關(guān)于機械的畢業(yè)論文免費
當(dāng)前,我國的機械行業(yè)發(fā)展的規(guī)模在世界范圍內(nèi)都是比較靠前的。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于機械的畢業(yè)論文免費下載的范文，歡迎大家閱讀參考!
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淺析特種機械加工技術(shù)
摘要：太陽能級多線切割技術(shù)是一種特殊的機械加工技術(shù)，它是在傳統(tǒng)的機械加工的基礎(chǔ)上建立起來的。隨著太陽能市場的啟動和發(fā)展，作為晶體硅太陽能電池制造過程的主要環(huán)節(jié)，越來越受到人們的重視。本文介紹了硅片切割的發(fā)展史，并從硅片切割的設(shè)備、工藝、生產(chǎn)流程和新技術(shù)等方面進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述。
關(guān)鍵詞：多線切割技術(shù);硅片生產(chǎn)流程;硅片切割工藝;硅片切割新技術(shù)
太陽能級硅片切割的歷史
在上世紀(jì)80年代以前，人們在切割超硬材料的時候一般采用涂有金剛石粉的內(nèi)圓切割機進(jìn)行切割。然而隨著半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展，人們對已有的生產(chǎn)效率難以滿足，同時由于內(nèi)圓切割的才來損失非常大，在半導(dǎo)體行業(yè)成本的摩爾定律的作用下，人們對于降低切割陳本，提高效率的要求歐越來越高。多線切割技術(shù)因此而逐步發(fā)展起來。多線切割機由于其更高效、更小的切割損失以及更高精度的優(yōu)勢，對于切割貴重、超硬材料有著巨大的優(yōu)勢，近十年來已取代傳統(tǒng)的內(nèi)圓切割成為硅片切割加工的主要方式。
在2003年以前，多線切割主要滿足于半導(dǎo)體行業(yè)的需求，切割技術(shù)主要掌握在歐、美、日、臺等國家和地區(qū)，國內(nèi)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)以封裝業(yè)務(wù)為主，上游的晶圓切割技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，相關(guān)的設(shè)備制造研發(fā)也難有進(jìn)展。
2003年隨著太陽能光伏行業(yè)的爆發(fā)式增長，國內(nèi)民營企業(yè)的硅片切割業(yè)務(wù)迅速發(fā)展起來。大量引進(jìn)了瑞士和日本的先進(jìn)的數(shù)控多線切割設(shè)備。這才使切割太陽能級硅片的多線切割機的數(shù)量開始在國內(nèi)爆發(fā)式增長，相關(guān)的技術(shù)交流也開始在國內(nèi)廣泛興起。
當(dāng)前國內(nèi)使用的硅片切割機的種類及特點
目前國內(nèi)各個硅片切割廠家基本使用國際3大多線切割機的設(shè)備。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(nèi)市場，并取得了不錯的銷量。
太陽能級硅片制造的工藝流程
太陽能級硅片制造目前分為兩種：一是多晶硅片的制造流程，一是單晶硅片的制造流程。由于硅片的外觀有區(qū)別，所以兩種硅片的制造過程會有不同，下面以圖表的形式作以說明。
多晶硅片的制造加工流程
單晶硅片的制造加工流程
由以上的流程圖可以看出，兩種硅片的制造加工環(huán)節(jié)的區(qū)別主要在晶棒粘接前，這是由單晶棒和多晶硅錠的制造方式?jīng)Q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(shù)是近年來崛起的一項新型硅片切割技術(shù)，它通過金屬絲帶動碳化硅研磨料進(jìn)行研磨加工來切割硅片。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參數(shù)：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，碳化硅就是通過粘連在鋼線周圍的懸浮液對硅塊進(jìn)行切割的。切割過程中線速過低，線網(wǎng)承受的壓力會很大，導(dǎo)致線弓變大，很容易出現(xiàn)斷線;線速過快，雖然線網(wǎng)壓力減小，但是帶砂漿能力會減弱，砂漿來不及被帶入硅塊內(nèi)，同樣會導(dǎo)致切割產(chǎn)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硅塊中。
4.2.2切割臺速
切割的工作臺速度是很重要的參數(shù)，它不但影響著整個的加工時間，也在很大程度上決定了硅片的薄厚程度。臺速設(shè)置過慢加工時間變長，這樣浪費生產(chǎn)時間，這樣也會使生產(chǎn)成本增加;臺速設(shè)置過快，與砂漿的切割能力不匹配，會導(dǎo)致硅片在入刀、中間和出刀產(chǎn)生薄厚差距過大的情況，嚴(yán)重的會產(chǎn)生不合格硅片。
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(qū)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，由于切割后期碳化硅顆粒已經(jīng)在很大程度上磨損，導(dǎo)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(shè)置砂漿溫度要根據(jù)懸浮液的粘度來定。由于懸浮液是一種醇類液體，有一定的粘度，符合粘溫曲線的規(guī)律，所以粘度低一些的砂漿需要將切割時的溫度設(shè)置低一些，保證其粘連性和冷卻效果，反之，將溫度設(shè)高即可。
