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機械加工技術論文范文1
關鍵詞:機械加工;精度;幾何形狀;工藝系統;誤差
一、機械加工精度
1、機械加工精度的含義及內容
加工精度是指零件經過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數的實際值與理想值相符合的程度,而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。加工精度在數值上通過加工誤差的大小來表示。零件的幾何參數包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個方面,故加工精度包括:(1)尺寸精度。尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍。(2)幾何形狀精度。幾何形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差,如圓度、圓柱度、平面度、直線度等。(3)相互位置精度。相互位置精度用來限制加工表面與其基準間的相互位置誤差,如平行度、垂直度、同軸度、位置度零件各差來表示的要求和允許用專門的符明。
在相同中的各種因對準確和完足產品的工加工方法,的生產條件下所加工出來的一批零件,由于加工素的影響,其尺寸、形狀和表面相互位置不會絕全一致,總是存在一定的加工誤差。同時,從滿作要求的公差范圍的前提下,要采取合理的經濟以提高機械加工的生產率和經濟性。
2、影響加工精度的原始誤差
機械加工中,多方面的因素都對工藝系統產生影響,從而造成各種各樣的原始誤差。這些原始誤差,一部分與工藝系統本身的結構狀態有關,一部分與切削過程有關。按照這些誤差的性質可歸納為以下四個方面:(1)工藝系統的幾何誤差。工藝系統的幾何誤差包括加工方法的原理誤差,機床的幾何誤差、調整誤差,刀具和夾具的制造誤差,工件的裝夾誤差以及工藝系統磨損所引起的誤差。(2)工藝系統受力變形所引起的誤差。(3)工藝系統熱變形所引起的誤差。(4)工件的殘余應力引起的誤差。
3、機械加工誤差的分類
(1)系統誤差與隨機誤差。從誤差是否被人們掌握來分,誤差可分為系統誤差和隨機誤差(又稱偶然誤差)。凡是誤差的大小和方向均已被掌握的,則為系統誤差。系統誤差又分為常值系統誤差和變值系統誤差。常值系統誤差的數值是不變的。如機床、夾具、刀具和量具的制造誤差都是常值誤差。變值系統誤差是誤差的大小和方向按一定規律變化,可按線性變化,也可按非線性變化。如刀具在正常磨損時,其磨損值與時間成線性正比關系,它是線性變值系統誤差;而刀具受熱伸長,其伸長量和時間就是非線性變值系統誤差。凡是沒有被掌握誤差規律的,則為隨機誤差。
(2)靜態誤差、切削狀態誤差與動態誤差。從誤差是否與切削狀態有關來分,可分為靜態誤差與切削狀態誤差。工藝系統在不切削狀態下所出現的誤差,通常稱為靜態誤差,如機床的幾何精度和傳動精度等。工藝系統在切削狀態下所出現的誤差,通常稱為切削狀態誤差,如機房;在切削時的受力變形和受熱變形等。工藝系統在有振動的狀態下所出現的誤差,稱為動態誤差。
二、工藝系統的幾何誤差
1、加工原理誤差
加工原理誤差是由于采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工所產生的誤差。通常,為了獲得規定的加工表面,刀具和工件之間必須實現準確的成形運動,機械加工中稱為加工原理。理論上應采用理想的加工原理和完全準確的成形運動以獲得精確的零件表面。但在實踐中,完全精確的加工原理常常很難實現,有時加工效率很低;有時會使機床或刀具的結構極為復雜,制造困難;有時由于結構環節多,造成機床傳動中的誤差增加,或使機床剛度和制造精度很難保證。因此,采用近似的加工原理以獲得較高的加工精度是保證加工質量和提高生產率以及經濟性的有效工藝措施。
例如,齒輪滾齒加工用的滾刀有兩種原理誤差,一是近似造型原理誤差,即由于制造上的困難,采用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿;二是由于滾刀刀刃數有限,所切出的齒形實際上是一條折線而不是光滑的漸開線,但由此造成的齒形誤差遠比由滾刀制造和刃磨誤差引起的齒形誤差小得多,故忽略不計。又如模數銑刀成形銑削齒輪,模數相同而齒數不同的齒輪,齒形參數是不同的。理論上,同一模數,不同齒數的齒輪就要用相應的一把齒形刀具加工。實際上,為精簡刀具數量,常用一把模數銑刀加工某一齒數范圍的齒輪,也采用了近似刀刃輪廓。
2、機床的幾何誤差
(1)主軸回轉運動誤差的概念。機床主軸的回轉精度,對工件的加工精度有直接影響。所謂主軸的回轉精度是指主軸的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的漂移。
瞬時速度為零。實際上,由于主軸部件在加工、裝配過程中的各種誤差和回轉時的受力、受熱等因素,使主軸在每一瞬時回轉軸心線的空間位置處于變動狀態,造成軸線漂移,也就是存在著回轉誤差。超級秘書網
主軸的回轉誤差可分為三種基本情況:軸向竄動——瞬時回轉軸線沿平均回轉軸線方向的軸向運動,如圖l(a)所示。徑向跳動——瞬時回轉軸線始終平行于平均回轉軸線方向的徑向運動,如圖l(b)所示。角度擺動——瞬時回轉軸線與平均回轉軸線成一傾斜角度,交點位置固定不變的。
