航空工藝技術(shù)范文

本文作者：姜不居呂志剛單位：清華大學(xué)

一、鑄造技術(shù)是航空工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)

制造技術(shù)是航空工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，航空制造技術(shù)又是制造業(yè)中的一項高新技術(shù)。航空制造技術(shù)中有六大關(guān)鍵技術(shù)，鑄造技術(shù)就是其中之一。因此鑄造的技術(shù)進步對加速航空產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高新機種的性能，縮短產(chǎn)品的制造周期，大幅度減輕重量，以及減少能源消耗和降低成本上都具有非常重要的意義。特別是在航空發(fā)動機制造上，鑄造技術(shù)更有其重要的意義。

隨著航空工業(yè)的發(fā)展，要求大幅提高發(fā)動機性能，如燃氣渦輪發(fā)動機從第二次世界大戰(zhàn)以來其最大推力提高了50倍，推重比已達到10，渦輪葉片的工作溫度也提高了幾百度，而燃油消耗卻降低為原來的一半。為此，渦輪葉片從材質(zhì)到結(jié)構(gòu)都改變了，要生產(chǎn)出這些性能更好的渦輪葉片就要求鑄造技術(shù)的進步。

圖1是1960年以來渦輪葉片材質(zhì)及工藝發(fā)展情況。由圖中可以看到，1960～2000年渦輪葉片的材質(zhì)（美國牌號）從IN100、B1900到MM200、MM247，再發(fā)展到PWA1480、PWA1484、CMSX—11。同時因凝固技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，生產(chǎn)渦輪葉片的工藝，則從傳統(tǒng)的普通鑄造（等軸晶EQ）到定向凝固鑄造（DS），再發(fā)展到單晶鑄造（SC）葉片，見圖2。另外，為降低渦輪葉片工作溫度，葉片結(jié)構(gòu)從實心向空心發(fā)展。圖3是形成葉片空心的型芯。如果沒有鑄造技術(shù)的進步就很難生產(chǎn)出新型的渦輪葉片，也就難于保證發(fā)動機性能的提高，因此說鑄造技術(shù)是航空工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。鑄件在航空飛行器中，尤其是航空發(fā)動機中所占的比重也在逐年的增加。例如，美國GE公司制造的航空發(fā)動機1985年時鑄

二、航空工業(yè)中使用的鑄造材料及方法

航空工業(yè)中使用的發(fā)動機零件、結(jié)構(gòu)件、附件有相當(dāng)數(shù)量的鑄件。這些鑄件材料種類繁多，所用鑄造方法也很多。主要材料有高溫合金、不銹鋼、鈦合金和鋁合金等有色合金，以及復(fù)合材料等。隨著航空工業(yè)的發(fā)展，新材料的研制和使用在不斷前進，品種也在不斷增加。所使用的鑄造方法有熔模鑄造、石膏型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、離心鑄造和砂型鑄造等。航空用各種材料及鑄造方法所生產(chǎn)的典型鑄件見附表。如前所述，發(fā)動機渦輪葉片越來越復(fù)雜和精密，對于空心復(fù)雜葉片，熔模鑄造已成為其生產(chǎn)的獨一無二的工藝技術(shù)。另外，為減輕飛機重量、降低油耗、減少制造和維修周期，近年來很多結(jié)構(gòu)件開始用大型復(fù)雜薄壁整體件代替組裝件，在生產(chǎn)此類鑄件上熔模鑄造也具有優(yōu)勢。因此，在航空工業(yè)中使用的眾多鑄造技術(shù)中，熔模鑄造技術(shù)是應(yīng)更加被關(guān)注的鑄造技術(shù)。

三、鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢

摘要：在電子信息技術(shù)的推動下，新興教育方式MOOC迅速發(fā)展，并讓在線教育逐漸成為現(xiàn)代教育的一種新方式。針對高職院校的數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程實訓(xùn)教學(xué)效率低的現(xiàn)狀，探討在MOOC環(huán)境下，應(yīng)從哪些方面著手優(yōu)化數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程的實訓(xùn)教學(xué)活動，從而達到更好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)；MOOC；實訓(xùn)教學(xué)；高職

