chǎn)品中分為三大類:(1)資源屬性綠色設(shè)計;(2)生態(tài)環(huán)境屬性綠色設(shè)計;(3)對人健康影響的基本屬性。綠色設(shè)計理念,貫穿機械設(shè)計的始終,在各個階段都有不同的綠色設(shè)計標準。
在物料準備階段,機械設(shè)計初期就必須體現(xiàn)綠色環(huán)保的觀念。選擇材料時,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。堅決抵制高污染原材料的使用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段,需要保障設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,對機械設(shè)計產(chǎn)品使用材料也應(yīng)當體現(xiàn)出節(jié)約成本特點,降低物料使用量。具體的設(shè)計,壓縮機械設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量體積,極少零部件的使用,以保障質(zhì)量、減少成本的策略實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的綠色環(huán)保。在機械制造階段,減少“三廢”排放,降低操作難度,提高對資源的利用率。在產(chǎn)品使用階段,通過對外包裝以及消費情況的控制,展現(xiàn)綠色設(shè)計理念。包裝方面除了便于搬運拆卸,還應(yīng)減少使用包裝材料,對消費者,也應(yīng)當提出環(huán)保使用的建議,在包裝上進行重點提醒。
2 機械制造質(zhì)量控制措施
2.1利用高精度的加工設(shè)備
目前,越來越多加工機床采用了可靠性比較高的傳感器檢測機構(gòu)以及越來越先進的控制結(jié)構(gòu),讓加工的精度有效地提高,并且在加工過程當中能夠?qū)崟r的檢測加工的狀態(tài)并修正和補償誤差。這樣就可以有效地對零件的質(zhì)量進行改善,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
在進行機械產(chǎn)品制造的過程中,一定要加強對機械制造產(chǎn)品的工序的檢查與控制,一般情況下,機械制造產(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,在進行機械制造加工的過程中,一定要對各項工序的生產(chǎn)要求和質(zhì)量加以控制,保障各項工序都符合機械制造產(chǎn)品的生產(chǎn)要求,在生產(chǎn)前,要對各項工序的步驟加以核驗,對各個工序的生產(chǎn)機械進行核對,保障生產(chǎn)參數(shù)與實際的生產(chǎn)需求一致,如果發(fā)現(xiàn)問題,及時解決,以免造成嚴重的后果。
與此同時,在進行機械制造加工的過程中,一定要對加工過程中的各項生產(chǎn)過程進行監(jiān)督檢查,檢查機械加工人員是否按照加工程序進行機械產(chǎn)品的加工,是否保障每一項加工工序在合格后才進行下一步的工作,尤其是一些重要零部件的生產(chǎn)是否符合圖紙設(shè)計和加工需求,在檢查的過程中,要對各個工序進行抽檢、復(fù)檢,確保不合格的零部件不能流入到機械制造過程中,不合格的零件經(jīng)檢修合格后才可使用,要根據(jù)制造單位的需求進行整改,這樣才能夠保障機械制造產(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行控制的。部件組裝時要求零件清洗干凈,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,有必要時重要部件組裝還要在恒溫的環(huán)境下進行。對于部件來說,組裝完成之后,要進行檢測。在公司以前的設(shè)備制作中,屏面加工設(shè)備的主軸傳動部件、行列式加工設(shè)備的工作臺、屏封接面加工設(shè)備的主軸和研磨臂等都作為重要部件,對其組裝精度進行檢測、控制,包括旋轉(zhuǎn)部位的徑向跳動、端面跳動的數(shù)據(jù),工作臺上的滾輪間距等。
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,將各分散的部件進行組裝,形成完整的臺套設(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,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)當對組裝質(zhì)量進行檢驗,確認設(shè)備是否符合技術(shù)要求。比如空載試機、負載試機、聯(lián)動試機,并根據(jù)實際生產(chǎn)進行調(diào)節(jié)運行參數(shù),確保設(shè)備的良好運行。
3 結(jié)語
產(chǎn)品的質(zhì)量控制可以分成三個部分,分別是產(chǎn)品檢驗、制造過程的質(zhì)量控制以及產(chǎn)品工藝的設(shè)計改進。產(chǎn)品的檢驗工作并不能夠讓機械制造的質(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)品達到設(shè)計標準,符合設(shè)計要求,從而讓使用的要求得到滿足;產(chǎn)品工藝設(shè)計的改進能夠讓機械制造的缺陷有效的減少,減少對制造過程中控制盒質(zhì)量監(jiān)測的依賴。綜上所述,要想讓機械產(chǎn)品符合使用要求,首先要做好設(shè)計,其次是在制造過程中做好質(zhì)量控制工作,而檢驗則是讓產(chǎn)品質(zhì)量得到保證的重要手段。
參考文獻
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[2]張明翠.于國富.呂英俊等.淺談先進制造技術(shù)與機械制造工藝特征及對策分析[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品,2015,(14):133-134.
