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關(guān)鍵詞:數(shù)控加工技術(shù);原理;重要性;應(yīng)用
在目前的機械加工發(fā)展中,數(shù)控加工技術(shù)有了長足的進步,但是和發(fā)達國家相比,還存在著一定的差距。在信息化高速發(fā)展的當(dāng)下,機械制造業(yè)中應(yīng)用到信息化的數(shù)控加工技術(shù)越來越多,應(yīng)該積極利用先進技術(shù)的發(fā)展機遇,更好的為機械制造業(yè)發(fā)展服務(wù),爭取在最短的時間內(nèi)趕上發(fā)達國家的技術(shù)水平。
1數(shù)控技術(shù)的原理
數(shù)控計算機設(shè)備大多都是嵌入式的計算機系統(tǒng),不僅擁有數(shù)控機床所匹配的接口單元功能,還有功能模塊的結(jié)構(gòu),這樣就能準(zhǔn)確的定位以及調(diào)控工作臺所運用的是計算機網(wǎng)絡(luò)的遠程操作,可以大大提高整體的工作效率。為了保證編制程序能夠正常工作,應(yīng)該及時的處理固定工件的位置。在使用設(shè)備的時候,將各個坐標(biāo)的移動分量將其傳輸?shù)剿鶎?yīng)的驅(qū)動電源之中,機床切削運動保持朝著編制好的路徑來進行。在記錄這些數(shù)據(jù)的時候,就得需要依靠裝置之內(nèi)的插補功能。在計算機的數(shù)控裝置,將數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)娇刂蒲b置之中由控制系統(tǒng)來進行一個有效地管理。應(yīng)用數(shù)字化的信息來及時控制機械的加工以及運動的過程就是數(shù)控技術(shù)的內(nèi)涵。數(shù)控技術(shù)能夠最大限度的提高機械設(shè)備運作的自動化效率,從而更加方便、快捷的服務(wù)于現(xiàn)代機械加工。數(shù)控技術(shù)由四個部分組合而成:傳感檢測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)、光電技術(shù)。先要預(yù)設(shè)編程,然后把事先編輯的程序指令放入對應(yīng)的設(shè)備來加以必要的控制。綜合以上的論述,不難發(fā)現(xiàn)機械加工機床的發(fā)展離不開數(shù)控技術(shù),設(shè)備的工作效率和機械加工技術(shù)的靈活性都隨之得到了有效提高。數(shù)控技術(shù)發(fā)展到當(dāng)下漸已處于現(xiàn)代加工業(yè)的核心位置。從發(fā)展的程度來看,數(shù)控系統(tǒng)的性能得到了有效提高,已經(jīng)可以很好的應(yīng)用在機械加工產(chǎn)品的各項需求上。
2數(shù)控加工技術(shù)
從廣義上來說,數(shù)控加工技術(shù)所指的是利用數(shù)字控制技術(shù)開展更高效率、更高精度的機械加工;從狹義上說,數(shù)控加工技術(shù)是指以傳統(tǒng)技術(shù)(網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機技術(shù)、機械加工技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、光機電技術(shù))和自身特有技術(shù)(自動化技術(shù)、高效率與高精度加工技術(shù))為出發(fā)點,運用數(shù)字控制技術(shù),以提高機械加工質(zhì)量為目的,通過推進機械加工概念和工作方式的變革,實現(xiàn)高效率、高精度的機械加工。綜合起來講,數(shù)控加工技術(shù)有其他技術(shù)所無法比擬的靈活性、操作性,在提高企業(yè)加工效率和質(zhì)量上都具有十分重要的現(xiàn)實意義。
3數(shù)控加工技術(shù)在現(xiàn)代機械加工領(lǐng)域的重要性
機械加工技術(shù)自動化的發(fā)展其實是很多因素共同作用下產(chǎn)生的結(jié)果,這其中有社會經(jīng)濟的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的更新,最為關(guān)鍵的因素是應(yīng)用計算機發(fā)展而來的數(shù)控加工技術(shù)。作為一種新型的加工技術(shù),數(shù)控加工技術(shù)的重要性主要有以下幾點。一是作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)支持。數(shù)控加工技術(shù)是一種比較先進的技術(shù),對促進更多新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展上有很多積極的貢獻,特別是在將那些高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化上有著不可替代的作用。數(shù)控加工技術(shù)是將高新技術(shù)從實驗室研發(fā)過程中轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用(也就是理論與實踐相結(jié)合),進而面向市場的有效途徑,所以數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展是推動整個國民經(jīng)濟發(fā)展的重要關(guān)節(jié)點,在經(jīng)濟的發(fā)展有著基礎(chǔ)性的作用。二是數(shù)控加工技術(shù)是實現(xiàn)國防現(xiàn)代化的重要技術(shù)支撐。各國的國防競爭在很多方面都是先進技術(shù)之間的競爭。一項先進的國防裝備在發(fā)明之后,由于在制造技術(shù)方面存在一定的局限性,大規(guī)模的裝備很難做到,數(shù)控加工技術(shù)能夠大大改善這種現(xiàn)狀,其可以作為裝備的批量化制造。值得一提的是,數(shù)控加工技術(shù)不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量,還可以大量提高國防裝備性能和威力。
