大型焊接結構件機械加工工藝方法

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摘要：近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，機械制造技術日趨成熟，對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品精度的要求越來越高，機械制造技術和高精度加工技術的發(fā)展受到有關部門的廣泛關注。根據(jù)現(xiàn)代機械制造技術和高精度加工技術的實際發(fā)展，從機械制造原理出發(fā)，深入分析機械制造技術和高精度加工技術的特點，同時提高機械制造工藝和高精度加工技術的性能，為機械制造業(yè)的發(fā)展提供更多的理論依據(jù)和技術指導。

關鍵詞：大型焊接結構件；加工工藝；機械設計

引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，機械制造業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、工作環(huán)境和安全性提出了更高的要求，現(xiàn)代機械制造技術和高精度加工技術問題已成為人們關注的焦點。但近年來，在機械制造技術和加工工藝的研究過程中，傳統(tǒng)的機械制造工藝存在著生產(chǎn)效率低、成本高、加工質(zhì)量不穩(wěn)定、勞動強度大、安全防護不足等問題。因此，分析機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢，掌握和探索現(xiàn)代機械制造技術和高精度加工技術的相關內(nèi)容，對制造技術的優(yōu)化和改進具有重要意義。

1現(xiàn)代機械制造技術與高精度加工技術簡介

1.1機械制造精密加工技術綜述

機械制造和高精度加工技術在科學技術領域有著廣泛的應用，例如，機械制造精密加工技術在航空航天和精密車床上得到了廣泛的應用。同時，機械制造業(yè)的高精度、高生產(chǎn)率和高精度加工技術不僅帶來了巨大的經(jīng)濟效益，也成為發(fā)達國家和發(fā)展中國家的發(fā)展方向。

1.2大型焊接結構件機械加工工藝管理系統(tǒng)設計

施工機械在基本建設、建筑施工和土木建筑施工中是絕對必要的。目前，我國設計和生產(chǎn)了許多建筑機械，但其中許多機械的質(zhì)量和可靠性都不太好。因此，中國生產(chǎn)的許多建筑機械的價格低于其他國家生產(chǎn)的[1]。因此，工程機械的質(zhì)量和可靠性亟待提高。工程機械作業(yè)環(huán)境惡劣。他們的工作環(huán)境中有巨大的工作負荷、振動負荷和腐蝕。工程機械中大型結構件的質(zhì)量對整機質(zhì)量有很大的影響。但是，大型結構構件通常結構復雜、體積大、重量大，使得其制造過程中的變形控制非常困難[2]。近年來，許多研究人員試圖通過對制造過程的精確管理來提高大型結構件的質(zhì)量。網(wǎng)絡化制造是一種先進的制造模式。企業(yè)實施信息管理系統(tǒng)是為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，快速響應市場需求，提高在知識經(jīng)濟和全球制造業(yè)環(huán)境下的競爭力。為了提高工程機械大型結構件的制造質(zhì)量，降低能耗，設計了工程機械大型結構件制造過程管理系統(tǒng)。

2現(xiàn)代機械制造技術原理與高精度加工技術

2.1機械制造技術

機械制造工藝主要包括工藝定制、原始加工和先進加工技術等。機械制造技術理論內(nèi)容豐富，實踐性強。本文主要以機械制造工藝中的焊接工藝為精細實例展開研究。所謂電阻焊就是將各組分聚合后，通過正、負極電源施加壓力，在接頭部位或附近產(chǎn)生熱阻，加熱熔化或塑性狀態(tài)，使金屬得以焊接。隨著家用電器、電子產(chǎn)品以及我國航天工業(yè)的發(fā)展，電阻焊接技術受到廣泛關注。微電子學技術、二次整流焊接、熱膨脹回路監(jiān)測技術和整流器為電阻焊接技術的發(fā)展提供了先進的技術條件，拓展了電阻焊接技術的應用領域。螺柱焊的基本原理是將偽影和螺柱加熱到一定溫度，使偽影和螺柱產(chǎn)生電弧，然后在外力作用下將偽影和螺柱送入焊縫熔池，形成焊縫。氣體保護焊是以氣體為電弧介質(zhì)，保護焊接界面的焊接方法。氣體保護焊技術具有焊接過程可視性好、焊接參數(shù)易于調(diào)整、操作方便、易于實現(xiàn)自動化和機械化等優(yōu)點。埋弧焊是在焊劑層下進行的一種燃燒電弧焊接方法。埋弧焊工藝具有無弧光、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、煙度小等優(yōu)點。埋弧焊是大型管道、鍋爐、壓力容器、起重機械及其它設備的主要焊接技術，對許多主要設備和機械制造業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用。攪拌摩擦焊是在工件的頭部和尾部進行相互摩擦，運動后產(chǎn)生熱量，使工件的頭部達到熔化或塑性狀態(tài)，從而快速實現(xiàn)鐓粗焊接。由于攪拌摩擦焊技術的高生產(chǎn)率和計劃性，攪拌摩擦焊技術一直有著巨大的市場需求。