1數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，為了適應(yīng)義齒制作行業(yè)數(shù)字化變革的風(fēng)潮，各院校逐漸開設(shè)數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程。數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程的實踐環(huán)節(jié)主要包括：數(shù)字化掃描、數(shù)字化設(shè)計軟件的應(yīng)用、數(shù)字化制作三部分。院校數(shù)字化實訓(xùn)課程采取傳統(tǒng)的以教師為中心的理論+實踐教學(xué)法：教師先講解軟件和設(shè)備的操作技術(shù)要點，然后對實訓(xùn)工作任務(wù)進行演示操作，接著讓學(xué)生被動地模仿操作一遍。然而，該課程的實訓(xùn)教學(xué)一直難以達到理想的效果。例如常出現(xiàn)學(xué)生課前預(yù)習(xí)不足，課中操作無序忙亂；部分學(xué)生只懂得機械模仿教師掃描設(shè)備及設(shè)計軟件的界面操作，對數(shù)字化義齒制作的全部流程理解片面；學(xué)生的理解能力不一致，在實訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限的條件下，理解能力強的學(xué)生被迫浪費課上時間等待理解能力差的學(xué)生等現(xiàn)象。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速普及和多媒體教學(xué)手段的廣泛應(yīng)用，基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂教育手段逐漸在大中專職業(yè)院校的教學(xué)中出現(xiàn)，它有別于傳統(tǒng)以教師為主導(dǎo)的教學(xué)方式，能在為學(xué)生提供豐富學(xué)習(xí)資源的同時，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動他們的主觀能動性。MOOC主要集中在理論課、通識類課程領(lǐng)域。高職口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程受限于高職院校課程建設(shè)起步晚、課程體系構(gòu)建不完整、實訓(xùn)基地軟硬件設(shè)備不完善、課程學(xué)時有限等，MOOC尚未應(yīng)用。因此，MOOC是否適用于數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)實訓(xùn)課程，基于MOOC的實訓(xùn)教學(xué)應(yīng)該往哪些方向進行嘗試均是值得探討的問題。

2MOOC環(huán)境下數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵性問題

2.1依托校企協(xié)同創(chuàng)新中心，開發(fā)軟硬件結(jié)合的MOOC教學(xué)平臺是MOOC環(huán)境下實訓(xùn)教學(xué)平臺的運行基礎(chǔ)目前，數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程建設(shè)落后的根本原因是院校資金、技術(shù)、師資短缺，行業(yè)企業(yè)的義齒數(shù)字化制作技術(shù)發(fā)展程度領(lǐng)先于院校的課程教學(xué)。為了積極跟上行業(yè)發(fā)展的步伐，院校應(yīng)以校企合作協(xié)同創(chuàng)新中心為基礎(chǔ)，緊密聯(lián)系企業(yè)，引進企業(yè)的資金、技術(shù)、設(shè)備、人才，開發(fā)軟硬件結(jié)合的MOOC環(huán)境下的實訓(xùn)教學(xué)平臺。實訓(xùn)基地MOOC環(huán)境建設(shè)旨在實現(xiàn)“線上學(xué)習(xí)、線下操作、實時反饋”的教學(xué)模式，可圍繞以下3個中心進行建設(shè)[1]：MOOC線上學(xué)習(xí)云平臺建設(shè)、CAD/CAM實訓(xùn)基地設(shè)備建設(shè)、線下MOOC學(xué)習(xí)硬件平臺建設(shè)。線上學(xué)習(xí)可通過構(gòu)建CAD/CAM實訓(xùn)基地云平臺、建設(shè)MOOC學(xué)習(xí)網(wǎng)站、創(chuàng)建微信和QQ學(xué)習(xí)空間等途徑實現(xiàn)，讓學(xué)習(xí)不受時空限制；線下操作則需要根據(jù)義齒數(shù)字化設(shè)計與制作的生產(chǎn)工作流程配備口腔修復(fù)臨床診療室與數(shù)字化掃描、設(shè)計、制作一體化實訓(xùn)設(shè)備，為學(xué)生的線下操作提供硬件基礎(chǔ)。要做好對線上學(xué)習(xí)的實時反饋，可在每個操作臺旁邊配備自主網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)終端，實現(xiàn)線上教學(xué)與線下教學(xué)無縫對接。