4數(shù)控加工技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用
近些年來,我國的數(shù)控加工技術(shù)在機械加工的應(yīng)用速度極為驚人。其有比較明顯的高精度、高效率、低成本的優(yōu)勢,一經(jīng)推廣就得到很好的口碑,市場上所占的比例比較大。事實證明,數(shù)控加工技術(shù)是未來機械加工技術(shù)的主要發(fā)展趨向。
4.1在機床設(shè)備中的有效應(yīng)用
在現(xiàn)階段的加工領(lǐng)域里,機床設(shè)備還是各個加工行業(yè)最為基本的使用工具,數(shù)控加工技術(shù)在機床設(shè)備中的應(yīng)用在一定程度上反映著國家工業(yè)的自動化發(fā)展水平。數(shù)控加工技術(shù)在機床設(shè)備中實際應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化的機床,不僅使機床加工具能夠在可控范圍內(nèi),有效的工作效率,而且數(shù)控加工機床是使用代碼代表機床的各個操作步驟,例如:主軸轉(zhuǎn)速與變速、刀具的選擇、冷卻液的啟停等,機床的各個步驟的進行正常運轉(zhuǎn)是依靠數(shù)控計算機所發(fā)出控制指令來實現(xiàn)的,自動化在此得到實現(xiàn)。
4.2在煤礦機械制造中的有效應(yīng)用
我國人口眾多,所需要的能源資源量是巨大的,煤礦資源是其中的一個,在此大背景下我國采煤機的發(fā)展也有了很大幅度的提高。因為在煤礦開采的過程中,周遭的環(huán)境是比較復(fù)雜的,所以在采煤機的使用上也很復(fù)雜:品種眾多、更新速度快、沒有達到批量生產(chǎn)。對于這些問題,傳統(tǒng)加工技術(shù)根本無法實現(xiàn)。數(shù)控加工技術(shù)能夠很好的將這一問題進行解決。進行批量加工時,數(shù)控加工技術(shù)只需要將程序進行簡單的更改就可實現(xiàn),而且具有自動加工、質(zhì)量優(yōu)良,成本低廉、比較容易操作的優(yōu)勢,并且功能和精度都能夠滿足要求。
4.3在汽車工業(yè)的有效應(yīng)用
19世紀(jì)末汽車工業(yè)得以起源,經(jīng)過幾十年才發(fā)展起來,究其原因為汽車所需要零部件比較繁多、并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、所需要的精準(zhǔn)度又比較高、致使造價上較為昂貴。但是得益于數(shù)控加工技術(shù)在汽車加工領(lǐng)域的有效應(yīng)用,汽車零部件的加工技術(shù)有了質(zhì)的飛躍,復(fù)雜零件得到了快速制造和批量加工,汽車的加工成本得到了極大的降低。數(shù)控加工技術(shù)將高速數(shù)控機床與加工機床進行了有效融合形成了高速、高柔性、高效率、高質(zhì)量的生產(chǎn)線,從而打破了汽車生產(chǎn)中的傳統(tǒng)加工模式,將多品種、中小批量零件的高效、低成本加工變?yōu)榱爽F(xiàn)實,極大地推動了汽車行業(yè)的發(fā)展,所以數(shù)控加工技術(shù)是汽車工業(yè)高速發(fā)展的關(guān)鍵所在。
5結(jié)束語
數(shù)控加工技術(shù)是一種新型的機械加工模式,很多時候是衡量一個國家綜合實力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。所以全世界的國家都在進行數(shù)控加工技術(shù)的研發(fā),我國經(jīng)過了幾年的發(fā)展,數(shù)據(jù)加工技術(shù)在機械加工領(lǐng)域得到了全面的應(yīng)用,正在一步步的減少與發(fā)達國家之間的距離,相信在不久的將來,夙愿終將達成。
作者:呂桐桐 單位:東北特鋼集團北滿特殊鋼有限責(zé)任公司
參考文獻:
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1.從教室走進實訓(xùn)車間是機械加工技術(shù)課程教學(xué)改革的必然
現(xiàn)階段,受大多數(shù)家長們望子成龍的思想影響,中等職業(yè)學(xué)校的招生每況愈下,各校之間的競爭也越來越激烈,生源質(zhì)量越來越差,中職教育越來越難。縱觀各中職學(xué)校,在專業(yè)課程教學(xué)中都普遍存在難度大,而學(xué)生的學(xué)習(xí)能力差的問題。機械加工技術(shù)課程具有“內(nèi)容抽象、枯燥乏味,與數(shù)學(xué)和物理緊密聯(lián)系”等特點,而中職學(xué)生普遍存在學(xué)習(xí)能差,缺乏應(yīng)有的數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)和自主探究的能力,部分學(xué)生甚至完全沒有基礎(chǔ),這使得機械加工技術(shù)課的教學(xué)難度非常大。但隨著加工技術(shù)快速發(fā)展,為了滿足專業(yè)教學(xué)和學(xué)生未來工作的需要。因此,改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式,加強實訓(xùn)環(huán)節(jié)的建設(shè)與研究,從感性教學(xué)入手,培養(yǎng)動手操作能力,加強記憶,就十分有必要。