2.2現(xiàn)代機械精密加工技術

現(xiàn)代機械精密加工技術的實質(zhì)是實現(xiàn)普通精密加工方法無法滿足的高精度加工。從量的角度來看，是加工具有納米形狀和尺寸的零件?，F(xiàn)代機械精密加工技術主要包括：超精密磨削技術、超精密切削（車、銑）技術、精密加工技術等。在這一部分，筆者將對上述三種機械精密加工技術進行簡要的分析。傳統(tǒng)的磨削、研磨和拋光方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代復雜硅基片及其表面粗糙度的需要，因此對超精密磨削技術的要求也越來越高。它包括線固定固體磨料磨削和化學機械拋光。超精密切削（車銑）技術是利用切削方法實現(xiàn)精密切削的技術。由于機床、支架、零件等干擾會影響超精密切削，超精密定位、微進給、微控制等都普遍用于實現(xiàn)超精密切削。在此基礎上，從微機械技術的角度，從微機械傳動技術、傳感器技術、微機械與微機械材料、微機械制造技術等方面對微機械技術進行了綜合分析。①現(xiàn)代微機械傳動技術對響應速度快、精度高、操作方便的要求。當前使用的靜力激勵和壓電元件制作的微驅(qū)動器都具有這些優(yōu)點，因此目前被廣泛應用。②微機械傳感技術。微機械，除了要求傳感器小型化，它還需要更高的分辨率、靈敏度和密度數(shù)據(jù)。③微機械材料技術。主要是利用硅材料易斷裂的缺點，但鎳能克服這一缺點，因此目前鎳被改為硅微齒輪。④微機械制造技術。微機械技術的研究涉及到控制技術、能源和運輸?shù)戎T多方面，因此，要形成微機械技術體系，就必須進行多學科協(xié)作。

2.3大型焊接結構件制造工藝分析

制造過程對整機質(zhì)量、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品成本有很大的影響。工程機械中的大型結構件雖然不同，但制造工藝相似。工程機械中大型結構件的制造工藝通常包括進給準備、搭接焊接、檢驗、焊接、機械加工、拋丸、涂裝和最終檢驗。①材料準備。材料準備包括購買和自行生產(chǎn)。采購包括標準件采購和非標準件委托加工。②搭接焊接。為了控制焊接過程中的結構變形，整個結構構件在焊前進行搭接焊。③檢查。搭接焊后，結構構件的檢測非常重要。通過檢驗可以降低廢品率。檢測內(nèi)容包括結構構件的主要尺寸。如果檢測結果良好，將對結構構件進行焊接。如果檢測結果不理想，將對結構構件進行改造，這樣可以減少廢品。④焊接。焊接是結構件制造過程中最重要的工序。焊接工藝直接影響結構件的外觀和穩(wěn)定性。焊接中的問題包括焊接變形、焊接缺陷和燒傷。因此，焊接時應注意焊接位置、焊接電流、焊接氣體流量和焊接順序。⑤機械加工。由于精度要求較高，在大型結構件的孔與接頭面的裝配中經(jīng)常采用銑削加工和鏜削加工。內(nèi)應力引起的變形會降低加工精度。因此，在消除內(nèi)應力后，需要對結構零件進行加工。加工誤差可能會增加，如果結構部件夾緊兩次。因此，結構件的加工應該一次裝夾完成。⑥拋丸清理。通過拋丸處理可以降低組織構件的內(nèi)應力，減少表面氧化皮和銹蝕。拋丸清理前，機械加工表面應采用屏蔽罩衣保護，以保證機械加工表面的高精度。⑦涂層。噴丸處理后，結構構件表面非常脆弱。它們很容易氧化。因此，結構件應立即進行涂層處理。在涂裝過程中有基體涂層和表面涂層?；覊m和其他雜物應清理干凈，涂層前應屏蔽孔洞。漆的厚度應該控制好，以避免起泡、點蝕和流掛。⑧最后檢查。最終檢驗是結構構件質(zhì)量的最后一次檢驗。最終檢驗包括外觀檢驗、主尺寸檢驗、漆膜厚度檢驗等。如果結構構件的檢測結果良好，則對其進行注冊和存儲。這些檢查結果不夠好，可能會被重新加工或報廢。