引言
機械制造一定程度彰顯著一個國家的生產(chǎn)力水平,因此長期以來機械制造工藝與精密加工行業(yè)都得到國家社會的熱點關(guān)注?,F(xiàn)代機械加工工藝分別有:典型零件加工工藝、機器裝配工藝基礎(chǔ)、機床夾具設(shè)計基礎(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.機械制造與精密加工技術(shù)概述
1.1現(xiàn)代機械制造工藝的優(yōu)勢
現(xiàn)如今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,為機械制造與精密加工技術(shù)研發(fā)創(chuàng)造了良好的契機,現(xiàn)代機械制造工藝表現(xiàn)出綜合性強、全面性強及競爭性強等多種優(yōu)勢。其中,綜合性強表現(xiàn)于伴隨科學(xué)技術(shù)的推陳出新,現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術(shù)相互間不同先進技術(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)出強有力人性化的特征;全面性強表現(xiàn)于自機械制造內(nèi)容出發(fā),現(xiàn)代機械制造技術(shù)已經(jīng)囊括了制造環(huán)節(jié)、包裝設(shè)計、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品銷售及售后服務(wù)等多個全面步驟,現(xiàn)代企業(yè)正常運營受每一個步驟緊密聯(lián)系程度直接影響;競爭性強表現(xiàn)于現(xiàn)代機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,一個企業(yè)乃至一個國家若想要在現(xiàn)在機械制造競爭中占據(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[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,不同社會領(lǐng)域均被科學(xué)技術(shù)一定程度涵蓋,機械制造也不例外,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)在微機械制造中的應(yīng)用
當前一些企業(yè)為了達到企業(yè)發(fā)展的目的,不惜以耗費大量能源作為代價,從而導(dǎo)致資源過多的浪費及生態(tài)環(huán)境嚴重破壞。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)如今機械制造工藝技術(shù)迫在眉睫。
2.1微型加工設(shè)計制造技術(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、高精度微小滾動軸承等,驅(qū)動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)動靜態(tài)狀況,在這一前提條件下,采用優(yōu)化設(shè)計原理對主軸系統(tǒng)展開結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,以達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進給部件
雙向進給部件同樣是微型加工設(shè)備中一個重要的部件。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微動工作臺,驅(qū)動元件選取雙向壓電陶瓷,作用于制動彈性步驟,結(jié)合位移提升理念促使位移提升,達到雙向各100μm行程微量進給的目的,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,能夠有效確保進給導(dǎo)軌的精度。
2.1.4微細切削與磨削
為了確保微細切削環(huán)節(jié)測量開展的有效性,應(yīng)當開發(fā)引用一組一體化微小刀架,這一刀架不僅應(yīng)當附帶夾持刀具功效,還應(yīng)當有著微切削刀測量的作用,以對切削環(huán)節(jié)展開實時的監(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、鋁等金屬的實驗,結(jié)合加工實踐行為,考核、測評微型加工設(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)對微小部件開展超精密磨削測驗[4]。
2.2微型裝配
根據(jù)微小部件的屬性特征,對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)代機械制造工藝存在三大重點構(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)的加工機制;完全現(xiàn)代機械化加工技術(shù),有效脫離人力輸出前提;生產(chǎn)流水線促進促進加工速率提升,加快了現(xiàn)代機械制造率,這三大重點因素屬于現(xiàn)代機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,因此若想要實現(xiàn)機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這一點。
參考文獻:
[1]陸雪君,王愛玲. 淺談現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012,(30):116-118.
[2]仲健維. 淺談精密加工在機械制造中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2010,(12):214-215.