2.在實訓(xùn)車間進行機械加工技術(shù)課程教學(xué)的優(yōu)勢
在實訓(xùn)車間進行機械加工技術(shù)課程教學(xué),使教學(xué)形象直觀,學(xué)生容易掌握。許多任課教師在實際教學(xué)中都遇見過這種情況:對某些設(shè)備的功能或操作方法反復(fù)講解,不如將實物呈現(xiàn)給學(xué)生或演示一遍該操作方法更容易讓學(xué)生掌握。例如,在講解“軸類零件的加工方法”內(nèi)容時,雖然都是最普遍、最常見的,但對于從來沒有接觸過、沒有操作過的學(xué)生來講,課堂理論教學(xué)只是紙上談兵而已,學(xué)生沒有直觀認(rèn)識,難以想象出零件是什么樣的。哪怕給學(xué)生講過以后,他們碰到這些實物零件,還是不知該怎么識別和區(qū)分。若把這些內(nèi)容對照實物來講解,讓學(xué)生邊聽邊認(rèn)識和區(qū)分,并操作,這樣學(xué)生就能輕松識別和掌握該零件的特性,同時也學(xué)會了操作,對所加工的零件有較深刻的印象。
動手操作、動腦學(xué)習(xí)交替進行,提高知識接受率。中職學(xué)生動手能力強,針對這一情況,教師可以在實訓(xùn)車間進行教學(xué),以生動的演示激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。例如,在進行“軸類零件的加工方法”的教學(xué)中,先給學(xué)生20分鐘觀察模型,然后再進行理論性講解。
教師應(yīng)該精心創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的良好氛圍。由于學(xué)生所看到的都是實訓(xùn)車間的實物,內(nèi)心都想立刻通過實踐來驗證,所以實訓(xùn)車間的現(xiàn)場教學(xué)可以充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性,培養(yǎng)學(xué)生自主探究、分析和解決問題、實際操作的能力,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,讓學(xué)生把所學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實際操作中去。
3.如何順利開展實訓(xùn)車間教學(xué)
第一,提高教師的“雙師型”素養(yǎng)。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進地發(fā)展,科學(xué)發(fā)明創(chuàng)造也與時俱進,各類知識相互交織,任課教師僅僅局限于本學(xué)科教學(xué)的研究是不夠的。學(xué)生對新奇事物的學(xué)習(xí)興趣不斷增加,學(xué)習(xí)內(nèi)容越來越豐富,尤其是通過網(wǎng)絡(luò)平臺可以找到任何學(xué)生感興趣的知識并進行學(xué)習(xí)。這就要求教師要加強學(xué)習(xí),尤其要學(xué)習(xí)新技術(shù)和新知識,隨時關(guān)注與本專業(yè)相關(guān)學(xué)科的最新發(fā)展,以防知識落伍,這不但有利于提高教師的教學(xué)水平,還利于引導(dǎo)學(xué)生進行探究性學(xué)習(xí)。
目前很多中職學(xué)校采用理論知識由“理論教師”講解,實訓(xùn)課程“實訓(xùn)教師”講解,“理論與實訓(xùn)”教師分離的做法,“實訓(xùn)教師”都是在企業(yè)中工作過的技師或工程師。這種教學(xué)方式的目的是好的,但具體實施起來卻會產(chǎn)生難題。對于同一個知識點,每位教師都有自己的見解,這樣就導(dǎo)致理論與實驗無法完美地銜接起來。這就要求必須培養(yǎng)能將教師與技師或工程師這兩者有機融合的“雙師型”教師。可見,在該課程教學(xué)中,任課教師所具備的專業(yè)素質(zhì)與綜合能力是學(xué)生能否學(xué)好該課程的重要因素之一。
第二,建立與教學(xué)配套的實習(xí)實訓(xùn)車間。中職學(xué)校實訓(xùn)車間既是從事教學(xué)、實訓(xùn)及交流的重要場所,也更是培養(yǎng)技能型人才的基地。為達到良好的教學(xué)效果,中職學(xué)校必須建立與教學(xué)配套的實訓(xùn)車間。
中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)理論知識,最重要的是要掌握實際操作技能,要能勝任生產(chǎn)一線的工作,并能解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的技術(shù)問題。這就要求教師改變傳統(tǒng)的“填鴨式”的教學(xué)模式,逐步轉(zhuǎn)化為“講、學(xué)、做”相結(jié)合的現(xiàn)代教學(xué)模式,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,大大提高學(xué)生的綜合能力。
參考文獻:
[1]王曉霞.“以行動為導(dǎo)向”的教學(xué)設(shè)計研究――“普通機床加工技術(shù)”課程教學(xué)設(shè)計 [J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2008,24(03).