(a)軸向竄動;(b)徑向跳動;(c)角度擺動動,如圖1(c)所示。角度擺動主要影響工件的形狀精度,車外圓時,會產生錐形;鏜孔時,將使孔呈橢圓形。實際上,主軸工作時,其回轉運動誤差常常是以上三種基本形式的合成運動造成的。
(2)主軸回轉運動誤差的影響因素。影響主軸回轉精度的主要因素是主軸軸頸的誤差、軸承的誤差、軸承的間隙、與軸承配合零件的誤差及主軸系統的徑向不等剛度和熱變形等。主軸采用滑動軸承時,主軸軸頸和軸承孔的圓度誤差和波度對主軸回轉精度有直接影響,但對不同類型的機床其影響的因素也各不相同。
參考文獻:
[1]鄭渝.機械結構損傷檢測方法研究[D];太原理工大學;2004年
機械加工技術論文范文2
所謂的數控技術，簡單來講就是指采用電腦程序控制機器的方法。主要是指通過采用數字信息，按工作人員事先編好的程式對機械加工進行控制。它主要包括：計算機技術、傳感檢測技術、自動化控制技術、傳統及現代的機械制造技術以及網絡信息技術。數控技術是一種綜合性技術，把數控技術用于機械加工，能夠有效地對機械設備進行數字化控制。這主要是運用計算機控制系統進行預先編程，在運行過程中利用計算機輔助軟件執行繁瑣的數據存儲和運算處理，在很大程度上提高了機械加工的精準度與自動化，提高了機械加工的效率。
2數控技術在機械加工機床設備中的作用
2.1數控技術在機械加工中的作用
伴隨著現代工業及信息技術的發展，機械加工技術和工藝不斷進步，從而推動了機械加工設備的更新換代和機械加工控制系統的更新升級。由于數控技術在機械加工中的應用，出現了數控技術機械設備機殼的毛坯制造。數控氣割技術的使用輕易地解決了單間下料等諸多問題，數控氣割技術通過保持壓縮接觸面積的均勻，很好地滿足了密封功能的要求。這些使得產品內外環凸凹曲面的加工精度得到提高，實現了毛坯料到成品過程的持續加工。因數控鏜銑床編程加工已與機械設備有機結合起來，首先通過預先編程的齒形子程序，然后進行機械加工和結合角度偏置，這能使產品滿足生產要求并進行無差異化生產，更好地滿足各種精度要求，極大地提高了機械設備加工效率，還能實現生產計算機控制一體化。
2.2數控技術在機床設備中的作用
機床設備是機械加工中的重中之重，因此，在機械加工過程中機床設備的控制技術是非常重要的。為滿足現代機械加工業的發展需求，擁有控制系統的機床設備是現代機電一體化的關鍵。數控技術是現代機床設備的靈魂和核心。通過在機床上使用計算機控制系統，能夠對機床的加工過程進行控制，不僅保證了產品的高質量要求，還極大地提高了機床的使用效率與生產效率。它用數字化的代碼來表示加工零件的工藝和幾何信息，也就是運用計算機編程將刀具與工件間的相對位移以及進給速度編排在計算機控制系統上，由計算機發出控制指令使機床按控制要求運行。無需對機床進行人工參與與調整，只需向計算機控制系統編入新的加工程序，就能改變加工零件，這是數控機床的最大特點。
3數控技術在機械加工機床中的發展趨勢
3.1數控技術的性能發展趨勢
現如今，我國的數控技術在機械加工領域中得到了廣泛的應用，數控技術的作用已不容置疑，它不僅推動了機械加工行業的持可續發展，還提升了我國的綜合國力。數控機床的性能正朝著高速高精高效化、柔性化、實時智能化發展。高速高精高效化：隨著高速RISC芯片、多CPU控制系統的運用以及機床性能的改善，明顯提高了機床的高速高精高效化。柔性化：主要表現在數控技術具有較強的可塑性和較好的可操作性。模塊化的設計，能滿足生產流程的不同需求。實時智能化：利用實時系統和人工智能相結合實現人類智能行為的模擬，使高科技手段有效運用。
3.2數控技術的功能發展趨勢
為解決數控技術發展中面臨的多種技術與非技術問題，數控技術在功能上得到了很大的發展，主要表現在用戶界面圖形化、科學計算可視化、插補和補償方式多樣化以及內裝高性能PLC。用戶界面圖形化：用戶界面是使用者和數控系統的對話連接。能夠根據客戶的知識接受能力和要求，加大對客戶界面的開發。用戶界面圖形化能夠實現藍圖編程和快速編程、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放等功能?？茖W計算可視化：能夠高效處理和解釋數據，直接使用可視信息如動畫、圖像等。用于CAD/CAM，如參數自動設定、自動編程、刀具管理數據的動態處理等。插補和補償方式多樣化：有2D+2螺旋插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、極坐標插補等多種插補方式。補償方式有極坐標插補、螺距和測量系統誤差補償、象限誤差補償、以及相反點計算的刀具半徑補償等。內裝高性能PLC：可用高級語言編程或梯形圖，提供在線調試和在線幫助功能。用戶在車床銑床的標準PLC用戶程序基礎上修改自己需要的程序，能夠建立自己的應用程序。
4數控機床的主要增效途徑
目前，我國數控機床的自動化生產設備及生產工藝還存在一定的問題，主要表現在：數控機床生產設備加工切削參數不太合理、與數控機床相關的知識庫和工藝數據庫缺乏、在自動化的制造中缺乏先進的管理系統。這些問題增加了數控機床加工過程中的準備時間、等待時間和故障調試時間，從而降低了數控機床的生產效率。通過對國內數控機床的現狀了解，提出了提高數控機床效率的有效途徑。