機械制造需要必要的加工設(shè)備,但是一般的機械制造廠中的金屬切削機床工作量很大,它的工作量大約是機械工程量總量的50%.機械加工設(shè)備的性能會直接關(guān)系到機械制品的質(zhì)量,而機械制品又與國民經(jīng)濟和物質(zhì)文化成正比,所以必須對機械加工設(shè)備予以重視。
1機械加工設(shè)備管理常見的問題
1.1管理環(huán)節(jié)薄弱
一般而言,機械制作是為了達到一定的經(jīng)濟目的,所以,機械制造企業(yè)并不重視加工機械的維修和管理。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)機械的壽命大大降低,開展維護管理比較難,且對企業(yè)的效益非常不利。
1.2沒有合理地使用機械加工設(shè)備
在機械的實際生產(chǎn)中,因為生產(chǎn)管理人員機械知識欠缺,將一些機械加工設(shè)備用在了不該用的地方,一些機械之間并不匹配,最終影響了機械的正常工作。并且很多機械生產(chǎn)人員在生產(chǎn)操作時沒有按照相關(guān)的機械加工規(guī)范標準進行,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),但是因為所培訓(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)好機械加工設(shè)備
因為機械加工企業(yè)都側(cè)重抓經(jīng)濟效益,而忽視了機械設(shè)備的管理和保養(yǎng),使得企業(yè)員工在使用機械時也忽視了機械的維護和保養(yǎng)。企業(yè)中的很多員工都覺得機械加工設(shè)備保不保養(yǎng)都無所謂,只要不出現(xiàn)很大的問題就行。在某些時候就算知道設(shè)備需要維護保養(yǎng),但是因為想趕工,還是出現(xiàn)了機械設(shè)備超負荷工作的現(xiàn)象。
2機械加工設(shè)備的維修和管理對策分析
2.1加強機械設(shè)備的日常維護和檢查
要保證機械設(shè)備的正常工作,就一定要做好平時的維護與檢查包括:①做好設(shè)備的保養(yǎng),結(jié)合維修計劃清理設(shè)備,并及時更換已破損的零件設(shè)備;②注意每隔一段時間對相關(guān)機械進行檢修,要制訂一個科學(xué)而合理的檢修計劃,并在實際開展檢修時根據(jù)實際情況進行規(guī)劃,確保定期實施設(shè)備停產(chǎn)和檢修;③在設(shè)備運行的過程中開展維修,即在設(shè)備開展工作的過程中進行檢修,比方說在設(shè)備正常工作時將信號指示燈進行更換等;④臨時性的停機檢修,即當機械設(shè)備發(fā)生突發(fā)故障時,必須停機對其進行檢修,看問題到底出在哪里;⑤對設(shè)備進行適當?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)整電機傳動皮帶的張力等。除了做好平時的檢修工作以外,還要重視常規(guī)檢查工作,例如,檢查機械設(shè)備是不是能在一定的時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;檢查機械有沒有出現(xiàn)升溫過快、振動或者漏油等非正常的情況,確保機械加工設(shè)備能夠正常、穩(wěn)定地運行。
2.2構(gòu)建完善的維修保養(yǎng)體系
2.2.1制訂健全的機械保養(yǎng)和維修制度
在實際生產(chǎn)過程中,一定要結(jié)合機械設(shè)備實際狀況和生產(chǎn)需要,盡量確保機械加工設(shè)備具有較長的使用壽命,使得維修機械在生產(chǎn)與作業(yè)上可以實現(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度計劃。編制時,一定要充分考慮生產(chǎn)因素的影響作用,并在此基礎(chǔ)上每隔一段時間進行必要的保養(yǎng),制訂科學(xué)合、理的修理計劃。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)實際情況延后或者提前。
2.2.2成立相關(guān)的機械設(shè)備組
成立相關(guān)的機械設(shè)備組,并確保配套足夠的維修人員。所采購的配件會直接關(guān)系到維修成本以及工作進度等,所以在選擇配件時,一定要充分結(jié)合具體情況,指派專業(yè)技術(shù)過硬、具有較強組織能力的人員進行相關(guān)的配件采購與機械維修。
2.3提高維護修理人員的素質(zhì)
企業(yè)必須組建高素質(zhì)的機械加工設(shè)備維護修理隊伍,并將高學(xué)歷的專業(yè)人員吸引進來,最終保證企業(yè)設(shè)備維修工作得以順利、快速地開展,確保機械設(shè)備的工作性能滿足相關(guān)的標準規(guī)范。
2.3.1對維修人員的要求
首先,維修人員必須熱愛機械設(shè)備的修理工作,對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,其中需要一項工種技能要達到至少高級工水平。再次,必須有吃苦耐勞的工作精神,還要有團隊合作精神。最后,相關(guān)人員必須對企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的性質(zhì)及工作流程有深刻的認識,還要熟知裝配工藝方面的知識。
2.3.2強化專業(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)備維護所需的培訓(xùn)機制,聘請專業(yè)技術(shù)人員和具有多年設(shè)備維修經(jīng)驗的專家授課。建立穩(wěn)定的培訓(xùn)機制,實行嚴格的管理,制訂嚴謹?shù)氖谡n教學(xué)程序、完善的考評制度以及科學(xué)、靈活的激勵制度。從企業(yè)對設(shè)備管理的實際出發(fā),結(jié)合不同生產(chǎn)車間的具體情況,實行一定的獎勵辦法,使這項工作扎扎實實地展開。
