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二、高職《汽車制造與裝配技術》專業(yè)人才培養(yǎng)目標的實現
高職《汽車制造與裝配技術》專業(yè)培養(yǎng)目標是建立在崗位能力分析的基礎之上,通過專業(yè)課程教學與校內外實訓來實現的。主要包括基礎課程的教學,核心課程的教學,校內實訓和校外實訓四個環(huán)節(jié)[4]。基礎課程主要包括:汽車機械基礎;工程制圖;汽車電工與電子技術基礎。核心課程包括:汽車裝配工藝;汽車制造技術;汽車性能檢測技術與設備汽車構造與使用;汽車構造與檢修;汽車總裝技術。校內實訓課程包括:鉗工實訓;車工實訓;機械加工實訓;汽車裝調基本技能實訓。校外實訓課程包括:汽車底盤裝調實訓;汽車發(fā)動機裝調實訓;整車維修與保養(yǎng)實訓;汽車總裝訓練等。
三、高職《汽車制造與裝配技術》專業(yè)人才主要培養(yǎng)項目簡介
1)汽車總成及分總成裝配、調試與檢測:利用掌握的汽車裝配基本知識,運用汽車裝配的基本技能(螺栓螺母拆裝能力、線束插接能力、膠管聯接能力、安裝膠堵能力、打自攻釘能力等),按工藝文件要求,進行一次內飾裝調(線束、頂棚、空調總成、儀表板)、底盤裝調(燃油箱、燃油管與制動管的裝配;前橋分裝與裝配;動力總成分裝與裝配;后橋分裝與裝配;擋泥板、排氣管裝配;車輪裝配)、二次內飾裝調(安全帶;座椅;扶手、門護板、護板、車門保護墊、裝飾蓋;安全氣囊;副儀表板;點煙器;繼電器蓋板;收放機;蓄電池;保險杠;空氣濾淸器;制動液、制冷劑、防凍液、洗滌液加注;前、后組合燈具裝配、車門裝調)、整車檢測與調整(整車綜合電氣系統(tǒng)檢查;車輪定位參數檢測與調整;前照燈的檢測與調整;制動與側滑性),完成汽車整車裝配,合格下線。2)汽車整車檢測:汽車進線;外觀檢查及前輪定位工位檢查、測量、分析、判斷、調試并記錄檢測結果;制動工位檢測、分析、判斷、調試并記錄檢測結果;底盤測功工位檢測、分析、判斷、模擬道路試驗并記錄檢測結果;需要去維修車間維修或調試的項目駛往維修車間,合格駛往停車場。3)汽車車身沖壓:汽車覆蓋件沖壓過程:卷料入庫,開卷,成型,修邊沖孔,翻邊,整形,檢驗,裝箱入庫;汽車車架縱梁沖壓過程:沖裁落料,成型,檢驗;汽車車架橫梁沖壓過程:剪切下料,修邊沖孔,壓彎成型。4)汽車車身焊接:使用熔化焊、壓力焊和釬焊等焊接方法,將沖壓零件在前結構線焊接成發(fā)動機艙總成,進入下部線焊接成白車身下部總成,進入車身主焊線;主焊分裝線焊接成頂蓋、圍板總成,也進入車身主焊線;在車身主焊線上,焊接成白車身骨架總成;在調整線上,焊接成白車身總成。5)汽車車身涂裝:白車身前處理,電泳,烘烤,PVC,中涂,烘烤,底色漆,晾干,清漆,烘烤,修飾。6)生產計劃編制:根據公司產品庫存情況及成品銷售發(fā)貨趨勢、各成品庫存上、下限結構,初步確需排產的生產品種及數量;了解公司目前所庫存的原料及包裝材料的狀態(tài)是否為完全可用狀態(tài),確定可生產的品種及數量;車間設備運行狀況及人力配置是否可以滿足生產需求;結合市場部、銷售部信息及生產建議;各生產車間《標準產能表》。7)設備管理:對新購設備組織相關部門驗收,填寫驗收報告單,入庫;建立設備臺帳;制定設備維修計劃;編制年度設備維修檢驗更新改造計劃和月度設備購置計劃。
2數控技術在機械制造中的實際應用
2.1機床設備上的數控技術
機床設備是機械制造過程中的基礎設備,絕大部分的操作程序都是在機床上面實現完成的。數控技術引入機床設備中將計算機技術以及互聯網通信技術融合進機床設備中,控制生產過程中的每道工序的參數、時間、以及規(guī)格,做到統(tǒng)一規(guī)范化的操作,讓機床設備在工作時更加穩(wěn)定、安全和高效,同時完善機床的各類零部件開關控制,使操作開關系統(tǒng)、冷卻泵系統(tǒng)等調節(jié)得更加精準、細致。
2.2工業(yè)生產中的數控技術
工業(yè)生產過程中的數控技術應用最為頻繁,尤其是食品加工、藥品加工以及印刷造紙等工業(yè)領域。數控技術的使用不僅可以有效降低工業(yè)生產中的材料損耗,提高工作環(huán)境的利用率,降低工業(yè)投入成本,將工業(yè)化生產由傳統(tǒng)的、人工化、滯后化帶入一個智能化、高效化的全新時代。比如某牛奶加工廠,從牛奶的提取、檢測、加工、包裝等一系列的過程中,采用數控技術,全程利用計算機控制牛奶加工生產的各個流程和環(huán)節(jié),既保證了效率和質量,還能全程監(jiān)控牛奶的生產加工包裝過程,一旦發(fā)現不利因素,可及時采取應對措施解決問題,保證奶制品的安全可靠。
2.3航天器材上的數控技術
航空航天技術一直以來是屬于高精密型的、技術含量超高的技術,而它所采用到的材料和零件都是經過特制而成的。以往沒有出現數控技術之前,對于航天器材的制造尚處于較為粗淺的階段,往往不能滿足航空航天的高要求和高標準。當數控技術引入航天宇航工業(yè)中后,以精密的計算機技術以及超強的網絡通信技術為支撐,力求將航天器材制作的更符合要求、更完美的程度,尤其是對航天器材的小部件的制作更是精益求精,堅持節(jié)約,反對能源浪費。
2.4汽車領域的數控技術
