威海華順精密機(jī)械有限公司介紹精密加工的發(fā)展趨勢(shì)
2020-04-30
機(jī)械制造技術(shù)從提高精度與生產(chǎn)率兩個(gè)方面司時(shí)迅速發(fā)展起來(lái)。在提高生產(chǎn)率方面,提高自動(dòng)化程度是各國(guó)致力發(fā)展的方向,近年來(lái),MCN C到CIMS發(fā)展迅速,并且在-定范圍內(nèi)得到了應(yīng)用。從提高精度方面,從精密加工發(fā)展到超精密加工,這也是世界各主要發(fā)達(dá)國(guó)家致力發(fā)展的方向。其精度從微米到亞微米,乃至納米,其應(yīng)用范圍日趨廣泛,在高技術(shù)領(lǐng)域和軍用工業(yè)以及民用工業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。如激光核聚變系統(tǒng)、超大規(guī)模集成電路、高密度磁盤(pán)、精密雷達(dá)、導(dǎo)彈火控系統(tǒng)、慣導(dǎo)級(jí)陀螺、精密機(jī)床、精密儀器、錄象機(jī)磁頭、復(fù)印機(jī)磁鼓、煤氣灶轉(zhuǎn)閥等都要采用精密加工技術(shù)。
隨著精密機(jī)械和電子技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代產(chǎn)品越來(lái)越精密。例如:超大規(guī)模集成電路中要求在1mf平面上集成幾十萬(wàn)個(gè)以上的元件,線(xiàn)條寬度只有1μ m,形狀和位置誤差小于0.05μ m°于是對(duì)相應(yīng)的機(jī)床精度提出更高的要求,加工工藝等也必須相應(yīng)采取有效措施來(lái)保證加工要求。
根據(jù)相關(guān)資料的技術(shù)研究,精密加工目前所能達(dá)到的水平為:尺寸公差不大干0.5~1μm,形狀公差不大于0.01μ m,表面粗糙度Ra不大于0.01μ m。所用的機(jī)床有:精密銑床、精密研磨機(jī)、光學(xué)透鏡精密研磨機(jī)、精密寶石研磨加工機(jī)、超精密磨加工機(jī)等。機(jī)床的零部件是動(dòng)、靜壓軸承和導(dǎo)軌、彈性導(dǎo)軌、滾珠或滾柱預(yù)壓含油軸承和導(dǎo)軌,使用的刀具與材料是磨科與金剛石等,控制系統(tǒng)一般為直流伺服電機(jī)(DC)一-半閉式,帶編碼器最佳控制、邏輯控制或精密直流司服電機(jī)一一閉環(huán),用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制。
目前, 制造技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段之一,許 多發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視制造技術(shù)的水平和發(fā)展利用它進(jìn)行產(chǎn)品革新、擴(kuò)大生產(chǎn)和提高國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)能力。發(fā)展制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主攻方向和戰(zhàn)略決策,同時(shí)又是一個(gè)國(guó)家獨(dú)立自主 、繁榮富強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)。目前,精密與特種加工技術(shù)水平是一個(gè)國(guó)家制造I業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。精密加工所能達(dá)到的精度、表面粗糙度、加工尺寸范圍和幾何形狀是一個(gè)國(guó)家制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之-精密與特種加工技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取得成功的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展尖端技術(shù),發(fā)展國(guó)防工業(yè),發(fā)展微電子工業(yè)等,都需要精密與特種加工技術(shù)來(lái)造相關(guān)的儀器、設(shè)備。
2精密機(jī)械加工方法
根據(jù)加工方去的機(jī)理和特點(diǎn),精密加工可分為刀具切削加工、磨料加工、特種加工和復(fù)合加工四大類(lèi)。