2.2設(shè)計模塊化實訓(xùn)項目是實現(xiàn)MOOC環(huán)境下數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)的組織前提數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容多、跨度大，對應(yīng)義齒數(shù)字化設(shè)計軟件自身的特點，將課程內(nèi)容結(jié)合相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的專業(yè)知識，圍繞崗位技能設(shè)計MOOC模塊，立足解決崗位實際問題，以便根據(jù)模塊內(nèi)容的特點進行短視頻錄制。這樣的教學(xué)內(nèi)容組織模式在MOOC環(huán)境下進行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有一定可行性。數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程內(nèi)容可分為以下三大模塊：（1）數(shù)字化義齒設(shè)計相關(guān)基礎(chǔ)理論，內(nèi)容包括：與義齒設(shè)計相關(guān)的口腔解剖生理學(xué)、口腔修復(fù)學(xué)等學(xué)科的專業(yè)理論知識。（2）數(shù)字化設(shè)計軟件基礎(chǔ)知識，內(nèi)容包括：Exocad或者3Shape的軟件操作界面基礎(chǔ)知識。（3）模塊化實訓(xùn)任務(wù)：數(shù)字化掃描、數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化制作。其中設(shè)計模塊根據(jù)義齒的種類，分為內(nèi)冠的數(shù)字化設(shè)計、全冠的數(shù)字化設(shè)計、橋體的數(shù)字化設(shè)計。基礎(chǔ)性較強、操作較簡單易學(xué)或理論性較強的內(nèi)容，將相應(yīng)課程內(nèi)容按照知識點錄制成教學(xué)視頻；而復(fù)雜的綜合性技能操練及設(shè)計能力培養(yǎng)的實訓(xùn)內(nèi)容，可以采用線下課堂教學(xué)模式，通過傳統(tǒng)的任務(wù)驅(qū)動法等開展教學(xué)活動，增強學(xué)生的職業(yè)能力。

2.3線上+線下的混合式教學(xué)方式是MOOC環(huán)境下數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)實訓(xùn)的教學(xué)手段數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程線上+線下的混合式教學(xué)方式可以在一定程度上打破學(xué)生學(xué)習(xí)時間和空間的限制，讓學(xué)生實現(xiàn)“何時有空何時學(xué)，哪里方便哪里學(xué)”。這樣，一方面可彌補數(shù)字化課程師資不足的缺陷，另一方面可以利用MOOC網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢，延伸數(shù)字化口腔修復(fù)工藝技術(shù)課程的基礎(chǔ)理論內(nèi)容，具體教學(xué)模式如下。（1）線上學(xué)習(xí)：課前，教師把數(shù)字化義齒設(shè)計相關(guān)理論、常規(guī)設(shè)計軟件基礎(chǔ)知識等理論性強的內(nèi)容制作成時長為8～15分鐘的微視頻，每個微視頻強調(diào)短小精悍，突出教學(xué)內(nèi)容中的重點和難點，并兼顧趣味性。此外，視頻中還可專門設(shè)計1～3個基礎(chǔ)習(xí)題或發(fā)散型問題。課前將準(zhǔn)備好的教學(xué)資源通過MOOC教學(xué)平臺或QQ、E-mail、微信等發(fā)給學(xué)生，并布置學(xué)習(xí)任務(wù)，劃分學(xué)習(xí)小組，提供自學(xué)指導(dǎo)，同時設(shè)置好在線答疑、在線討論、問題反饋等模塊，以便掌握學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況及效果[2]。（2）線下教學(xué)：針對理論學(xué)習(xí)，課堂上組織學(xué)生進行課堂匯報，教師查看作業(yè)結(jié)果、答疑，組織學(xué)生討論和深化問題，對學(xué)生進行共性問題啟發(fā)和個性化指導(dǎo)，通過測評了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并進行總結(jié)評價。針對實訓(xùn)操作，教師在課前根據(jù)課程三大模塊（內(nèi)冠的數(shù)字化設(shè)計與制作、全冠的數(shù)字化設(shè)計與制作、橋體的數(shù)字化設(shè)計與制作）教學(xué)內(nèi)容的特點，提前準(zhǔn)備1~2個案例，其中一個案例用于詳細講解數(shù)字化掃描、設(shè)計、制作每一個流程的標(biāo)準(zhǔn)、操作技巧、應(yīng)用，向?qū)W生展示整個數(shù)字化設(shè)計與制作的全部流程，從而讓學(xué)生對CAD/CAM義齒制作流程有更直觀的理解。另一個案例供學(xué)生模仿、自行操作。

本文作者：陳躍鵬武永琴單位：哈爾濱哈飛空客復(fù)合材料制造中心有限公司

1.復(fù)合材料

復(fù)合材料不同于傳統(tǒng)的工藝材料，是將兩種或者兩種以上具有不同性能和形態(tài)的組分材料經(jīng)過復(fù)合手段的組合而得到的一種新型的多相材料。各種組分材料能夠在性能上取長補短，獲得良好的協(xié)同效應(yīng)。復(fù)合材料自20世紀40年展以來，因其具有的普通傳統(tǒng)材料所不具備的高比強度、高硬度、耐疲勞、破損安全性高和可設(shè)計性等各項突出的性能，很快獲得了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點的不同復(fù)合材料又能分成纖維增強、細粒等多種復(fù)合材料。