隨著人們生活水平的不斷提高,對生活質量的要求越來越高,汽車作為出行代步工具和顯示人們財富地位的象征已經成為許多人擁有的物品之一,汽車需求量與日俱增,而由此引發(fā)的汽車行業(yè)的競爭愈演愈烈。汽車生產領域引入數控技術,可以有效提升構成汽車各個零部件的生產速率,加快汽車零部件的組裝和后期測試的效率,加大汽車成品的生產量,提高汽車成品的質量,最終提高汽車從生產都投入銷售過程中的經濟效益?,F階段的汽車生產車間中,全部采用的是現代化、高科技的數控機床設備,生產流水線作業(yè)高效化、智能化,讓汽車從零件的生產、組裝到后期的試運行全程控制中,實現了高產能和高質量的要求。
2.5煤礦機械領域中的數控技術
眾所周知,煤炭是人們生產和生活中必不可少的能源之一,而煤炭的開采以及運輸屬于一項高危險生產活動,必須要求參與者擁有較強的專業(yè)技術和高度工作警惕。采煤過程中最常使用到的就是采煤機,尤其采煤工作面的環(huán)境極為惡劣,地形地質條件復雜,通常意義上的采煤機只能完成小部分工作面的采煤工作量,無法對一整個礦料進行單獨開采和整合,在這種惡劣的情況下難以正常工作并保證工作效率,倘若引入數控技術,即在采煤機添加了數控氣割,利用焊接技術將采煤機功能擴展,解決傳統(tǒng)采煤機程序單一、功能不全的缺陷,使其能在不同的采煤工作面正??焖俚墓ぷ?,不僅有效提升了采煤工作效率,縮短了煤炭采礦時間,還大大降低了采煤礦工的危險,值得在煤礦機械領域廣泛推廣。
2數控技術的特點
數控技術(NumericalControl),即采用電腦程序控制機器的方法,按工作人員事先編好的程式對機械零件進行加工的過程,簡單地說就是用數字化信號對設備運行過程等進行控制的一種先進的自動化技術,是典型的機械與電子計算機相結合的機電一體化科技。從誕生之初到現在,經歷了電子數控技術、晶體管數控技術、中小規(guī)模IC數控技術、小型計算機數控技術以及微處理器數控技術五個階段。數控技術在我國開發(fā)應用是從1958年開始,改革開放之后,數控技術在機械制造行業(yè)的應用才逐漸步入正軌,主要模式是引進國外的先進數控技術,通過消化吸收后,投入生產,總的來說,我國數控技術在制造行業(yè)的應用有了質的飛躍,許多機械制造企業(yè)從傳統(tǒng)產品轉變?yōu)閿悼鼗a品,促進了經濟的發(fā)展?,F階段,由于數控技術是一種采用計算機數字實現數字程序控制的技術,所以數控技術也可以成為計算機數控技術。電子計算機數控技術采用軟件模塊化的體系結構,使輸入數據的存儲、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能得以實現,使計算機按事先存儲的控制程序來執(zhí)行對設備的控制功能,顯示了數控技術優(yōu)良的性能,具有較高的性價比(。圖一為完整的數控工作示意圖)總的來說,數控技術的進步與發(fā)展與計算機的發(fā)展息息相關,在數控技術的發(fā)展過程中起著基礎性作用,當然數控技術的發(fā)展也離不開各種輔助技術的進步,比如說傳感檢測技術、光電技術、機械制造術以及通訊技術等。數控技術是實現機械制造自動化過程的基礎,是現今集成制造系統(tǒng)的重要組成部分,在美國、日本和德國等發(fā)達國家,將數控技術應用到機床改造與生產線量產上,境地了機械制造企業(yè)的生產成本,并有效地將機械設備的功能、效率以及產品質量提升到新的高度,使傳統(tǒng)的機械制造業(yè)發(fā)生了極其深刻的變化。
3數控技術在機械制造中的具體應用
隨著信息技術、網絡技術以及自動化技術的不斷發(fā)展,數控技術與機械制造行業(yè)的結合越來越有效,通過計算機操作平臺可以全面掌控生產產品的各項指標與基本參數,并為新產品的研發(fā)與現有產品的性能完善提供技術支持,數控技術與機械制造行業(yè)的融合,拓寬了機械制造業(yè)的范圍,帶動了經濟發(fā)展。數控技術的應用范圍也較為廣泛,以下為數控技術在機械制造行業(yè)的具體應用:
3.1數控技術在煤礦機械中的應用
我國國土面積較大,各種資源比較豐富,煤炭資源更是儲量大,在我國的能源系統(tǒng)中占據重要地位,所以如何有效開發(fā)利用煤炭資源是我國煤機企業(yè)的主要任務。企業(yè)設備自動化程度是工業(yè)化水平的象征,在市場競爭較為激烈的大環(huán)境下,煤機企業(yè)不斷提升勞動效率、降低生產成本才能處于不敗之地,長久發(fā)展。根據煤礦企業(yè)的生產環(huán)境以及自身特點,不適合使用大型的機床設備,更不適合投入大量的資金購置設備,所以煤炭企業(yè)可以利用現有型號的加工機床,改裝成加工精度等級較高,性能較好的設備,有效地開采、加工煤礦資源。當然煤機企業(yè)充分利用現有機床產品等設備資源,并不斷改造提升機床的易操作性,提升其功能和精度,不斷滿足較高生產環(huán)境的設備要求,提升生產效率,最終實現投入少、效率高、設備應用率高的目的,不斷促進煤炭企業(yè)的發(fā)展。
3.2數控技術在汽車工業(yè)中的應用
