工艺和制造（精选12篇）
工艺和制造 篇1
0 引言
我国是一个煤炭资源大国, 在煤矿企业生产中, 除了大量的采煤工人, 煤矿机械设备是保证煤炭生产的必备条件, 其中采煤机截齿是采煤、采矿掘进机的常用配件, 截齿的使用寿命会影响生产的有序进行, 如何能够增加截齿的使用寿命, 现从以下几个方面进行分析。
1 截齿的制造工艺分析
1.1 截齿机械性能分析
1) 耐磨。耐磨是截齿必须满足的要求, 因为在采煤工作中, 在切割的时候不可避免有摩擦力, 因为煤矿中会含有岩石, 因此切割工作并不容易。如果截齿不耐磨, 那么采煤工作无法正常进行。2) 抗压。截齿在工作中不仅有摩擦力还有压力, 根据物理学表示, 设备的压力和相对应给予的压力是等同的, 因此截齿还要具备抗压性能, 即硬度要保证。如果硬度存在问题, 就不能保证设备的安全性, 只有保证其安全性才能更好地完成开采工作。
1.2 锻造钎焊截齿的结构、材料工艺分析
截齿是由齿体和硬质合金刀头通过焊接组成, 如果我们在焊接的过程当中要掌握不好刀头和齿体的分布情况, 刀头突出太多, 合金刀头受齿体保护能力下降, 当受到外力作用下就会刀头脱落, 所以刀头不要突出太多, 即使焊接分布合理, 齿体在工作中也会受磨损, 从而造成刀头的突出。为避免这种现象, 只有增加齿体前端的强度及耐磨性, 所以增加耐磨头 (如图1) , 用型材模锻的方法获得齿体1, 将耐磨头3 与齿体采用机械加工成过盈配合嵌入再焊接[1]。
截齿能够在强烈摩擦下仍保持其工作能力, 就要选择好材料, 能承受重载、高速磨损条件下服役, 要求钢表面能形成薄而致密黏附性好的氧化膜, 减少耐磨头和合金头之间产生粘咬、焊合等熔融磨损, 又能减少表面进行氧化造成氧化磨损。在热处理时, 尤其是在淬火过程中, 要体积变化小、形状翘曲小、畸变小, 应该选用微变形钢55Cr Mn Si制造。
1.3 截齿体的锻造工艺分析
截齿在工作中除承受巨大的机械应力外, 还要承受反复受热和冷却的作用, 原材料内部缺陷的影响易引起锻件性能下降、表面裂纹、折迭、粗晶等。这类裂纹的特点是:外层为光滑层, 里层为撕裂层。裂纹两侧的贫碳区域较大 (如图2所示) , 应严格控制其加热温度。55Cr Mn Si的锻造温度范围狭窄, 而且由于它含有合金元素, 再结晶温度较高, 易产生锻造裂纹。锻后如果冷却不当, 锻件内部的应力得不到消除和产生新的应力, 如锻后冷却太快, 产生的组织应力与原有的温差应力、内应力迭加, 这时塑性极差, 从而导致产生裂纹[2]。另外, 炉内的坯料要装炉适量, 还要不停地翻转, 以使其内外温度均匀。
1.4 镶铸复合工艺截齿的铸造工艺分析
采用镶铸复合工艺制造采煤机截齿, 其齿尖部位使用铬系耐磨合金, 齿体则用低合金钢, 目的就是保证齿体的综合工作性能要求[3]。其合金化学成分如表1, 在镶铸复合过程中控制液态金属浇铸温度是重要环节, 浇铸温度过高对于小型镶铸复合截齿用的铬系耐磨合金熔层过厚, 降低了耐磨性能。浇铸温度过低, 液态金属热熔量达不到融化铬系耐磨合金的温度, 使低合金钢与铬系耐磨合金不能形成理想的冶金结合层。
2 截齿两种制造工艺对比
通过实验分析, 锻造钎焊截齿有硬质合金脱落问题, 这是由于锻造钎焊截齿硬质合金与齿体属于机械黏合, 其结合力弱, 镶铸截齿的硬质合金与齿体的之间有一定的熔合层和过渡层, 有效防止了硬质合金脱落[4]。但是试验还发现锻造钎焊截齿常出现弯曲损坏, 而镶铸截齿常出现折断损坏[5]。
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3 针对不同工艺制造的截齿, 增加使用寿命方法
3.1 锻造钎焊截齿
1) 对锻造钎焊截齿刀体一定要严格保证原材料各项指标达到锻坯的要求, 采用分锻加热, 避免形成过热、过烧。采用高温化学温度计进行现场观测, 锻后马上进行合理的冷却, 使锻件表面不能急冷急缩, 除防止空气淬火外, 主要是消除锻件内部残余应力。
2) 加焊齿体耐磨层, 使得齿体硬度达到65HRC以上, 齿体也可以采用42Cr Mo数控车床机械加工而成, 保证尺寸一致, 热处理后硬度达到40HRC, 齿头部采用等温淬火工艺。
3.2 镶铸复合截齿
严格控制镶铸复合过程中液态金属浇铸温度, 在热处理过程中, 在同一淬火温度条件下采用不同的淬火介质, 同时满足截齿耐磨性能和抗冲击性能。铬系耐磨合金结构尺寸要符合截齿工作性能和工艺要求。
3.3 滚筒截齿排列
截割滚筒的截齿排列和安装角度是否合理, 也是影响截齿使用寿命因素, 如果方法不合理就会造成截齿的合金脱落、齿身弯曲、折断等, 采煤机截齿的分布合理就能减小截齿、齿座磨损, 减小截割阻力, 减低电动机功率消耗, 使采煤机工作平稳。
4 结语
综上所述, 合理地设计截齿的结构、选择合适的材料、截割滚筒截齿的排列及角度都是影响截齿使用寿命的重要因素, 每一项都是不容忽视, 不仅要设备本身质量好, 同时也不能忽视保养, 只有这样才能保证截齿设备零件使用寿命得到延长。
参考文献
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[4]张成军, 魏绪树, 纪朝辉, 等.镶铸截齿与锻造钎焊截齿损坏形式对比分析[J].佳木斯大学学报 (自然科学版) , 2000 (1) :19-21.
[5]魏绪树, 葛永成, 张建伟.镶铸截齿井下采煤试验[J].佳木斯工学院学报, 1998 (2) :162-163, 175.
工艺和制造 篇2
一、IC检测
1.缺陷检查Defect Inspection 2.DR-SEM(Defect Review Scanning Electron Microscopy 用来检测出晶圆上是否有瑕疵，主要是微尘粒子、刮痕、残留物等问题。此外，对已印有电路图案的图案晶圆成品而言，则需要进行深次微米范围之瑕疵检测。一般来说，图案晶圆检测系统系以白光或雷射光来照射晶圆表面。再由一或多组侦测器接收自晶圆表面绕射出来的光线，并将该影像交由高功能软件进行底层图案消除，以辨识并发现瑕疵。3.CD-SEM(Critical Dimensioin Measurement 对蚀刻后的图案作精确的尺寸检测。
二、IC封装
1.构装（Packaging）
IC构装依使用材料可分为陶瓷（ceramic）及塑胶（plastic）两种，而目前商业应用上则以塑胶构装为主。以塑胶构装中打线接合为例，其步骤依序为晶片切割（die saw）、黏晶（die mount / die bond）、焊线（wire bond）、封胶（mold）、剪切/成形（trim / form）、印字（mark）、电镀（plating）及检验（inspection）等。(1 晶片切割（die saw）
晶片切割之目的为将前制程加工完成之晶圆上一颗颗之晶粒（die）切割分离。举例来说：以0.2微米制程技术生产，每片八寸晶圆上可制作近六百颗以上的64M微量。
欲进行晶片切割，首先必须进行晶圆黏片，而后再送至晶片切割机上进行切割。切割完后之晶粒井然有序排列于胶带上，而框架的支撐避免了胶带的皱褶与晶粒之相互碰撞。(2 黏晶（die mount / die bond）
黏晶之目的乃将一颗颗之晶粒置于导线架上并以银胶（epoxy）粘着固定。黏晶完成后之导线架则经由传输设备送至弹匣（magazine）内，以送至下一制程进行焊线。(3 焊线（wire bond）
IC构装制程（Packaging）则是利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路（Integrated Circuit；简称IC），此制程的目的是为了制造出所生产的电路的保护层，避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。最后整个集成电路的周围会向外拉出脚架（Pin），称之为打线，作为与外界电路板连接之用。(4 封胶（mold）
封胶之主要目的为防止湿气由外部侵入、以机械方式支持导线、內部产生热量之去除及提供能够手持之形体。其过程为将导线架置于框架上并预热，再将框架置于压模机上的构装模上，再以树脂充填并待硬化。(5 剪切/成形（trim / form）
剪切之目的为将导线架上构装完成之晶粒独立分开，并把不需要的连接用材料及部份凸出之树脂切除（dejunk）。成形之目的则是将外引脚压成各种预先设计好之形状，以便于装置于电路板上使用。剪切与成形主要由一部冲压机配上多套不同制程之模具，加上进料及出料机构所組成。
(6 印字（mark）及电镀（plating）
印字乃将字体印于构装完的胶体之上，其目的在于注明商品之规格及制造者等资讯。(7 检验（inspection）
晶片切割之目的为将前制程加工完成之晶圆上一颗颗之检验之目的为确定构装完成之产品是否合与使用。其中项目包括诸如：外引脚之平整性、共面度、脚距、印字是否清晰及胶体是否有损伤等的外观检验。(8 封装
制程处理的最后一道手续，通常还包含了打线的过程。以金线连接芯片与导线架的线路，再封装绝缘的塑料或陶瓷外壳，并测试集成电路功能是否正常。2.测试制程（Initial Test and Final Test）(1 芯片测试（wafer sort）(2 芯片目检（die visual）(3 芯片粘贴测试（die attach）(4 压焊强度测试（lead bond strength）(5 稳定性烘焙（stabilization bake）(6 温度循环测试（temperature cycle）(7 离心测试（constant acceleration）(8 渗漏测试（leak test）(9 高低温电测试(10 高温老化（burn-in）
(11 老化后测试（post-burn-in electrical test B.半导体制造工艺流程
NPN高频小功率晶体管制造的工艺流程为：
外延片——编批——清洗——水汽氧化——一次光刻——检查——清洗——干氧氧化——硼注入——清洗—— UDO淀积——清洗——硼再扩散——二次光刻——检查——单结测试——清洗——干氧氧化——磷注入——清洗——铝下CVD——清洗——发射区再扩散——三次光刻——检查——双结测试——清洗——铝蒸发——四次光刻——检查——氢气合金——正向测试——清洗——铝上CVD——检查——五次光刻——检查——氮气烘焙——检查——中测——中测检查——粘片——减薄——减薄后处理——检查——清洗——背面蒸发——贴膜——划片——检查——裂片——外观检查——综合检查——入中间库。PNP小功率晶体管制造的工艺流程为：
外延片——编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查（tox）——一次光刻——QC检查——前处理——基区CSD涂覆——CSD预淀积——后处理——QC检查（R□）——前处理——基区氧化扩散——QC检查（tox、R□）——二次光刻——QC检查——单结测试——前处理——POCl3预淀积——后处理（P液）——QC检查——前处理——发射区氧化——QC 检查（tox）——前处理——发射区再扩散（R□）——前处理——铝下CVD——QC检查（tox、R□）——前处理——HCl氧化——前处理——氢气处理——三次光刻——QC检查——追扩散——双结测试——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——四次光刻——QC检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙——QC检查（ts）——五次光刻——QC检查——大片测试——中测——中测检查（——粘片——减薄——减薄后处理——检查——清洗——背面蒸发—— 贴膜——划片——检查——裂片——外观检查）——综合检查——入中间库。GR平面品种（小功率三极管）工艺流程为：
编批——擦片 ——前处理——一次氧化——QC检查（tox）——一次光刻——QC检查——前处理——基区干氧氧化——QC检查（tox）——一GR光刻（不腐蚀）—— GR硼注入——湿法去胶——前处理——GR基区扩散——QC检查（Xj、R□）——硼注入——前处理——基区扩散与氧化——QC检查（Xj、tox、R□）——二次光刻——QC检查——单结测试——前处理——发射区干氧氧化——QC检查（tox）——磷注入——前处理——发射区氧化和再扩散——前处理 ——POCl3预淀积（R□）——后处理——前处理——铝下CVD——QC检查（tox）——前处理——氮气退火——三次光刻——QC检查——双结测试 ——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——四次光刻——QC检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙——正向测试——五次光刻——QC检查——大片测试——中测编批——中测——中测检查——入中间库。双基区节能灯品种工艺流程为：