2.復(fù)合材料在航空工業(yè)中的應(yīng)用

由于復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性強，又具有高比強度和高比剛度、可設(shè)計性等優(yōu)良的性能，成為航空工業(yè)制造中常用的4大材料之一。常用于航空航天這種尖端技術(shù)所用的復(fù)合材料是經(jīng)過改良的先進符合材料，用于航空工業(yè)設(shè)計的是以各種不同的高性能纖維為增強材料的先進復(fù)合材料。根據(jù)聚合基不同得到的材料性能也有所差異。由于樹脂基復(fù)合材料其突出的高比強度和高比剛度使其成為最早應(yīng)用于航空工業(yè)并且保持最大應(yīng)用量。但該材料工作溫度受限于400℃，飛機發(fā)動機上的大量零部件需要再長期的高溫環(huán)境中工作，因此常用碳復(fù)合以及陶瓷復(fù)合而成的耐高溫性能優(yōu)越的金屬基材料。使用的復(fù)合材料在航空工業(yè)制造中所占比重大，所應(yīng)用的部位有垂直和水平尾翼、機身和機翼蒙皮。復(fù)合材料性能和制造技術(shù)在不斷改進以更好的應(yīng)用于未來的航空工業(yè)中。

3.航空工業(yè)復(fù)合材料制件成型工藝

傳統(tǒng)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制造過程大多由人力完成,這種手工操作方式致使制件的精度難以保證，而且耗費巨大，生產(chǎn)效率低下。所以降低復(fù)合材料制件工藝的成本致使了自動化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。尤其在航空工業(yè)中，制備復(fù)合材料制件過程需要具有高度的自動化以及較好的質(zhì)量控制，降低模具成本并且要縮短生產(chǎn)周期。這些要求都需要先進的制件成型工藝來保證達到。用于航空工業(yè)的復(fù)合材料制件成型的工藝有：編制技術(shù)；固化工藝；鋪帶技術(shù)；非熱壓罐技術(shù)等。下面就常用的重要工藝的發(fā)展進行簡要的闡述。

3.1常用于復(fù)合材料預(yù)成型的工藝

《艦載武器》2011年第11期

摘要:碳密封材料是空間領(lǐng)域中的一種具有良好應(yīng)用前景的摩擦密封材料。本文主要對應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的碳密封材料的種類和工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的制備工藝進行了探究。

關(guān)鍵詞:碳密封材料;航空航天;應(yīng)用

制備工藝航空航天工業(yè)是事關(guān)我國國防事業(yè)的重要工業(yè)。在航空航天工業(yè)不斷發(fā)展的背景下，這一領(lǐng)域研究人員開始對應(yīng)用材料的密封可靠性問題展開了深入的研究。密封材料的性能是密封可靠性的主要影響因素。碳密封材料在這一領(lǐng)域有著優(yōu)異的特性。

1航空航天領(lǐng)域常用的碳密封材料

1．1柔性石墨密封材料

從石墨自身的性能來看，它可以成為高溫環(huán)境和低溫環(huán)境下常用的密封材料。柔性石墨密封材料主要由石墨紙、柔性石墨卷材等材料組成。這種材料是天然鱗片石墨進行特殊加工的產(chǎn)物。它具有著良好的自潤滑性能和耐熱性。這種材料的化學(xué)惰性相對較大，可以抵抗酸堿鹽溶液和一些有機溶劑的侵蝕。因此，它可以替代一些應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的石棉材料和橡膠密封材料。柔性石墨密封材料中的柔性石墨材料可以用于低壓靜密封。

1．2增強石墨密封材料

[摘要]以航空鈑金件邊緣毛刺、銳邊及表面劃傷、擦傷等表面缺陷形成的原因為基礎(chǔ)，對比分析了傳統(tǒng)的后處理工藝技術(shù)和模塊式磨頭組合濕法處理工藝的特點及其加工效果，結(jié)果表明，濕法加工處理工藝為航空鈑金件表面缺陷修復(fù)的最佳方式，其在不影響材料性能及表面防護狀態(tài)下，使工件處理的勻質(zhì)性得到了保障，加工的效率大大提升。