2.4做好相關(guān)設(shè)備的管理工作
應(yīng)該完善車間設(shè)備的管理機構(gòu)。制訂有針對性的管理規(guī)章制度,做到責任到人。針對各設(shè)備的工作條件和性質(zhì)使用正確的方式,確保劑量適當,并結(jié)合工作實際,定期修改補充。相關(guān)的技術(shù)人員的現(xiàn)場經(jīng)驗必須豐富,專業(yè)知識必須扎實,且要經(jīng)過相關(guān)的知識培訓(xùn)。做好維護工作,預(yù)防設(shè)備發(fā)生漏油事故。做到定點、定時、定質(zhì)、定量、定人進行作業(yè),并控制好入庫、發(fā)放與加油等環(huán)節(jié),切實做好設(shè)備管理工作。同時,要加強治漏技術(shù)攻關(guān),最大限度地避免能源浪費和對環(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,不但要落實好相關(guān)的使用維修管理規(guī)定,還要結(jié)合企業(yè)的實際情況,優(yōu)化管理制度,提升機械操作和維修人員的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng),并做好平時的維修管理工作,借助先進的診斷技術(shù)將機械的病損問題消滅在萌芽狀態(tài)。
作者:韋力 單位:廣西機電職業(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,對精密微小零件的要求越來越高,為了充分的滿足要求,在進行微小零件加工時,應(yīng)用了微機械,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
超精密加工技術(shù)興起于20世紀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)達到了納米級。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,具體說來,主要包含以下幾個方面:第一,“進化”加工原則,“進化”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化加工,而在間接式進化加工中,在直接式的基礎(chǔ)上進行,從而將第二代工作母機生產(chǎn)出來,之后,工件的加工借助母機來完成,在批量生產(chǎn)中,此種方式非常適合[1];第二,微量切削機理,此種切削機理有別于傳統(tǒng)的切削機理,在進行切削工作時,在晶粒內(nèi)進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,在進行加工時,工件的材料、加工方法、設(shè)備、工具、測試手段等都需要進行綜合的考慮,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)備價格都比較昂貴,因此,基本不會形成系列,通常是針對某一個特定的產(chǎn)品來進行設(shè)計,這就需要與高新技術(shù)產(chǎn)品緊密結(jié)合,提升設(shè)計的科學(xué)性,保證加工的質(zhì)量與精度;第六,與自動化技術(shù)聯(lián)系緊密,超精密加工技術(shù)在進行加工時,與自動化技術(shù)相結(jié)合,在控制、檢測等方面實現(xiàn)了自動化,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,加工與檢測一體化,在超精密加工中,精密檢測是必不可少的一個環(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現(xiàn)了精密檢測,提升了加工與檢測的效率。
2 超精密微機械制造技術(shù)
2.1 微機械加工設(shè)備技術(shù)
對于超精密微機械制造技術(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械加工機床,實現(xiàn)了3D復(fù)雜自由曲面的加工,這樣一來,在超精密微機械工件切削加工中,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)進行切削,同時,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,在進行微小零件加工時,大型機械無法完成的事情就可以利用這個微小型的加工系統(tǒng)來完成。此外,德國還對單個零件的生產(chǎn)從經(jīng)濟性及生辰兩個方面進行了研究,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。對于此項技術(shù)的研究,多是由我國的大學(xué)來進行,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)動數(shù)控銑床,在這個機床中,采用了直徑比較小的進口刀具,實現(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),在進行微小型零件加工時,所具備的定位精度非常好,已經(jīng)與國際的水平持平。此外,我國在進行研究的過程中,還開發(fā)出了微摩擦磨損測試儀,此測試儀同時還具備微小型切削功能,經(jīng)過我國多年的研究,為超精密微機械制造技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(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、刀具要實現(xiàn)微小化,整個加工過程同樣需要實現(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問題,基于此,在進行研究的過程中,要研究整個微切削過程,對微切削機理進行深入的理解并準確的把握,進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]。實際上,切削形成的過程是一個動態(tài)的過程,而且具備非線性的特征,通過對這個過程科學(xué)的研究,可以有效地提升切削力預(yù)測的準確性。在微切削過程中,具備切削極限,如果切削的深度并未達到最小的切削極限,那么切削形成就會比較困難,因此,在切削時,要準確的確定最小的切削極限。對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,為了準確的對其進行確定,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對最小切削極限產(chǎn)生影響,在進行確定時,還需要綜合考慮這些方面的因素,以便于提升確定的準確性進而有效的提升微切削的有效性,促進切削形成。