编批——擦片——前处理——一次氧化——QC 检查（tox）——一次光刻——QC检查——前处理——基区干氧氧化——QC检查（tox）——一硼注入——前处理——基区扩散——后处理——QC检查（Xj、R□）——前处理——基区CSD涂覆——CSD预淀积——后处理——QC检查（R□）——前处理——基区氧化与扩散——QC检查（Xj、tox、R□）——二次光刻——QC检查——单结测试——磷注入——前处理——发射区氧化——前处理——发射区再扩散——前处理——POCl3预淀积（R□）—— 后处理——前处理——HCl退火、N2退火——三次光刻——QC检查——双结测试——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——四次光刻——QC检查 ——前处理——氮氢合金——氮气烘焙——正向测试（ts）——外协作（ts）——前处理——五次光刻——QC检查——大片测试——测试ts——中测编批 ——中测——中测检查——入中间库。
变容管制造的工艺流程为：
外延片——编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查—— N+光刻——QC检查——前处理——干氧氧化——QC检查——P+注入——前处理——N+扩散——P+光刻——QC检查——硼注入1——前处理—— CVD（LTO）——QC检查——硼注入2——前处理——LPCVD——QC检查——前处理——P+扩散——特性光刻——电容测试——是否再加扩——电容测试——......（直到达到电容测试要求）——三次光刻——QC检查——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——铝反刻——QC检查——前处理 ——氢气合金——氮气烘焙——大片测试——中测——电容测试——粘片——减薄——QC检查——前处理——背面蒸发——综合检查——入中间库。
P+扩散时间越长，相同条件下电容越小。稳压管（N衬底）制造的工艺流程为：
外延片——编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查——P+光刻——QC检查——前处理——干氧氧化——QC检查——硼注入——前处理——铝下 UDO——QC检查——前处理——P+扩散——特性光刻——扩散测试（反向测试）——前处理——是否要P+追扩——三次光刻——QC检查——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——四次光刻——QC检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙——大片测试——中测。P+扩散时间越长，相同条件下反向击穿电压越高。肖特基二极管基本的制造工艺流程为：
工艺和制造 篇3
关键词：机械制造技术；加工工艺；应用
引言
在我国当前社会发展形势下，市场经济体制不断完善，市场竞争越来越激烈，传统的机械制造工艺已经很难满足当代社会快速发展的需求了。随着科学技术以及社会的发展与进步，人们对当代机械制造行业的要求越来越高，以科技为核心的机械制造技术以及加工工艺在机械制造行业中的作用日渐突出。为了更好的满足当代社会发展的需求，在机械制造行业中应用现代机械制造技术及先进的加工工艺有着极为重要的意义。
1.现代机械制造技术
制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程的制造技术的总称[1]。随着科技的不断发展，以科技为核心的制造技术已经得到了飞速发展，并广泛的应用于现代机械制造过程中。
1.1智能制造技术
智能制造技术利用计算机模拟制造业领域的专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动，并将这些智能活动和智能机器融合起来，贯穿应用与整个制造企业的子系统中。在我国现代机械制造行业当中，机械制造涉及到企业的经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造装配、质量保证和市场销售等多个方面，以计算机技术在核心，采用智能化操作，从而实现机械制造的高度柔性化和高度集成化，为机械制造企业的经济效益提供保障。
1.2数字化制造技术
在这个科技快速发展的时代里，机械制造技术已经朝着数字化方向发展了。数字化技术和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程
1.3柔性制造技术
柔性制造技术也称柔性集成制造技术，柔性制造技术集自动化技术、信息技术和制作加工技术于一体，与计算机技术精密的结合，将机械制造企业的各个方面建立在一个统一的系统里，从而确保机械制造的效益。
2.制造技术与加工工艺在机械制造业中的应用
在现代机械制造行业中，企业的经济效益与企业的制造技术及加工工艺分不开。随着市场经济体制的不断完善，市场竞争也越来越激烈，机械制造业要想在这个竞争激烈的市场环境下生存下去，应用先进的机械制造技术和加工工艺十分必要，只有在制造过程中运用先进的制造技术和加工工艺，才能确保制造质量和效率，才能促进机械制造业的发展[2]。
2.1实现智能化、数字化制造
制造业作为我国经济发展的一大助力，制造业不仅关系到我国经济的发展，更影响到我国当代人民的正常生活。随着科学技术的发展，越来越多的机械设备被广泛的应用于制造行业，有效的促进了当代制造行业的发展，同时也为我国经济的发展奠定了基础。在机械设备的使用的同时，不可避免的一个问题就是机械设备故障，一旦机械设备出现故障，就会给机械制造造成巨大的经济损失[3]。在机械制造行业中，利用计算机技术进行建模，对制造业领域进行分析、判断、推理、构思和决策，并将这些智能活动和智能机器融合起来，贯穿于制造的全过程，从而实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和高度集成化，依靠计算机信息技術实现智能化、数字化的机械制造，从而取代传统的脑力活动。以计算机为核心，对制造业领域专家的智能信息进行收集、存储、完善、共享、继承和发展。
2.2提高制造行业的经济效益
在我国经济发展过程中，机械制造行业占据着不少的比例，尤其是近年来，人们生活水平的提高，人们对制造出来的产品需求不断上升，促进了机械制造行业的发展。现代机械制造企业为了更好的满足当代社会发展及人们生活的需要，利用先进的制造技术及加工工艺已成为其提高企业经济效益的重要手段和途径[4]。在科技快速发展的时代里，机械制造技术以计算机为基础，对机械制造进行全方位的监控，以先进的加工工艺，不断追求加工精度，从而确保制造效益和质量，为企业的经济效益提供技术保障。
3.结语
我国经济正处于有粗放型向集约型的转变，在这个转型的阶段，机械制造技术作为我国工业发展中的一个较为薄弱的环节，其要想在这个竞争激烈的市场环境下生存下去，就必须用发展的眼光看待问题，与时代相结合，不断发展创新，深入了解加工工艺和机械制造技术的特点和发展趋势，不断促进加工工艺和机械制造技术的信息化、网络化、集成化、全球化，同时与先进的加工工艺相结合，确保机械制造质量，提高机械制造企业的经济效益，从而促进机械制造业稳步的发展。
参考文献：
[1]王新艳.现代机械制造业的发展与知识经济的关系[J]. 黑龙江科技信息. 2004（03）.
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工艺和制造 篇4
随着我国社会经济的快速发展, 科学技术水平的日益提高, 机械制造领域也取得了较快的发展, 对机械制造工艺也提出了更高的要求, 我国机械制造行业发展历史较为短暂, 主要通过引进国外先进的技术设备来加快工业的转型升级, 然而, 我国并没有将信息技术完全的应用到各个生产制造环节中, 没有充分的完善机械制造的过程, 如数字化控制和自动化控制单元, 这些高度流水化作业没有完全实现, 如果柔性控制技术能够得到普及, 机械制造领域将会取得较快的发展。
1机械制造工艺和精密加工技术的特点
1.1生产工艺的关联性
生产工艺的关联性特点是机械制造行业的最大特点, 从制造技术层面看, 机械制造工艺贯穿制造的全过程, 包括产品的设计、研发、开发和营销等环节, 是一个科学性和技术性要求都比较高的过程, 这些环节具有一定的关联性, 生产材料决定了生产的产品, 对加工工艺的各项参数也有着不同的要求, 生产工艺和技术密切关联、不可分割, 如果其中一个环节出现问题, 那么整个技术的应用效益就会有很大的影响。为此, 相关的工作人员应充分掌握机械制造工艺和精密加工技术的关联性特点。
1.2生产系统化
受德国计划在全球推动工业4.0标准的影响, 工业4.0概念再次被引爆, 国际市场机械制造领域的竞争也日益激烈, 从生产过程层面看, 先进的机械制造技术在生产过程中有所应用, 其中包括热门传感技术、自动化技术、信息技术和计算机技术等, 此外, 信息资源网络的建设有利于资源的共享, 我国和德国已经加强机械制造领域的合作, 建立中德实验室, 从而推动两国的机械化进程。
2常见机械制造工艺和精密加工技术分析
2.1机械制造工艺
目前, 我国常见的机械制造工艺有搅拌摩擦焊、气体保护焊和螺柱焊等焊接工艺。具体介绍如下:
(1) 搅拌摩擦焊的焊接工艺
搅拌摩擦焊不仅具备了普通摩擦焊的优点, 还可以连接多种接头形式和不同的焊接位置, 这种技术在汽车制造、铁路制造等诸多领域都有所应用, 在我国, 搅拌摩擦焊的工艺方法已经较为成熟, 其在焊接过程中, 所消耗的材料非常少, 并且需要的焊接温度比较低, 这种工艺可以对0.8千米的焊缝进行焊接。搅拌摩擦焊的焊接原理示意图如图1所示:
(2) 气体保护焊的焊接工艺
气体保护焊全称气体保护电弧焊, 是利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊, 其具有焊接操作方便、焊接速度快等优点, 在机械制造行业中应用较为广泛, 焊接过程中可根据熔池情况调节焊接参数, 有利于焊接过程的自动化和机械化, 有效地防止了焊接产生的有害气体对生产带来的影响。不过这种焊接工艺的电弧光辐射较强, 焊接的设备复杂, 价格要比焊条电弧焊设备价格要高, 并且在室外作业时, 如果不设挡风装置, 气体保护效果会非常不好。
(3) 螺柱焊的焊接工艺
螺柱焊是将螺柱一端和板件表面接触, 通电引弧, 直到接触面发生融化, 通过对螺柱添加一定的压力来完成焊接的一种工艺。其焊接方式主要分为拉弧式和储能式, 两者都是单面焊接, 不需要打孔、攻螺纹, 不会发生漏气漏水等情况, 这种工艺的原理是通过引燃电弧, 将螺柱和工件加热到适当温度, 通过外力作用, 将螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头。
2.2精密加工技术
精密加工技术是一种用加工机械对工件的外形尺寸或者性能进行改变的过程, 被广泛的应用在各个领域当中, 虽然目前最为常见的技术为切削技术, 不过这种技术在切割产品时, 受到诸多因素的限制, 影响产品的精准度, 为此, 需要通过对作业机械和加工零部件进行其他的干扰来进行处理。
2.3微机械技术
微机械技术主要是利用半导体技术设计、制造微米领域的三位力学系统和微米尺度的力学元件, 因其具有工效效率高、准确性强等优点, 在机械制造领域被广泛的应用, 不过这种技术对传感器的分辨率、体型大小和灵敏度等诸多参数有着严格的要求, 为此, 在微机械生产中, 需要将原来的材料硅换成了其他高分子材料, 这样才能避免硅断裂的产生的问题。
3结束语
综上所述, 我国机械制造领域取得了较快的发展, 通过对常见机械制造工艺和精密加工技术的研究, 我们知道, 要想在激烈的市场竞争中立足, 需要不断的提高制造产业的质量水平, 钻研精密加工的尖端技术, 相信, 在相关科研人员的共同努力下, 机械制造行业将会得到较快的发展。
摘要：随着中国经济增速放缓及房地产的下行, “一带一路”设想的提出, 加快了我国机械制造领域的投资和建设, 带动机械行业的回暖, 目前传统的机械制造工艺已经无法满足现代机械制造的需求, 需要采取更加精密的加工技术来提高机械制造工艺, 加快制造环节的数字化和智能化控制。本文介绍了机械制造工艺和精密加工技术的基本特点, 并就机械制造工艺和常见精密加工技术进行了详细的探讨, 希望通过本文能够给相关的工作者带来帮助。
关键词：机械制造,精密加工,制造工艺
参考文献
[1]何亚南.现代机械制造工艺及精密加工技术的应用分析[J].科技创新与应用, 2014 (28) :106-108.