[關(guān)鍵詞]航空鈑金件；表面缺陷；研磨；后處理工藝

引言

隨著制造業(yè)加工水平的不斷提高和數(shù)字化技術(shù)的迅猛發(fā)展，飛機加工制造業(yè)對鈑金零件表面質(zhì)量、形狀精度、產(chǎn)品合格率等的要求也越來越高。如毛刺、銳邊和傷痕等表面缺陷得不到有效修復(fù)，不僅影響工件的整體外觀質(zhì)量，還會影響工件后續(xù)加工工序的加工質(zhì)量及檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時，由于工件表面缺陷的存在，當(dāng)飛機在高速、高震動、高溫環(huán)境中運行時容易引起應(yīng)力開裂趨勢的產(chǎn)生，使其可靠性、穩(wěn)定性降低。因此，對于這些表面缺陷的后處理就顯得至關(guān)重要。然而，鋁合金材料分為不包鋁（沿整個厚度方向具有均勻化學(xué)成分的板材）和包鋁（在零件板材的一面或兩面有一層冶金結(jié)合的包覆層，其目的是防止腐蝕，保持表面外觀等），其表面缺陷的修復(fù)有嚴格的質(zhì)量控制要求。而去除毛刺、鈍化銳邊或修復(fù)傷痕的加工屬于表面研磨，如操作不當(dāng)會直接對工件產(chǎn)生破壞，達不到產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量要求。由此，既要更好地修復(fù)鈑金件的表面缺陷，且又不影響材料性能及破壞表面防護就成為航空鈑金后處理加工的難題。

1鈑金件表面缺陷的特性分析

飛機鈑金制造技術(shù)是航空航天制造工程的一個重要組成部分，是實現(xiàn)飛機結(jié)構(gòu)特性的重要制造技術(shù)之一。成千上萬的鈑金零件，制造方法多種多樣，在其制造過程中大量的鈑金件由于設(shè)備、工裝、材料問題等不可避免地會形成以下幾類常見的表面缺陷問題：毛刺：沿切邊或沿孔周邊的金屬突起物，是由于進行去除金屬材料加工留下的。銳邊：除有特殊規(guī)定的情況外，兩個平面或兩個設(shè)計特征表面的交線形成的包容金屬的角度小于120°（A面和B面的夾角）。劃傷：因尖銳的物質(zhì)（如板角、金屬或設(shè)備上的尖銳物等）與鋁合金表面接觸，在相對運動時所造成的成條狀的傷痕。擦傷：因棱狀物與鋁合金表面接觸或板面（包括曲面）在相對滑動或錯動時所造成的呈束狀分布的傷痕。鈑金零件形狀復(fù)雜，質(zhì)量控制嚴格，有一定的使用壽命要求，對成形后的零件有明確的力學(xué)性能和物理性能的要求。而鈑金件上的邊緣毛刺、銳邊等對后期的制造技術(shù)精準(zhǔn)性以及檢測準(zhǔn)確性存在不良影響，如日本液壓專家認為，影響液壓件性能和壽命的原因有70%是毛刺造成的[6]。因此，對鈑金件邊緣毛刺大小、銳邊的角度（見圖1）和表面?zhèn)鄣纳疃染哂袊栏竦馁|(zhì)量控制要求。

2傳統(tǒng)的后處理工藝簡析

以往，大多是采用人工方法對鈑金件進行去毛刺、鈍化銳邊（或倒圓角）和表面去傷痕處理。人工研磨方法，是勞動者采用銼刀、刮刀、砂布或采用動力裝置的砂輪、銑刀為研磨工具，對鈑金件切削刃口、內(nèi)孔及其周邊區(qū)域直接進行研磨以達到去除毛刺和表面?zhèn)鄄⑩g化外邊刃口的目的。隨后，伴隨航空制造技術(shù)的發(fā)展和為了提高加工效率及改善作業(yè)環(huán)境，傳統(tǒng)的機械加工處理方式逐步得到應(yīng)用。但無論是人工研磨方法還是傳統(tǒng)的機械處理，其工藝技術(shù)缺陷則是共同的：無法完全、均勻、快速、安全地修復(fù)鈑金件表面缺陷。人工研磨處理方式比較適用于修復(fù)精度要求不高、加工量較小的工件。其主要問題在于，環(huán)保方面：研磨時產(chǎn)生的大量粉塵直接擴散到勞動場所及其周邊，使勞動者共同的工作環(huán)境受到破壞;勞保方面：勞動者和研磨工具與工件是近距離接觸的，極易引起人體劃傷、粉塵吸入等危害勞動者身體健康的事故；加工效果方面：勻質(zhì)性和美觀度極差，具體表現(xiàn)為毛刺去除不完全、圓角大小不均、平面研磨凹凸不平、研磨欠缺和過度研磨而破壞鋁涂層等等，如圖2所示，甚至，研磨不當(dāng)使淬火狀態(tài)的零件產(chǎn)生局部過熱而軟化；加工不完整性即加工死角問題：內(nèi)孔直徑很小、其外邊沿錯縫間隙過小，如圖2所示，是人工研磨工具難以完成的，從而形成加工盲區(qū)或死角；加工效率方面：常見的300mm×150mm、空洞率30%、毛刺率80%、需進行雙面去除毛刺、鈍化銳邊和平面研磨處理的鈑金件，在正常情況下，一名操作工每小時不間斷工作時，加工這類工件的效率大約是20~30件/小時，如果一個批次下來需要加工2000件，則需要10個人干一整天才能完成。傳統(tǒng)的機械處理方式一般采用立式磨頭，對物體表面做下壓式研磨處理。研磨工具一般是單向研磨砂帶和旋轉(zhuǎn)式輥筒磨頭或圓盤式多點旋轉(zhuǎn)研磨刷頭，對工件上表面進行干式或濕式表面打磨，達到去毛刺和表面研磨處理。這種方式在效率上要優(yōu)于手工方式，但其問題也是顯而易見的，加工溫度問題：由于此類機械源自木工研磨技術(shù)，不成熟的冷卻方式是其短板，而鈑金件被研磨處的溫度不得超過用手不能觸摸的溫度（約58℃以上）造成了其加工范圍的局限性；防護膜問題：此類機械采用的垂直布控磨頭進行下壓式研磨，鈑金件表面防護膜在研磨過程中常常被磨穿劃傷或掀開，如圖3所示；送料安全問題：采用真空或電磁吸附式工件傳送方式的不適用性是顯而易見的，小型或多孔工件飛出擊傷機體或造成工傷事故是此類機械的致命傷。