3探索現(xiàn)代機械制造技術的特點和高精度加工技術

3.1現(xiàn)代機械制造技術與高精度加工技術的關系

從現(xiàn)代機械制造技術的角度來看，現(xiàn)代機械制造技術與高精度機械加工技術相結合具有很大的優(yōu)勢，高精度機械加工技術的先進性體現(xiàn)在機械制造業(yè)的整個生產(chǎn)過程中，包括產(chǎn)品研發(fā)、設計、制造和售后管理等，整個生產(chǎn)過程中零部件之間有著密切的聯(lián)系。如果出現(xiàn)任何問題，都會帶來許多不良后果，影響整個機械制造工藝和高精度加工工藝。因此，準確把握現(xiàn)代機械制造技術與高精度加工技術的相關性是整個制造過程的關鍵。

3.2現(xiàn)代機械制造技術的系統(tǒng)性和系統(tǒng)的精密加工技術

從以上分析可以看出，機械制造過程中的產(chǎn)品開發(fā)、設計、制造和售后管理是一個有機的整體，現(xiàn)代機械制造技術和高精密加工技術具有系統(tǒng)的特點。

3.3現(xiàn)代機械制造技術的全球化和高精度加工技術

全球化是當今世界經(jīng)濟、文化、政治、科學技術發(fā)展的主要趨勢，對科學技術的全球化作出了巨大貢獻?？萍假Y源的全球化配置、科研活動的全球化管理、研究成果的全球化共享，帶來了現(xiàn)代機械制造技術和高精度加工技術的迅速發(fā)展，同時也帶來了更加殘酷和激烈的競爭，促進了機械制造技術和精密加工技術的綜合創(chuàng)新。

4大型焊接結構件機械加工工藝管理系統(tǒng)

工程機械中大型結構件的制造工藝復雜，需要大量的制造資源。制造設備包括設備和夾具。制造資源的合理配置是保證結構件質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的重要因素之一。

4.1設備優(yōu)化

工程機械制造設備包括成型設備、焊接設備、機械加工設備、拋丸清理設備、涂裝設備等。工程機械制造中常用的成形設備有數(shù)控火焰切割機、壓力制動器、油壓機等。這些機器通常用來切割和準備鋼板。

4.2夾具選擇

工程機械制造中的夾具包括普通夾具和特殊夾具。專用夾具包括模板、搭接焊接平臺、機加工夾具等。模板通常是由激光切割，以獲得高精度。它們用于測試沖裁件的形狀和彎曲件的彎曲角度。

4.3系統(tǒng)設計

在系統(tǒng)架構結構設計過程中。該工程機械大型結構件制造過程管理系統(tǒng)采用J2EE、b/s模式和分布式計算體系結構。系統(tǒng)分為五個層次：數(shù)據(jù)層、訪問控制層、檢測層、應用層和用戶界面層。數(shù)據(jù)庫存儲和管理在數(shù)據(jù)層中。訪問控制層對數(shù)據(jù)傳輸和訪問進行管理。在檢測層對制造資源狀態(tài)進行檢測。信息在應用層進行管理和定制。然后在用戶界面層提供友好的界面?；谏鲜鲈?，開發(fā)了工程機械大型結構件制造過程管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過以下幾個步驟在一些制造企業(yè)中得到了應用。制造企業(yè)在系統(tǒng)中注冊。制造企業(yè)在系統(tǒng)中注冊其分支機構和車間。制造企業(yè)或分支機構、車間登記其制造設備和夾具。制造企業(yè)或分支機構或車間的管理人員和制造經(jīng)營者須登記。生產(chǎn)經(jīng)營者更新設備和夾具的信息到最新。管理者將制造過程信息更新為最新信息，將設備信息、工裝信息、操作員信息、構件信息與制造任務執(zhí)行信息聯(lián)系起來。這意味著制造過程中的所有信息都是相互關聯(lián)的。生產(chǎn)資源信息，包括設備和夾具，將被檢查、收集、計算和預測。例如，對制造企業(yè)或車間的質(zhì)量和能耗進行收集，并進行能耗預測，為質(zhì)量控制和降低能耗提供數(shù)據(jù)支持。在所有步驟中，訪問和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽贸绦蚨紝⒈槐O(jiān)控以檢測沖突。通過建立數(shù)據(jù)庫訪問列表來實現(xiàn)訪問沖突的解決。優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸列表將在訪問沖突解決后輸出并執(zhí)行。

5結語

綜上所述，現(xiàn)代機械制造技術和高精度加工技術是機械制造業(yè)的關鍵工程，它在提高機械制造業(yè)市場競爭力的同時，加快了工業(yè)化進程，改善了產(chǎn)業(yè)結構。因此，掌握現(xiàn)代機械制造技術和精密加工技術，不斷創(chuàng)新機械制造工藝技術，新的研究開發(fā)和精密加工技術的改進，可以為我國現(xiàn)代機械制造業(yè)創(chuàng)造更好的發(fā)展前景。

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作者：侯鳳剛 單位：撫順礦業(yè)集團有限責任公司機械制造廠