綠色機械加工技術(shù)作為一項新型技術(shù)項目,是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及經(jīng)驗總結(jié)而出現(xiàn)的,其是在滿足機械加工效率的前提下以資源保護和環(huán)境保護為一個重點關(guān)注方向的工作,其采用各類相應(yīng)的技術(shù)措施,從而達到節(jié)約資源的目的。在這個過程中不僅僅可以讓環(huán)境污染得到有效控制,同時也可以讓人們的健康水平維持較高水準(zhǔn)。例如在通過使用劑不僅僅能夠讓機械運轉(zhuǎn)更為順暢,同時也能夠降低機械消耗,優(yōu)化原料使用,使得資源合理利用、配置。所以要實現(xiàn)綠色機械制造的整體目的就需要在加工的過程中采用相應(yīng)的有效技術(shù)進行處理。比如:合理的處理切削液,減少切削液直接排入河流等水源中,避免造成水源水質(zhì)的污染,另外,在采用處理技術(shù)的過程中需要綜合采取各類保護措施,以便取得更好的加工效果[2]。
2綠色機械加工技術(shù)的具體應(yīng)用
綠色機械加工技術(shù)的應(yīng)用是極其廣泛的,主要表現(xiàn)為以下幾個方面:
2.1對于綠色機械加工切削液的研制
綠色加工的本質(zhì)目的在于讓機械加工過程污染情況得到控制,使得機械加工達到環(huán)保要求。在這一過程中雖然干式切削方式是一個重要的選擇,但是由于受到技術(shù)等方面的限制和制約,實際具有應(yīng)用意義的機械加工方式是難以有效實現(xiàn)的,在這種情況下也就凸顯了綠色機械加工切削液的作用。在實際研究過程中首先要對基礎(chǔ)油進行合理篩選,另外需要注意采用合理的抗磨劑。切削液在研發(fā)及使用過程中并不會影響周圍環(huán)境,并且可以讓相關(guān)機械如刀具等的耐磨性能得以提升,這對于機械加工生產(chǎn)及運作將帶來促進作用,為最終實現(xiàn)綠色機械加工提供必要的基礎(chǔ)條件。
2.2低污染或者無污染的冷卻技術(shù)
除了上述的機械加工切削液研制,針對當(dāng)前干式切削技術(shù)仍不夠成熟的問題,低污染或者無污染的技術(shù)也是彌補這種機械加工方式缺陷的一個重要的方式,在這個過程中只需要通過添加小劑量的劑,就可以有效的促進切削加工過程的順利進行,同時還有利于提升機械加工的制造的質(zhì)量。這種技術(shù)有著非常顯著的優(yōu)勢,例如:其在加工的過程中因為不會產(chǎn)生廢液,這不僅不僅可以有效的節(jié)約資源減少刀具的磨損,延長刀具的使用壽命,還極大的減少了廢液的產(chǎn)生,減少了環(huán)境污染,因此,其在機械加工方面的應(yīng)用也越來越廣泛[4]。
3綠色機械加工技術(shù)的發(fā)展前景展望
基于上述綠色機械加工技術(shù)具有的特點以及其各類技術(shù)在綠色機械加工方面的應(yīng)用,下面是筆者結(jié)合自身的工作實踐提出的關(guān)于綠色機械加工技術(shù)的發(fā)展前景展望,具體有以下幾點內(nèi)容:
3.1綠色機械加工液的發(fā)展應(yīng)用
在相關(guān)技術(shù)水平不斷提升的情況下,以自然降解油劑為基礎(chǔ),結(jié)合冷風(fēng)條件,在油劑上加入少量水分作為原料,同時采用合適的技術(shù)對其進行加工,最終得到目標(biāo)綠色機械加工液,而這種技術(shù)被稱為微量油膜附水滴技術(shù)。通過應(yīng)用該技術(shù)可讓環(huán)境情況得到有效改善,降低污染,并實現(xiàn)零排放。這種綠色機械加工技術(shù)讓傳統(tǒng)機械發(fā)展方向也出現(xiàn)了一定程度的變革。一方面可以有效的減少劑的使用,另外還可以促進其作用的有效發(fā)揮,在微量油發(fā)揮作用,微小量水和冷風(fēng)也發(fā)揮著冷卻的作用,并且促進著機械加工的順利進行,從而使得整個加工過程不會出現(xiàn)廢液,實現(xiàn)機械加工過程的零排放、綠色化。
3.2綠色機械加工技術(shù)對環(huán)境的影響微乎其微
相對與傳統(tǒng)的機械加工技術(shù),在綠色機械加工技術(shù)推廣應(yīng)用的過程中,其對于環(huán)境的影響是非常小的,可以說是微乎其微,可以忽略不計。對于加工過程中的廢液做到零排放,通過對廢液進行有效控制可從側(cè)面降低化學(xué)液劑量,同時通過冷風(fēng)作用并結(jié)合自然降解油劑,配合部分水讓切削液可循環(huán)利用。而且如果不使用傳統(tǒng)的冷卻裝置還可以有效的節(jié)能在20%以上。另一方面綠色機械加工技術(shù)的合理應(yīng)用可讓刀具損耗得到控制,相關(guān)統(tǒng)計表明在利用綠色機械加工技術(shù)后可促使刀具應(yīng)用壽命延長一倍,保證了機械加工的質(zhì)量與效率。