4.1提高數控機床的自動化程度在數控機床加工過程中，通過柔性生產線，以及柔性制造單元等數控加工技術，逐步提高數控技術的自動化程度。這樣可以減少數控機床加工中的準備時間、等待時間和故障調試時間，從而縮減了加工所需要的總時間。由此，在機械加工過程中加工零件的連續性以及自動化程度得到提高，進而提高了數控機床的生產總效率。
4.2逐步優化加工過程通過機械加工生產過程的持續優化實現數控機床的加工，努力改進現有的生產和管理方式、刀具的自動配送、機械設備的管理以及機械零件的制造執行系統等，積極學習國外先進的數控技術水平，逐步優化加工過程。這能有效提高數控機床設備的完整性和開動率，使數控機床得到高效管理和有序運用。
4.3優化加工工藝以及加工設計保證加工零部件的質量以及縮減機械加工的時間，是提高數控機床的加工效率，實現優化數控機床加工工藝的基礎。通過使用較為先進的刀具或者性能高的數控機床設備能夠完成數控加工機床的模擬仿真秀。運用先進的技術努力優化數控機床加工工藝和加工設計，實現優化控制系統裝置。通過提高數控機床的切削效率和主軸的加工效率，能夠保證數控機床的加工性能。
5結束語
機械加工技術論文范文3
關鍵詞：雙軸加速度傳感器，ADXL210E，三維鼠標
一、引言
ADXL210E是美國模擬器件公司生產的含有用多晶硅表面微機械加工技術制作的傳感器的兩坐標軸加速度計單片集成電路。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E是一種低成本，低功耗，完整2軸加速度傳感器，該電路可以測量諸如振動這樣的動態加速度和重力之類的靜態加速度，測量范圍為±10g。ADXL210E的占空因數輸出在沒有A/D轉換器或膠著邏輯（Gluelogic）的情況下，可通過微處理器直接測量。論文寫作，ADXL210E。事實上，器件的占空因數（即脈沖寬度與周期之比值）正比于加速度。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E常用于兩軸傾斜傳感器、信息家電、報警和移動探測器及汽車安全等領域。
其性能特點如下：
（1）利用3V～5.25V的單電源工作，電源電流低于0.6mA；
（2）集成了兩坐標軸采用多晶硅精細機械加工技術制作的傳感器；
（3）經占空因數輸出端可直接與低成本的微控制器接口；
（4）加速度計的帶寬可由引腳XFILT和引腳YFILT上的電容器（CX、CY）設定；（5）滿度測量范圍為±10g，在60Hz下的分辨力是2mg；
（6）占空因數周期T2由引腳2上的電阻器RSET設定（T2=RXET（Ω）/125MΩ）。（7）有專門設計的數字輸出，通過占空因數濾波或者利用引腳XFILT與引腳YFILT輸出，也可提供模擬輸出。
二、基本結構與原理
ADXL210E采用尺寸為5mm×5mm×2mm的8引腳LCC型封裝，引腳排列如圖1所示。各個引腳的功能見表1。
圖1 ADXL210E引腳排列圖
表1 ADXL210E的引腳功能
機械加工技術論文范文4
【關鍵詞】失效零件；再制造；機械加工
在21世紀人們最關心的話題莫過于保護地球，保護環境，確保社會經濟的可持續發展。具有節能環保特色的再制造工程可使廢棄資源中還僅存的價值得到最大限度的利用，從而有效的緩解了資源浪費問題，降低廢棄產品對環境的破壞，是處理廢棄機電產品的有效方法。將那些退役的機械設備進行拆解后，有許多零件因各種因素的影響失去了原有的尺寸及性能，導致其不能再次正常使用。而采用先進的再制造加工技術對那些失去性能的零部件進行有效的再制造，能很好的降低原材料及新備件的損耗，減低了成本的投入，關鍵時刻還能解決缺乏從國外進口一些必要備件的問題。
1 簡述再制造加工
所謂的再制造加工指的就是在幾何尺寸以及性能方面對廢棄失效的零部件進行恢復和升級的過程。一般情況下，其分為兩種方法，機械加工方法和表面工程技術方法。實際上很多失去功效的金屬零件都可以采取再制造加工工藝恢復其原有的性能。此外，通過表面工程技術的處理，還可以使這些被處理過的零件性能達到甚至超過新零件的性能。比如：對曲軸進行修復可采取離子熱噴技術，由于軸頸耐磨性能得到了提高，因此使得其使用壽命可以超過新軸的壽命；對發動機閥門采取等離子堆修復技術，修復后的使用壽命可達到新品的2倍以上。
2 我國再制造技術的發展現狀
自1999年6月，在西安首度發表了“表面工程與再制造技術”的學術論文，國內就提出了“再制造”的概念，距今已有13年了。目前情況下，我國高度重視再制造產業，相關的鼓勵政策不斷出臺，穩步進行再制造示范工作，使得我國的再制造產業在理論與技術等方面取得顯著成果。高等院校以及企業對再制造技術的理論及實際技術進行了不斷的深入探討，這就更加促進了再制造技術的發展。
3 滿足再制造加工所必須的條件
不是所有的失效廢棄零件拆除后都可以進行再制造技工恢復的，其實需要滿足一定條件才能進行再制造的。主要表現在以下幾個方面：
（1）時代在發展，對環境保護的重視程度越來越重，因此那些失去效力的零件本身就必須符合環保要求，對于那些在環保中就禁止使用的有害物質是絕對不允許再次使用的。因此對于那些在原加工過程中允許使用而在再制造中就可能出現的不允許使用的物質的零件就不允許使用再制造技術。對失效零件進行再制造則需要涉及到多種學科的基礎理論，例如：金屬材料學、電化學、摩擦學以及焊接學等等，其加工制造技術的專業性非常強，不可能存在一種萬能的技術。