[2]刘书麟.关于现代机械制造工艺与精密加工技术的探讨[J].科技创新与应用, 2014 (17) :92-93.
汽车制造工艺小结 篇5
第一章
汽车制造过程概论 汽车生产过程）狭义的汽车生产过程是指 把原材料转变为汽车产品的全过程。它包括：原材料的运输、保管，毛坯制造、机械加工及热处理，部件装配和汽车总装配，产品的品质检验、调试、涂装及包装、储存等。
2）广义的汽车生产过程是从产品设计开始到成品出厂的全过程。包括以下内容：
（1）生产与技术的准备过程；（2）基本生产过程；（3）辅助生产过程；（4）生产服务过程 2 汽车制造所需详细工艺
主要包括铸造、锻造、冲压、焊接、金属切削加工、检验、热处理、装配、汽车试验等。3 工艺过程
工艺过程，就是改变原材料(或毛坯)的形状、尺寸、相对位置和材料性能，使其成为成品或半成品的方法和具体过程，它包括铸造、锻造、热处理、机械加工和装配等工艺过程。铸造和锻造工艺过程统称为毛坯制造工艺过程。4 机械加工工艺过程
机械加工工艺过程是由若干个顺序排列的工序组成的。机械加工工艺过程主要分为工序、安装、工位、工步、走刀等工作内容。
1）工序是工艺过程的基本组成单元，它是指一个(或一组)工人在一台设备上对一个或同时对几个零件所连续完成的那一部分加工过程。
2）同一道工序中，零件在加工位置上装夹一次所完成的那一部分工序，称为安装。一道工序中可以有一次或多次安装。
3)零件在每个位置上完成的那一部分加工过程，称为一个工位。
4)零件在一次安装中，在加工表面、加工刀具、切削用量(转速及进给量)不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容称为工步。5 生产纲领和生产类型
1)生产纲领
一个汽车制造厂，根据市场需求、销售和本企业的生产能力制订的年产量和进度计划，就是该汽车制造厂的生产纲领。
2)生产类型
汽车产品的销售与工厂的生产能力，决定了工厂的生产纲领，生产纲领的制定，决定了产品的生产类型，即生产规模。一般分为大量生产、成批生产、单件生产三种生产类型。6 组织汽车产品的生产方式
汽车制造的生产方式，主要有以下三种：
1)生产全部零部件，并且组装整车。
如传统上的一些大型、超大型汽车制造企业，这些企业拥有汽车所有零部件设计、加工制造能力，在一个局部地区形成大而全、小而全的托拉斯汽车制造企业。这种生产方式，对市场的适应性极差，难以做到生产设备负荷的平衡，固定资产利用率低，工人工作极不均衡，是一种呆板、落后的生产方式。
2)只负责汽车的设计和销售，不生产任何零部件。
固定资产投人少，充分适应市场变化快的特点，转产容易，使汽车生产彻底社会化、专业化，如国外敏捷制造中的动态联盟。其实质就是在互联网信息技术支持下，在全球范围内实现这一生产方式。这种生产方式突出了知识在现代制造中的作用和地位，是一种将传统的汽车制造由资金密集型向知识密集型过渡的先进生产方式。
3)生产一部分关键的零部件(如发动机等)，其余的向其他专业生产厂(公司)成套采购。
克服了第一种方式所具有的投资大，对市场适应性差的缺点，也克服了第二种方式不能控制掌握汽车制造中的核心技术和工艺的不足，成为当今汽车制造最普遍的生产方式之一。加工经济精度
某种加工方法的经济加工精度，是指在正常的生产条件下(机床设备、工艺装备、切削用量、工人等级，工时定额)所能达到的公差等级。
加工精度等级的高低是根据使用要求决定的，零件的成本是与加工精度密切相关的。追求经济精度就是要在满足使用要求的条件下以最低的精度、最低的成本，达到追求利益最大化的目的。设计安排工艺过程时要重点考虑经济精度。加工经济精度是指一个精度范围而不是一个值。8 机械加工质量
机械加工质量包括加工精度和表面质量两个方面。
1）加工精度
零件经过机械加工后，各表面的实际尺寸、实际形状和实际相互位置与其理想值的接近程度称为加工精度。
零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个方面。通常以公差值的大小或公差等级表示零件的机械加工精度要求。
(1)尺寸精度是指加工后零件表面本身或表面之间的实际尺寸与理想尺寸之间的符合程度，如长度、宽度、高度、直径等。
(2)几何形状精度是指加工后零件各表面本身的实际形状与理想零件表面形状之间的符合程度，如平面度、直线度、圆度、圆柱度、锥度等。
(3)位置精度是指加工后零件各表面间的实际相互位置与理想零件各表面之间位置的符合程度，如平行度、垂直度、同轴度等。2）机械加工表面质量
零件的表面质量包括表面粗糙度和表面层的物理力学性能。其具体内容是：
(1)表面几何学特征是指零件最外层表面的微观几何形状，通常用表面粗糙度、波度表示；(2)表面层材质的变化是指在一定深度的零件表面层出现与基体材料组织不同的变质，主要指表面层因塑性变形引起的冷作硬化、表面层因切削热引起的金组织变化、表面层产生的残余应力。9 工艺规程
比较合理的工艺过程确定下来后，按一定的格式（通常是表格或图表）和要求写成文件形式，要求企业有关人员严格执行的指令性文件，称为工艺规程。
机械加工工艺规程是规定零件制造、装配工艺过程和操作方法有关内容的工艺文件，是总结生产实践和科学经验，结合先进制造生产工艺技术和具体生产条件，在合理的工艺理论和必要的生产工艺试验的基础上，制定并指导生产组织、生产管理、工艺管理和生产操作等的技术文件。
1）机械加工工艺规程包括的内容：
(1)拟定机加工工艺路线(零件的生产过程中依次通过的全部加工内容称为工艺路线)，即确定机械加工各道工序的加工方法和顺序；
(2)确定各道工序的具体内容，即规定各道工序具体的操作内容和完成方法。
2）机械加工工艺规程文件形式
汽车生产中，由于生产类型不同，工艺文件的形式灵活多样，工艺规程的内容也不尽相同，总结起来，主要有以下几种工艺文件：工艺过程卡、工序卡、调整卡、检验工序卡等。
第二章
汽车制造中的机械加工工艺 工件的定位和夹紧
1）工件的定位
工件在加工进行之前，必须使工件在机床上或夹具中占有正确位置。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为工件的定位。
2）夹紧
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。
3）夹具
在成批大量生产中，工件装夹是通过机床夹具来实现的。夹具就是能迅速把工件定位并固定在准确位置或同时确定操作工具位置的一种辅助装置。而在金属切削机床上采用的夹具称为机床夹具。2 基准
一个零件是由若干要素(点、线、面)组成的，各要素之间都有一定的尺寸和位置公差要求。用来确定工件(零件)上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面就被称作基准。基准按其作用的不同，可分为两大类，即
1）设计基准是设计图样上所采用的基准。
2）工艺基准是在工艺过程中采用的基准。它可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准、对刀基准等。
（1）在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置和形状的基准，称为工序基准。（2）工件在机床上或夹具中装夹时，使工件占有正确位置所采用的基准，称为定位基准。（3）测量时所采用的基准，即用来确定被测量尺寸、形状和位置的基准，称为测量基准。（4）装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准，称为装配基准。（5）在加工过程中调整刀具与机床夹具相对位置所采用的基准就叫对刀基准。3 工件的安装与安装方式 1）工件的安装
工件通过一次装夹后所完成的那一部分工序，就是安装。一道工序中可有一次或多次安装。要完成一次正确的安装，就必须完成下述两个方面的工作：
（1）工件必须正确定位
（2）工件必须合理夹紧
2）工件的安装方式
工件安装的中心任务是装夹。实现工件正确装夹的方法主要有：找正装夹法和机床专用夹具装夹法。（1）找正装夹法
它可分为直接找正装夹和划线找正装夹。
（2）机床专用夹具装夹法
是指为某零件的某道工序而专门设计制造的夹具。4 机床夹具
1）机床夹具的组成
机床专用夹具是为某零件的某道工序而专门设计制造的，机床夹具应由以下几个部分组成：
（1）定位元件 ；（2）夹紧装置；(3)对刀、导向元件；（4）夹具连接元件；（5）夹具体；
（6）其他装置或元件
2）机床夹具的分类（p74）5工件的定位原理(p77)1）工件定位的六自由度规则 2)工件正确定位应限制的自由度 常用定位元件（p81-106）
常用的定位基准（或基面）主要有平面、内圆面、内锥面、外锥面及 成形面（如渐开线表面）等。常用的定位元件主要有：支承钉、支承板、定位销(心轴)、定位套、V形块等。夹紧装置 1)夹紧装置组成
一般夹紧装置由动力装置、中间传力机构和夹紧元件组成。
(1)动力装置
它是产生夹紧力的动力源，所产生的力为原始动力。若夹紧装置的夹紧力来自人力的，称为手动夹紧；而夹紧力来自气动、液压和电力等动力源的，则称为机动夹紧。
(2)中间传力机构
变原始动力为夹紧力的中间传力环节称为中间传力机构。如铰链杠杆、斜楔等。它们的作用主要有三个：①改变夹紧力的大小；②改变夹紧力的方向；③实现自锁。
(3)夹紧元件
夹紧元件是执行夹紧的最终元件，如各种螺钉、压板等，它们是直接与工件接触的。
2)夹紧力的确定原则
(1)夹紧力的作用点；(2)夹紧力的方向；(3)夹紧力的大小
3）几种常用典型夹紧机构(p109)8 定位基准的选择
工件首次加工所使用的定位基准（面）都是未经加工过的表面，这样的定位基准被称为粗基准；当采用已加工过的表面作为定位基准（面）的，称为精基准；纯粹为机械加工工艺的需要而专门在工件上设计制造出来的定位基准称为辅助基准（如轴类零件端面上的中心孔等）。
1）粗基准的选择原则 2）精基准的选择原则 9 工序集中与分散
1)工序集中就是将工件加工内容集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。
(1)减少工件安装次数，在一次安装中完成零件多个表面的工，保证产品的相互位置精度；
(2)减少工序数目，缩短工艺路线，简化生产计划工作；
(3)机床数量少，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作；
(4)操作工人较少，工人操作技术要求较高；
(5)专用机床和工艺设备成本高，调整维修费大，生产准备工作量大；
(6)适用于单件生产。
2）工序分散 就是将工件加工内容分散在较多的工序中进行，每道工序的加工内容较少，最少时每道工序只包含一个简单工步。
(1)每台机床只完成一个工步，易于组织流水生产；
(2)机床设备及工艺装备简单，生产准备工作量少，便于平衡工序时间；
(3)设备数量多，占用场地大，生产计划和生产组织工作较复杂；
(4)操作工人较多，工人操作技术要求较低；