3 結(jié)束語
在當前工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的過程中,超精密微機械制造技術(shù)是一項十分重要的技術(shù)。對于此項技術(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械制造技術(shù)發(fā)展的方向,隨著該項加工技術(shù)不斷地發(fā)展完善,其將會具備非常廣闊的應(yīng)用及發(fā)展前景。
參考文獻
[1]王麗濱,楊暢.淺談我國機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀與未來[J].企業(yè)導(dǎo)報,2013(1).
加強企業(yè)能效評價、提高制造系統(tǒng)能量效率已成為制造業(yè)的當務(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的工業(yè)評價中心(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)中實施了工業(yè)能源審計和工業(yè)評價建議項目[3]。
機械制造業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分。但過去人們總認為單臺機械設(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,能耗相對較小,因而學(xué)術(shù)界對其重視不夠,導(dǎo)致其研究不夠。
近年來,隨著機械制造業(yè)能源消耗問題和環(huán)境影響問題的日益嚴峻,學(xué)術(shù)界和企業(yè)界均對機械制造業(yè)能量消耗問題進行了重新分析和認識。以機床為例,多篇文獻的分析結(jié)果均表明[4]:機床量大面廣,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,機械制造系統(tǒng)能效評價問題引起了學(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屆國際制造會議(internationalmanufacturingconference,IMC26),將“能源效率與低碳制造”作為會議主題,提出“為了確保制造業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展,必須準確評價制造過程與系統(tǒng)的能量消耗狀況”[6]。2011年8月,第28屆IMC會議再次強調(diào)能量消耗優(yōu)化對可持續(xù)發(fā)展的重要性,并設(shè)有一個能量監(jiān)控和分析的分會場,專門討論制造過程的能量消耗評價和改善研究[7]。此外,第18屆CIRP生命周期工程國際會議論文集《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)性實現(xiàn)的重要技術(shù)手段[8]。2010年10月26日,國際標準化委員會(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,機床的能耗指標將成為機床產(chǎn)品的一個重要評價指標[9]。
綜上所述,機械制造系統(tǒng)的能效評價研究已經(jīng)在國際上興起。但是,現(xiàn)有的研究還比較分散,且由于機械制造系統(tǒng)具有涉及面廣和制造過程復(fù)雜等特點,因此機械制造系統(tǒng)的能效評價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,對機械制造系統(tǒng)能效評價的特點、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行了綜述。
1機械制造系統(tǒng)能效評價的特點
制造系統(tǒng)能效評價包括制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài)及能量消耗過程的分析評價以及在此基礎(chǔ)上對能量效率的評價。
機械制造系統(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,機械制造系統(tǒng)是由機床(切削加工機床、壓力加工機床)、鑄造設(shè)備等機械設(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態(tài)變化性及隨機性、機械產(chǎn)品的生命周期能耗特性等多方面原因,使得機械制造系統(tǒng)能效評價相對于化工、冶金等制造系統(tǒng)的能效評價要復(fù)雜和困難得多。因此,首先對機械制造系統(tǒng)能效評價的復(fù)雜特點進行分析。
1.1機械制造系統(tǒng)能量消耗的多能量源特性