（2）再制造所需的成本必須明顯低于制造新部件的成本才能使用該技術。進行再制造加工的主要是那些價值較高的核心部件，而對于低值易耗部件一般采取直接更換的方法，而如果出現即使再加工也無法得到該零件的情況時，這時也需要使用再加工來完成對整體的再造。
（3）必須確保對零件進行再制造后的使用壽命能再維持最少一個生命周期，方可進行再制造加工工藝，這樣再制造出的產品性能才能保障不低于新品的要求。
（4）必須對將要進行再制造的零件與原件在配合精度、表面粗糙度、硬度及強度剛度等方面進行技術探討。
4 再制造加工方法的分類與選擇
常用的加工方法如圖所示：
在選擇工藝時要考慮一下幾點：（1）工藝對材質的適應性；（2）恢復覆層可修補的厚度；（3）結合的強度；（4）恢復層的耐磨性；（5）對疲勞強度的影響；（6）環保性。
5 機械加工恢復法
5.1 再制造修理尺寸法
對失效件進行再制造后其尺寸達到原設計尺寸的要求，這種方法稱之為標準尺寸再制造恢復法。通常利用表面工程處理技術就可以實現。對于原來的設計尺寸不要可以考慮，直接采取切削加工或者別的方法從形狀、位置、表面粗糙度和其他技術方面進行恢復使其獲得一個新的尺寸，這種方法稱之為再制造的修理尺寸。在使用此方法時主要內容就是去除表面層的厚度，首要注意的是在進行再制造后的各種性能能夠滿足需要。例如一般情況下其減小量低于原尺寸的10%。此法作為國內外最常用的再制造生產方法，其工作量最小，而且操作簡單，經濟效益好，還可以將零件的使用壽命恢復到原值，特別是針對那些貴重的零件其意義非凡。
5.2 鉗工再制造恢復法
這種方法既是一種獨立的恢復手段，也可作為其他再造法，同時此法也是恢復零件中最基本、最廣泛應用、最主要的工藝方法。
5.3 鑲加零件法
針對于那些相互配合的零件出現磨損后，通?？梢栽诮Y構和強度都允許的條件下通過鑲加一個新的零件來對磨損和修復去掉的部分進行補償，從而將愿配合精度進行修復，此法就是鑲加零件法。
5.4 換位法
對于在使用過程中出現一邊磨損較嚴重，而對稱的一邊相對磨損較小的，可以在結構允許且不具備徹底對零件進行修復的條件下，可以考慮將未磨損的一邊換個方向安裝繼續使用，此法就是換位法。
6 結束語
除了以上敘述的方法之外，還有局部更換法，塑性變形法等都是比較良好的再制造方法，無論是哪一種機械加工恢復法，其最主要的原則是相同都是確?；謴秃蟮牧慵軌驖M足零件性能及產品質量要求，確保再制造出來的產品能夠保障使用壽命在一個周期以上。
參考文獻：
[1]邵澤鋒.失效零件再制造加工技術[J].河南科技，2010（20）.
機械加工技術論文范文5
關鍵詞：機械制造 綠色制造 綠色設計 綠色產品
引 言
機械制造業作為我國經濟發展的支柱和核心產業，其行業發展對我國國民經濟及社會的發展都發揮著重要的推動作用。但是，在推動經濟發展的同時，也造成了環境的污染和破壞。在20世紀，人類社會生產力以前所未有的速度迅猛發展，與此同時，地球的生態環境也在以前所未有的速度急劇惡化。物質文明的發展所帶來的損害，令人們反省過去漠視環境的保護的后果，從宏觀到微觀，環境保護意識已經滲透到人類生產、生活、生存的方方面面。此外，隨著人類社會的發展和進步， 經濟、資源、市場、政治及軍事等方面的激烈競爭，使得人們對自然資源的利用極盡所能。人們在越來越充分地利用自然的同時，其實也給人類生命和財產的安全， 生產、生活必不可少的自然資源，造成了越來越多而且越來越嚴重的隱患。近年來，運輸工具與機械設備（如汽車、飛機、列車、船舶等）日益向大型、重載和高速方面發展，消耗與使用了大量的原材料與能源。
在此背景下，綠色理念正是為了防范制造業發展所帶來的負面影響而全面實施的新的發展戰略理念。在綠色理念的貫穿下，開發及應用機械制造技術成為機械制造行業貫徹可持續發展戰略的必由之路。已經頒布實施的ISO9000 系列國際質量標準和ISO14000 國際環保標準為制造業提出了一個新的課題，就是快速實現制造的綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程（綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理）生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響，同時原材料和能源的利用效率能達到最高。制造實質上是人類社會可持續發展戰略在現代制造業的體現，也是未來制造業自動化系統必須考慮的重要問題。
一、綠色制造的國內外發展現狀
（一）國外發展
綠色制造相關內容最早可追溯到20世紀30年代，但直到1996年才由美國制造工程師學會（SME）在其發表的關于綠色制造的專門藍皮書中比較系統地提出綠色制造的概念、內涵和基本內容。1998年SME 在國際互聯網上發表了綠色制造的發展趨勢的網上主題報告，對綠色制造的重要性和相關問題作了進一步的介紹。