3.3降低污染并產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益
通過對傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)的改進和完善,其不僅在降低污染方面發(fā)揮著巨大的作用,還具有著巨大發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)應(yīng)用的前景,有著很大經(jīng)濟效益。在當(dāng)前使用的機械設(shè)備中,多數(shù)的設(shè)備都是使用者切削液,這種切削液的使用極大危害了操作使用人員的身體健康,還嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境,因此,綠色機械加工液的具有著廣闊的市場空間,大力推廣可以有效的實現(xiàn)經(jīng)濟、社會以及環(huán)境效益的有效統(tǒng)一。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:復(fù)合材料;機械加工;切割
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.022
1 引言
復(fù)合材料指的是將兩種或兩種以上的物質(zhì)經(jīng)過人工合成過程組成某種具有不同的性能與特征的多相固體材料。在現(xiàn)代工程中,常見的復(fù)合材料包括金屬復(fù)合材料、陶瓷復(fù)合材料和樹脂復(fù)合材料等。由于復(fù)合材料普遍具有重量輕、韌性好、耐熱性好等優(yōu)點,因而在航空航天、紡織機械、體育器材、化工設(shè)備、建筑工程、船舶重工等重要行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。
在初步成型復(fù)合材料之后,大多數(shù)情況下要根據(jù)實際情況和預(yù)計應(yīng)用目標(biāo)對其進行進一步的機械加工。在復(fù)合材料制品成型前,機械加工是最后一道生產(chǎn)工序,必須得到足夠的重視,才能保證復(fù)合材料制品的生產(chǎn)質(zhì)量與工藝合格。常見的復(fù)合材料機械加工方法包括常規(guī)和非常規(guī)兩種。根據(jù)復(fù)合材料的性能的差異,對其機械加工方法進行具體的制定與設(shè)計。總的來說,常規(guī)方法由于操作簡便,有著十分廣泛的應(yīng)用。但是由于其加工精度普遍不高,并且刀具的磨損速度快,不足以加工形狀復(fù)雜的工件,并且加工過程中會產(chǎn)生大量的粉塵與廢料,污染環(huán)境的同時,還威脅人體健康。相比之下,非常規(guī)方法操作較為復(fù)雜,但這種方法能加工形狀復(fù)雜的工件,且可控性強,對道具的磨損也沒那么嚴(yán)重,具有常規(guī)方法不可比擬的優(yōu)勢,是復(fù)合材料機械加工領(lǐng)域未來發(fā)展的主要方向。
2 復(fù)合材料的常規(guī)機械加工技術(shù)
2.1 鋸切
對于玻璃纖維增強熱固性基體層壓板,通常采用手鋸或者圓鋸進行切割。熱塑性樹脂基復(fù)合材料也是采用手鋸或者圓鋸切割,但操作時須要加冷卻劑。而石墨復(fù)合材料就要采用具有硬質(zhì)合金的刀具切割。碳纖維增強型復(fù)合材料一般采用金剛砂刀具切割效果較好。金屬基復(fù)合材料可以用金剛石線鋸切割,但只能沿直線方向進行,且速度較慢。
2.2 銑削、切割、車削和磨削
目前來說,碳纖維增強型復(fù)合材料的磨削加工的相關(guān)研究還比較少,現(xiàn)有的工作主要集中在對不同的砂輪磨削性能的對比上,磨削技術(shù)在碳纖維復(fù)合型材料中的應(yīng)用還有待研究。復(fù)合材料層合板可以在標(biāo)準(zhǔn)機床上進行銑削加工。銑削刃一般都非常鋒利,常見的有黃銅銑刀、碳化鎢銑刀、高速鋼銑刀、和金剛石銑刀等。金屬基復(fù)合材料一般用銑削、切割、車削和磨削均可。
2.3 鉆孔和仿形銑
在需要對復(fù)合材料進行鉆孔和仿型銑時,熱固性材料可能會發(fā)生收縮,因此,在進行操作時需要注意控制好余量,另外要保證鉆頭鋒利,能夠使得工件升溫較小,且鉆屑快速去除,以免影響加工進行。因為同樣的原因,要保證鉆頭具有特定的螺旋角和退屑槽,并且采用合適的鉆速,使得孔較為光滑,具有比較好的加工效果。
2.4 其他常規(guī)機械加工方法