近年來,汽車行業(yè)的發(fā)展可以說是較為迅猛的,汽車制造、零部件加工等等都隨之發(fā)展,數控技術的出現,對汽車制造業(yè)來說,是一項福利,加快了復雜零部件的制造,減少了人力,提升了效率?,F階段,汽車行業(yè)對零部件和車身的要求逐漸提高,為了滿足生產需求以及市場需要,各種機械設備也不斷朝著精密化、自動化的方向發(fā)展。例如激光數控檢測技術的應用,激光檢測技術具有精度高、適用性強、可靠性高等優(yōu)點,比如,激光檢測技術可以應用到測量尺寸上,用激光對汽車的曲軸、凸輪軸、閥座等零件的直線度、長度、垂直度、密度等測量,所有尺寸的分辨率可達1μm,重復精度0.2μm,精確性非常高(。圖二為汽車工業(yè)中采用激光技術加工的部分零件表)數控技術應用到汽車工業(yè)上,可以提高產品生產效率及產品質量。例如美國Ford汽車公司和Ingersoll機床公司合作研制成HVM800型臥式加工設備,并采用高速電主軸和直線電機,主軸最高轉速為24000r/min,工作臺最大進給達7612m/min,可以理解為不到1s工作臺可行程1m,瞬間完成一個工作行程。在汽車工業(yè)的今后發(fā)展過程中離不開數控技術,二者的結合會越來越融洽。
3.3數控技術在工業(yè)生產中的有效運用
在工業(yè)生產的范疇中,機械設備是基礎,主要由控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)及執(zhí)行系統(tǒng)構成。在現代工業(yè)在生產中,有些生產環(huán)境較為惡劣,人工操作難度大,也不能滿足生產要求,造成人力資源浪費,甚至會發(fā)生工傷安全事故等等,所以應引進先進的生產技術實現自動化生產。數控技術在工業(yè)上的應用,有效地改善了這些情況,生產效率得到了提升,工作人員的人身安全也得到了保障。除此之外,數控技術也具有監(jiān)管功能,在實際生產過程中,一旦發(fā)現操作錯誤,信息就會立刻經過傳感器輸送到控制單元,對錯誤操作進行提示,并采用一定的措施進行保護,從而實現正常化生產。
3.4數控技術在機械設備上的有效運用
在機械制造行業(yè)中先進的設備居于核心地位,機械設備是機械制造的重要組成部分,是機械制造的靈魂,在機械生產領域的地位是無可替代的,數控技術的發(fā)現應用,使得機械制造行業(yè)實現了數字化及自動化發(fā)展,實現了機電一體化。面對現代機電一體化的要求,機械制造業(yè)必須具有具備控制能力的數控機床設備。在機床上運用數控技術,主要依靠代碼,其可以將產品生產的各類數據儲存在介質中,之后發(fā)出指令,傳達到控制系統(tǒng),最終實現對整個機床生產的控制,是電腦機械相結合的產物,通過軟件設置來控制主軸速度變化、選擇刀具、啟動冷卻泵等各種繁雜的操作。數控技術在在機械設備上的應用,促進了各個行業(yè)的發(fā)展,提升了生產效率,實現了批量化生產,在經濟發(fā)展中也起到了推動作用。(圖三為激光檢測系統(tǒng)原理結構圖)(圖三激光檢測系統(tǒng)原理結構圖)
4數控技術在機械制造中的應用的發(fā)展前景
數控技術的優(yōu)越性能在機械制造領域很好的發(fā)揮出來,無論是最開始的封閉式技術,還是現代的開放式計算機數控技術,數控技術很好的發(fā)揮了他的優(yōu)越性能。在以后的發(fā)展過程中,數控技術也將逐步提高其自動化和智能化的性能,更好的提升工作效率,適應市場需求。數控技術在機械制造中發(fā)展應用前期,我們并沒有注重專業(yè)化需求,無論從技術上、管理上、人才選取上我們都應專業(yè)化,最終實現產品專業(yè)化的目的。提升我國制造裝備行業(yè)的綜合競爭能力,實現機械設備產業(yè)化發(fā)展,滿足國家的戰(zhàn)略需求,促進國民經濟發(fā)展,實現制造行業(yè)飛速發(fā)展,不斷提高我國的工業(yè)發(fā)展實力。
2基于綠色制造的航空發(fā)動機制造
工藝由于航空發(fā)動機制造過程中出現資源浪費等現象,亟待提高制造技術手段,更大范圍地采用現階段各類成熟的先進制造技術。主要體現在:
2.1采取資源節(jié)約型工藝技術采取資源節(jié)約型工藝技術是目前航空發(fā)動機制造技術的主要發(fā)展趨勢,傳統(tǒng)的加工技術以消耗不可再生金屬材料的時代已經不能適應現代航空事業(yè)發(fā)展的要求,當前高性能航空發(fā)動機采用了大量的新型結構件,由于毛坯結構的變化,其制坯方法也發(fā)生了重大變化。精鑄件、精鍛件、單晶和定向凝固精鑄件毛坯將取代傳統(tǒng)的大余量毛坯。傳統(tǒng)意義的鍛件將由77%降至33%,精鑄件由18%增至44%以上,粉末冶金件由3%增至8%,復合材料構件由4%增至15%。
2.2降低能耗型工藝技術在航空發(fā)動機生產過程中,需要消耗大量的自然資源,隨著自然資源的日益緊張,積極采取低能耗工藝技術是發(fā)展現代航空技術的重要內容。降低能耗工藝技術主要包括:一是在發(fā)動機生產技術上實施節(jié)能措施。比如改善發(fā)動機的風扇工作性能參數、提高發(fā)動機的工作效率等。二是從生產工藝方面入手,改變傳統(tǒng)的生產工藝,加大節(jié)能型生產工藝技術的應用。三是積極利用先進的生產材料,比如當前我國的飛機發(fā)動機采用了高溫合金材料,國內GH4169合金主要采用兩聯工藝(VIM+VAR)生產,棒材采用快速水壓機開坯生產,盤鍛件采用快速水壓機自由鍛制坯,在錘或水壓機上采用包套模鍛工藝或在等溫數控液壓機上采用近等溫鍛工藝生產。四是優(yōu)化發(fā)動機生產的管理技術。通過強化加工過程的管理,提高工作效率,避免出現人為因素的失誤而導致的資源浪費現象。例如在生產加工發(fā)動機零部件時一定要按照規(guī)范的標準對機床參數進行設置,避免因為人為的粗心而導致的零部件出現報廢。