機械制造系統(tǒng)涉及多種機械設(shè)備,其中加工設(shè)備就有九大類,輔助設(shè)備也有運輸設(shè)備、檢測設(shè)備、照明設(shè)備等多種,每種設(shè)備又由多個能量消耗源組成。以普通車床為例,普通車床包括主傳動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、刀架快速移動系統(tǒng)、照明和信號燈系統(tǒng)等。而數(shù)控機床就復(fù)雜得多,如YD31125CNC6數(shù)控滾齒機包括主傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、靜壓系統(tǒng)、沖屑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等多個能量消耗系統(tǒng),每個能量消耗系統(tǒng)又由多個能量消耗源組成,見表1。機械制造系統(tǒng)能量消耗的多能量源特點意味著能效的深化評價需面向多能量源進行。
表1YD31125CNC6數(shù)控滾齒機能量源下載原表
表1YD31125CNC6數(shù)控滾齒機能量源
1.2機械制造系統(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,每個層次的能量消耗都有其基本特征。如設(shè)備層能耗是機械制造系統(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。對于產(chǎn)品能耗而言,則要考慮從原材料準備,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機械制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài)的層次分布
圖1機械制造系統(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
某一時段內(nèi)機械制造系統(tǒng)的能量消耗呈現(xiàn)復(fù)雜的動態(tài)變化特性。僅以其中的機床能量消耗過程為例:圖2所示為某機床加工一個簡單工件的能量消耗過程,其工序參數(shù)見表1??梢钥闯?,機械加工設(shè)備的能量消耗變化體現(xiàn)在以下三個方面:一是機床啟動過程的功率變化;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間發(fā)生的變化。機械加工設(shè)備能耗過程的動態(tài)變化直接造成機械制造系統(tǒng)能耗過程及其瞬態(tài)能量效率復(fù)雜多變。
1.4機械制造系統(tǒng)能量消耗及能效評價的產(chǎn)品生命周期過程特性
機械產(chǎn)品的能量消耗貫穿于產(chǎn)品從原材料準備到零部件生產(chǎn),產(chǎn)品組裝、運輸、使用和回收處理的整個生命周期,如圖3所示。機械產(chǎn)品(例如汽車、機床等)在生命周期各階段均需能量支撐;同時,機械制造產(chǎn)品在生命周期不同階段的能量消耗特性大不相同,需要對每個階段的能量特性進行深入分析。因此,機械制造系統(tǒng)能效評價需考慮產(chǎn)品生命周期全過程的能量消耗和能量效率問題。
2機械制造系統(tǒng)的能效評價的研究現(xiàn)狀
2.1機械制造系統(tǒng)能效評價內(nèi)容的研究現(xiàn)狀
現(xiàn)有的機械制造系統(tǒng)能效評價的研究內(nèi)容可以歸結(jié)為三類:一是機械制造系統(tǒng)總體能效評價;二是產(chǎn)品能效評價;三是機械設(shè)備和工藝能效評價。
2.1.1機械制造系統(tǒng)總體能效評價
機械制造系統(tǒng)總體能效評價是對機械制造系統(tǒng)的綜合能量消耗效率進行評價,一般以生產(chǎn)企業(yè)的整體能耗作為研究對象。比較成功的制造系統(tǒng)能效評價實踐是美國IAC的評價體系。IAC的評價內(nèi)容[3]包括:能量和廢棄物成本評價、電能評價、熱能評價、能源的原動機評價、冷卻系統(tǒng)評價、供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)評價和廢棄物評價等。
中國國家質(zhì)檢總局和國家標準化委員會共同的《企業(yè)能量平衡通則》和《綜合能耗計算通則》為企業(yè)進行能量評價提供了一種框架體系[12],通過計算綜合能耗、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來分析企業(yè)的能效水平[13]。
2.1.2產(chǎn)品能效評價
產(chǎn)品能效評價是指對產(chǎn)品的生產(chǎn)和生命周期過程的能量消耗效率進行評價。產(chǎn)品能效評價應(yīng)面向從原材料準備到零部件制造、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,對產(chǎn)品能效評價有必要考慮全球制造背景下能源內(nèi)含能對制造過程和原材料選擇的影響[15]。
2.1.3機械設(shè)備和工藝能效評價
機械設(shè)備和工藝能耗是機械制造系統(tǒng)能量消耗的主體,其能量消耗過程及能效評價也最為復(fù)雜,是目前國際上研究的熱點問題。機械設(shè)備和工藝能效評價是對設(shè)備運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)出率等指標進行分析評價。一般認為,機械加工設(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較低,如圖4所示。而且,不同的加工參數(shù)和刀具路徑會影響機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[23]。
對機械設(shè)備和工藝進行能效評價時,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[24-25]。雖然在理論研究中,可以通過加工實驗得到能耗分析所需數(shù)據(jù),但是往往一臺設(shè)備的能量構(gòu)成分析就需要基于十幾組甚至幾十組實驗,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)有效實施能效評估的主要障礙之一[26]。