(5)采用结构简单的高效机床和工装，易于调整；
(6)适用于批量生产，尤其是汽车零件的流水线批量生产。10 加工余量
1）加工余量和工序余量 加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。零件某一表面相邻两道工序尺寸之差称为工序余量，而该表面所有工序余量之和等于加工总余量。2）基本余量Zi、最大余量 Zimax；最小余量Z imin
当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得到的加工余量称为基本余量或公称余量（Zi）。最小余量Zmin是保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最小厚度。最大余量Zmax是该工序余量的最大值。
无论是外表面还是内表面，本工序余量公差总是等于本工序尺寸 公差与上工序尺寸公差之和。
3）确定加工余量的方法
1)分析计算法； 2)经验估算法； 3)查表修正法。11 工序尺寸及其公差的确定
工序尺寸是指某一工序加工应达到的尺寸，其公差即为工序尺寸公差。运用尺寸链的知识对其进行分析，是合理确定工序尺寸及其公差的基础。1）尺寸链
在机器设计、装配及零件加工过程中，一组互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。（1）装配尺寸链；（2）工艺尺寸链；（3）设计尺寸链。2）尺寸链的组成
组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环，环又分为组成环与封闭环。（1）封闭环
尺寸链中封闭环是由组成环尺寸所决定的，因此，它的存在依赖于组成环而间接形成，在零件加工或机械产品装配过程中，最后自然形成(间接获得)这一尺寸。一个尺寸链中只有一个封闭环。
（2）组成环
尺寸链中，除封闭环以外的其他环都称为组成环，它是在加工或装配中直接获得的尺寸。根据组成环对封闭环影响的不同，又把组成环分为增环与减环。
（a）增环
尺寸链中，某组成环的变动将引起封闭环的同向变动，则称该环为增环。所谓同向变动，是指组成环增大，封闭环也增大，组成环减小，封闭环也减小。
(b)减环
尺寸链中，某一组成环的变动将引起封闭环的反向变动，这一组成环称为减环。反向变动是指组成环增大，将引起封闭环减小。3）尺寸链的计算（1）计算类型
(a)正计算法（公差校核计算）：已知组成环，求封闭环。根据各组成环基本尺寸及公差(或偏差)，来计算封闭环的基本尺寸及公差(或偏差)。这类计算主要用来验算设计的正确性，故叫校核计算。
(b)反计算法（公差设计计算）：已知封闭环，求组成环。根据设计要求的封闭环基本尺寸及公差(偏差)，反过来计算各组成环基本尺寸及公差(偏差)。这类计算主要用在产品设计或工艺设计上，即根据机器的使用要求来分配各零件的公差。
(c)中间计算法：已知封闭环及部分组成环，求其余组成环。根据封闭环和其他组成环的基本尺寸及 公差(偏差)来计算尺寸链中某一组成环的基本尺寸及公差(偏差)。（2）尺寸链的计算步骤
(a)确定尺寸链计算的类型(设计计算、校核计算)。
(b)画尺寸链图：从某加工或装配的基准开始画，所有尺寸都画上，包括基本尺寸为零 的尺寸，尺寸不能重叠，最后尺寸要形成封闭图形。
(c)确定封闭环：封闭环是装配或加工后自然形成的，所以要知道装配过程和零件加工工艺过程。
(d)确定组成环的增环、减环。(e)选择公式进行计算。
(f)校核。12 工艺尺寸链、装配尺寸链的应用
工艺尺寸链的分析计算，首先确定封闭环；其次建立工艺尺寸链；最后利用尺寸链计算公式解算工艺尺寸链。
（1）工序基准、测量基准与设计基准重合时工序尺寸的确定
（2）工序基准、测量基准与设计基准不重合时工序尺寸的确定（3）装配尺寸链的建立及其计算 13 设备、工艺装备的选择确定
1）机床设备的选择
2）工艺装备的选择
工艺装备，即是指零件加工时所用的刀具、夹具、量检具、模具等各种工具的总称。14 切削用量的确定
切削用量是制定工艺规程的基本参数，它包括三个方面： 1）吃刀量 即切削深度；
2）进给量 即加工设备每旋转一周加工刀具切削的距离； 3）切削速度Vc即刀具每分钟切削的距离。时间定额的确定
每一个生产企业根据自身的生产条件，对每一种零件生产的每一道工序都规定了所需耗费的时间，称为时间定额。完成一个零件加工的某道工序所耗用的时间，称为单件时间定额Tt，由以下各部分组成：
(1)基本时间Tb ；(2)辅助时间 Ta；（3)布置工作地时间
Ts；（4)休息与生理需要时间 Tr
(5)准备与终结时间
第三章
典型汽车零件的机械加工工艺 齿轮机械加工的定位基准
1）带孔的齿轮，加工齿面时，用光孔(或花键孔)及端面作为定位基准(基面)，且符合基准重合原则。
（1）当齿轮孔的长径比L／D>1时，应以孔作为主要的定位基面；
（2）当齿轮孔的长径比L／D<1时，如图a所示，应以端面作为主要的定位基准；
2）对于轴齿轮，当加工轴的外圆表面、外螺纹、圆柱齿轮面和花键时，常选择轴两端的中心孔作为定位基面，把工件安装在机床的前后(或上、下)顶尖之间进行加工。2 齿坯加工方案
齿坯加工的主要内容包括：齿坯的孔加工、端面和中心孔的加工(对于轴类齿轮)以及齿圈外圆和端面的加工；对于轴类齿轮和套筒类齿轮的齿坯，其加工过程和一般轴、套类基本相同。3齿形加工
齿形加工方案的选择，主要取决于齿轮的精度等级、结构形状、生产类型和齿轮的热处理方法及生产工厂的现有条件。常用的齿形加工方案如下：
(1)
8级精度以下的齿轮
调质齿轮用滚齿或插齿就能满足要求。对于淬硬齿轮，可采用滚(插)齿→剃齿或冷挤→齿端加工→淬火→校正孔的加工方案。
(2)6～7级精度齿轮
对于淬硬齿面的齿轮可采用滚(插)齿→齿端加工→表面淬火→校正基准→磨齿(蜗杆砂轮磨齿)，该方案加工精度稳定；也可采用滚(插)、剃齿或冷挤→表面淬火→校正基准→内啮合珩齿的加工方案，这种方案加工精度稳定，生产率高。
(3)5级以上精度的齿轮
采用粗滚齿→精滚齿→表面淬火→校正基准→粗磨齿→精磨齿的加工方案。大 批大量生产时也可采用粗磨齿→精磨齿→表面淬火→校正基准→磨削外珩的加工方案。这种加工方案加工的齿轮精度可稳定在5级以上，且齿面加工质量好，噪声极低，是品质极高的齿轮。4 齿端倒角加工
(1)去掉直齿轮或斜齿轮齿端的锐角(2)加工变速器滑动变速齿轮齿端倒圆角 5 曲轴加工的先进技术
1)质量中心孔技术加工 ； 2)车拉技术； 3)圆角深滚压技术
第四章
汽车先进制造技术 汽车制造技术的发展过程和发展趋势
1）汽车制造技术的发展过程
（1）刚性制造自动化 ；（2）柔性制造自动化；（3）集成制造自动化；（4）智能制造自动化 2）汽车制造技术的发展趋势
主要是敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化和制造绿色化。计算机辅助工艺过程设计（CAPP）
1)CAPP系统功能
①
检索标准工艺文件；②
选择加工方法；
③
工序安排；④
选择机床、刀具、量具、夹具、辅具等；
⑤
选择装夹方式、装夹表面和定位基准；⑥优化选择切削用量；
⑦
计算加工时间和加工费用；⑧确定工序尺寸和公差；
⑨
选择毛坯；⑩绘制工序图及编写工序卡。
2）CAPP系统的分类
(1)派生法；
(2)创成法；
(3)半创成法 3 数控加工和加工中心 1）数控加工
数控机床加工是指在数字程序控制机床(简称数控机床)上，按照事先编好的零件加工程序对工件进行的自动化加工。图为数控加工过程的框图。
从图中可以看出，拥有数控机床和编制零件的数控加工程序是实现数控加工的最基本条件。
2)数控机床的组成
(1)主机
数控机床的主体，包括床身、立柱、主轴、进给机构等机械部分。
(2)计算机数控(CNC)装置
它是数控机床的控制核心，主要由计算机系统、位置控制器、PLC接口板、通信接口板、纸带阅读机、扩展功能模块以及响应的控制软件等模块组成。
(3)伺服单元和驱动装置
包括主轴伺服驱动装置和主轴电动机以及进给伺服驱动装置和进给电动机。
(4)数控机床的辅助装置
数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的正常运 行。它包括液压和气动装置、排屑装置、冷却装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置。
(5)编程机及其他一些附属设备 3）数控机床的工作过程
数控加工的工作： 首先将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化，即将刀具与工件的相对运动轨迹、加工过程中主轴速度和进给速度的变换、切削液的开关、工件和刀具的交换等控制和操作，都按规定的代码和格式编成加工程序，然后将该程序送入数控系统。数控系统则按照程序的要求，进行相应的运算、处理，发出控制命令，使各坐标轴、主轴以及辅助动作相互协调，实现刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工。
4）加工中心
加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种多功能数控机床。加工中心具有工序集中，可以减少调整机床、搬运工件和装夹工件的时间，加工质量高，生产效率及自动化程度高等特点。加工中心常用于零件结构比较复杂，加工工序多，批量加工的零件生产场合。柔性制造系统(FMS)(Flexible Manufacturing System-FMS)
FMS是由若干台数控设备、物料运储装置以及计算机控制系统组成的，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。它包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)，由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。FMS的控制、管理功能比FMC强，对数据管理与通信网络的要求高。
柔性制造系统(FMS)通常包括以下三部分：
1)数控机床或加工中心。2)运送零件和刀具的传送系统。
3)计算机控制系统。计算机集成制造系统(CIMS)
CIMS由四个应用分系统及两个支撑分系统组成：
（1）管理信息分系统(MIS)；(2)技术信息分系统(TIS)；(3)制造自动化分系统(MAS)；(4)质量信息分系统(QIS)；(5)计算机网络分系统(NES)；(6)数据库分系统(DBS)6 智能制造系统(IMS)1）智能制造系统组成
智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它将人工智能技术融合进制造系统中的各个环节，通过模拟人类专家的智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等，从而取代或延伸制造环境中应由人类专家来完成的那部分活动，同时，收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的智能，使系统具有智能特征。智能制造系统是由制造技术、人的智能活动和智能机器等3部分组成。