部分禿喜牧希如熱固性聚合物基層合板也可用其他特殊加工設(shè)備(切齒機、自動螺紋切割機、鉸孔機、剃齒機、沖孔機和沖床等) 進行加工。另外,這種材料的機械加工還包括剪切、沖切、熱割、沖孔、鉸孔、拋光、滾光、去毛刺等。其中,沖孔和剪切在標(biāo)準(zhǔn)的金屬加工設(shè)備上進行,可以加工熱的或冷的工件。不過這些方法需要注意工作的溫度,必要時可對材料適當(dāng)加熱。
3 復(fù)合材料的非常規(guī)機械加工技術(shù)
3.1 高壓水切割和高壓水磨砂切割
高壓水切割加工技術(shù)的原理是高壓水在經(jīng)小孔噴嘴后高速射向材料,將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閷Σ牧系膲毫Γ共牧袭a(chǎn)生應(yīng)力發(fā)生斷裂,實現(xiàn)材料的切割。該方法由于加工出來的切口質(zhì)量好,工件的結(jié)構(gòu)完整性也強于常規(guī)的機械切割,而且沒有切屑或者粉末飛揚,對環(huán)境與人體健康沒有危害,展現(xiàn)出了其特有的優(yōu)勢。目前,這種技術(shù)已廣泛應(yīng)用在航天和其他很多工業(yè)領(lǐng)域中。可用于切割大量非金屬基和金屬基復(fù)合材料。高壓水磨砂切割是高壓水流中混有磨砂粒子,與高壓水切割原理相同,主要用于切割陶瓷材料以及金屬基復(fù)合材料。
3.2 電子束加工(EBM)和超聲波加工(USM)
由高速聚集的高能電子束轟擊工件表面,產(chǎn)生局部高熱,從而使材料汽化和揮發(fā),完成材料的切割。此過程一般在真空中進行。這種方法屬微量切削加工,加工精度很高。金屬基復(fù)合材料可以用多種能量的電子束進行切割加工。而超聲波機械加工適用于對材質(zhì)硬而脆的材料,例如寶石、陶瓷等材料上開槽和打孔。
3.3 電火花加工(EDM)
如果在被介電材料隔開的工件與電極之間加上電壓,電壓達到一定程度會擊穿電介質(zhì),產(chǎn)生電火花,此時,局部溫度急劇升高,可達1200℃ ,可以熔融或汽化材料,形成一個材料表面的小火口。該方法適用于金屬基復(fù)合材料和一些具有良好導(dǎo)電性能的復(fù)合材料的加工。但是EDM存在的主要弊端是工具磨損快,增加了加工成本。
3.4 激光束加工
激光加工基于激光相當(dāng)于強的熱源,能使材料局部發(fā)生汽化,產(chǎn)生一個極小的高熱區(qū),可用于切割各種材料。激光束切割的特點在于實際切縫小、切割速度快、局域能量高,能節(jié)省很多原材,并能切割出各種復(fù)雜形狀。切割復(fù)合材料,目前工業(yè)上常用的兩種激光器是摻欽憶鋁石榴石激光器和二氧化碳激光器。
3.5 電化學(xué)加工(ECM)
簡單的說,電化學(xué)加工是用電解質(zhì)溶解工件上的電化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。電解質(zhì)常用能與工件起化學(xué)反應(yīng)的液體,如NaCl水溶液、NaNO3溶液等。在ECM過程中,工具和工件之間加有一個電場,工具是陰極,工件是陽極。陽極工件所使用的材料隨著加壓逐漸溶解并轉(zhuǎn)移到陰極,實際相當(dāng)于電鍍的逆過程。由于常規(guī)ECM中,電極和工件互相是不接觸的,所以加工過程不會對工件造成損傷。
4 結(jié)束語
對復(fù)合材料的機械加工來說,傳統(tǒng)的常規(guī)方法工藝上相對來說也較成熟,可是難以加工具有復(fù)雜形狀的工件。而非常規(guī)的特種加工手段,加工的質(zhì)量高、形狀復(fù)雜、經(jīng)濟效益高,相比常規(guī)機械加工方法具有不可比擬的優(yōu)點。在機械加工領(lǐng)域,我們要重視加工技術(shù)的改進與擴展,并鼓勵這方面的開發(fā)和研究工作。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:課程整合;課程結(jié)構(gòu);內(nèi)容調(diào)整
中國分類號:G642.3
文獻標(biāo)識碼:A
文章編號:1672-3198(2009)04-0240-01
在教學(xué)體系改革中,除了教學(xué)計劃的重新修訂之外,最主要的是對課程的整合及對教材的處理及調(diào)整。例如將《機械制圖》與《公差配合與技術(shù)測量》及《計算機繪圖》等加以整合;將《金屬切削原理及刀具》、《機床夾具設(shè)計》、《機械制造工藝學(xué)》三門專業(yè)課程加以整合,成為《機械加工技術(shù)》一門課程。經(jīng)過幾年的教學(xué),不斷的總結(jié)經(jīng)驗,并發(fā)現(xiàn)問題,現(xiàn)以這門課程的整合為例,談一下對課程整合的內(nèi)容及教學(xué)提一些自己的看法和建議。