以上只是切割過程中需要工藝人員合理設(shè)定的主要參數(shù)，真正能不能切割出良率較高的硅片，還跟原材料的品質(zhì)，操作人員的操作水平等有較大關(guān)系，所以多線切割是一個多種因素交織在一起的生產(chǎn)模式，在實際的生產(chǎn)控制中需要把基礎(chǔ)工作做牢，才能發(fā)揮工藝參數(shù)設(shè)置的合理作用。
硅片切割的最新技術(shù)及發(fā)展方向
多線切割設(shè)備和技術(shù)到目前為止也有30多年的發(fā)展時間了，這項技術(shù)也較產(chǎn)生初期有了相當(dāng)大的發(fā)展。就當(dāng)前太陽能硅片切割領(lǐng)域來看，出現(xiàn)了不少新設(shè)備、新技術(shù)、新材料，這些有的已經(jīng)應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，有的屬于研發(fā)和小規(guī)模應(yīng)用階段。下面可以舉幾個例子。
砂漿在線回收系統(tǒng)
國內(nèi)太陽能級切片廠家剛起步的時候，基本采用人工配料，操作環(huán)境比較惡劣，工人勞動強度很大，砂漿制備過程中經(jīng)常由于人為原因?qū)е绿蓟杼砑硬痪鶆?，漿料攪拌不充分，從而對線鋸切割產(chǎn)生較大影響。針對此種情況，近幾年一些廠家開始設(shè)計并應(yīng)用了砂漿回收和在線供給系統(tǒng)。砂漿的回收和供給通過管道來實現(xiàn)，加料攪拌通過機器設(shè)備來替代人工，并且系統(tǒng)中配有熱交換子系統(tǒng)，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(tǒng)可以實現(xiàn)全自動化控制和運行。此種系統(tǒng)雖然投資較大，工程施工較復(fù)雜，但系統(tǒng)運行后節(jié)省了大量人力，并極大程度的保證了砂漿的供應(yīng)質(zhì)量。目前比較專業(yè)的廠家有德國賽錫公司、日本IHI公司和美國CRS系統(tǒng)。
金剛線切割技術(shù)
傳統(tǒng)的多線切割技術(shù)是靠高速運動的鋼線帶動由懸浮液和碳化硅微粉混合配置的砂漿來進(jìn)行切割的。參與切割的碳化硅在鋼線上處于游離狀態(tài)，砂漿在鋼線圓周方向上包裹著，對硅塊起到研磨的作用。這種傳統(tǒng)的方式，砂漿需要較長時間的制備并且必須始終處于攪拌狀態(tài)，其用量會隨著切割硅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(xiàn)切割技術(shù)，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(jìn)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(shù)也有待提高。雖然目前HCT和M+B等線鋸廠家已經(jīng)推出相應(yīng)的金剛線設(shè)備進(jìn)行開方甚至切片，但是在實際應(yīng)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(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用，并進(jìn)行切割成本的降低工作。
結(jié)論
太陽能級硅片切割技術(shù)是特定領(lǐng)域的一種特殊的機械加工方式，它不同于傳統(tǒng)的機械加工，但又是在其基礎(chǔ)之上發(fā)展衍生而來的。這種技術(shù)有其本身的獨特性，但同時也遵循著傳統(tǒng)機械加工的規(guī)律。對于切片工藝的一些說明很多都是在生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的， 只要符合多線切割的基本規(guī)律，就可以利用這些經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)并解決實際生產(chǎn)中遇到的問題。當(dāng)然，理論在不斷地發(fā)展，經(jīng)驗也是需要不斷地獲取，只有針對各自工廠的實際情況并結(jié)合以往的理論和經(jīng)驗才能真正解決實際問題。
參考文獻(xiàn)：
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淺談機械設(shè)計制造
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品功能要求的增加，特別是產(chǎn)品的復(fù)雜性增加，更新?lián)Q代速度加快致使壽命期縮短，對產(chǎn)品的設(shè)計，尤其是機械產(chǎn)品方案的設(shè)計要求越來越高?，F(xiàn)代設(shè)計的特點是面向市場和用戶的設(shè)計，現(xiàn)代設(shè)計不僅要實現(xiàn)產(chǎn)品的基本功能，更應(yīng)體現(xiàn)人性化和環(huán)境保護(hù)的設(shè)計理念。
同時，我國近年來機械設(shè)計制造技術(shù)得到了長足的發(fā)展，但是，與傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們還存在著十分明顯的差距。由于技術(shù)、管理、投入不足等多方面的的因素，我國的制造業(yè)正承受著國際市場的巨大壓力。本文就此闡述機械設(shè)計與機械制造的技術(shù)。本文主要對傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造和機械自動化相比較，提出了具有智能化的特征是現(xiàn)代機械和傳統(tǒng)的機械在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