2）智能制造的特征
1)自组织能力。2)自律能力。3)灵境(Virtual Reality)技术。
4)自学习和自维护能力。5)整个制造环境的智能集成。
3）
智能制造的研究热点
1)无污染工业制造技术。2)全球制造业的并行工程。
3)21世纪全球集成制造技术。4)自律性制造系统。
5)快速产品开发支持系统。6)知识系统。7 先进制造技术、工艺和方法 1）先进制造技术
在现代制造战略的指导下，传统制造技术不断吸取计算机、信息、自动化、新材料和现代系统管理技术，并将其综合应用于产品的研究与开发、设计、生产、管理和市场开发、售后服务，并取得社会经济效益的综合技术，统称为先进制造技术。
2）成组技术
充分利用事物之间的相似性，将许多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解决这一组研究对象的生产技术问题，这样就可以发挥规模生产的优势，达到提高生产效率、降低生产成本的目的，这种技术统称为成组技术。
尹安东
***；魏道高
*** 第五章
汽车车身覆盖件冲压工艺
(地板、顶盖、前围板、后围板、侧围板、仪表板)第六章
车轮及某些厚板零件的冲压工艺（车架纵梁与横梁、车轮的冲压工艺）第七章
汽车典型零件的模锻成型工艺（连杆、齿轮、曲轴的模锻成型工艺）第八章
制造工艺提升有何用？ 篇6
从制造谈起
在解析工艺秘密之前，先来简单了解一下芯片产品的制造流程。CPU也好，GPU也罢，还有诸如内存、闪存芯片等等，它们芯片核心部分的主要原料都是硅，制造过程也大体上相似。经过筛选、高温融化提纯后，硅原料变成了高度纯净的单晶硅。然后在高温容器中采用旋转拉伸的方式将原料取出，形成固定表面积的圆柱体硅锭。接着将硅锭切成圆形薄片，新的切片中要掺入一些物质。使之成为真正的半导体材料，而后在上边刻画代表着各种逻辑功能的晶体管电路。再将每一个切片放入高温炉中加热，通过控制加温时间而使得切片表面生成一层二氧化硅膜。随后再通过光刻蚀、掺杂等一系列复杂工艺，一个内部拥有复杂晶体管电路网络、多层结构的晶圆已成形。晶圆将被进一步切割成独立的核心芯片单元并经检测合格，进行封装、插接，进而再检测以决定它们的额定频率，电压等参数，最终的产品即告出炉。
等会儿，这里边好像并没有提到“nm工艺”这个关键词。而它实际上是代表了芯片内部晶体管电路之间的距离。晶体管电路密集程度越高，单位面积内可以容纳的晶体管电路越密集、越复杂，构建同样结构的晶体管电路所需要的空间越小，或者相同大小的空间能够容纳更为复杂，晶体管数量更多的晶体管电路。
讲到这里，我们又要把摩尔定律作为权威理论摆出来了。1965年到1975年，Intel的创始人之一戈登-摩尔先后提出并完善了摩尔定律：芯片中的晶体管和电阻器的数量每24个月会翻番，原因是工程师可以小断缩小品体管的体积。这就意味着，半导体的性能与容量将以指数级增长，并且这种增长趋势将继续延续下去。而摩尔定律中晶体管数量翻倍带来的好处可以总结为：更快，更小，更便宜。而制造工艺的提升则是晶体管数量提升的前提。
提升工艺降低成本
工艺的提升对于消费者来说最直观的感觉就是产品售价的下降。由于芯片是由最初的硅锭逐步切割为一个个小的方形薄片，那么一旦工艺提升，晶体管电路变得更为密集，单个芯片所需的厚度、表面积也会随之降低，同样多原料就能生产出更多的芯片产品。同时，更先进的工艺也能够进一步保证产品的良品率，大大减少了报废产品的产生。当年NVIDIAGeForce 7600GT/GS最初采用的90nmT艺的G73-N-A2核心，售价直徘徊在千元附近。而在80nm工艺的G73-B1核心被广泛运用后，GeForce 7600GT/GS的售价才出现了大幅下调，599到799元的售价让它们最终成为了红极一时的主流产品。同时，目前NVIDIA G80和G92两款核心显卡产品的巨大的售价差距也让人们看到了65nm工艺的优势。
提升工艺提升性能
再来看Intel最新的45nm工艺的Penryn核心处理器吧，产品的双核心版本内建4.1亿个晶体管，四核心则有8.2亿个晶体管(65nm Core 2 Duo处理器双核心晶体管数量为291亿)，微架构经强化后，在相同频率下较上代65nm产品拥有更高性能，同时L2Cache容量亦提升50％，明显提高数据读取执行的命中率。47条全新Intel SSE4指令，提高媒体性能和实现高性能运算应用。正是由于晶体管电路更为密集，因而产品可以在更小的空间内融入数量更多、结构更复杂的晶体管电路，相信不久的将来，我们就能享受到如此强大的处理器产品。
提升工艺提升电气性能
先进的工艺同样也意味着电气性能的提升，即产品的供电环境要求下降，发热量更低，功耗更低，更易于超频。记得Core 2 Duo刚上市时，大家都感觉难以置信，因为默认外频已高达266MHz的处理器产品大部分都可以在额定工作电压仅为1.35V(实际工作电压为1.248V)的情况下超频到400MHz以上。
对于现在热门的Radeon HD3850/3870显卡，恐怕我们很难想象，作为AMD-ATi新一代中高端产品的代表，并且是第一款对DirectX 10.1 API提供支持的RadeonHD3850/3870，它们的供电部分设计居然看上去如此的简单。但要知道，RadeonHD3850/3870采用的可是目前显卡领域最前沿的55nm制造工艺啊!AMD-ATi借着55nm先进工艺，将6.66亿个晶体管融入到了表面积仅为190mm2的显示核心当中，同时将Rv670xT和RV670Pro的TDP功耗控制在132W和104W。因此，两款产品在供电设计方面均不会有过高的要求。还有另外一条令人振奋的消息：采用RV670XT的Radeon HD3870显卡，假如在PCB背面的核心电压控制部分的一个空焊位焊接一个500毫欧的电阻，就能显著提升RV670的工作电压。通过这个改造，Radeon HD3870显卡的核心工作频率可以稳定超频到1GHz左右，性能将在原有基础上大幅提升。
制造工艺与产业关系
看到这么多制造工艺提升带来的优势，恐怕大家会感到奇怪：“不是说最新的工艺生产出来的产品最节省成本、性价比最高么?但为什么最新工艺的新款CPU刚开始发售时售价都那么高呢?”“为什么都到了45nm工艺了，还有些厂商仍然在坚持使用90nm甚至更老旧的和造工艺呢?”这就要涉及到产业关系的内容了。
众所周知，目前工艺上最领先的仍旧是CPU制造，以Intel、AMD为代表的一线领导地位的厂商不断努力开发更新，但技术更新也是需要相当大的成本投入的，即便能够以更低廉的成本生产出产品，它们也不会降低产品的售价。以较高的价格销售全新的产品不仅能够让它们迅速回收工艺更新的成本同时，也赚取工艺更新的利润。
在收回足够多的成本和利润后，更加先进的工艺已经出炉，而后相对老旧的技术被用于生产价格适中的主流产品，这往往就是主流用户们最终能够接受的产品了，不过它们仍然摆脱不了被淘汰的命运。但另一方面，对于处在中下游的厂商来说，一线厂商淘汰下来的技术仍然是非常有利用价值的。于是它们也会以一个相对合理价格收购一线厂商淘汰不用的工艺技术，继续发挥它们的生产价值。例如，我们会看到处理器的生产工艺已经发展到了45nm，实际上主流的处理器产品依旧采用的是65nm工艺，而诸如内存、闪存等半导体产品却仍然在采用90nm甚至更老的工艺。
新的工艺不断被Intel、AMD、台电等一线厂商开发出来，帮助它们赚取产品、技术开发等方面的利润，而一线厂商淘汰下来的技术被二线厂商回收后进一步利用。这就形成了制造工艺的单向循环。所以我们才能够看到半导体产业工艺技术的不断更新。
说到最后
工艺和制造 篇7
(1) 背板必须用冷冲压模具进行拉伸、切边、折边和侧冲孔加工, 这种大型拉伸工件的制作, 不仅需要投资昂贵的模具费用, 还需要再投资大型设备, 市场风险很大, 使绝大多数生产太阳能集热器的企业望而却步。
(2) 用传统冷冲压方式制作槽式整体背板, 需要通过拉伸、切边、折边和侧冲孔等多工序完成, 生产成本高。
(3) 用冷冲压方式拉伸大型工件, 极容易出现拉伸破裂现象, 合格率相当低。
(4) 用传统冷冲压方式制作槽式整体背板, 一套模具只能生产一种规格, 设备的利用率低下。
2 槽式整体背板新型结构的改进
为克服现有技术的不足, 本实用新型发明的目的在于提供一种槽式整体背板集热器结构, 通过优化产品结构, 以降低生产成本, 便于制造和提高产品质量。
(1) 玻璃的装配采用高强度玻璃粘合剂粘接法, 既在边框与玻璃的装配结合部位涂上玻璃粘合剂, 把玻璃直接平贴在已装配好其他部件的边框上, 再在玻璃周边打上固定胶, 密封防渗漏效果将得到充分保证, 玻璃周边丝印黑色装饰边, 外形美观大方。
(2) 把边框的下半部分设计成一个圆弧形嵌入式凹槽边, 尾部边框与背板的连接设计成搭边 (或咬合边) 式结构, 方便背板的焊接和装配。经过焊接成形的槽式整体背板, 结构紧凑, 强度高, 密封性好, 适应性强, 可以根据要求组装成多种规格的嵌入式整体背板集热器, 不需要投资大量的模具和设备费用。
3 槽式整体背板的加工工艺
(1) 边框采用四根特制铝合金型材, 边框两端切成45°斜角, 拼缝处用焊接的方式拼接成四边形边框, 底部再焊接一张薄铝板, 形成一个完整的槽式整体背。
(2) 用铝合金型材焊接拼装槽式整体背板, 与保温岩棉、玻璃和吸热板芯等部件组合, 制作嵌入式整体背板集热器, 其功能和样式具有外形美观大方, 结构紧凑合理, 制造工艺简便, 投资少, 见效快, 生产效率高, 可明显降低产品的材料成本和生产成本, 经济效益好的特点, 具有广泛的推广价值。
4 新型槽式整体背板集热器的优点
(1) 用传统冷冲压方式制作槽式整体背板, 需要拉伸、切边、折边和侧冲孔等多工序生产完成, 生产成本高;而本发明只需要把特制铝型材边框两端切角后, 进行拼装焊接既可, 工序简单, 用人少, 生产成本低。
(2) 用冷冲压方式深拉伸大型工件, 极容易出现拉伸破裂现象, 一般做不到100%的合格率。用本发明制作槽式整体背板, 可操作性强, 质量有保障, 产品合格率高。
(3) 边框上框条的设计, 还可以在四角安装角码, 对边框四角进行定位和加固, 更有利于四角的拼缝和焊接。
(4) 为了保证该发明专利的顺利实施, 我们设计了用于生产该类型槽式整体背板的专用焊接设备和工装。焊接设备采用交直流TIG弧焊机, 配合双轴数控定位系统和定位工装, 自动完成边框与背板的焊接, 四角可选择手工或设备自动焊接两种方式, 由于该设备及工装可以根据要求进行调节定位, 故可以焊接组装多种规格的槽式整体背板, 操作简便, 焊缝平整光滑, 质量可靠。解决了用传统冷冲压方式制作槽式整体背板, 一套模具只能生产一种规格的槽式整体背板的弊端, 大大地提高了设备的利用率, 提高了经济效益。