近年來，西方國家綠色制造及其相關問題的研究相當活躍，尤其是在美國、加拿大、德國等發達國家。在美國，包括國家重點實驗室和國家研究中心，以及著名的麻省理工學院和加州大學，綠色制造研究規模龐大?？位仿〈髮W的綠色設計研究所從事綠色設計、管理、制造、法規制定等的研究和教育工作， 并與政府、企業、基金會等廣泛合作。加州大學伯克利分校不僅設立了關于環境意識設計和制造的研究機構，而且還在國際互聯網上建立了可系統查詢的綠色制造專門網頁。許多企業也進行了大量研究。1996年在美國SME 學會召開的綠色制造研究圓桌會議上，來自企業界的代表占大多數。美國AT&T公司還在企業技術學報上發表了許多有關綠色制造的研究論文。美國國家科學基金會也對綠色制造研究高度重視。如美國國家科學基金會1999年資助課題報告會所資助的與綠色制造相關的研究課題多達十余項。加拿大Windsor 大學建立了環境意識設計和制造實驗室（ ECDM Lab）和基于網上信息庫，出版《國際環境意識設計與制造雜志》，對環境意識制造中的環境性設計、生命周期分析等進行了深入研究。在歐洲，國際生產工程學會CIRP 近幾年每年均有許多論文對綠色制造相關問題進行研究。英國可持續中心（The Center for Sustainable Design） 對生態設計、可持續性產品設計等進行了集中研究，并出版《可持續生產設計雜志》?？傊G色制造的研究己在全世界迅速展開。特別是近年來國際標準化組織ISO的環境管理體系ISO14000系列標準，大大推動了綠色制造的迅速發展。
（二）國內發展
目前，我國的機械制造業大多采用的還是高投入的粗放型發展模式，資源和能源消耗大，效率低，“三廢”排放量大，環境污染嚴重。在各類產品的加工過程中，所產生的各類污染物相當驚人。另外，傳統制造業一般是純粹從經濟效益的角度去實施制造過程的，在設計產品時著力考慮產品的功能與品質，制造產品時片面追求高效益和低成本，注重的是如何以最低的成本高效率地產出產品，加上不斷涌現的新穎高效的先進制造技術，推動了制造業的快速發展，產品更新換代周期不斷縮短，加速了材料的消耗和工藝裝備的淘汰；同時也產生了更多的廢棄物，從而使人類賴以生存的環境不堪重負，嚴重制約了社會經濟及人類文明的可持續發展。
我國近年來在綠色制造及相關領域也進行了大量的研究。國家自然科學基金和國家863 計劃/ CIMS 主題均支持了一定數量的綠色制造研究課題，并己取得了一定研究成果。國內一些高校和科研機構對綠色制造的理論體系、專題技術等進行了大量的研究。1996 年成立了國家環保總局華夏環境管理體系審核中心， 專門負責IS014000 系列標準在我國的實施。ISO14000 環境管理體系標準己引起了我國眾多企業的高度重視，至今己有包括廈門ABB 開關有限公司、青島海爾電冰箱股份有限公司等多家企業獲得ISO14000 標準認證。
二、 綠色設計
研究表明，產品性能70%～80%是在設計階段形成的，而設計本身的成本，僅為產品總成本的10%。產品的設計階段造成的對生態環境的破壞程度，遠遠大于由設計過程本身所造成的對生態環境的破壞。因此只有在設計的初期階段，按照綠色產品的特點規劃、設計產品、即進行綠色設計，才能保證產品最終的“綠色”。因此，要想從根本上解決問題，只有從設計階段著手，才能最終實現從粗放型向集約型的發展模式轉變，實現國民經濟持續、健康、穩定發展。
在傳統設計過程中，設計人員主要是根據產品的性能、品質和成本要求等指標進行設計，對產品的維護性、拆卸性、回收性、淘汰廢棄產品的處理及處置，以及對生態環境考慮得較少，甚至根本就不考慮。這樣生產出來得產品，會影響人類的生活品質和生態環境，造成資源和能源的大量浪費，影響其發展的持續性。
綠色設計是這樣一種設計，即在產品的整個壽命周期內（ 設計、制造、運輸、銷售、使用或消費、廢棄處理），著重考慮產品的環境屬性（自然資源的利用、對環境和人的影響、可拆卸性、可回收性、可重復利用性等），并將其作為設計目標， 在滿足環境目標要求的同時，并行地考慮并保證產品應有的基本功能、使用壽命、經濟性和質量等。簡言之，綠色設計是指以高效利用資源和能源獲得綠色產品為目的的設計。
綠色設計是綠色制造中的關鍵技術，綠色設計的一個重要趨勢就是與并行工程結合， 形成一種新的產品設計和開發模式——綠色并行工程。綠色并行工程又稱為綠色并行設計， 是現代綠色產品設計和開發的新模式。它是一個系統方法，以集成的、并行的方式設計產品及其生命周期全過程，力求使產品開發人員在設計開始就考慮到產品整個生命周期中從概念形成到產品報廢處理的所有因素， 如質量、成本、用戶要求、環境影響、資源消耗狀況等。
綠色產品設計，主要涉及以下方面的內容：
（1）環境保護。主要考慮產品生命周期內對環境所產生的影響。
（2）工作條件。在產品的設計階段考慮產品在制造、使用和廢棄/回收再生過程中諸如噪音、振動、熱、化學物質以及點輻射等對人的健康的損害。
（3）資源優化。不僅研究在制造過程中物資和能量的有效利用，還要研究在銷售、使用和廢棄/回收再生過程中物資和能量的有效利用。
（4）產品成本。在產品成本核算的過程中，不僅要考慮設計、制造和銷售成本的核算，還有考慮包括使用和廢棄/回收再生過程中用戶和社會所承擔的成本。
三、綠色制造流程
（一） 綠色制造工藝技術
綠色制造工藝技術是以傳統工藝技術為基礎，并結合環境科學、材料科學、能源科學、控制技術等新技術的先進制造工藝技術。從節約資源的工藝技術方面來說， 在機械加工中， 綠色制造工藝技術主要應用在少無切屑加工技術、干式加工技術、新型特種加工技術3個方面。
1、干式加工