關(guān)鍵詞：機械設(shè)計;機械制造;技術(shù)
引言
機械設(shè)計制造技術(shù)是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志。隨著科技的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，機械設(shè)計方法已經(jīng)有了實質(zhì)性改變，科技新成果，不斷豐富著機械設(shè)計的思想、理論以及方法，不斷促進(jìn)了機械設(shè)計發(fā)展和變革。在我國，機械制造技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展取得了極大的進(jìn)步，但是相比較國外一些發(fā)達(dá)國家而言，還存在著一定的差距。不斷地完善機械設(shè)計與加強機械制造技術(shù)，是保證我國機械制走向世界領(lǐng)先水平的前提條件。
1 機械自動化的科學(xué)技術(shù)
機械設(shè)計制造及其自動化是機械技術(shù)和電子技術(shù)為主體，多門技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學(xué)科，機械自動化使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電器化”邁入了以“機械自動化”為特征的發(fā)展階段。
它的發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還將不斷被賦予新的內(nèi)容。但其最基本的特征可概括為：機械自動化的設(shè)計制造是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性，低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。
2. 我國機械設(shè)計制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析
機械設(shè)計制造包括研究產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個過程。它是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標(biāo)，包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。
我們?nèi)匀恍枰暤氖?，由于中國底層基礎(chǔ)還十分薄弱，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國的制造業(yè)仍然存在著一個階段性的整體上的不足。我國機械制造業(yè)的快速發(fā)展，主要依靠技術(shù)引進(jìn)和趕超型發(fā)展戰(zhàn)略，嚴(yán)重缺乏自主研發(fā)環(huán)節(jié)，這在很大程度上限制了中國機械制造業(yè)的發(fā)展，加之中國勞動力資源豐富而資金相對短缺，致使機械制造業(yè)的科技研發(fā)明顯滯后。
雖然中國機械制造業(yè)的產(chǎn)品數(shù)量已經(jīng)位居世界前列，但主要依賴于勞動密集型產(chǎn)品，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高、精、尖產(chǎn)品比較少，在國際競爭中取得了相對的劣勢。同時，我國械制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量雖然有了很大程度的提高，但大量的機電產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性、外觀設(shè)計、內(nèi)在性能還存在一些問題。所以，就目前實際情況總體來說，中國的制造業(yè)大而不強，中國是制造大國而不是制造強國。
3. 機械產(chǎn)品的現(xiàn)代設(shè)計方法
3.1 智能化
智能化設(shè)計方法的主要特點是：根據(jù)設(shè)計方法學(xué)理論，借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以及多媒體等工具進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計、表達(dá)產(chǎn)品的構(gòu)思、描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。
3.2 系統(tǒng)化
系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點是：將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計要素既具有獨立性又存在著有機的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計要素結(jié)合后，即可實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。
3.3 模塊化
模塊化設(shè)計方法的主要特點是：視具有某種功能的實現(xiàn)為一個結(jié)構(gòu)模塊，通過結(jié)構(gòu)模塊的組合，實現(xiàn)產(chǎn)品的方案設(shè)計。
3.4 基于產(chǎn)品特征知識