(5) 如果为了降低产品的材料成本, 还可以选用镀锌板或铝塑板及其它材料替换边框底部的铝板, 经过铆接或沾接的方式拼装成槽式整体背板, 可明显提高产品的性价比。
5 新型槽式整体背板集热器的实际应用
本实用新型把边框1 上框条以下部分设计成一个圆弧形嵌入式凹槽边, 尾部边框与背板5 的连接设计成搭边式结构, 方便背板5 的焊接和装配。经过焊接成形的槽式整体背板, 结构紧凑, 强度高, 密封性好, 适应性强, 可以根据要求组装成多种规格的嵌入式整体背板集热器, 不需要投资大量的模具和设备费用。
6 总结语
工艺和制造 篇8
关键词：机械制造工艺,机械制造加工精密,精密加工技术研究
随着现代社会的快速发展,社会对于机械产品的需求量以及对于机械产品的种类功能要求越来越高,机械产品的质量直接影响社会的各产业发展,而现代机械制造工艺发展较为缓慢,所具备的基础以及工艺无法生产出社会所要求的质量,以及社会所要求的功能,该种不利局面严重限制社会发展以及机械产业的进步,因此,需要及时采取相应的对策进行改进,主要研究方向就是现代机械制造工艺以及机械制造精密加工技术。
一、现代机械制造工艺和精密加工技术浅析
现代机械制造工艺内容较为繁杂,所涉及的原理、技术、操作以及检修较为复杂,机械制造工艺流程中任何一部分环节出现问题会直接导致机械制造产品质量低下,以及无法投入使用,导致企业的信誉以及收益受到严重影响,同时在现代机械制造产业发展过程中精密加工环节也是提升机械产品的重要操作步骤,加工的精密度无法保证会导致机械产品无法正常使用以及无法成型等,因此,保证现代机械制造产业的进步,就必须保证这两部分的操作质量。下面对这两部分进行详细的研究,以此做为改进的依据以及方向。
(一)关联性
现代机械制造工艺和精密加工技术之间存在关联性,表现在机械制造产品的研发、销售等环节中,在各个流程以及各个操作中均有所体现,生产工艺和技术密切关联,任何一环节不顺利都可能对整个技术的应用效益产生不良的影响。因此,现代机械制造的每一步操作、每一个流程都需要进行协调进行配合,保证整体性以及衔接性,实现工艺生产操作的流畅性以及加工的精密性,降低生产过程中出现问题的概率以及减少对于各个环节器械的损坏程度,从根本上提升效益以及降低成本。相关的管理人员在工作进展过程中,需要对机械制造工艺以及加工操作进行全面的管理以及全面的监督,了解生产线中存在的薄弱部分,提出针对性的措施进行控制以及改进,进而提升机械制造工艺质量以及加工精密度。
(二)整体性
机械制造工艺和加工技术还存在的特性就是整体性,即机械制造与信息技术的关联性,其制造技术的发展需要科技的支持以及科技的帮助,需要充分的利用新理念以及新技术,包括计算机技术、传感技术、自动化技术以及系统管理技术等,在这些技术的促进之下,现代机械制造工艺与加工技术能够实现全面性的进步以及发展,能够在生产中实现信息的交互以及整体性的管理以及控制,实现机械制造整体化,信息的完整化,对于推动功能机械制造产业的发展有实际的作用。
二、机械制造工艺研究
现代机械制造工艺内容包括焊接工艺、切割工艺、打磨工艺等,现代机械制造工艺中需要细致化研究的主要内容就是焊接工艺,原因即焊接工艺是最常用的工艺,对于机械制制造工艺的影响最为直接。
(一)气体保护类焊接工艺
该种焊接工艺是将二氧化碳气体做为被焊接物保护介质,驱动电源以电弧做为基础,工作进行过程中保护介质会围绕在电弧周围,将电弧、空气隔离,避免有害气体扩散,并且确保焊接电弧的稳定及充分燃烧。由于二氧化碳的价格较为低廉,一般都将二氧化碳作为保护气体。
(二)现代机械制造埋弧焊焊接工艺
是一种包括自动化、半自动化两种形式的焊接工艺,自动化顾名思义就是不需要人工操作参与,利用焊接小车来实现焊丝、电弧的连接,半自动则是需要人工操作来实现电弧移动,焊丝的输送仍需要依靠机械设备。该种焊接工艺的优势在于无污染、高效以及焊接效果好。
(三)电阻焊焊接工艺
电阻焊焊接工艺是利用电流来实现焊接物溶化,进而在溶化之前与需要焊接的对象结合,降温凝固之后就能够实现焊接目的,该种焊接工艺的特点为操作机械化程度高、所需时间短、无污染物质以及污染气体产生、焊接的稳定性以及焊接的质量高。但是存在的明显缺陷就是所需成本高,检测技术缺乏等。
(四)搅拌摩擦焊接工艺
传统的只需要焊接搅拌头的焊接工艺。
(五)螺柱焊接工艺
在焊接工艺过程中,利用压力来实现螺柱固定管件,在利用电弧实现将与之的接触面溶化,完成焊接。
三、精密加工技术研究
(一)切削技术精密化
切削技术是加工技术中较为常见的一种技术,提升切削技术的精密度具体操作就是减少工件使用,在切削技术操作过程中需要适当的提升机床运转速度。例如,增强机床的刚度及抗震性能,就要具备精密的控制技术、微驱动及微进给等较先进的技术。
(二)磨具成型技术
磨具成型技术的主要任务是提高磨具的精度,目前使用的电子产品中,有三分之一的零件是采用磨具加工制成的。
(三)研磨技术超精密化
研磨技术对于机械制造产品的质量提升有较大的作用,对于研磨技术的要求较高,需要达到超精密程度,在超精密研磨技术使用过程中需要注意硅片尽量光滑,粗糙控制在1-1.5mm,利用原子级的抛光处理。
(四)纳米技术探究
纳米技术在各个领域都有相应的应用以及发展,纳米技术在机械加工生产中的应用操作就是在硅片上制作纳米宽度线条,用于信息的储存,增加信息储存量以及储存规模。
(五)微细加工技术分析
微细加工技术讲求细微化,即实现将电子产品缩小的同时能耗降低,效率提升。
四、结束语
现代机械制造工艺及精密加工技术研究的必要性体现为,该研究能够实现机械制造产业的快速发展以及机械制造产业的迅猛提升,机械产业的发展,能够保证机械制造产品提升,精密度保证,机械的使用质量以及机械的使用效果都大幅提升,对于社会的各产业发展都有相应的促进作用。
参考文献
[1]宋凯.浅议现代机械制造工艺与精密加工技术[J].中国包装工业,2013,20:75+77.
[2]贾小龙.现代机械制造工艺及精密加工技术分析[J].山东工业技术,2016,03:8+4.
制造技术与制造工艺的合理分析 篇9
关键词：制造技术,制造工艺,分析
1 先进制造技术的提出与体系
1.1 先进制造技术
先进技术是目前制造业发展的重要基础, 多数学者将先进技术定义为是制造业融合信息技术和现代管理技术综合而形成的并广泛运用与企业管理、产品设计、产品开发、销售、回收等技术的总称。
简而言之, 先进技术是制造业在提升生产力与竞争力过程中融合多类现代化技术而成的技术群。目前, 在世界领域内先进技术的发展水平参差不齐, 我国还处于发展之中, 但机械科学研究院提出了由多层次技术群构成的先进制造技术体系。第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术, 它是先进制造技术的核心。它在铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础工艺中大量采用。第二个层次指的是包括当前使用较广的数控技术、机器人控制技术、无人操作等制造单元技术。第三个层次指的是集成技术, 也即通过运用现代化的网络技术与计算机技术集合前两个层次技术而形成的新型技术。
1.2 先进制造技术与机械制造工艺的关系
制造业是技术型的企业, 涉及的行业较为广泛, 包含有工程机械、化工企业、食品加工企业、纺织工业等。制造业既是一个基础性的产业, 更是一个科技创新的产业, 在推动现代科技发展的过程中发挥了重要作用, 其中制造工艺是制造业发展的基础。如何促进制造工艺的革新与发展, 在一定程度上等同于如何促进制造业的发展;另一方面, 机械制造技术的更新、发展又集中体现着先进制造技术, 并补充、丰富了先进制造技术。因此, 先进制造技术与机械制造工艺的关系是相辅相成的, 不能忽视任何一方的发展。
2 先进制造技术在机械制造工艺中的应用
2.1 企业生产方式发生重大变革
先进制造技术投入使用后, 我国大多数制造企业已经从传统的生产方式转向了现代化的生产, 到生成模式等均发生了巨大变化。主要体现在以下几个方面:其一, 工作方式上, 由传统的顺序转向了并向工作方式;其二, 在生产管理上, 脱离了复杂而繁琐的多层次管理模式转向了简单明确的扁平化模式;其三, 组织管理上, 由按功能划分小组转向了固定的工作组织, 使之专人做专事;其四, 工作方向上, 改变了以往重质量不重市场的理念。
2.2 产品设计开发应用了现代设计技术的最新成果
现代设计的方法和技术主要有“绿色设计”。在开发和应用新技术时, 必须把保护环境、爱护人类的“生态平衡”意识摆在设计、制造和使用的首位, “以人为本”是制造技术发展的最高准则。绿色技术的使用不仅在于保护环境与减少污染, 且有利于企业降低资源的浪费, 有效提升资源的利用率进而降低生产成本, 一定程度上利于提升企业效益。绿色设计的投入使用, 可以有效克服传统技术的缺陷, 在保障产品质量的同时更注入了环保元素。如产品从设计、生产、使用、淘汰、回收、再利用……, 形成了一个良性循环, 使之成为了当下与未来产品设计的重要指导原则。
3 我国机械工业发展先进制造技术的对策
从目前我国制造业整体水平而言, 发展历史较短、基础较为薄弱、整体水平与西方国家还有着较大差距。虽然经过近年来的发展, 我国经济与科技实力有所提升, 但依旧不足于与国外企业相比, 面对时代发展的要求, 我国制造业还有一段漫长的探索之路, 在迎接机会的同时更要面对挑战, 可以从以下方面加大投入与开发:
3.1 加强制造技术应用与制造技术的开发相结合
技术的发展与提升在于不断地研究与开发, 要保持我国制造业制造技术的先进性, 在发展制造业的同时将技术研究开发融合在一起, 在实践中总结经验为技术的开发提供宝贵经验, 是推动技术先进性发展的重要基础。
3.2 加强政府与企业的相互合作与扶助
机械制造企业是应用先进制造技术的主体, 也是技术开发、投资的主体。因此, 企业应改变观念, 眼光放远, 在这两方面舍得花人力、物力和财力。
3.3 立足实际先行试点
新技术从提出到投入使用需要经历一段时间的推广运用, 对于我国工程机械制造业而言, 由于整体水平还相对较低, 因此, 先进技术的推广使用中应从实际出发, 根据企业的状况建立合理有序的引进计划, 阶段性发展。如在重点企业或具有代表性区域进行推广试点, 在取得理想效果后在扩大使用。
3.4 加强人才培训
科技的发展、社会的进步、经济的提升在于人才的发展, 人才是进步的动力。要进一步推动我国制造技术以及制造工艺的水平的提升, 对于国家而言要建立科学有序的人才发展战略, 为社会输送更多的专业人才;对于企业而言要立足实际, 加大专业技术人才的引进, 打造一支专业化与高素质的人才队伍。
4 结语
机械制造业是国民经济中的重要支柱, 而制造业技术的先进性不仅是衡量制造业整体水平的关键因素, 更是反应一个国家科技水平的重要因素, 是国家综合实力竞争的重要组成部分。我国制造业由于起步较晚, 当前还处于发展阶段, 未来发展之路还需要不断的探索与研究。
参考文献
[1]徐耀信.机械加工工艺及现代制造技术[M].西南交大出版社, 2005 (02) :1.