2.2機械制造系統(tǒng)能量效率評價指標的研究現(xiàn)狀
機械制造系統(tǒng)的能量效率評價指標包括瞬時能量效率指標和過程能量效率指標。
2.2.1瞬時能量效率指標
瞬時能量效率是指機械制造系統(tǒng)在某一時刻的有效能量變化率與輸入能量變化率的比值。對于主要消耗電能的機械制造系統(tǒng),其瞬時能量效率為有效輸出功率與輸入功率的比值。例如,對于金屬切削機床,有效能量一般理解為直接對工件進行切削加工的能量,其瞬時能量效率為
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
機械制造系統(tǒng)過程能量效率是指某個制造過程或某個時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。
機械制造系統(tǒng)過程能量效率的有效能量定義是指某個制造過程或某個時間段的有效能量與系統(tǒng)消耗能量的比值。例如,一個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)運行時間。
(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、物質(zhì)產(chǎn)出量(如材料切除體積、產(chǎn)品個數(shù)等)。
3機械制造系統(tǒng)能效評價的發(fā)展趨勢
(1)機械制造系統(tǒng)能效評價指標完整體系的建立。
機械制造系統(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,每個層次的能量消耗都有其基本特征。機械制造系統(tǒng)的能效評價也應(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;每個層次都有其能效指標或指標體系。而且,考慮到制造過程能量消耗的不確定性,對其能效評價要符合過程特性,即,既要分析機械制造系統(tǒng)能量消耗狀態(tài),又要評價其能量消耗過程。進一步講,針對過程能量效率評價,結(jié)合有效能量指標和比能指標,從不同角度反映機械制造系統(tǒng)的能效。
(2)機械制造系統(tǒng)能效評價基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立。
機械制造系統(tǒng)能量消耗指標的計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),這就需要建立機械制造系統(tǒng)能效評價的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立需要基于大量實驗,包括各種設(shè)備在各種加工條件下的空載實驗和加工實驗,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價和生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)能性運行、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)機械產(chǎn)品和制造任務(wù)能量消耗的定額化。
通過機械制造系統(tǒng)能量消耗評價,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)制定能耗定額標準、強化節(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)量標準??茖W(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)。由前文所述機械制造系統(tǒng)能量消耗的四大特點可知,機械產(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)機械制造系統(tǒng)能效評價的標準化。
機械制造系統(tǒng)能效評價過程的標準化包括能量消耗邊界劃分的標準化和評價方法及評價流程的標準化。邊界劃分對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,計算出來的能量消耗量會有數(shù)量級的區(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,一套標準的能效評價方法及評價流程有助于能效評價推廣,方便廣大企業(yè)開展能效自我評價和優(yōu)化。
(5)機械制造系統(tǒng)能效評價和提升的信息化支持平臺的開發(fā)。
機械制造系統(tǒng)能效評價和節(jié)能優(yōu)化運行涉及信息量大,模型、過程和方法復(fù)雜,因此,需要信息化平臺的支持。平臺的底層模塊應(yīng)包括數(shù)據(jù)庫、知識庫、方法庫;中間層模塊應(yīng)包括各種應(yīng)用模塊,如能效評價支持系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)能性運行方法及支持系統(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)機械制造系統(tǒng)能效評價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、能量消耗及能效評價的產(chǎn)品生命周期過程特性四大特點。
1.前言
自動化的設(shè)計制造是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測技術(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,低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值并使整個系統(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.機械制造及自動化技術(shù)概論
2.1 機械制造及自動化技術(shù)基本理論
