關於機械的畢業論文免費

　　當前,我國的機械行業發展的規模在世界範圍內都是比較靠前的。下文是小編為大家整理的下載的範文，歡迎大家閱讀參考!

　　下載篇1

　　淺析特種機械加工技術

　　摘要：太陽能級多線切割技術是一種特殊的機械加工技術，它是在傳統的機械加工的基礎上建立起來的。隨著太陽能市場的啟動和發展，作為晶體矽太陽能電池製造過程的主要環節，越來越受到人們的重視。本文介紹了矽片切割的發展史，並從矽片切割的裝置、工藝、生產流程和新技術等方面進行了較詳細的闡述。

　　關鍵詞：多線切割技術;矽片生產流程;矽片切割工藝;矽片切割新技術

　　太陽能級矽片切割的歷史

　　在上世紀80年代以前，人們在切割超硬材料的時候一般採用塗有金剛石粉的內圓切割機進行切割。然而隨著半導體行業的飛速發展，人們對已有的生產效率難以滿足，同時由於內圓切割的才來損失非常大，在半導體行業成本的摩爾定律的作用下，人們對於降低切割陳本，提高效率的要求歐越來越高。多線切割技術因此而逐步發展起來。多線切割機由於其更高效、更小的切割損失以及更高精度的優勢，對於切割貴重、超硬材料有著巨大的優勢，近十年來已取代傳統的內圓切割成為矽片切割加工的主要方式。

　　在2003年以前，多線切割主要滿足於半導體行業的需求，切割技術主要掌握在歐、美、日、臺等國家和地區，國內半導體業務以封裝業務為主，上游的晶圓切割技術遠遠落後於發達國家和地區，相關的裝置製造研發也難有進展。

　　2003年隨著太陽能光伏行業的爆發式增長，國內民營企業的矽片切割業務迅速發展起來。大量引進了瑞士和日本的先進的數控多線切割裝置。這才使切割太陽能級矽片的多線切割機的數量開始在國內爆發式增長，相關的技術交流也開始在國內廣泛興起。

　　當前國內使用的矽片切割機的種類及特點

　　目前國內各個矽片切割廠家基本使用國際3大多線切割機的裝置。也就是，瑞士的HCT、M+B、日本的NTC，另外近兩年日本的TMC東京制綱線鋸也開始打入國內市場，並取得了不錯的銷量。

　　太陽能級矽片製造的工藝流程

　　太陽能級矽片製造目前分為兩種：一是多晶矽片的製造流程，一是單晶矽片的製造流程。由於矽片的外觀有區別，所以兩種矽片的製造過程會有不同，下面以圖表的形式作以說明。

　　多晶矽片的製造加工流程

　　單晶矽片的製造加工流程

　　由以上的流程圖可以看出，兩種矽片的製造加工環節的區別主要在晶棒粘接前，這是由單晶棒和多晶矽錠的製造方式決定的。

　　多線切割機線鋸的切割原理和工藝

　　多線切割機切割原理

　　多絲切割技術是近年來崛起的一項新型矽片切割技術，它通過金屬絲帶動碳化矽研磨料進行研磨加工來切割矽片。下圖可以說簡單說明其切割原理。

　　切割工藝簡介

　　切割工藝主要涉及到以下幾個引數：切割鋼線的線速度，切割臺速，砂漿流量和溫度。下面分別作以說明。

　　4.2.1鋼線的線速度

　　鋼線的高速運動是砂漿的載體，碳化矽就是通過粘連在鋼線周圍的懸浮液對矽塊進行切割的。切割過程中線速過低，線網承受的壓力會很大，導致線弓變大，很容易出現斷線;線速過快，雖然線網壓力減小，但是帶砂漿能力會減弱，砂漿來不及被帶入矽塊內，同樣會導致切割產生鋸痕等不良品。所以線速度要適中，既要保證一定的線弓，又要能夠最大限度的將砂漿帶入被切割的矽塊中。

　　4.2.2切割臺速

　　切割的工作臺速度是很重要的引數，它不但影響著整個的加工時間，也在很大程度上決定了矽片的薄厚程度。臺速設定過慢加工時間變長，這樣浪費生產時間，這樣也會使生產成本增加;臺速設定過快，與砂漿的切割能力不匹配，會導致矽片在入刀、中間和出刀產生薄厚差距過大的情況，嚴重的會產生不合格矽片。