摘要：隨著國內(nèi)科技的不斷發(fā)展，機器生產(chǎn)水平也隨之得到提升，在我國環(huán)保政策的實施背景下，綠色機器生產(chǎn)理念逐漸滲透到機械制造工藝當(dāng)中。為了促進綠色機器生產(chǎn)技術(shù)水平的提高與社會經(jīng)濟的繁榮發(fā)展，使生態(tài)環(huán)境得到有效保護，應(yīng)積極將綠色制造技術(shù)應(yīng)用到機械制造行業(yè)當(dāng)中，真正實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。基于此，本文將對綠色機械制造工藝類型進行分析，并對綠色工藝技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用加以闡述。

關(guān)鍵詞：綠色制造；機械制造；工藝

1綠色制造理念下機械制造工藝類型

以綠色制造工藝實施目標(biāo)為依據(jù)，可以將該工藝劃分為三種類型，即節(jié)約資源工藝、節(jié)約能源工藝、環(huán)保型工藝。

1.1節(jié)約資源工藝

此類工藝技術(shù)主要是通過簡化機械生產(chǎn)流程的方式來節(jié)約原材料，從而達到節(jié)約資源的目的。例如，通過優(yōu)化毛坯形狀，減少加工余量，進而節(jié)省原材料；通過選用新的刀具類型，減少刀具與材料間的消耗，并加入適量的切削液，減少對原材料的浪費。節(jié)約資源工藝作用的發(fā)揮有兩種渠道，一種為設(shè)計，另一種為工藝，在設(shè)計方面，通過減少零件數(shù)量、減輕零件重量、創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)等方式，提高原材料的利用率；在工藝方面，借助干式加工技術(shù)、毛坯優(yōu)化技術(shù)、新型特種加工技術(shù)等，使原材料得到有效節(jié)約。

1.2節(jié)約能源工藝

在機械加工過程中勢必要消耗較多的能量，這些能量中部分轉(zhuǎn)化為有用的功，另一部分則化為其他形式遭到浪費，不但使能源遭到損失，且流失掉的能源還會有損于機械制造的順利進行。例如，摩擦損失能量會導(dǎo)致機床精準(zhǔn)度受到影響；轉(zhuǎn)為熱量的能量會提高工藝系統(tǒng)的溫度，縮短系統(tǒng)使用壽命；部分流失能量還會產(chǎn)生振動與噪聲，不但影響了系統(tǒng)運行的可靠性，還會產(chǎn)生各類污染，對操作者以及周圍環(huán)境造成損害。因此，節(jié)能工藝的使用十分必要，目前主要的工藝類型為降耗工藝、減磨工藝、低能耗工藝等，并且加強對太陽能、風(fēng)能、水能等新型能源的開發(fā)與使用。