2.3環(huán)境保護型工藝技術航空飛行器對環(huán)境污染嚴重,其主要體現在:一是巨大噪音,對人們的生活產生巨大的影響;二是廢氣污染,研究發(fā)現,航空器在飛行過程中產生的凝結尾跡會形成卷云(一種高空云),這種云會阻礙地球表面熱輻射的散發(fā),進而加劇全球氣候變暖。因此需要采取具有高阻尼降噪性能、節(jié)能環(huán)保的新型材料,并從工藝角度避免切削加工的過程中造成的污染。
3選擇綠色制造技術的切削液系統(tǒng)
在航空發(fā)動機零件制造過程中需要利用切削加工零部件,為提高切削的工作效率,往往會應用切削液,但是切削液的使用會對環(huán)境構成污染,同時在清除加工零件切削液時也會產生“二次污染”。同時應用切削液也會無形之中增加生產成本。因此采用減少切削液的使用、綠色切削液的選擇、優(yōu)化切削液系統(tǒng)以減少切削液的環(huán)境污染以及資源浪費等問題已成為綠色制造領域的研究熱點之一。
3.1面向綠色制造的切削液供給系統(tǒng)一是采取對數量的噴嘴。傳統(tǒng)的切削液供給主要是由單一的噴嘴裝置實現,主要是通過噴嘴向刀具、工件的噴灑過濾之后返回到供液箱內,這樣的噴灑模式需要消耗大量的切削液,如果采取一個噴嘴的話就需要保證切削液的容量,避免因為切削液容量的不足而產生切削溫度過熱的現象。采取多個噴嘴,可以實現切削量的使用效率,他們就能夠更好地滲透到切削區(qū),保證切削工作效率的最大化。二是通過外噴霧冷卻方法。外部噴霧冷卻方式就是通過霧噴裝置將切削液以霧狀的形式噴射到加工的零件上,從而降低加工過程中的溫度,實踐證明使用霧噴技術可以大大降低切削液的使用量,提高航空發(fā)動機制造、修理企業(yè)的經濟效益。
3.2面向綠色制造技術的切削液選擇切削液雖然能夠大大提高切削工件的質量,但是如果不能合理的應用切削量,就會造成環(huán)境的污染,切削液對環(huán)境的污染主要表現在:一是對生態(tài)環(huán)境的影響。切削液一旦流入生態(tài)環(huán)境中,不僅會對水資源構成污染,也會影響土壤的成分。二是對人體身體健康的威脅。切削液中添加的某些成分對人體的影響是巨大的,一旦切削液被人所吸收產生的嚴重后果就是中毒。因此根據不同的加工工藝要求選擇合適的切削液是節(jié)約發(fā)動機制造企業(yè)生產成本,降低對環(huán)境污染的有效措施。
3.3綠色切削液的開發(fā)與應用一是要積極地改善切削液的成分,根據航空發(fā)動機性能的要求,選擇具有環(huán)保、可再生資源作為切削液的主要構成原料,比如在不影響發(fā)動機零件性能的基礎上可以采取植物油作為切削液的主要成分。二是積極創(chuàng)新切削液的添加劑成分。比如開發(fā)研究硼酸酯類添加劑、鉬酸鹽系緩蝕劑、新型防腐殺菌劑等。三是開發(fā)傳統(tǒng)切削液的替代品。傳統(tǒng)的以油脂為主的切削液具有處理不方便,對環(huán)境影響大的缺陷,而液氮則具有揮發(fā)性,其在使用后能夠快速的揮發(fā),其不會產生任何的污染,而且液氮的制冷效果也要高于傳統(tǒng)的切削液。
4面向綠色制造技術的機床和刀具系統(tǒng)
4.1面向綠色制造技術的機床設備隨著航空發(fā)動機性能的不斷提高,對制造航空發(fā)動機的機床設備要求也越來越嚴格,尤其是在高科技信息時代背景下,要求航空發(fā)動機的機床設備也要具備高端科技化技術:首先由于發(fā)動機的零部件原件的強度不斷提高,因此需要切削機床必須有足夠高的剛性,以此提高機床加工的工作效率。同時機床的冷卻應采用噴霧、冷風或壓縮空氣。其次利用MQL技術對機床結構改進。實施MQL技術是提高機床排屑性能的重要技術。
4.2面向綠色制造技術的刀具技術首先要選擇適合發(fā)動機零件加工的刀具。加工刀具的材質要符合加工零件材質的要求,要根據不同的加工原料采取相應的刀具,比如鎢鉆類適合用于加工鑄鐵、有色金屬等短切屑的工件。而鎢鈷鈦類由于存在少量硬度更高而韌性稍遜的鈦化物,更合適加工鋼件等長切屑的工件。同樣刀具的不同涂層材質對加工原料的影響也是不同的,例如氮化鈦涂層可增加刀具表面的硬度和耐磨性,降低摩擦系數,減少積屑瘤的產生,延長刀具壽命。其次加強廢舊硬質合金刀片再利用。提高廢棄刀具的回收利用是降低生產成本,提高企業(yè)經濟效益的重要手段。最后,研制適合干切削加工的刀具材料。由于速干式切割的過程中會產生大量的熱能,大大降低刀具的使用壽命,因此刀具要具有耐高溫性、耐磨性、高強度和高沖擊韌性。當然對刀具表面進行涂層處理實際上也會產生很好的效果,通過涂抹可以在刀具與零件加工過程中形成一種隔熱層,進而有效避免刀具因為受熱而出現磨損較大的現象出現。
2數控技術的生產利用