隨著加工技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了許多新的加工機(jī)理,因此在精密加工,特別是在微細(xì)加工中.根據(jù)零件成形機(jī)理和特點(diǎn)。分為去除加工、結(jié)合加工和變形加工三大類(lèi)。去加工又稱(chēng)為分離加工,是利用力、熱、電、光等加工方法從工件去除-部分材料,如切削、磨削、電加工等。結(jié)合加工是利用理化方法在工件表面上附著(沉積)、注入(滲入)、焊接一層不同材料,如電鍍、氣相沉積、氧化、滲碳、粘接、焊接等。變形加工是利用力、熱、分子運(yùn)動(dòng)等手段使工件產(chǎn)生變形,改變其尺寸、形狀和性能,如鑄造、鍛壓等??梢?jiàn)加工的概念已突破傳統(tǒng)的去除加工手段,具有堆積、生長(zhǎng)、變形等特色,同時(shí)強(qiáng)調(diào)了表面處理,形成了表面加工技術(shù)。3精密機(jī)械(切削)加工的技術(shù)和工藝優(yōu)勢(shì)
精密機(jī)械(切削)加工與無(wú)屑工藝相比,切削加工 的優(yōu)點(diǎn)首先在于,既有很高的材料切除率,又有良好的經(jīng)濟(jì)性。例如與激光等離子加工工藝相比即如此;這是因?yàn)檫@種工藝目前只有供應(yīng)很大的能里才能達(dá)到較高的材料切除率,另-方面,加工出的工件能否達(dá)到尺寸和形狀精度要求尚存問(wèn)題。無(wú)屑?jí)毫庸ぶ饕糜诖笈锷a(chǎn),往往需要后序切削加工,以獲得最終合格的工件形狀。因此機(jī)械(切削)加工的主要優(yōu)點(diǎn)是能使工件達(dá)到較高的精度。
精密機(jī)械加工應(yīng)用廣泛,特別是 伴隨小批里生產(chǎn)發(fā)腱趨勢(shì),對(duì)工件的形狀和尺寸精度要求越來(lái)越高,為機(jī)械加工開(kāi)辟了新的更加廣泛的領(lǐng)域。使用車(chē)床自然要進(jìn)行各種車(chē)削加工,但還應(yīng)注意到,鉆削、銑削、磨削以及切齒等加工過(guò)程都可集中在-臺(tái)車(chē)床上完成(工序集成)的趨勢(shì),這就是現(xiàn)在發(fā)展起來(lái)的車(chē)銑加工中心的復(fù)合機(jī)床的加工方法。4精密機(jī)械加工的內(nèi)容
精密機(jī)械加工的技術(shù)難度大,影響因素多,涉及面廣,投資強(qiáng)度大,產(chǎn)品個(gè)性強(qiáng),其主要內(nèi)容有以下五個(gè)方面:
(1)加工機(jī)理除傳統(tǒng)加工方法的精 密化外,非傳統(tǒng)加工(特種加工)方法發(fā)展迅速。當(dāng)前,傳統(tǒng)加工方法主要有金剛石刀具精密切剛、盤(pán)剛石微粉砂輪精密磨削、精密高速切削和精密砂帶磨削等;非傳統(tǒng)加工方法主要有電子束、離子束、激光束等高能束加工、電火花、電化學(xué)加工、光刻(刻蝕)等。并出現(xiàn)了具有復(fù)合加工機(jī)理的電解研磨、磁性研磨、磁流體拋光、超聲珩磨等復(fù)合加工方法。加工機(jī)理的研究是精密和超精密加工的理論基礎(chǔ)和新技術(shù)的生長(zhǎng)點(diǎn)。
(2)被加工材料精密機(jī)械加工的被加工材料在化學(xué)成分、物理力學(xué)性能、化學(xué)性能、加工性能上均有嚴(yán)格要求,應(yīng)該質(zhì)地均勻、性能穩(wěn)定、外部?jī)?nèi)部均無(wú)宏觀(guān)和微觀(guān)缺陷。符合性能要求的被加工材料才能得到精密機(jī)械加工的預(yù)期效果。
(3)加工設(shè)備和工藝裝備精密機(jī)械加工應(yīng)有高精度、高剛度、高穩(wěn)定性和自動(dòng)化的機(jī)床,相應(yīng)的金剛石刀具、立方氮化硼刀具、金剛石砂輪、立方氮化瑚砂輪。及相應(yīng)的高精度 、高剛度夾具等工藝裝備,才能保證加工質(zhì)里。
精密機(jī)械加工應(yīng)首先考慮要有相應(yīng)精度的精密加工機(jī)床,不少精密機(jī)械加工往往是從設(shè)計(jì)制作其超精密機(jī)床開(kāi)始的。并要配置所需刀具。目前,通用的系列的精密機(jī)械加工機(jī)床較少。批里也不會(huì)大。精密機(jī)械國(guó)工機(jī)床造價(jià)很高,需專(zhuān)門(mén)訂貨,如果在已有的精密機(jī)械加工機(jī)床上加工尚不能滿(mǎn)足要求時(shí)??赏ㄟ^(guò)工藝措施或誤差補(bǔ)償?shù)葋?lái)提高加工精度。
(4)檢則精密機(jī)械加工必須具備相應(yīng)的檢則技術(shù),威海華順精密機(jī)械有限公司在形成加工和檢測(cè)一體化。對(duì)于精密機(jī)械加工的檢則有三種方式:離線(xiàn)檢則、在位檢測(cè)和在線(xiàn)檢測(cè)。離線(xiàn)檢則是指在加工完成后,將工件送到檢驗(yàn)室去檢則;在位檢測(cè)是指工件在機(jī)床上加工完成后不卸下,就地進(jìn)行檢則,若發(fā)現(xiàn)有什么問(wèn)題.便于再進(jìn)行加工;在線(xiàn)檢測(cè)則是在加I過(guò)程中進(jìn)行檢則,以便能夠主動(dòng)控制和實(shí)施動(dòng)態(tài)誤差樸償。