本文作者：張旭單位：北京理工大學(xué)機械與車輛學(xué)院數(shù)字化制造研究所

DFMA技術(shù)概述

1DFMA技術(shù)內(nèi)涵

面向制造與裝配的設(shè)計與精益制造、質(zhì)量工程等一樣，是一種設(shè)計理念。DFMA強調(diào)在產(chǎn)品設(shè)計的各個階段，對產(chǎn)品加工、裝配直至后續(xù)維護等進行綜合設(shè)計和優(yōu)化，提高產(chǎn)品的可制造性、可裝配性、可維護性等。產(chǎn)品的可制造性、可裝配性在我國的工業(yè)界一般稱為結(jié)構(gòu)工藝性，包括面向機加、鑄造、焊接、壓力成型等各種單元加工的制造工藝性以及在產(chǎn)品部裝、總裝階段的裝配工藝性、裝配準(zhǔn)確性和裝配協(xié)調(diào)性等。實施DFMA的基本思想是通過減少零件數(shù)量、簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)減少單個零件的加工時間和總的裝配時間，從而減少整個制造成本的目的。DFMA適用于任何企業(yè)和產(chǎn)品，尤其對飛機等大型復(fù)雜產(chǎn)品可以起到顯著作用。實施DFMA理念的企業(yè)強調(diào)在設(shè)計過程中采用并行工程方式，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量能夠由設(shè)計師及其他開發(fā)人員共同實現(xiàn)和保證。因此DFMA也被認為是并行工程的核心技術(shù)之一。

2DFMA技術(shù)的分類

DFMA強調(diào)在設(shè)計的各個階段，尤其是設(shè)計的早期，通過建立并行工程團隊，使產(chǎn)品設(shè)計人員能夠?qū)﹃P(guān)于材料選擇、制造工藝、裝配過程、維護過程等進行同步的設(shè)計與優(yōu)化，以減少制造和裝配時間，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。DFMA根據(jù)所達到的目標(biāo)，可劃分為面向制造的設(shè)計（DesignforManufacture，DFM）、面向裝配的設(shè)計（DesignforAssembly，DFA）、面向測試的設(shè)計（DesignforTesting，DFT）、面向服務(wù)的設(shè)計（DesignforService，DFS）、面向環(huán)境的設(shè)計（DesignforEnvironment，DFE）等。其中DFM是根據(jù)企業(yè)自身及供應(yīng)商的工藝水平和制造能力，綜合考慮零件的設(shè)計對零件制造過程中材料處理、加工成型、質(zhì)量檢驗等環(huán)節(jié)的影響，通過對材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、尺寸公差等的改進和優(yōu)化，使零件能夠在企業(yè)已有設(shè)備資源條件下，經(jīng)濟、高效、高質(zhì)量地制造和生產(chǎn)。采用DFM技術(shù)，可以在設(shè)計階段對不同設(shè)計方案進行制造時間和成本的快速定量分析，比較與評價各種結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝方案。設(shè)計人員根據(jù)DFM評價的結(jié)果，對零件進行及時改進設(shè)計，使零件在滿足性能指標(biāo)的同時，具有最好的加工工藝性。DFA是針對產(chǎn)品在制造過程中的裝配和檢驗，以及維護過程中的拆卸和組裝等操作，采用規(guī)劃、評價、仿真等技術(shù)手段對裝配結(jié)構(gòu)進行分析、評價，并進一步提出改進建議。

3實施DFMA對產(chǎn)品的影響

DFA技術(shù)在20世紀70年代初由美國Boothroyd教授提出，其最初的目的是希望通過減少零件的數(shù)量以達到減少裝配環(huán)節(jié)的目的。但是，在企業(yè)中應(yīng)用DFA技術(shù)后發(fā)現(xiàn)，采用DFA技術(shù)最大的成果是減少了零件的數(shù)量，從而減少了零件的制造時間和成本，并進一步減少了裝配時間和成本。因此，實施DFMA必須首先從產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過材料選擇、結(jié)構(gòu)優(yōu)化，盡可能減少零件的數(shù)量和種類，并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化的零件和結(jié)構(gòu)，最終實現(xiàn)降低加工與裝配時間的目標(biāo)。因此，DFMA的實施貫穿了產(chǎn)品設(shè)計的全過程，既包括了涉及產(chǎn)品總體的宏觀DFM技術(shù)，如產(chǎn)品平臺的構(gòu)建、模塊化設(shè)計、供應(yīng)鏈構(gòu)造等，也包括了與局部的零部件的形狀、尺寸、聯(lián)接方式等有關(guān)的微觀層面的DFM技術(shù)。在總體或概念設(shè)計階段，可以通過對產(chǎn)品總體布局的調(diào)整和優(yōu)化，如采用一體化設(shè)計或模塊化設(shè)計的思想，采用新型材料的功能復(fù)合部件的設(shè)計，大幅度減少零件的種類。在詳細設(shè)計階段，根據(jù)制造工藝和設(shè)備要求，對零部件的形狀、連接方式等進行優(yōu)化，達到減少制造難度，縮短加工與裝配時間的目標(biāo)。DFMA可以應(yīng)用于新產(chǎn)品開發(fā)階段和已有產(chǎn)品的改型優(yōu)化中。在新產(chǎn)品開發(fā)中，設(shè)計師在概念設(shè)計中通過減少零部件數(shù)量、簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的方式，來保證產(chǎn)品的設(shè)計指標(biāo)和性能要求，并使產(chǎn)品方便裝配。在產(chǎn)品的改型中，設(shè)計師通過重現(xiàn)設(shè)計或優(yōu)化已有的組件，以優(yōu)化產(chǎn)品的性能，并簡化制造和裝配環(huán)節(jié)。為了最大程度地應(yīng)用DFMA技術(shù)，要求設(shè)計師必須具有對制造工藝、材料等領(lǐng)域的相關(guān)知識，設(shè)計與工藝人員必須緊密合作以確定最佳的設(shè)計和制造方案。