在一些惡劣的生產環(huán)境中利用數控技術尤為重要,在化工生產過程中,粉塵、有毒有害氣體無時不刻威脅著生產工人的人生安全,數控技術的引用不僅改善了工人的勞動條件,提供了安全保障,同時對企業(yè)來說,也提高了產品的生產效率,實現機械化。在生產加工中對環(huán)境要求非常高的加工過程中,數控技術可以擺脫人的因素,能提供更優(yōu)的生產環(huán)境,例如在食品加工過程,傳統(tǒng)的作坊式生產明顯不能滿足我們對食品衛(wèi)生的要求,在現在化無菌化生產條件中數控技術減少了人為操作,一切由機械代替手工自動完成,保證了生產加工的質量要求。數控技術對既定的生產過程進行控制,一般采用負反饋的調節(jié)機制,利用傳感器發(fā)現錯誤并及時采取相應的處理方法,實現全過程的智能化一體化生產。
2.1在采煤業(yè)中的應用
在傳統(tǒng)的采煤業(yè)中,一般是由采煤工人在地下進行挖煤作業(yè),由于地下情形的不可預知性,煤礦事故頻繁發(fā)生。即使是在采用機械化采煤技術的今天人工的操作依舊存在,地下煤層環(huán)境的不同,也需要采用不同的機械。數控技術在采煤機的應用,解決了單件下料的重要難題,數字化技術能夠模擬出最優(yōu)的套料方案,不僅能實現采煤機械的高效率生產,還能極大的避免人工直接操作的危險性,降低甚至杜絕了煤礦事故的發(fā)生,提高煤礦生產企業(yè)的經濟效益。
2.2在汽車行業(yè)中的應用
汽車行業(yè)近些年在我國發(fā)展迅猛,數控技術在汽車工業(yè)中加快了汽車零部件的標準化生產,有數控技術控制的生產中心更加智能化,不僅高效率還能滿足產品更新的要求,還能制造一些極為復雜的零部件,為汽車工業(yè)的整體發(fā)展添磚加瓦。將不同零部件數字化處理后存儲在計算機中,利用模擬技術可以虛擬制造出各種汽車模型同時利用各種試驗軟件模擬測驗,了解其參數,更迅速的開發(fā)出一種產品來,縮減了汽車的研發(fā)周期。
2.3在新型機械制造領域的應用
在航天領域,許多零部件需要特殊的加工,才能滿足平整度、剛度、柔韌性的要求,傳統(tǒng)的制造也很難滿足這些加工要求,這就要求數控技術對材質進行精密的微加工,不僅節(jié)約了材料還能更快的實現零部件的加工,推動了航天領域的發(fā)展。其它高精度的科學儀器亦是需要數控技術的應用。
3機械數控技術的未來發(fā)展
3.1更精確
利用數控技術完成高精度的機械操作,在微米級乃至于納米級的操作級別上手工借助機械一般很難完成及其細微的工作,只有通過數字控制技術進行分子的自組裝完成對納米級別的加工,數控技術精確到每一步,嚴格控制生產環(huán)境,將各個生產環(huán)節(jié)嚴絲合縫的連接起來,最終完成高精度超復雜的產品生產。
3.2更大
在微觀領域,數控技術可以做到微米級和納米級,機械設備也可以做的很小。在另一方面,數控技術結合大型生產機械也成了未來發(fā)展的一種走向。利用數控技術為核心的3D打印技術可以自行一體化建設大型建筑,在對復雜機械的組裝上,大型組裝機械自動精確組裝每一個零部件,節(jié)省時間提高效率。
3.3更快
沒有最快只有更快,數控裝置在未來幾年內需要具備高速處理大量指令的能力,處理數據的能力和反應的時間長短決定了精確度。這不僅需要算法上的不斷改進和優(yōu)化,更需要硬件設施的不斷提升。由于計算機運行速度的飛速提升,CPU的運行頻率早已達到上千兆MHz,在微秒級別上依舊能夠快速做出反應。在另一個方面,伴隨著數據處理速度的提升,機械傳動速度度提升也十分迅猛,主傳動軸的轉動速度已經達到100000轉每分鐘了,轉速的提高對附加的進給部件的剛度和韌性也提高了很大的要求。
數控技術作為一種高新技術,從實質上而言,其是指利用計算機技術對傳統(tǒng)機械制造技術進行科學的控制,以便保證機械制造過程的安全性,并提高機械制造的效率和質量。在機械制造中,數控技術的應用主要是為了對機械設備的角度、速度等進行合理的控制。與傳統(tǒng)機械制造技術相比,數控技術具備三個優(yōu)點,即效率高、精度高、柔性自動化。數控技術在機械制造中的應用是以機械自動化為基礎,其也是構成機械制造集成系統(tǒng)的主要部分之一。
1.2原理
在機械制造中,數控技術屬于一種高新技術,而這種技術的應用也是對計算機技術、精密測算、自動控制等綜合使用的重要體現。從結構方面而言,數控技術的主要構成部分是現代數控系統(tǒng),而要想利用這種系統(tǒng)對不同的機械設備進行控制,論機械制造中數控技術應用孫響英雙峰縣職業(yè)中專417700需要依靠存儲程序來實現?,F代數控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))作為構成數控技術的主要部分,該系統(tǒng)主要包括CNC裝置、輸入和輸出裝置、速度控制單元及軟件等多個部分,而其中最為重要的部分是CNC裝置。CNC系統(tǒng)中的CNC裝置屬于一種特殊的電子計算機,這種裝置的使用是為了利用硬件對軟件的運行進行合理的控制,以便保證軟件的運行效果。在機械制造中,數控技術的應用原理是將機床加工信息輸入到CNC系統(tǒng)中,再經由電子計算機輸出到驅動電路。另外,在數控技術的應用過程中,機械制造人員需要對該過程進行實時控制,以便保證對機械制造過程的控制能夠更加精準,機械制造的質量和效率能夠得到有效的提升。
2數控技術在機械制造中的應用