　　4.2.3砂漿的流量和溫度

　　砂漿的流量一般在入刀、中間和出刀過程中有所區別。入刀時流量偏低，因為此時臺速一般較慢，不需要很強的切割能力;中間階段流量最大，需要保證砂漿的切割能力;出刀時可以降低流量也可以不降，由於切割後期碳化矽顆粒已經在很大程度上磨損，導致切割能力下降，所以可以不降流量的完成切割。

　　砂漿的溫度最好在整個切割過程中保持不變，而且設定砂漿溫度要根據懸浮液的粘度來定。由於懸浮液是一種醇類液體，有一定的粘度，符合粘溫曲線的規律，所以粘度低一些的砂漿需要將切割時的溫度設定低一些，保證其粘連性和冷卻效果，反之，將溫度設高即可。

　　以上只是切割過程中需要工藝人員合理設定的主要引數，真正能不能切割出良率較高的矽片，還跟原材料的品質，操作人員的操作水平等有較大關係，所以多線切割是一個多種因素交織在一起的生產模式，在實際的生產控制中需要把基礎工作做牢，才能發揮工藝引數設定的合理作用。

　　矽片切割的最新技術及發展方向

　　多線切割裝置和技術到目前為止也有30多年的發展時間了，這項技術也較產生初期有了相當大的發展。就當前太陽能矽片切割領域來看，出現了不少新裝置、新技術、新材料，這些有的已經應用到實際生產中，有的屬於研發和小規模應用階段。下面可以舉幾個例子。

　　砂漿線上回收系統

　　國內太陽能級切片廠家剛起步的時候，基本採用人工配料，操作環境比較惡劣，工人勞動強度很大，砂漿製備過程中經常由於人為原因導致碳化矽新增不均勻，漿料攪拌不充分，從而對線鋸切割產生較大影響。針對此種情況，近幾年一些廠家開始設計並應用了砂漿回收和線上供給系統。砂漿的回收和供給通過管道來實現，加料攪拌通過機器裝置來替代人工，並且系統中配有熱交換子系統，可以保證客戶需要的砂漿溫度，從而更好的控制砂漿的粘度值。整個系統可以實現全自動化控制和執行。此種系統雖然投資較大，工程施工較複雜，但系統執行後節省了大量人力，並極大程度的保證了砂漿的供應質量。目前比較專業的廠家有德國賽錫公司、日本IHI公司和美國CRS系統。

　　金剛線切割技術

　　傳統的多線切割技術是靠高速運動的鋼線帶動由懸浮液和碳化矽微粉混合配置的砂漿來進行切割的。參與切割的碳化矽在鋼線上處於遊離狀態，砂漿在鋼線圓周方向上包裹著，對矽塊起到研磨的作用。這種傳統的方式，砂漿需要較長時間的製備並且必須始終處於攪拌狀態，其用量會隨著切割矽塊面積的增大而增大，切割的臺速也不會太快。

　　目前有一種新的金剛現切割技術，其特點是將參與切割的砂粒鍍到鋼線上，切割時靠噴嘴中噴出的水進行冷卻，完全不用再配置砂漿。這種方式可以完全拋棄砂漿，切割速度可以加快。但是鋼線價格很高，鋼線鍍砂的均勻性技術也有待提高。雖然目前HCT和M+B等線鋸廠家已經推出相應的金剛線裝置進行開方甚至切片，但是在實際應用中還不甚理想，要想完全替代砂漿方式的線切割機還需要進一步研發和應用，並進行切割成本的降低工作。

　　結論

　　太陽能級矽片切割技術是特定領域的一種特殊的機械加工方式，它不同於傳統的機械加工，但又是在其基礎之上發展衍生而來的。這種技術有其本身的獨特性，但同時也遵循著傳統機械加工的規律。對於切片工藝的一些說明很多都是在生產實踐中總結出來的，只要符合多線切割的基本規律，就可以利用這些經驗發現並解決實際生產中遇到的問題。當然，理論在不斷地發展，經驗也是需要不斷地獲取，只有針對各自工廠的實際情況並結合以往的理論和經驗才能真正解決實際問題。