這門課程是集三門課為一體,把以往《金屬切削原理及刀具》、《機床夾具設(shè)計》、《機械制造工藝學(xué)》三門課的內(nèi)容有機的融合為一體。本課程以機械制造工藝為主線展開。改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式的《金屬切削原理及刀具》單列課程的弊端,課程單列內(nèi)容較多,理論性較強,但對高職高專的的學(xué)生而言很多內(nèi)容,用處并不大。高職學(xué)生應(yīng)以實用為主,而這些原理性的知識對其來說不僅難于把握而且實用性不大,對于高職類學(xué)生來說,理論知識應(yīng)以基本夠用為原則,對于理論性知識只需做一般性的了解就可以了,鑒于上述原因我們將這部分內(nèi)容做了大量的刪減。而夾具做為一個工裝設(shè)備,與機制工藝課程一起介紹,會使二者很好的融為一體,這樣不僅便于學(xué)生的理解也容易掌握。同時非機械制造專業(yè)的學(xué)生?對夾具結(jié)構(gòu)及設(shè)計的內(nèi)容要求更是無需太多,只要求了解并做到會用即可。經(jīng)過多年的教學(xué)歸納和總結(jié),從教學(xué)及實用的角度出發(fā)我們對這三門課程做了適當(dāng)?shù)恼咸幚恚蔀橐婚T專業(yè)課程,集中講解,但具體這個整合課程應(yīng)該怎樣刪減、怎樣整合才更具有實際的意義,更能達到預(yù)期的目的,這是此次整合的關(guān)鍵。如果只是簡單地把三門課程“縮小”,然后再依次羅列,這樣的整合只能說是迎合時尚,并非真的改革創(chuàng)新。
此次整合,首先從形式上看,教學(xué)課時有了明顯的縮減,由原來的三門課共一百五十多學(xué)時,縮減為現(xiàn)在的七十幾個學(xué)時。由原來兩學(xué)期的課程,更改成現(xiàn)在的一學(xué)期來完成,那么如何分配這幾十個學(xué)時就顯得非常重要了,內(nèi)容的刪減要合理化;知識的銜接要科學(xué)化;課堂講授要簡單化;學(xué)生掌握要容易化。這樣不僅從時間上保證了集中上課的這種優(yōu)勢,同時也會使知識更加連貫。要讓學(xué)生初步掌握機械加工制造這一過程的精髓,能學(xué)以致用。
通過幾年來的社會調(diào)查和教學(xué)實踐,本門課程我們采用了項目教學(xué)法并對內(nèi)容及講授方式做了如下的調(diào)整;
在學(xué)期初通過對典型零件的分析首先提出本課程的教學(xué)目標(biāo):機械加工技術(shù)對典型零件工藝過程分析。這個完整的題目包含了五個具體的課題。并以實例的形式,圍繞看項目完成課題。
課題一:典型零件的工藝分析。
即對零件的工藝性分析與審查。一般在零件圖樣設(shè)計和毛坯設(shè)計以后進行的。包括零件的構(gòu)成;尺寸的標(biāo)注;定位基準(zhǔn)的選擇;零件的技術(shù)要求等。力求把這一前期工作做到更仔細(xì)、更扎實,減少失誤和反工,不留隱患為后續(xù)工作鋪平道路。
課題二:工藝路線的設(shè)計。
介紹了零件的表面形式,什么樣的表面用什么方法加工;如何安排工藝流程;如何正確選用刀具、夾具等等。比如一個完整的零件無論其復(fù)雜與否通常都是由各種平面、外圓、內(nèi)孔等基本型面構(gòu)成的,不同的表面選擇的加工方式也不盡相同,即使是同一種表面,由于零件的形狀、大小及加工精度等要求不同,所選擇的加工手段也不一樣。這樣我們就在分析典型零件的時候,按照加工工藝流程,介紹什么樣的表面加工應(yīng)該選擇什么樣的機床、刀具,使用什么樣的夾具等。同時介紹即使選擇同樣的機床、刀具及夾具那么選擇不同的切削參數(shù)其加工結(jié)果及表面質(zhì)量也不相同從而詳細(xì)的介紹如何合理的選擇切削參數(shù)才能做到優(yōu)質(zhì)高效等,并把這些內(nèi)容融合在一起完整地講解,使其成為一個完整的體系。能使學(xué)生更系統(tǒng)地掌握這些知識,而且也能在今后的生產(chǎn)實際中靈活運用,達到我們的教學(xué)目的。
課題三:刀具及其幾何參數(shù)。
針對于具體的零件加工介紹刀具選用及其參數(shù)。改革過程中對切削原理這部分的內(nèi)容做了很大的改動,刪減了一些理論性很強,但在實際生產(chǎn)應(yīng)用中意義不大的內(nèi)容。如刀具靜態(tài)角度與工作角度間的換算、切削規(guī)律的研究、非標(biāo)準(zhǔn)刀具的設(shè)計等等。在對理論性很強的部分做大量刪減的同時強調(diào)學(xué)生要學(xué)會如何選用刀具,了解什么樣的機床應(yīng)選用哪種類型的刀具,不同的加工表面要選擇不同的刀具進行加工。也就是強調(diào)學(xué)生在生產(chǎn)實際中能靈活使用和選擇刀具。
