1.采用模擬技術晴消,優(yōu)化工藝設計 成形褐捻、改性與加工是機械制造工藝的主要工序策睛,是將原材料(主要是金屬材料)制造加工成毛坯或零部件的過程肯尺。這些工藝過程特別是熱加工過程是極其復雜的高溫、動態(tài)简软、瞬時過程泌绣,其間發(fā)生一系列復雜的物理、化學孕荠、冶金變化娩鹉,這些變化不僅不能直接觀察,間接測試也十分困難稚伍,因而多年來弯予,熱加工工藝設計只能憑“經(jīng)驗”。近年來个曙,應用計算機技術及現(xiàn)代測試技術形成的熱加工工藝模擬及優(yōu)化設計技術風靡全球锈嫩,成為熱加工各個學科最為熱門的研究熱點和跨世紀的技術前沿。 應用模擬技術垦搬,可以虛擬顯示材料熱加工(鑄造呼寸、鍛壓、焊接猴贰、熱處理对雪、注塑等)的工藝過程,預測工藝結果(組織性能質量)证摩,并通過不同參數(shù)比較以優(yōu)化工藝設計树颖,確保大件一次制造成功;確保成批件一次試模成功诡亥。 模擬技術同樣已開始應用于機械加工效聂、特種加工及裝配過程,并已向擬實制造成形的方向發(fā)展壳荣,成為分散網(wǎng)絡化制造尔芯、數(shù)字化制造及制造全球化的技術基礎。 2.成形精度向近無余量方向發(fā)展 毛坯和零件的成形是機械制造的第一道工序吟钻。金屬毛坯和零件的成形一般有鑄造拓嗽、鍛造、沖壓溶豌、焊接和軋材下料五類方法尖初。隨著毛坯精密成形工藝的發(fā)展,零件成形的型成形的形狀尺寸精度正從近凈成形(Near Net Shape Forming)向凈成形(Net Shape Forming)即近無余量成形方向發(fā)展桶淡〈磕“毛坯”與“零件”的界限越來越小。有的毛坯成形后靴寂,已接近或達到零件的最終形狀和尺寸磷蜀,磨削后即可裝配。主要方法有多種形式的精鑄、精鍛褐隆、精沖污它、冷溫擠壓、精密焊接及切割庶弃。如在汽車生產(chǎn)中衫贬,“接近零余量的敏捷及精密沖壓系統(tǒng)”及“智能電阻焊系統(tǒng)”正在研究開發(fā)中。 3. 成形質量向近無“缺陷”方向發(fā)展 毛坯和零件成形質量高低的一另一指標是缺陷的多少歇攻、大小和危害程度固惯。由于熱加工過程十分復雜,因素多變缴守,所以很難避免缺陷的產(chǎn)生葬毫。近年來熱加工界提出了“向近無“缺陷”方向發(fā)展”的目標,這個“缺陷”是指不致引起早期失效的臨界缺陷概念屡穗。采取的主要措施有:采用先進工藝诚咪,凈化熔融金屬薄板,增大合金組織的致密度啸席,為得到健全的鑄件、鍛件奠定基礎玫惧;采用模擬技術币皂,優(yōu)化工藝設計,實現(xiàn)一次成形及試模成功庞蠕;加強工藝過程監(jiān)控及無損檢測筋擒,及時發(fā)現(xiàn)超標零件;通過零件安全可靠性能研究及評估则菌,確定臨界缺陷量值等破卜。 4.機械加工向超精密、超高速方向發(fā)展 超精密加工技術目前已進入納米加工時代踏靴,加工精度達0.025μm廷前,表面粗糙度達0.0045μm。精切削加工技術由目前的紅處波段向加工可見光波段或不可見紫外線和X射線波段趨近窜无;超精加工機床向多功能模塊化方向發(fā)展贱甥;超精加工材料由金屬擴大到非金屬。 目前起高速切削鋁合金的切削已超過1600m/min柄错;鑄鐵為1500m/min舷夺;超高速切削已成為解決一些難加工材料加工問題的一條途徑。 5.采用新型能源及復合加工售貌。解決新型材料的加工和表面改性難題 激光给猾、電子束、離子束、分子束敢伸、等離子體扯饶、微波、超聲波详拙、電液帝际、電磁、高壓水射流等新型能源或能源載體的引入饶辙,形成了多咱嶄新的特種加工及高密度能切割蹲诀、焊接、熔煉弃揽、鍛壓管员、熱處理、表面保護等加工工藝或復合工藝巷卵。其中以多種形式的激光加工發(fā)展最為迅速溅逃。這些新工藝不僅提高了加工效率和質量,同時還解決了超硬材料帘衣、高分子材料少锭、復合材料、工程陶瓷等新型材料的加工難題税则。 6.采用自動化技術谎躁,實現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制 微電子、計算機赡喻、自動化技術與工藝設備相結合疮肿,形成了從單機到系統(tǒng),從剛性到柔性旭手,從簡單到復雜等不同檔次的多種自動化成形加工技術家么,使工藝過程控制方式發(fā)生質的變化,其發(fā)展歷程及趨勢為: 1)應用集成電路汁掠、可編程序控制器略吨、微機等新型控制元件、裝置實現(xiàn)工藝設備的單機考阱、生產(chǎn)線或系統(tǒng)的自動化控制晋南。 2)應用新型傳感、無損檢測羔砾、理化檢驗及計算機负间、微電子技術,實時測量并監(jiān)控工藝過程的溫度姜凄、壓力政溃、形狀趾访、尺寸、位移董虱、應力扼鞋、應變、振動愤诱、聲云头、像、電晋粱、磁及合金與氣體的成分锁澡、 |