誤差補(bǔ)償是提高加工精度的重要措施,是在機(jī)床制造精度已達(dá)到一定水平的基礎(chǔ)上。分離出其影響誤差,利用誤差補(bǔ)償裝置對(duì)誤差值進(jìn)行補(bǔ)償。其中靜態(tài)誤差補(bǔ)償是根據(jù)事先則出的誤差值,在加工時(shí)通過(guò)硬件或軟件進(jìn)行補(bǔ)償,如機(jī)床傳動(dòng)絲杠的螺距誤差可通過(guò)修正尺來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償;動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償是在線(xiàn)檢測(cè)的基礎(chǔ)上,在加工時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
精密機(jī)械加工的在線(xiàn)檢則補(bǔ)償技術(shù)是精密機(jī)械加工實(shí)現(xiàn)質(zhì)里保證的關(guān)鍵技術(shù)。將檢則技術(shù)融于精密機(jī)械加工的內(nèi)容之中,采用在線(xiàn)測(cè)量的方式,能使操作者及時(shí)發(fā)現(xiàn)工件存在的問(wèn)題,并反饋給數(shù)控系統(tǒng)。據(jù)抽樣調(diào)查,目前我國(guó)因產(chǎn)品質(zhì)里問(wèn)題,如廢品、次品、返修品等,所造成的經(jīng)濟(jì)損失約為產(chǎn)值的10%~15%,而在線(xiàn)測(cè)里技術(shù)應(yīng)用于精密機(jī)械加工,其最直接的經(jīng)濟(jì)效益就在在于既節(jié)省了工時(shí)又提高了測(cè)里精度。而且由于利用了機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的功能,又使得數(shù)控系統(tǒng)能及時(shí)得到檢則系統(tǒng)所反饋的信息,從而能及時(shí)修正系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差,以改變機(jī)末的運(yùn)動(dòng)數(shù),更好地保證加工質(zhì)里,促進(jìn)加工測(cè)量一體化的發(fā)展,確保了精密機(jī)械加工良性發(fā)展。
(5)工作環(huán)境精密機(jī)械加工要求在-定的環(huán)境下工作,才能達(dá)到在精度和表面質(zhì)里上的技術(shù)參數(shù)。工作環(huán)境的條件主要有溫度、濕度、凈化、防振等方面的要求,有時(shí)尚有噪聲、光、靜電、電磁、放射線(xiàn)等方面的特殊要求。5精密機(jī)械加工任務(wù)的現(xiàn)狀
中國(guó)精密機(jī)械加I等技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r對(duì)于我國(guó)機(jī)械機(jī)構(gòu)和制造來(lái)說(shuō)意義重大。
在設(shè)計(jì)方面,計(jì)算機(jī)助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)普及化o計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù),是電子信息技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,是促進(jìn)科研成果的開(kāi)發(fā)和轉(zhuǎn)化,促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和學(xué)科的更新和改造,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化,增強(qiáng)企業(yè)及其產(chǎn)品在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)能力,加速?lài)?guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防現(xiàn)代化的一項(xiàng)關(guān)鍵性高新技術(shù),也是進(jìn)一步向計(jì)算機(jī)集成制造(CIMS)發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)。精密機(jī)械加工博客指出,CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用,提高了我國(guó)企業(yè)整本的設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。以二維CAD和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理為重點(diǎn),在軟件市場(chǎng)和企業(yè)應(yīng)用方面得到充分的發(fā)揮。