　　參考文獻：

　　[1]萬志峰.中國太陽能矽片線切割裝置國產化的現狀和趨勢

　　[2]靳永吉.線鋸切割失效機理.電子工業專用裝置，2006,142：24-27

　　[3] 樊瑞新，盧煥明.線切割單晶矽表面損傷的研究[J].材料科學與工程，1999,17,2:55-57

　　下載篇2

　　淺談機械設計製造

　　摘要：隨著科學技術的發展，產品功能要求的增加，特別是產品的複雜性增加，更新換代速度加快致使壽命期縮短，對產品的設計，尤其是機械產品方案的設計要求越來越高。現代設計的特點是面向市場和使用者的設計，現代設計不僅要實現產品的基本功能，更應體現人性化和環境保護的設計理念。

　　同時，我國近年來機械設計製造技術得到了長足的發展，但是，與傳統工業發達國家相比，我們還存在著十分明顯的差距。由於技術、管理、投入不足等多方面的的因素，我國的製造業正承受著國際市場的巨大壓力。本文就此闡述機械設計與機械製造的技術。本文主要對傳統的機械設計製造和機械自動化相比較，提出了具有智慧化的特徵是現代機械和傳統的機械在功能上的本質區別。

　　關鍵詞：機械設計;機械製造;技術

　　引言

　　機械設計製造技術是衡量一個國家科技發展水平的重要標誌。隨著科技的發展，計算機網路技術的普及，機械設計方法已經有了實質性改變，科技新成果，不斷豐富著機械設計的思想、理論以及方法，不斷促進了機械設計發展和變革。在我國，機械製造技術經過多年的發展取得了極大的進步，但是相比較國外一些發達國家而言，還存在著一定的差距。不斷地完善機械設計與加強機械製造技術，是保證我國機械制走向世界領先水平的前提條件。

　　1 機械自動化的科學技術

　　機械設計製造及其自動化是機械技術和電子技術為主體，多門技術學科相互滲透、相互結合的產物，是正在發展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科，機械自動化使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電器化”邁入了以“機械自動化”為特徵的發展階段。

　　它的發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著生產和科學技術的發展，還將不斷被賦予新的內容。但其最基本的特徵可概括為：機械自動化的設計製造是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、資訊科技、感測檢測技術、電力電子技術、介面技術、資訊變換技術以及軟體程式設計技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織結構目標，在多功能、高質量、高可靠性，低能耗的意義上實現特定功能價值並使整個系統最優化的系統工程技術。

　　2. 我國機械設計製造技術發展的現狀分析

　　機械設計製造包括研究產品的設計、生產、加工製造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程。它是以提高質量、效益、競爭力為目標，包含物質流、資訊流和能量流的完整的系統工程。

　　我們仍然需要正視的是，由於中國底層基礎還十分薄弱，與工業發達國家相比，我國的製造業仍然存在著一個階段性的整體上的不足。我國機械製造業的快速發展，主要依靠技術引進和趕超型發展戰略，嚴重缺乏自主研發環節，這在很大程度上限制了中國機械製造業的發展，加之中國勞動力資源豐富而資金相對短缺，致使機械製造業的科技研發明顯滯後。

　　雖然中國機械製造業的產品數量已經位居世界前列，但主要依賴於勞動密集型產品，具有自主智慧財產權的高、精、尖產品比較少，在國際競爭中取得了相對的劣勢。同時，我國械製造業產品的質量雖然有了很大程度的提高，但大量的機電產品的質量可靠性、外觀設計、內在效能還存在一些問題。所以，就目前實際情況總體來說，中國的製造業大而不強，中國是製造大國而不是製造強國。

　　3. 機械產品的現代設計方法

　　3.1 智慧化

　　智慧化設計方法的主要特點是：根據設計方法學理論，藉助於三維圖形軟體、智慧化設計軟體和虛擬現實技術，以及多媒體等工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述產品的結構。