基于绿色制造理念的机械制造工艺 篇10
机械制造产业是我国社会发展的支柱产业, 发挥着重要作用。但其在发展过程中出现了与可持续发展相违背的问题, 能否有效解决这些问题, 将直接影响到机械制造的未来发展。
1 绿色制造理念概念
所谓绿色制造工艺是指利用当前的先进技术对产品进行制造, 在制造的过程中要有绿色的制造理念, 绿色的制造理念要贯穿于设计、选材、加工等各个过程。使机械制造的过程中最大限度的减少对环境的污染, 同时还要减少机械设备在使用过程中对环境的影响。绿色制造是时代发展的要求, 也是我们最终的奋斗目标。在机械制造工艺的制造理念中要遵循以下几点。
1.1 节省原材料
在机械制造的过程中首先就需要在使用材料上进行节约, 在制造的过程中我们可以采用比较先进的工艺技术来降低在制造过程中的材料浪费, 在机械制造设计的过程中我们要采用先进的材料来提高机械设备的使用寿面和年限, 这样从另一个方面也是减少材料的浪费, 在制造的过程中采用先进的工艺, 提高制造过程中的合格率, 从而减少材料的浪费, 实现原材料的节约, 降低机械制造过程的成本。
1.2 减低能源消耗
绿色制造就要求我们在进行机械制造过程中减少能源的浪费, 能源是不可再生的资源, 储存量有限的资源随着使用量的增加在逐渐的减少, 在我们的日常生活中一时一刻也离不开能源的消耗, 为了减少能源的浪费, 我们尽量采用新工艺和新技术使用和开发新能源或再生资源, 在对机械设备进行设计的过程中要考虑对能源的使用和消耗, 争取使用最少的能源发挥最大的效率, 这样就能减少对能源的消耗。
1.3 减少三废, 保护环境
绿色制造的理念还在于减少对环境的污染, 减少在使用过程中废水、废气的排放, 通过技术创新和制造工艺的优化来降低各种染料的浪费, 提高染料的利用率。在使用过程中可以对有污染的废弃物进行过滤或循环使用, 这样就能在一定能够程度上降低机械在运行过程中产生的废气、废水、废料的排放, 减少对环境的污染, 实现绿色生产。
2 绿色制造技术的主要内容
2.1 绿色制造理念首先需要在设计上开始, 从源头上就要对整个制造过程贯穿绿色设计理念, 这样就能从全面的进行绿色制造, 使整个过程进行绿色制造, 设计过程对整个绿色制造过程都有重要的影响。
2.2 传统的设计和绿色设计有着本质的区别, 绿色设计主要以环境和资源作为主要的内容进行考虑和设计, 传统的设计主要是以产品的制造成本和性能为主要目标, 因此, 在设计的初期就有着一定的理念区别, 这就造成在设计的过程中侧重点会有所不同。
2.3 机械制造绿色理念在满足产品的使用要求外还要考虑产品的废旧回收利用情况。这就需要我们在设计阶段就要产品进行综合的考虑, 在设计制造的过程中要满足绿色制造的要求。在设计制造的过程中还需要满足部分客户的特殊性能要求, 建立产品的绿色开发平台, 为绿色产品制造创造有力的条件, 促进绿色制造的进一步发展。
2.4 在机械制造过程中对使用材料的选择也十分的关键, 是绿色制造的主要条件之一, 我们要选用能回收或对环境污染比较小的绿色材料, 这样就能减少报废后对环境造成污染, 对资源进行重新利用。这就要求对材料在选用的过程要经过完整的试验, 保证所使用的材料能符合绿色制造理念的要求。
2.5 在机械设备制造完成后, 不可避免的会进行包装, 一方面便于机械设备的运输, 另一方面是减少机械设备在运输过程中产生的碰撞和损坏。在对机械设备包装的过程中尽量使用环保的材料或使用可回收的材料进行包装, 这样就能减少浪费。在对机械设备进行包装的过程中, 可以根据设备的特性有选择性的进行包装, 对于不怕磕碰的尽量减少包装的层数, 降低产品的包装过程的成本, 实现优化包装。因此, 绿色设计具有系统性、并行性、集成性、空间性、时间性等特点。
3 绿色制造在机械制造工艺中的运用
3.1 立柱组装线的应用
在对机械设备组装的过程中为了降低人工的劳动强度, 提高组装的质量可以采用立柱组装线进行组装, 立柱组装线的构成部分有:清洗设备、上料机构、导向环装配、控制系统和活柱流水线等。通过使用立柱组装线组装系统大大提高了组装的效率和质量。
3.2 豪克能金属表面加工技术在机械制造领域的应用
在目前的机械制造过程中, 液压缸的杆类外表面加技术存在着耗时、费力、使用寿命低等一系列问题, 这就造成杆类外表在加工的过程中不能满足生产使用的需要。而豪克能金属表面加工技术的出现则为这些问题提供了有效的解决方法。豪克能金属表面加工技术的工作原理是利用豪克能其在常温的状态下冷塑性的特点, 对金属的表面进行研磨, 对其表面进行一些微小的处理, 使其达到最符合生产所需要的状态。由此可见液压缸活塞杆、活柱类外圆精加工方面发挥着重要的重要。而豪克能金属因为具有聚焦性好、密度大的特点, 其可靠性比较强, 所以在机械制造领域的应用范围比较广。
3.3 振动消除应力法在机械制造领域的应用
在当前机械制造的过程中, 为了降低材料对设备机械性能的影响, 一般需要对材质进行特殊的处理, 通过处理, 一方面能减少本身应力的影响, 另一方面提高材料的综合性能。在当前处理的过程中有两种方法可以采用, 一种是自然时效法, 另一种是热时效法。在机械制造过程中根基设备的性能要求采用不同的处理方式。自然时效法所使用的时间较长;热时效法在增加成本投入的情况下, 还会对材料的整体性能造成破坏。现阶段, 在机械制造领域出现比较理想的处理方法, 那就是振动消除应力法, 俗称振动时效。这种交变应力会使金属结构件某些点产生晶格滑移, 从而发生塑性形变, 而当这种变形力量在金属结构内部残余应力最大的点上进行释放时, 就会使金属构件内部残余应力降低和均化。
3.4 再制造技术在机械制造领域的应用
再制造是指同相应的工艺对使用到寿命的备件进行重新的处理, 使其达到相应的使用要求, 这就在一定程度上减少了设备的浪费, 提高了设备的使用寿命。其中最重要的一点是, 再制造技术所再制造的产品性能达到与原本产品的性能, 或者是超过原本产品的性能才可以。
4 结束语
综上所述, 为了适应时代发展的需要, 我们要不断的加大绿色制造理念, 提高绿色制造的技术水平, 节约社会资源, 减少对环境的污染, 保护环境, 实现人类与自然和谐发展。
摘要：为了有效解决机械制造业的能源浪费等系列问题, 应运而生了绿色制造理念。本文围绕绿色制造理念的概念、内容、在机械制造工艺中的运用这几个方面问题进行分析, 供参考。
关键词：绿色制造,概念,内容,机械制造,应用
参考文献
[1]肖寿仁, 谢永悫.浅析绿色制造理念在机械制造中的应用, [J]中国机械制造, 2010, (12)
抗疲劳制造工艺优化方案 篇11
残余应力与抗疲劳制造
众所周知，构件工况下承受的应力是残余应力与外部载荷应力的合力，在表面形状、材料、组织、温度不连续，或塑性变形不均匀的地方会出现应力局部增大的现象，这种现象叫做应力集中。其中，表面残余应力由材料、加工状态、载荷历程决定，外部载荷应力受几何形状、工况等因素影响较大。残余应力对疲劳强度的影响因条件和环境的不同而改变。它与残余应力分布规律和量值、材料的弹性性能、外来作用的状态等因素有关。当我们研究残余应力对疲劳的影响时既要考虑宏观残余应力的影响，也要考虑微观残余应力的影响。
可以认为，宏观残余应力在初期暂时与作用的交变应叠加，改变应力水平，较大的影响着疲劳寿命。而由微观组织不均匀性所造成的残余应力，在应力交变过程中，会使微观区域内的塑性变形积累，使该部分产生应力集中，并使组织内发生裂变。
为了获得理想的表面压应力分布，提高零件抗疲劳寿命，多采用滚压、挤压、喷丸等机械方式产生冷变形及硬化层，或者采用高能束处理的加工方式。工业界广泛应用的机械喷丸（Shot Peening，简称喷丸）强化工艺是一种有效的表面微动防护手段，它通过对零件表层实施冲击与冷挤压而使表层冷作硬化和产生残余压应力。
中航工业黎明开展了利用振动光饰和光整工艺改善其表面残余应力等技术状态的实践探索。在光饰设备上采用120#专用磨料，对盘件进行了光饰加工，其作用效果明显。由图1可以看出，光饰前各检测位置的残余应力分布差异较大，最大应力差值达到1000MPa，应力分布趋势呈现“W”型；光饰加工后虽然明显改变了各点的残余应力状态，但各点应力差值仍然很大（接近1000MPa），且基本延续了光饰加工前的“W”型应力分布规律。可见，光饰加工引入了一定幅值的压应力变化量，但并未改变原有初始残余应力与机加残余应力等造成的应力不均问题，且该问题仍然会对“抗疲劳”效果产生不利影响。
表面残余应力的成因
工件表面残余应力是复杂因素综合影响的结果——成型阶段及热处理造成的构件整体初始残余应力、切削加工阶段的挤压作用与切削热在表面硬化层形成的机加应力、抗疲劳表面处理工艺引入的表面压应力，上述三者在构件表面一定深度内的顺序引入与相互耦合，共同作用产生最终的表面残余应力。材料、几何尺寸和加工工艺确定后，上述三种残余应力中，初始残余应力在时间顺序上被最先引入，并决定了构件整体的残余应力大小、状态与分布；其次是机加残余应力，它受初始残余应力的影响，决定了构件浅表层残余应力的分布规律（如图表2、3）；最后是抗疲劳表面应力，在终了工序之前在指定区域的浅表面引入压应力状态。
抗疲劳制造工艺优化对比实验
频谱谐波定位时效与热时效的效果对比：
图4为某航空高温合金盘环类构件（粗加工状态），其加工路线为：环轧成型——>热处理——>粗加工——>半精加工*——>热时效# *——>精加工——>喷丸*。为了均化和改善喷丸加工前的残余应力分布，有效提高其抗疲劳制造效果，在半精加工后采用频谱谐波定位时效（均化工艺）代替热时效工艺；采用X射线衍射残余应力无损检测方法，采用直接检测的方式对比频谱谐波定位时效与传统热时效工艺对残余应力的均化效果；最终在喷丸完成后，通过逐层剥离检测的方式对定位时效、喷丸工艺就残余应力的综合作用效果进行评估（检测环节为上标“*”处）。