隨著科學技術的不斷創(chuàng)新,以及機械市場的激烈化發(fā)展,數控技術在生活中各個行業(yè)也得到了更為廣泛的應用,而這主要體現在以下幾個行業(yè)中的應用。
2.1機械設備
在機械制造中,機械設備是基礎條件,但其所起的作用卻極為重要。數控技術在機械制造中的應用可以使機床加工得到更好地控制,而數控機床的應用是指利用數字化方式對機械零件加工工藝的各種信息進行處理,并以代碼的方式對機械制造過程進行管理,以便確保機械制造過程能夠真正實現機電一體化管理。在機械制造中,數控技術的應用是利用計算機對機床進行控制,以使機械制造的精度和效率能夠得到有效提升,并真正實現自動化操作。利用數控技術對機床進行控制的優(yōu)勢在于零件加工過程比較簡便,不像傳統(tǒng)操作方式那樣復雜,制造人員只要將零件加工信息輸入到存儲程序中,就可以實現自動化操作。由此可以看出,數控技術在機械制造中的應用,不僅能夠提高機械制造的質量及設備的運行效率,也能夠對機械制造過程進行合理的簡化,而這對增強機械設備的可控性有很大幫助。
2.2工業(yè)生產
市場競爭的激烈化發(fā)展也現代工業(yè)生產增加了很大的難度,而對工業(yè)生產而言,數控技術的應用可以使機械設備完成機械操作人員在惡劣工作環(huán)境下無法完成的任務。同時,數控技術在工業(yè)生產中的應用不僅能夠提升機械設備的運行效率,也能夠提高工業(yè)產品的生產質量。比如汽車零件的生產由數控機械進行控制,可以有效的提高汽車零件生產的質量。汽車齒輪需要依據設計的圖紙及實驗所得的數據進行生產,利用數控技術控制汽車齒輪的生產,可以提高汽車齒輪的契合度,也能夠提升數控機械生產汽車齒輪的精準度。在工業(yè)生產中,數控技術包含的控制單元是由計算機構成,而將工業(yè)生產程序輸入數控技術包含的現代數控系統(tǒng)中,并利用計算機將指令輸送給驅動單元,及時檢測指令輸出情況,以便保證工業(yè)生產的質量和效率。假如在數控技術應用中,操作人員存在錯誤操作,傳感裝置會及時將信息反饋給控制單元,從而確保控制單元能夠及時的采取保護措施。一般情況下,執(zhí)行控制單元保護措施的結構主要是由機械原件和伺服系統(tǒng)構成。此外,在工業(yè)生產中,數控技術的使用不僅能夠減輕機械操作人員的工作壓力,也能夠提高工業(yè)產品的生產質量和效率,這對提升工業(yè)生產安全性有很大幫助。比如,在汽車零部件生產中,高速電主軸的HVM800型臥式加工中心的轉速最高可達到24000r/min,而工作臺在不到1s行程就可以達到1m,這不僅提高了汽車零部件生產的效率,也在一定程度上增加了汽車制造企業(yè)所獲得的經濟利益。
2.3煤礦機械
煤礦開采必須使用的設備是采煤機,而當前煤礦開采所使用的采煤機的改良速度比較快,且具備品種多、批量小等特點,這也代表著采煤機生產技術比較簡單,往往是采用焊件生產。在煤礦機械的焊件下料中,傳統(tǒng)機械制造技術很難得到煤礦機械制造要求,而如今所使用的數控氣割技術是利用龍骨板程序進行采煤機焊件下料,這可以有效的提高采煤機焊件下料的安全性。
目前我國機械制造行業(yè)有一個比較嚴重的問題:我國的機械制造產品針對外國的技術在需求方面比較高。例如:大部分消費者購買了國產機械產品過后,會發(fā)現雖然是國內機械產品,但是很多關鍵部位卻需要國外的機械技術才能加以完成,這樣的問題長時間以來就會讓國內的消費者產生一種比較“畸形”的消費觀念:會非??隙ǖ恼J為進口機械產品的質量一定好于國內機械產品的質量。因此,我國機械制造行業(yè)必須面對這些問題,面臨這樣重大的挑戰(zhàn),需要更加重視機械產品的生產能力與生產質量,逐步提升機械制造過程中的科技含量。從而在未來的時間,從質量方面來改善人們對于國產機械產品的偏激認識,不斷增強國內機械制造行業(yè)的競爭勢力,才能更好的立足于現代市場競爭的環(huán)境之中。
二、機械制造自動化
利用主控器來輸入相關的數據與編碼,從而來對機械進行操作來代替一些人工無法實現的速度,無法實現的制造精度,無法適應的復雜等等過程。將機械制造產品的達標率提高,在一定程度上降低了工作的難度,縮短了生產時間,是目前現代化工業(yè)生產的基本要求。
針對目前我國機械產業(yè)所存在的問題,若要改變現狀,提升自身生產實力,最大限度的保障產品質量,將生產成本逐漸降低,對機械制造現代化技術的實現是我國機械制造行業(yè)的必然趨勢。只有將機械自動化實現,才能真正提升自身的生產水平,才能順應市場的需求,才能適應時代的發(fā)展。而且目前自動化極限的實現是數控技術的應用,也是推動傳統(tǒng)機械制造產業(yè)向現代化機械制造產業(yè)過渡。
三、數控技術的分析
1.工業(yè)生產中的數控技術。在實際生產的操作過程中,需要先設計相關的程序編號,然后將這些程序編碼輸入到計算機中去,讓計算機來進行自動控制的生產代替制造操作方面的動作。在實際的生產過程中,同時計算機也會檢測到是否可能出現生產故障或者系統(tǒng)錯誤,然后制定出及時的改善措施,確保生產穩(wěn)定進行。數控實際操作的過程中,也需要人工擔任監(jiān)督工作,從而不僅能更好的保障生產過程穩(wěn)定而安全的運行,而且能提升生產效率,在出現突況的同時,還能及時的采取保護措施。因此,工業(yè)生產中融入數控技術不僅能更好的改善生產條件與環(huán)境,將工業(yè)生產行業(yè)所隱含的危險系數降低,還能節(jié)省更多的勞動力,縮減開支,提高產品生產效率,更好的保障了產品的質量。因為產品在生產的過程中是通過計算機進行控制操作的,所以眾多產品之間不會出現傳統(tǒng)工藝中較大差異的問題。