　　3.2 系統化

　　系統化設計方法的主要特點是：將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統，每個設計要素既具有獨立性又存在著有機的聯絡，並具有層次性，所有的設計要素結合後，即可實現設計系統所需完成的任務。

　　3.3 模組化

　　模組化設計方法的主要特點是：視具有某種功能的實現為一個結構模組，通過結構模組的組合，實現產品的方案設計。

　　3.4 基於產品特徵知識

　　基於產品特徵知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產品的特徵及其設計領域專家的知識和經驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已儲存的領域知識和建立的推理機實現產品的方案設計。

　　4. 機械製造中先進技術分析

　　4.1 計算機輔助設計與製造CAD/CAM技術

　　計算機輔助設計與製造CAD/CAM技術是20世紀製造領域最傑出的成就之一，也是計算機在製造業中應用最成功的範例之一，它是一門多學科綜合的技術，也是當今發展最快的技術之一，目前已經形成相關產業。CAD/CAM等新技術在製造業的應用，對製造業的製造模式和市場形勢產生了巨大影響，促進了生產模式的轉變和製造業市場形勢的變化。

　　4.2 數控加工技術

　　隨著科技的發展，產品的形狀和結構的優化，對零件加工質量的要求也越來越高。由於產品改型頻繁，在一般機械加工中，單件和中小批量產品所佔比重越來越大。為了保證產品質量、提高生產率和降低成本，要求機床不僅具有較好的通用性和靈活性，而且對加工過程中的自動化提出了更高的要求。

　　數控加工技術就是在這種環境下發展起來的，適用於精度高，零件形狀複雜的單件和中小批量生產的高效、柔性的自動化加工技術。目前，數控技術發展迅速，應用領域已從航空航天普及到汽車、機床等製造業及其他中小批量生產的機械製造行業中。

　　4.3 精密與超精密加工技術

　　隨著航空航天、計算機、材料科學、鐳射和自動控制系統等高科技產業的迅猛發展，綜合應用當今先進的加工技術，使機械加工精度已經提高到了0.01μm的亞奈米級，並向奈米級發展。精密加工和超精密加工技術是現代製造技術的前沿和主要發展方向之一，它已經成為國際科技競爭中能否取得成功的關鍵技術，尤其是精密加工技術在尖端產品和現代武器製造中有舉足輕重的地位。

　　4.4 超高速切削、磨削技術

　　超高速加工技術是指採用超硬刀具和磨具，利用能可靠實現高速運動的高精度、高自動化和高柔性的製造裝置，以提高切削速度來達到提高材料去除率、加工精度和加工質量的先進加工技術。具有切削力小、熱變形小、加工精度高和降低加工成本等優越性。

　　4.5 新一代製造裝備技術

　　4.5.1 少無夾具製造技術

　　在常規制造系統中，產品生產所需大量夾具不僅耗費大量資金，更嚴重的是延長了產品的準備時間，形成製造過程中的“瓶頸”，這是造成柔性差、響應速度慢、生產成本高、企業競爭能力弱的主要因素之一。鑑於少無夾具製造技術所具有的重要學術意義和實用價值，國內外多個單位均在這一領域開展了研究工作。

　　4.5.2 虛擬軸機床

　　新型並聯構型製造裝備虛擬軸機床實質上是機器人與機床的混合物，其在結構上完全不同於傳統的數控機床，具有模組化程度高，結構簡單，速度、動態響應快，造價低等優點，克服了傳統的機床裝置一些無法避免的固有缺陷。

　　4.6 微細製造與奈米技術

　　隨著人們對許多工業產品的功能整合化和外觀小型化的需求，使零部件的尺寸日趨微小化。這些需求導致了自20世紀70年代起出現了微細加工和納米制造技術，他們促使了微型機器向系統化方向發展，並形成了有廣闊發展前景的微機電系統MEMS。

　　結束語

　　綜上所述，隨著科技水平的不斷提升，我國機械製造業取得一定的成績，但是我國的機械設計與製造技術還存在著一定的不足，這些都嚴重的影響到我國機械製造業的發展。在機械設計與製造中掌握時代發展的趨勢，不斷地對設計方法與製造技術進行完善，採用先進的機械製造技術，從而推動我國機械製造水平的提升。

　　參考文獻：