任何制造過程都是由若干工序組成的。而在一個工序中,又包含著若干種基本動作。如傳動動作、上下料動作、換刀動作、切削動作以及檢驗動作等。此外,還有操縱和管理這些基本動作的操縱動作,如開動和關(guān)閉傳動機構(gòu)的動作等。這些動作可以手動來完成,也可以用機器來完成。當執(zhí)行制造過程的基本動作是由機器(機械)代替人力勞動來完成時這就是機械化。在一個工序中,如果所有的基本動作都機械化了,并且使若干個輔助動作也自動化起來,而工人所要做的工作只是對這一工序作總的操縱和監(jiān)督,就稱為工序自動化。
2.2機械制造自動化的主要內(nèi)容和作用
機械制造過程中的自動化技術(shù)主要有:
(1)機械加工自動化技術(shù),包含上下料自動化技術(shù),裝夾自動化技術(shù)、換刀自動化技術(shù)、加工自動化技術(shù)和零部件檢驗自動化技術(shù)等。
(2)裝配自動化技術(shù),包含零部件供應(yīng)自動化技術(shù)和裝配過程自動化技術(shù)等。
(3)質(zhì)量控制自動化技術(shù),包含零部件檢測自動化技術(shù)、產(chǎn)品檢測自動化和刀具檢測自動化技術(shù)等。
(4)物料儲運過程自動化技術(shù),包含工件儲運自動化技術(shù)、刀具儲運自動化技術(shù)和其它物料儲運自動化技術(shù)等。
3.機械制造及自動化技術(shù)發(fā)展歷史和方向
機械化生產(chǎn)最早開始于19世紀末期,而在20世紀中葉的時候,開始出現(xiàn)了自動化車床;1947年,美國福特汽車公司采用了機械加工自動化線,標志了機械制造自動化及自動化技術(shù)進入大規(guī)模應(yīng)用階段,到了20世紀80年代開始計算機集成制造系統(tǒng),至此機械自動化技術(shù)進入一個新時代。
隨著計算機及軟件技術(shù)的高速發(fā)展,機制制造及其自動化的將向著智能化,系統(tǒng)化的方向發(fā)展,具體表現(xiàn)在:
(1)機電一體化:機電一體化就是機械自動化的發(fā)展和延伸,傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品只有向機電一體化方向發(fā)展,才是機械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。
(2)智能化:智能化是21世紀機械自動化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向,使機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。
(3)模塊化:模塊化是一項重要而又艱巨的工程。研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機械自動化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。
(4)網(wǎng)絡(luò)化:20世紀90年代,計算機技術(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算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng),使人們在家里充分享受各種高技術(shù)帶來的便利和快樂。
(5)微型化:微型化興起于20世紀80年代末,指的是機械自動化向微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。
(6)環(huán)保化:工業(yè)的發(fā)達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)境受到嚴重污染,于是,人們呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然。
(7)人格化:未來的機械自動化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,機械自動化的人格化有兩層含義。一層是機械自動化產(chǎn)品的最終使用對象是人,另一層是模仿生物機理、研制各種機械自動化產(chǎn)品.
4.機械制造及自動化技術(shù)的應(yīng)用研究
柔性加工是機械制造及自動化技術(shù)的一個重要應(yīng)用。柔性制造系統(tǒng)是由計算機控制系統(tǒng)和物流系統(tǒng)連接起來并具有一系列自動化加工設(shè)備和輔助設(shè)備,加工對象、工藝過程、工序內(nèi)容和生產(chǎn)節(jié)拍等可自動調(diào)整的高度自動化制造系統(tǒng)。
柔性制造系統(tǒng)(FMS)是數(shù)控加工設(shè)備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng),包括多個柔性制造單元,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)是一個復(fù)雜的、大型制造控制系統(tǒng),其硬件主要包括:
(1)兩臺以上的數(shù)控機床或加工中心以及其他加工設(shè)備,包括測量機、清洗機、動平衡機、各種特種加工設(shè)備等。
(2)一套能自動裝卸的運輸系統(tǒng),包括刀具儲運和工件及原材料儲運。具體結(jié)構(gòu)可采用傳輸帶、有軌小車、無軌小車、搬運機器人、上下料托盤站等。
(3)一套計算機控制系統(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)
機械制造及其自動化技術(shù)有著較長的發(fā)展基礎(chǔ)和里程,整個技術(shù)隨著計算機、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),是機械制造及自動化的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域,帶來了巨大的經(jīng)濟效益。