2.煤礦機械中的數控技術。我國煤礦行業(yè)具有一定的利潤優(yōu)勢,采煤機械在這個因素的推動下得到了高速的發(fā)展,而且基于開采煤礦的環(huán)境存在一定的差異性,因此,機械的種類與先進設備在開發(fā)的過程中也不相同。通常一般的機械在進行生產的時候都是按小批量來的。由于開采機械的機殼是通過焊件的使用才制造毛培的。傳統(tǒng)加工方式對于單件下料這個問題來講是比較難的。利用數控技術進行控制切割,不僅能更好的完成采煤機械的葉片、滾筒等方面的處理工作,突破了傳統(tǒng)的仿形法,讓整個生產過程得到了優(yōu)化。由此可見,在數控技術在采煤機械中使用的優(yōu)勢在于:利用數控技術制造采煤機械有助于將切割速度最大限度的提升,讓鋒利的葉片在等同的時間內,實現更多的采集目標。特別是實際操作過程中也突破傳統(tǒng)的機械操作模式,大大降低了采煤行業(yè)的危險系數,促進了生產效率的提升。
工業(yè)設計的一個重要的目標就是通過設計能夠為人們提供一個更為舒適的生活方式,提升人們的生活質量,使得我們的生活更加的自然、環(huán)保以及和諧,因此工業(yè)設計這項工作還具有很強的實踐性,需要有較強的應用性。
1.2時代感強
應該注意的是,在不同的時代背景之下,工業(yè)設計應該有不同的需求。在當前新的形勢之下,工業(yè)設計的基本需求就是綠色、節(jié)能,由此可見,工業(yè)設計還具有較強的時代感。
2工業(yè)設計的發(fā)展現狀
在工業(yè)革命之后,工業(yè)設計行業(yè)迅速發(fā)展起來,但是從總體上來看,我國的工業(yè)設計歷史較短,發(fā)展的速度相對比較緩慢。近幾年來,隨著我國社會主義市場經濟的發(fā)展,我國很多企業(yè)面臨經濟方面的糾紛也越來越多,這就使得一些企業(yè)開始意識到工業(yè)設計的重要意義,將更多的注意力轉移到了工業(yè)設計當中。并且這些企業(yè)在工業(yè)設計中也確實投入了大量的財力和人力資源,他們希望能夠通過優(yōu)化工業(yè)設計來提升企業(yè)自身的核心競爭力。
3機械設計制造技術的發(fā)展情況
機械設計制造技術包括了很多的步驟和環(huán)節(jié),例如:產品的設計以及產品的制造等,此外還涉及到了產品的售后服務等環(huán)節(jié)。我國的機械設計制造基礎相對比較薄弱,同西方發(fā)達國家相比較還存在較大的差距,主要表現為當前我國主要依靠引進國外的先進技術來實現發(fā)展,自主創(chuàng)新能力不高,這也限制了我國機械設計制造技術的發(fā)展與進步。此外,雖然我國的勞動力資源豐富,但是在投入的資金方面還不夠充足,這也在一定的程度上造成了機械設計制造行業(yè)發(fā)展緩慢。我國工業(yè)產品的質量雖然在最近幾年得到了一定的提升,但是在工業(yè)產品的使用性能方面還存在一定的不足,在產品外觀的設計上還有所欠缺。
4工業(yè)設計以及機械設計制造技術的應用
工業(yè)設計同機械設計制造技術有各自不同的特征,如果能夠將這二者有機的結合在一起,那么就可以極大的提高企業(yè)的競爭力,提高企業(yè)的經濟效益。但是從當前的實際情況來看,我國很多的小型企業(yè)在生產的技術以及生產的資金投入等方面還受到了一定的限制,這樣就使得他們在機械的設計和制造技術上難以取得突破,技術水平相對比較落后,為企業(yè)的工業(yè)設計帶來了難度。所以在機械設計制造技術的應用過程中,政府的相關部門需要充分的發(fā)揮好宏觀調控的作用,對市場經濟進行合理的、適當的調節(jié),從而更好的引導工業(yè)企業(yè)朝著節(jié)能以及環(huán)保的方向發(fā)展。此外還可以對中小企業(yè)給予一定財政方面的支持,鼓勵他們轉變傳統(tǒng)的設計理念。
2我國機械設計制造自動化技術發(fā)展的現狀分析
機械設計制造以及實現工業(yè)生產的自動化需要做很多的準備工作,其中包括要擁有良好的產品設計模塊、保證產品的加工具有系統(tǒng)性、對于產品的銷售要具有規(guī)劃和策略,同時對現有機械制造體系進行整體的改造和完善,保證行業(yè)能夠具有一定的競爭力,在國際競爭市場中可以站穩(wěn)腳步。機械設計制造以及自動化的實現離不開先進技術的支持,對于發(fā)達國家而言該技術已經較為成熟,但我國目前能處于發(fā)展階段,相應的技術體系還需要進一步完善。針對我國目前機械制造及自動化工業(yè)發(fā)展的實際情況而言,我國一直都在加強對其的研究力度,具體的來說,CIMS技術在我國的應用越來越為廣泛,我國目前建有很多關于該技術的實驗室,并且通過一定的實際操作對該技術體系不斷進行改良和完善,我國先后開展了很多關于CIMS技術的研究項目,對CIMS工程軟件不斷進行更新,優(yōu)化。