目前有一些機類的專業(yè)也考慮到這樣的問題,所以對此課程也做了相應(yīng)的修改。幾乎所有的現(xiàn)用教材都將刀具角度部分省略不講,對此我想提出個人的想法。我覺得不應(yīng)該將刀具幾何角度部分刪除不講。根據(jù)多年的教學(xué)及在對生產(chǎn)實際的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),刀具幾何參數(shù)問題在整個工藝過程中是一個不可缺少的非常重要的參數(shù)。不論是刀具的設(shè)計角度以及修磨參數(shù)。都將直接影響著切削規(guī)律、切削性能,所以為了學(xué)生能真正掌握這部分內(nèi)容,并能在實踐中得以應(yīng)用,有兩部分內(nèi)容必須介紹詳細(xì)。首先是刀具角度的基本定義。這樣在介紹刀具角度對切削規(guī)律影響的時候,學(xué)生便可以很容易的一一對應(yīng),也只有這樣,才能使學(xué)生在眾多繁雜的刀具中,很容易地分析所要控制的角度是哪一個。其次需要重點強調(diào)的部分是刀具的幾何參數(shù)對切削過程的影響。如何通過控制刀具幾何參數(shù)來改善切削性能,提高切削質(zhì)量等等。這些都將為學(xué)生日后的生產(chǎn)實踐提供非常有用的理論基礎(chǔ)。學(xué)生在學(xué)完此部分之后,應(yīng)該能達到根據(jù)不同的加工要求,選擇合理的幾何參數(shù),并且能及時修磨刀具,充分發(fā)揮刀具的使用性能。
課題四:切削用量的合理選擇。
這部分是全篇的核心需要重點講解,切削用量是工藝過程的另一個非常關(guān)鍵的參數(shù)。我們都知道切削用量選擇的合理與否,會直接影響著生產(chǎn)的三步曲,即產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本。正因為如此,我們每次在課程設(shè)計環(huán)節(jié)中,都必不可少地要求學(xué)生為每一道工序選擇合理的切削用置。如果此處輕描淡寫一帶而過,那么不但學(xué)生不能很好地完成設(shè)計內(nèi)容,而且對以后學(xué)習(xí)一些計算機輔助設(shè)計軟件編程時也會出現(xiàn)障礙。更不必說會對今后的生產(chǎn)實踐產(chǎn)生直接的影響。當(dāng)前很多高新技術(shù)設(shè)備所使用的編程軟件,都要求設(shè)計使用人員能正確地選擇參數(shù)。只有使學(xué)生掌握了切削用量選擇的原則,及在工藝過程中的影響及作用,才能使學(xué)生更合理地使用參數(shù),提高加工質(zhì)量。這樣才會使我們培養(yǎng)出來的學(xué)生,既具有動手操作的能力,同時也有靈活運用所學(xué)知識,在滿足加工要求的前提下,使用更合理的參數(shù),達到優(yōu)質(zhì)高效的目的能力,這樣就與只會操作不懂專業(yè)知識的普通工人有了明顯的層次差別。
課題五:機床夾具部分。
目前,我們的學(xué)生在工廠大部分是從事機床設(shè)備的操作與維護及機床的裝配調(diào)試等工作,而具體進行設(shè)計的很少。根據(jù)這點,我們在介紹夾具這部分的時候,對具體的設(shè)計部分可以簡略一些。例如定位原理、定位元件的選擇、定位誤差的計算、定位精度的分析等等。而要求學(xué)生能掌握使用夾具的目的,夾具的工作原理、作用,及不同機床夾具的特點,能正確選擇,使用夾具等。這些基礎(chǔ)知識,基本上就能滿足其今后的工作需要。
以往我們在這部分花費的時間很多,而效果卻并不好。那么我們可以根據(jù)具體情況,作以省略和刪減。對于機床夾具部分,我建議除了要求學(xué)生掌握正確選擇和使用夾具外,還可以用此部分來訓(xùn)練學(xué)生的讀圖能力,雖然不需要學(xué)生自己會設(shè)計夾具,但要求學(xué)生至少能看懂夾具裝配圖,這不但能把所學(xué)的夾具知識牢固掌握,而且也可以通過讀圖,提高學(xué)生的專業(yè)技能。經(jīng)過多次的市場調(diào)研及畢業(yè)生的反饋,發(fā)現(xiàn)機械類的學(xué)生,在生產(chǎn)第一線中要求工作人員應(yīng)有較強的讀圖能力,而專業(yè)課程中,讀懂夾具裝配圖是訓(xùn)練和提高學(xué)生讀圖能的最好方式。
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