在應(yīng)用方面,各種高新技術(shù)發(fā)展迅速,并取得了顯著的成效。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:快速原型制造技術(shù)由起步邁向成熟,應(yīng)用初具規(guī)模;精密成形與精密機(jī)械加工技術(shù)水平顯著提高,在汽車(chē)零部件、重大裝配制造中獲得廣泛應(yīng)用;熱加工工藝模擬優(yōu)化技術(shù)取得重要進(jìn)展,使材料熱加工由“技藝走向"科學(xué)”;激光加工在基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)方面有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用獲得經(jīng)濟(jì)效益,數(shù)控技術(shù)取得重要進(jìn)展,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率有所提高;現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)智能儀表研究開(kāi)發(fā)獲重要進(jìn)展,應(yīng)用已有一定的基礎(chǔ);現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)研究和應(yīng)用取得突破,在國(guó)際上已占有-席 之地。
在管理方面,新生產(chǎn)模式的研究和實(shí)踐具有特色,推動(dòng)了我國(guó)造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和管理現(xiàn)代化。據(jù)精密機(jī)械加工博客所知,通過(guò)學(xué)習(xí)和引進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的管理經(jīng)驗(yàn),采用計(jì)算機(jī)管理,重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展,推出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(JID) ,敏捷制造(AM),精益生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù),通過(guò)精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)、咸少管理層次和消除各種浪費(fèi)現(xiàn)象,顯著提高了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益。
技術(shù)在精密機(jī)械加工上得到大發(fā)展,精密機(jī)械加工再讓制造工藝得以更高效,這樣我們的生產(chǎn)和發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)良性循環(huán)的模式。6精密機(jī)械加工未來(lái)發(fā)展預(yù)測(cè)
近二+年以來(lái)機(jī)械造業(yè)正以迅猛的發(fā)展步伐向精密加工、超精密加工發(fā)展,在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中精密加工、超精密加工將成為在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的關(guān)鍵技術(shù)?,F(xiàn)代制造業(yè)之所發(fā)要致力于提高加工精度,其主要原因在于提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)里,提高其質(zhì)里的穩(wěn)定性和性能的可靠性,促進(jìn)產(chǎn)品的小型化、功能性強(qiáng),零件互換性好,產(chǎn)品的裝配、調(diào)試生產(chǎn)率高,并促進(jìn)制造裝配自動(dòng)化。
隨著制造業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)在的精密機(jī)械加工正在從微米、亞微米級(jí)工藝發(fā)展,在今后的加工中,普通機(jī)械加工、精密加工與超精密加工精度可分別達(dá)到1 m、0.01μ m、0.001μ m (即1nm),而且超精密加工正在向原子級(jí)加工精度逼進(jìn)( 0.1nm)。隨著極限加工精度的不斷提高,為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步創(chuàng)造了條件,也為機(jī)械冷加工提供了良好的物質(zhì)手段。
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