干切削加工方法有很多種，如干車削、干銑削、干鉆削、干式螺紋加工、干式齒輪加工等。干式加工就是在加工過程中不用冷卻液的加工工藝。這種工藝方法從原理上講并不新。且已在生產中有較長時間的應用（如鑄鐵的干銑削等），但其內涵卻與以往有很大不同。因為這里的干式加工已不僅局限于鑄鐵材料的加工。而是力圖在所有材料加工及所有加工方法中均采用干式加工。就目
前來看，干式加工范圍還較為有限，但其研究和應用已成為加工領域的一個新熱點。近年來.美國在制造業廣泛采用了干式加工。在歐洲已有一半的企業采用了干切削加工技術，尤其在德國，應用更為廣泛。準干式加工或最少切削液切削加工是一種介于濕式加工與干式加工之間的加工技術。準干式加工是將壓縮空氣和少量切削液混合氣化后噴射到加工區，對刀具與工件之間進行的加工部位進行。它所使用的切削液很少，約占濕加工的六萬分之一，但其效果卻十分明顯。它彌補了完全干式加工應用范圍的局限性和完全濕式加工的諸多不足，結合了兩者的優點.既滿足了加工的要求，又使與切削液有關的費用降至最低.并可取得與完全干式加工相同的效果。準干式切削技術只要使用適當，刀具、工件和切削必然是干燥的，因而可避免切削液的處理過程。
2、刀具技術
干式加工對刀具材料要求很高，它要求材料要具有很高的紅硬性和熱韌性，良好的耐磨性耐熱沖擊和抗粘結性，現在立方氮化硼、聚晶金剛石、超細晶粒硬質合金等超硬材料已經廣泛應用于干切削。經研究表明，高速鋼和硬質合金經過PVD涂層處理后也可以用于干切削。在對刀具的幾何參數和結構設計時。要滿足干切削對斷屑和排屑的要求。對韌性材料的加工來說，斷屑是很關鍵的，目前車刀三維曲面斷屑槽方面的設計制造技術已經比較成熟，可針對不同的工件材料和切削用量很快設計出相應的斷屑槽結構與尺寸，并能大大提高切屑折斷能力和對切屑流動方向的控制能力。
3、機床技術
干式加工在切削區域會產生大量的切削熱，如果不及時散熱，會使機床受熱不均而產生熱變形，這個熱變形就成為影響工件加工精度的一個重要因素。因此機床應配置循環冷卻系統，帶走切削熱量，并在結構上有良好的隔熱措施。實驗表明，干式切削理想的條件應該是在高速切削條件下進行.這樣可以減少傳到工件、刀具和機床上的熱量。干切削時產生的切屑是干燥的。這樣可以盡可能地將干切削機床設計成立軸和傾斜式床身。工作臺上的傾斜蓋板用絕熱材料制成.在機床上配置過濾系統排出灰塵.對機床主要部位進行隔離。
（二）實現綠色機械加工的主要途徑
1、 網絡化
制造的網絡化， 特別是基于Internet/ Intranet 的制造已成為重要的發展趨勢。作為機械制造重要基礎的綠色機械加工也需要大力推進網絡化。通過企業局域網將各個分散的加工中心、數控設備等聯接起來， 可便于機械加工控制中心對整個加工進程進行總體監控， 同時還可與企業中的工程設計系統、管理信息系統等各子系統實現集成， 便于優化決策。
2、 信息化
綠色機械加工的追求目標是實現整體最優化加工， 即從系統的觀點出發， 全面考慮企業和整個社會的綜合成本， 綜合分析不同的材料、零部件、設備等加工因素， 優化選擇冷卻方式、冷卻介質及用量、加工參數等， 確定最合理的加工方案， 以實現加工時間少、生產效益高、環境污染小、綜合成本低的目標。信息化是實施綠色機械加工的關鍵要素及有效手段。為實現整體最優化加工， 需要建立加工設備、切削刀具、切削液、切削用量、工件材料、環境、能源等相關資料的機械加工數據庫， 采用有限元法、神經網絡、人工智能等先進技術對各種綠色機械加工方法（ 如高速切削、干切削、硬切削、MQL 等） 進行建模、仿真、虛擬加工和決策， 并通過Intranet 與企業的其它數據庫系統互聯共享， 實現并行設計與生產。
3、柔性化
現代生產方式已由大批量、單一品種生產逐漸轉變為小批量、多品種生產， 要求生產企業能夠根據市場變化作出敏捷反應， 快速適應市場需求。綠色機械加工的柔性包括機器柔性、工藝柔性、運行柔性和擴展柔性。加工系統應能實現快速重構， 對新產品開發及產品更新換代具有快速響應能力， 以最小成本和最短時間適應加工任務及環境的變化。
四、綠色產品
（一） 綠色產品的定義及特征
根據綠色設計的要求， 最終產品應該是綠色產品。綠色產品則是指在具有特定功能的前提下，對環境（包括其中的動、植物）和人體健康不造成危害的產品。例如，作為綠色產品的綠色汽車應該滿足以下條件：
（1） 在車型開發之前應該建立基于環境因素的設計規范，以保證制造裝配過程、產品的運輸銷售過程、消費者使用過程、回收再生過程都不會引起的環境問題。
（2） 在生產制造過程中不得對環境產生損害，包括噪聲、振動、熱、化學物質、電輻射等等。
（3） 汽車的能耗要低，效率要高，對環境影響要少。
（4） 汽車報廢時要能夠方便地拆卸和回收。
（二）基于生命周期視角的綠色產品開發過程分析
首先，開發過程要對生命周期內的產品有清晰的決策目標。在傳統的產品開發中，開發目標主要集中于最終產品和制造過程中的質量Q、成本C、時間T，使開發出的產品質量盡可能高，成本盡可能低，制造時間盡可能短。綠
色產品開發的目標則在此基礎上有所擴展，即除了質量、成本、時間這3項外，還重視環保方面的因素，這方面包括兩個目標：資源消耗R和污染排放P。綠色產品開發中要考慮使產品在制造、使用過程中的資源消耗和污染排放最小化。資源消耗主要包括：原材料消耗、能源消耗、制造中的物料消耗、包裝消耗、運輸中的能源消耗、使用中的能源消耗等。污染排放則包括：廢棄物、廢水、廢氣、粉塵排放、噪聲干擾等。這5個目標應該作為綠色產品開發過程中創意篩選、方案選擇、工藝設計以及每一個決策環節所要考慮的因素和追求的目標，并作為產品開發人員思考的主線與原則。