图4所示是某航空高温合金材料经过成型制造、热处理和半精加工阶段的切削后的残余应力。由于受到初始残余应力与切削残余应力的影响，半精加工后构件表面的残余应力既有拉应力（暖色区域）也有压应力（冷色区域），平面上最大主应力与最小主应力的应力差超过500MPa，且分布极为不均匀——45°、120°、270°附近色阶变化明显，此区域的应力梯度较大。上述拉应力有助于裂纹的萌生并加速其扩展（如图5），不利于构件的疲劳强度及寿命；较大的应力梯度与不均匀的残余应力分布一方面有可能与工况下的应力耦合，造成应力集中，另一方面，该残余应力将与后续抗疲劳加工方法引入的压应力叠加，在成品上仍然表现出不均匀性，影响最终的抗疲劳效果。
为了解决上述问题，在半精加工完成后进行传统热时效与频谱谐波定位时效的对比试验，主要目的是评价两种时效工艺对残余应力的均化效果。通过X射线衍射法检测分别对经过热时效和频谱谐波定位时效处理的一个构件进行残余应力检测，并绘制为以色阶代表残余应力状态与幅值的应力云图（如图6）。
在对比试验中可以得出如下结论：
热时效构件处理前后的残余应力下降率（平均）为48%，频谱谐波定位时效为35%，因此，单就残余应力幅值的抑制效果来评价，传统热时效更有优势；
热时效与频谱谐波定位时效的残余应力均化度（整体）分别为43%和49%，两种时效工艺对构件整体残余应力的均化作用效果接近，频谱谐波定位时效略占优势；
仔细观察工艺对比构件失效后的应力云图，可以发现频谱谐波定位时效工艺构件沿径向和周向的应力分布更为平缓均匀，没有明显的色差（应力梯度）。但热时效工艺构件继承了在45度与270度附近的应力梯度，造成局部的应力不均匀。
nlc202309020111
在本次试验对比中，相比于传统的热时效工艺，频谱谐波定位时效更能达到残余应力的均化效果，有助于后续的抗疲劳加工工艺。
喷丸强化效果及残余应力评价
喷丸强化工艺可以在材料表面引入一定幅值和深度的压应力，一般在构件加工过程临近结束前实施，可以有效改善表面完整性，提高疲劳寿命与强度。由于喷丸强化对金属构件的作用厚度一般在零至数百微米深度，为了检测这一范围内不同深度的残余应力，从而详尽勾勒三维残余应力分布规律。采用电解抛光方式对表面材料进行无应力的逐层剥离（单次剥离深度25～50um），在此过程中使用X射线衍射法（检测深度<10um），对不同深度残余应力进行检测。
构件材料为镍基合金，采用北京翔博科技提供的X-2型电解液对材料表面进行电解抛光，并针对实验构件的材料建立抛光深度-时间关系，以达到对残余应力的逐层检测的目的。
X射线衍射法针对镍基合金的311晶面采用Mn靶材Ka射线，衍射角度为155°，采用互相关法峰形拟合方式。
图7、8所示为沿深度方向检测残余应力分布曲线，对比两种时效方式对应力的喷丸强化后残余应力分布规律如下：
被测构件表面及一定深度内呈现压应力状态，证明两种时效方式对应的喷丸强化工艺均可以引入一定幅值的压应力，
喷丸后的应力随深度变化呈现“半S型”分布规律，作用深度约为150um，最大应力-300～-400MPa，均出现在50～100um之间，
比较两种构件的表面残余应力可以发现，热实效构件表面应力范围为-150～-300MPa，频谱谐波定位时效构件表面应力范围为-250～300MPa，且0～150um深度的残余应力分布离散度较小。
由此可见，相比于传统热实效，频谱谐波定位时效的效果更有利于降低和均化强化工艺实施前的初始残余应力分布，有利于抗疲劳制造及其强化工艺效果的有效性与一致性。
据统计，90%以上的结构强度破坏问题都是由疲劳失效引起的，造成无以估量的损失。大量的试验研究和疲劳破坏事故表明，疲劳源总是出现在有应力集中的地方，使疲劳强度大大降低，这说明应力集中对疲劳强度有很大的影响。本文以抑制构件整体应力水平从而避免应力集中为出发点，从残余应力控制的角度，提出了利用频谱谐波定位时效优化原有抗疲劳制造工艺的技术方案，并采用X射线法采集残余应力检测数据，直接证明了上述优化路径的有效性，同时也间接凸显了频谱谐波定位时效与残余应力检测两项技术在抗疲劳制造领域的应用价值与前景。
工艺和制造 篇12
随着国民经济和科学技术的不断发展, 让我国的机械制造行业融入了许多现代化的技术, 在技术上不断进步的同时也对生态环境产生了严重的威胁, 而绿色制造的理念就是在环境恶化后衍生的。如何在机械制造行业中实行绿色制造理念, 并让机械制造的工艺绿色化, 成为了相关人员研究的重要课题。
1 绿色制造理念在机械制造中的内涵
1.1 原材料的节约
绿色制造理念在制造业当中有着重要的意义和作用, 想要在制造中有效的实行绿色制造的理念, 首先就是应该节约制造的原材料。在这一方面绿色理念要求制造业中应该利用先进的工艺技术来有效的减少制造过程中的原材料浪费问题。并且还要在生产的过程中提升产品的合格率, 减少原材料在制造中的投入[1]。
1.2 减少能源的消耗
绿色制造理念中还要求了在制造中要充分的减少能源的消耗。由于很多种类的能源是不可再生的, 并且很多能源正在呈减少的趋势。因此绿色理念要求制造中应该尽量使用可再生资源, 减少使用不可再生的能源, 利用先进的技术开发更多的新型能源投入到制造工艺当中。
1.3 减少制造中的“三废”
三废指的是废水、废气和废料, 绿色制造理念中要求机械制造业中应该对有污染的水、气和材料进行处理之后排放或者进行回收再利用, 这样就能够有效的减少环境污染的程度, 实现机械制造行业的绿色化[2]。
2 绿色制造理念在机械制造工艺中的应用措施
2.1 选用绿色原材料
实现绿色制造理念, 应该在制造中使用比较绿色环保的原材料进行制造, 同时选择的环保材料还应该符合机械制造工艺的要求, 还要具备非常良好的使用性能。具体来讲, 在原材料的选择上, 首先应该注意环境和材料的兼容性, 不可以使用有毒、有害、有辐射性的材料。使用这样的原材料能够在使用完成之后再利用, 减少资源的浪费[3]。
其次, 应该选用原料丰富、低成本、低污染的原材料, 避免使用价格昂贵、污染大的材料。最后, 在制造的时候最好要使用一些能够回收的原材料, 或者已经经过回收的原材料, 实现资源的循环使用, 减少制造中的浪费现象。
2.2 选用先进的技术
想要保证机械制造工艺中绿色理念的融入, 应该将一些先进的技术加入到机械制造当中。例如可以在机械制造中使用快速成型制造技术。这一技术所使用的仪器为快速成型机, 这一设备在进行使用的时候, 首先是使用CAD中的数据来进行模型的设立, 将层层的模型进行堆积。这种仪器使用的先进性在于它在使用的时候没有使用任何的刀具、模具和工装夹具, 并且能在很短的时间内形成复杂形状的实体或者三维零件。因此这种技术不仅能够有效的节约资源, 还能够让制造成本得到有效的减少, 与此同时, 还能够生产出很多新型的机械设备。
在机械制造工艺中还可以使用少无切削加工技术, 这一技术是新技术、新工艺中衍生的新型技术类型。在使用的时候是利用精密铸造、冷挤压、沉积等成型技术和工程材料应用到机械制造当中, 也是将机械零件的形状向着精密成型的方向发展。通过这种自由成型的加工技术, 能够让产品的生产费用有效的减少, 也能够减少机械产品生产中的能源浪费和资源浪费[4]。
2.3 绿色切削加工技术的应用
绿色切削技术在机械制造工艺中也能够达到节能减排的要求。由于在机械产品切割的时候使用的切削液具有一定的污染成分, 所以使用绿色切削技术就能有效的解决污染的问题。这一技术在使用的时候, 主要是会进行干式切割、低温切割、绿色温式切割等几个方式。但是这一技术在使用的时候的净化处理、切削液的研制等方面还存在着一定的问题, 因此还没有得到全面的利用。所以相关的技术人员应该加强对这一技术的开发力度, 从而更好的投入到机械生产当中。
2.4 振动消除应力法的应用
在机械制造的生产过程中, 一般情况下都是要对原材料进行特殊的处理, 这一过程不仅能够让材料的应力有效的减弱, 还能让机械产品的性能大大增强。处理中使用热时效法的时候, 会让材料本身的性能得到破坏, 还会让制造的成本大大增加。所以在处理的时候可以使用振动消除应力法, 这种方法能够让材料中的金属构件实现晶格滑移, 从而就能让金属的塑性发生改变, 从而让材料的应力得到有效的减弱, 实现减少成本、避免浪费的目的。
2.5 再制造技术的应用
再制造技术主要是将已经不能使用的或者已经到了使用寿命的零件进行一定的处理, 再将这些处理过的零件加入到机械的生产当中, 从而有效的减少资源的浪费, 也让机械的使用寿命得到延长。但是在使用这一技术的时候, 必须要保证机械产品的使用性能, 不能将处理不合格的零件应用在机械制造当中。
3 结论
综上所述, 目前的生态环境恶化现象想要得到有效的遏制, 就应该不断的在机械制造行业中推行绿色制造理念, 减少资源浪费的同时, 也能够让环境污染的现象得到有效的缓解, 从而才能让机械制造行业达成可持续发展的目标。
摘要：随着我国机械制造业的不断进步, 为人们带来极大的便利的同时, 也带来了很大的污染。绿色制造理念的出现为我国的机械制造业提供了一条新的发展道路, 大力的实行这一制造理念能够让现代的制造行业向着更加环保的方向发展。所以本文对基于绿色制造理念的机械制造工艺进行分析, 并且提出一些推进绿色制造工艺应当采取的措施。
关键词：绿色制造理念,机械制造,工艺分析
参考文献
[1]鹿革.绿色制造理念下的机械制造工艺[J].现代制造技术与装备, 2010 (04) :59-60.
[2]王顶言.“绿色制造理念”在机械制造工艺教学中的渗透[J].神州, 2013 (21) :102-103.
[3]高鹏飞, 胡亚军.基于绿色制造理念的新型机械制造工艺[J].河南科技, 2011 (10) :43.