摘要：現(xiàn)如今，金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)的具有著很大市場前景，其自身的主要特征體現(xiàn)在污染少、效率高與能耗低之上，其很好的推動了我們國家金屬制造行業(yè)的進一步發(fā)展，在企業(yè)發(fā)展的階段，務(wù)必要注重與時俱進，將關(guān)鍵點放在研究與開發(fā)新技術(shù)之上，進而促使其自身的可持續(xù)發(fā)展。但是在工業(yè)發(fā)展的階段，在金屬材料進行加工制作的過程之中，金屬材料熱處理是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這嚴重的威脅到了我們國家的生態(tài)環(huán)境。鑒于此，本文主要分析金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：金屬材料；熱處理；節(jié)能技術(shù)

1熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀分析

一般情況下，金屬材料熱處理主要就是將固態(tài)化的金屬或者是合金來運用相應(yīng)的方式來實施加熱、保溫以及冷卻，隨即獲得所需要的結(jié)構(gòu)組織和性能的工藝。第一，我們國家如今專門用于熱處理工作的車間，有很大一部分都不是獨立化的熱處理企業(yè)，基本上都是大型集團附屬的生產(chǎn)車間，可見，熱處理僅僅只是眾多生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中的一部分，這導(dǎo)致并未將金屬熱處理充分的重視起來，相應(yīng)的設(shè)備與工藝沒有做到與時俱進。第二，在具體進行金屬材料熱處理工作的時候，其自身對于溫度方面的要求較為嚴格，生產(chǎn)集團之下熱處理車間因為工藝與設(shè)備的落后因素，而直接性的導(dǎo)致能源的利用率不高，因此能耗相對較多[1]。第三，在進行熱處理之后而得到的成品工件質(zhì)量不均，雖然是在同一個車間處理而得，但是一般都會經(jīng)過重復(fù)的檢修。其主要原因表現(xiàn)在滲碳工藝不足，雖然是合格產(chǎn)品，但是在使用壽命之上要比歐美發(fā)達國家低出很多。第四，如今，我們國家在培養(yǎng)熱處理技術(shù)之上相對欠缺，即使是在相應(yīng)的基礎(chǔ)理論研究與新工藝的研究之上取得了相應(yīng)的進展，但是設(shè)備與工藝技術(shù)之上和歐美發(fā)達國家相比之下有著很大的差距，沒有積極的引進國外先進技術(shù)，使得熱處理技術(shù)在具體運用的過程之中出現(xiàn)了十分嚴重的滯后性。

2金屬材料熱處理節(jié)能技術(shù)的實踐應(yīng)用

2.1激光熱處理技術(shù)應(yīng)用

在具體進行金屬材料熱處理節(jié)能的過程之中，運用激光處理技術(shù)，可以有效的促進熱處理節(jié)能技術(shù)的進一步的創(chuàng)新。針對該項創(chuàng)新技術(shù)來進行分析，其實質(zhì)上主要借助的是功率密度相對較高的激光，確保金屬材料逐步的將硬化的特點展現(xiàn)出來。激光熱處理技術(shù)，其適應(yīng)被用在合成性金屬材料，利用激光處理，可以很好的實現(xiàn)金屬表面性能的變化與處理，從而推動金屬材料及時的轉(zhuǎn)換之前的性能[2]。激光，其自身作為一類穿透力極強的方式，其主要被運用在金屬加熱階段，稍有不慎就會出現(xiàn)加熱溫度無法達到金屬材料熔點的現(xiàn)象，那么相應(yīng)的金屬材料的表面就會發(fā)生變更，在這種情況下，則就需要運用急速性自冷淬火的方式來進行處理，最終有效的確保金屬材料表面硬度強化的目的[3]。

2.2真空熱處理技術(shù)應(yīng)用