其次，在綠色產品開發中最好采用并行工程（CE.Concurrent Engineering）的開發模式。并行工程是對產品及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統化工作模式。我們知道，新產品開發必須經過一系列階段，包括創意來源——方案遴選——概念與產品測試——試產——正式投放市場。長期以來的一種模式是各個階段呈順序或串行方式進行，這種開發模式的缺陷是設計階段無法預見或考察后續制造過程中可能出現的問題，導致設計與制造脫節”1。而在并行工程的模式下產品開發人員從一開始就考慮到產品全生命周期（從概念形成到產品報廢）內各階段的因素（如功能、制造、裝配、質量、成本、能耗、環保等），并強調各部門的協同工作，綜合考慮各相關因素的影響，使后續環節中可能出現的問題在設計的早期階段就被發現，以避免或減少那些導致方案運行到后期不得不返工的設計錯誤。它要求綠色企業必須關注其產品生命周期的各個階段，主要包括產品設計、制造和回收，并對每一過程進行優化。運用并行工程進行綠色產品開發不僅能縮短研發周期、減少研發及制造費用，還能充分考慮產品全生命周期內的各項因素，從而提高產品的質量、綠色度，更好地滿足顧客需求，增強產品的競爭能力?？梢姟２⑿泄こ汤砟畋旧硪舶司G色產品開發所要求的對產品全生命周期因素的考慮，綠色產品開發對應用并行工程模式具有較強的契合度和需求度。
綠色產品的開發尤其要考慮其生命周期內的資源消耗和污染排放。為了達到減少資源消耗和污染排放這兩個環保目標，必須在開發階段進行產
品生命周期內的分析和設計。這種分析的工具就是生命周期評估（LCA，Life Cycle Assessment）。IS014040環境管理TC 207 SC5將其定義為：匯總和評估一個產品（或服務）體系在其整個生命周期內的所有投入及產出對環境造成的直接的和潛在的影響的方法。生命周期評估包括以下4個階段：①目的與范圍確定（Goal and Scope Definition）。將生命周期評估研究的目的及
范圍予以清楚地確定，使其與預期的應用相一致；②清單分析（Inventory Analysis）。編制一份與所研究的產品系統有關的投入產出清單，包含資料搜集及運算，以便量化一個產品系統的相關投入與產出，這些投入與產出包括資源的使用及對空氣、水體及土地的污染排放等；③影響評估（Impact Assessment）。采用生命周期清單分析的結果，來評估與這些投入產出相關的潛在環境影響；④解釋說明（Interpretation）。將清單分析及影響評估所發現的與研究目的有關的結果合并在一起，形成結論與建議。生命周期評估要對生命周期內的每個階段進行評估，其評估結果又對每個階段具有指導意義。它不僅能顯示當前產品的狀況，還能提供未來開發方案的改進方向。因此生命周期分析應該持續地進行，而不是只在一個產品開發項目里進行。在產品生命周期分析的基礎上，結合企業的戰略對產品進行生命周期的設計，主要包括：綠色材料設計、綠色工藝設計、綠色包裝設計、回收處理設計、面向產品使用的設計哺]。其中每一個技術方案的確定都應該以生命周期評估的結果為基礎，同時結合企業的產品戰略，制定出當前采取的方案和未來改進的方向。例如，企業當前的產品在市場上占據領先地位，而且尚未面臨政策性限制和市場壁壘等環保壓力，那么近期的開發方案可以優先考慮降低成本、提高質量、增加柔性等方面，根據生命周期評估的綠色改進方向確定未來一段時間內提升產品綠色性的方案。再如，產品處于市場追隨者地位的企業，在近期的開發方案上應該大幅度提高產品的綠色性，開發出差異化產品，從而提高產品競爭力，搶占市場份額，在短期內可以允許成本提高等其它因素的影響，在未來的改進方案中再解決這些問題。
五、結語
隨著人類對環境污染問題的重視度的提高，機械制造企業需轉換產業運行方式。現代機械制造業應實施可持續發展的發展模式，從而適應全球化經濟的發展要求。在技術領域中，隨著綠色理念的滲入及技術的進步，綠色制造技術的進步對社會和經濟具有重大的意義。因此，我國的機械制造業應抓住發展機遇，把握現代機械制造技術的發展動向，使我國的機械制造業得到持續穩定的進步與發展?！?/p>
參考文獻
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機械加工技術論文范文6
論文摘要:對機械加工生產線在節拍時間、柔性化進展、加工精度、綜合自動化程度、可靠性和利用率等方面的進步和發展進行了闡述。并對其未來發展趨勢進行了分析、展望。
從二十世紀20年代開始，隨著汽車、滾動軸承、小型電動機和縫紉機等工業發展，機械加工制造中開始出現自動線，最早出現的是組合機床自動線。機械加工制造業中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等自動線，也有包括不同性質的工序，如毛坯制造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。