機械設計制造行業(yè)與IMS軟件有著很大的聯系,可以說二者相互影響,相互制約,因為會涉及到企業(yè)產品設計自動化的實現,工藝設計自動化的實現。加強對制造業(yè)質量技術的改善,建立良好的信息數據庫,可以為我國機械制造行業(yè)經濟的發(fā)展增加源源不斷的動力。目前我國仍有許多機械制造企業(yè)的管理信息系統(tǒng)存在很多缺陷,導致先進的CAD技術不能與企業(yè)的機械制造相融合,最總導致企業(yè)的自動化生產水平不高,數控機床技術的廣泛應用,制造行業(yè)的技術和設備也需要進行一場巨大的更新。二十一世紀是信息時代,也是機械制造領域需要大跨步的時代,一方面給我國國名經濟的發(fā)展帶來了巨大的機遇,另一方面也對我國機械制造行業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的沖擊,因為我國機械制造領域的自動化水平與西方發(fā)達國家相比較仍有一定的差距,如果不能夠改變成產技術落后,制備工藝落后的現狀,則會對我國工業(yè)的國際市場競爭力帶來極其不良的影響??梢哉f實現全球化、科學化、自動化等模式是我國機械設計制造領域發(fā)展的必然趨勢。
3關于機械設計制造及其自動化技術應用環(huán)節(jié)的多元化分析
3.1機械設計制造及其自動化技術的應用趨勢
為了保證我國機械制造企業(yè)的長期發(fā)展,落實好基礎環(huán)節(jié)的自動化模塊是非常必要的,從而進行機械加工體系的健全,進行可編程控制器、工業(yè)機器人的有效應用,立足于我國經濟的發(fā)展情況,進行制造業(yè)基礎工作體系的健全,實現其內部各個環(huán)節(jié)的協(xié)調,以應對機械設計及其制造的國際化潮流。在當今國際科技應用背景下,進行先進性的制造技術的應用是必要的,這涉及到機械制造自動化技術、信息技術、傳感技術等的應用,保證現代系統(tǒng)管理體系的健全,積極做好相關的生產組織管理工作,進行高新技術的普及,讓制造及其自動化技術真正實現其系統(tǒng)性、整體性,從而保證我國制造業(yè)國際競爭力的提升。這對于機械制造成本提出了更高的要求,其產品開發(fā)模塊、工藝設計模塊、加工制造模塊等面臨著巨大的挑戰(zhàn)。如何做好機械制造體系的整體性應用工作,這是當下制造業(yè)發(fā)展所必須要解決的問題。機械制造業(yè)的市場競爭核心,就是生產率的提升,保證其市場全球化的拓展,進行勞動生產率提升,進行生產成本的控制,保證其制造成本、制造質量等的優(yōu)化,這離不開對先進機械制造及其自動化技術的更新。
2機械制造工藝與精密加工技術的應用分析
2.1關于現代機械制造工藝的應用分析
2.1.1氣體保護焊工藝。在進行焊接工藝的使用中,需要明確的一點是,該焊接的主要熱源之一就是電弧。在進行工作的時候,他的主要特點就是將某種惰性氣體或者性質符合要求的氣體作為焊接物之間的有一種保護的介質,在焊接工作開展的過程中,這種氣體就會從噴槍中配出來,對電弧的周圍進行一種有效的保證,這樣做就保證電弧、熔池和空氣三者之間能夠達到有效的分析。這種做的目的是為了保證有害氣體不會干擾到焊接工作的正常進行,保護焊接工作中的電弧能夠正常的進行燃燒、工作。在當代社會的發(fā)展中,應用最多的保護氣體應該屬于二氧化碳保護氣體,該氣體的使用是因為其使用性質較為不錯,并且制造的成本也比較低廉,適合大范圍的使用,所以,其在當代機械制造行業(yè)得到了有效且廣泛的應用。
2.1.2電阻焊工藝。該工藝是把焊接物置于正電極、負電極之間進行通電操作,當電流通過時,就會在焊接物之間的接觸面及其周圍形成“店長效應”,從而焊接物達到熔化并融合的效果,實現壓力焊接的目的。該工藝的特點是焊接質量較好、工作生產效率較高、充分實現機械化操作、且需要時間較短、氣體及噪聲污染較小等,優(yōu)點較多。電阻焊工藝目前已在航空航天、汽車和家電等現代機械制造業(yè)中應用較廣。但其也存在缺點和不足,即焊接設備的成本較高、后期維修費用大,并且沒有有效的無損檢測技術等。
2.1.3埋弧焊工藝。該工藝是指在焊劑層下燃燒電弧而進行焊接的一種焊接工藝。其分為自動焊接以及半自動焊接兩種焊接方式。進行自動焊接時,通過焊接車把焊絲以及移動電弧送入從而自動完成焊接操作。進行半自動焊接時,則是由機械完成焊絲送入,再由焊接操作人員進行移動電弧的送入操作,因此增加了勞動成本,目前應用較少。以焊接鋼筋為例,過去經常采取手工電弧焊的方法,即半自動埋弧焊,而如今電渣壓力焊取代了半自動埋弧焊,該焊法生產效率較高、焊縫質量好,并且具有良好的勞動條件。但選擇該焊接工藝焊接時需要注意選擇理想的焊劑,因為焊接的工藝水平、應用電流大小、鋼材的級別等許多技術指標都可以通過焊劑堿度充分體現出來,所以要特別注意焊劑的堿度。
2.1.4螺柱焊工藝。該工藝是指首先把螺柱與管件或者板件相連接,引入電弧使接觸面熔化在一起,再對螺住施加壓力進行焊接。其分為儲能式、拉弧式兩種焊接方式。其中儲能式焊接熔深較小,在薄板焊接時應用較多,而拉弧式焊接與之相反,在重工業(yè)中應用較多。該兩種焊接方式都為單面焊接方式,因此具有無需打孔、鉆洞、粘結、攻螺紋和鉚接等諸多優(yōu)勢,特別是無需打孔和鉆洞,能夠確保焊接工藝不會發(fā)生漏氣漏水現象,現代機械制造業(yè)中應用極廣。