采用自動線進行生產的產品應有足夠大的產量；產品設計和工藝應先進、穩定、可靠，并在較長時間內保持基本不變。在大批、大量生產中采用自動線能提高勞動生產率，穩定和提高產品質量，改善勞動條件，縮減生產占地面積，降低生產成本，縮短生產周期，保證生產均衡性，有顯著的經濟效益。
一、機械加工生產線的發展狀況
在汽車、拖拉機、內燃機和壓縮機等許多工業生產領域，組合機床生產線仍是大批量機械產品實現高效、高質量和經濟性生產加工的關鍵裝備，也是不可替代的主要加工設備?，F針對組合機床生產線來說明一下國內機械加工生產線的發展情況。
現代組合機床生產線作為機電一體化產品，它是控制、驅動、測量、監控、刀具和機械組件等技術的綜合反映。我國傳統的組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，近年來隨著數控技術、電子技術、計算機技術等的發展，組合機床的機械結構和控制系統也發生了翻天覆地的變化。
1.節拍時間進一步縮短。早期的生產線要實現短的節拍，往往要采用并列的雙工位或設置雙線的辦法?，F在主要是通過縮短基本時間和輔助時間來實現的?？s短基本時間的主要途徑是采用新的刀具材料和新穎刀具，以通過提高切削速度和進給速度來縮短基本時間。縮短輔助時間主要是縮短包括工件輸送、加工模塊快速引進以及加工模塊由快進轉換為工進后至刀具切入工件所花的時間。目前，隨行夾具高速輸送裝置常用的有電液比例閥控制的或擺線驅動的輸送裝置。
2.柔性化進展迅速。數控組合機床的出現，不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機床的控制系統，而且也使組合機床機械結構乃至通用部件標準發生了或正在發生著巨大的變化。傳統意義上的組合機床剛性自動線和生產線，也具有了一定的柔性。由數控加工模塊組成的柔性組合機床和柔性自動線，可通過應用和改變數控程序來實現自動換刀、自動更換多軸箱和改變加工行程、工作循環、切削參數以及加工位置等，以適應變型品種的加工。
單坐標加工模塊由數控滑臺和主軸部件（或多軸箱，包括可換多軸箱）組成。雙坐標加工模塊由數控十字滑臺和主軸部件組成，例如數控雙坐標銑削模塊。
多軸加工模塊是又一種重要模塊，主要用于加工箱體和盤類工件的柔性組合機床和柔性自動線。這類模塊有多種不同的結構形式，但基本上可分為自動換箱式多軸加工模塊、轉塔式多軸加工模塊和回轉工作臺式多軸加工模塊。自動換箱式模塊由于可在專門設置的多軸箱庫中儲存較多的多軸箱，故可用來加工較多不同品種的工件。而轉塔式和回轉工作臺式多軸加工模塊，由于在轉塔頭和回轉工作臺上允許裝的多軸箱數量有限，所以這種加工模塊只能實現有限品種的加工。
除上述各種CNC加工模塊外，機器人和伺服驅動的夾具也是柔性組合機床和柔性自動線的重要部件。特別在柔性自動線上，目前已較普遍地采用龍門式空架機器人進行工件的自動上下料，用于工件的轉位或翻轉。為搬運不同的工件，可在自動線旁設置手爪庫，以實現手爪的自動更換。夾具配備伺服驅動裝置，以適應工件族內不同工件的自動夾緊。
3.加工精度日益提高。為了滿足用戶對工件加工精度的高要求，除了進一步提高主軸部件、鏜桿、夾具（包括鏜模）的精度，采用新的專用刀具，優化切削工藝過程，采用刀具尺寸測量控制系統和控制機床及工件的熱變形等一系列措施外，目前，空心工具錐柄（HSK）和過程統計質量控制（SPC）的應用已成為自動線提高和監控加工精度的新的重要技術手段?？招墓ぞ咤F柄是一種采用徑向（錐面）和軸向（端面）雙向定位的新穎工具，其優點是具有較高的抗彎剛度、扭轉剛度和很高的重復精度。SPC是基于工序能力的用于監控工件加工質量的一種方法。目前，在自動線上這種質量保證系統愈來愈多地被用來對整個生產過程中的加工質量進行連續監控。
4.可靠性和利用率不斷改善和提高。為提高加工過程的可靠性、利用率和工件的加工質量，采用過程監控，對其各組成設備的功能、加工過程和工件加工質量進行監控，以便快速識別故障、快速進行故障診斷和早期預報加工偏差，使操作人員和維修人員能及時地進行干預，以縮短設備調試周期、減少設備停機時間和避免加工質量偏差。
故障診斷技術中的基于知識的故障診斷技術，可對自動線運行中產生的所有故障進行診斷（而不是局限于診斷最常出現的故障），確定故障部位及其原因，這為迅速排除故障贏得了時間，從而顯著地縮短自動線的調試時間和停機時間。
當前，自動線的控制技術已由集中控制方式轉向分散控制方式。根據對這種新的控制模式的研究表明，采用分散控制系統要比采用集中控制系統可節省費用。這主要是由于分散控制系統可減少電纜敷設費用（采用總線系統）、減少電氣保養維修費（由于提高了透明度）、省去控制柜臺架（分散控制系統的控制柜直接設置在自動線的加工工位上）和無需設置集中冷卻裝置等。此外，這種分散控制系統由于總體配置簡單，有利于加快自動線的投入運行，并由于一目了然的結構配置，在產生故障時很容易確定故障的部位。最后，分散控制系統的模塊化和標準化也有利于降低成本和提高透明度。
二、機械加工生產線的發展趨勢
隨著市場競爭的加劇和對產品需求的提高，高精度、高生產率、柔性化、多品種、短周期、數控組合機床及其自動線正在沖擊著傳統的組合機床生產線，因此，組合機床生產線的發展思路必須是以提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術的成套性為主攻方向。