基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗，建立相應(yīng)的知識庫及推理機，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機實現(xiàn)產(chǎn)品的方案設(shè)計。
4. 機械制造中先進(jìn)技術(shù)分析
4.1 計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)技術(shù)
計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)技術(shù)是20世紀(jì)制造領(lǐng)域最杰出的成就之一，也是計算機在制造業(yè)中應(yīng)用最成功的范例之一，它是一門多學(xué)科綜合的技術(shù)，也是當(dāng)今發(fā)展最快的技術(shù)之一，目前已經(jīng)形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)。CAD/CAM等新技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用，對制造業(yè)的制造模式和市場形勢產(chǎn)生了巨大影響，促進(jìn)了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變和制造業(yè)市場形勢的變化。
4.2 數(shù)控加工技術(shù)
隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，對零件加工質(zhì)量的要求也越來越高。由于產(chǎn)品改型頻繁，在一般機械加工中，單件和中小批量產(chǎn)品所占比重越來越大。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)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(shù)控加工技術(shù)就是在這種環(huán)境下發(fā)展起來的，適用于精度高，零件形狀復(fù)雜的單件和中小批量生產(chǎn)的高效、柔性的自動化加工技術(shù)。目前，數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域已從航空航天普及到汽車、機床等制造業(yè)及其他中小批量生產(chǎn)的機械制造行業(yè)中。
4.3 精密與超精密加工技術(shù)
隨著航空航天、計算機、材料科學(xué)、激光和自動控制系統(tǒng)等高科技產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，綜合應(yīng)用當(dāng)今先進(jìn)的加工技術(shù)，使機械加工精度已經(jīng)提高到了0.01μm的亞納米級，并向納米級發(fā)展。精密加工和超精密加工技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的前沿和主要發(fā)展方向之一，它已經(jīng)成為國際科技競爭中能否取得成功的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是精密加工技術(shù)在尖端產(chǎn)品和現(xiàn)代武器制造中有舉足輕重的地位。
4.4 超高速切削、磨削技術(shù)
超高速加工技術(shù)是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠實現(xiàn)高速運動的高精度、高自動化和高柔性的制造設(shè)備，以提高切削速度來達(dá)到提高材料去除率、加工精度和加工質(zhì)量的先進(jìn)加工技術(shù)。具有切削力小、熱變形小、加工精度高和降低加工成本等優(yōu)越性。
4.5 新一代制造裝備技術(shù)
4.5.1 少無夾具制造技術(shù)
在常規(guī)制造系統(tǒng)中，產(chǎn)品生產(chǎn)所需大量夾具不僅耗費大量資金，更嚴(yán)重的是延長了產(chǎn)品的準(zhǔn)備時間，形成制造過程中的“瓶頸”，這是造成柔性差、響應(yīng)速度慢、生產(chǎn)成本高、企業(yè)競爭能力弱的主要因素之一。鑒于少無夾具制造技術(shù)所具有的重要學(xué)術(shù)意義和實用價值，國內(nèi)外多個單位均在這一領(lǐng)域開展了研究工作。
4.5.2 虛擬軸機床
新型并聯(lián)構(gòu)型制造裝備虛擬軸機床實質(zhì)上是機器人與機床的混合物，其在結(jié)構(gòu)上完全不同于傳統(tǒng)的數(shù)控機床，具有模塊化程度高，結(jié)構(gòu)簡單，速度、動態(tài)響應(yīng)快，造價低等優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)的機床設(shè)備一些無法避免的固有缺陷。
4.6 微細(xì)制造與納米技術(shù)
隨著人們對許多工業(yè)產(chǎn)品的功能集成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(dǎo)致了自20世紀(jì)70年代起出現(xiàn)了微細(xì)加工和納米制造技術(shù)，他們促使了微型機器向系統(tǒng)化方向發(fā)展，并形成了有廣闊發(fā)展前景的微機電系統(tǒng)(MEMS)。
結(jié)束語
綜上所述，隨著科技水平的不斷提升，我國機械制造業(yè)取得一定的成績，但是我國的機械設(shè)計與制造技術(shù)還存在著一定的不足，這些都嚴(yán)重的影響到我國機械制造業(yè)的發(fā)展。在機械設(shè)計與制造中掌握時代發(fā)展的趨勢，不斷地對設(shè)計方法與制造技術(shù)進(jìn)行完善，采用先進(jìn)的機械制造技術(shù)，從而推動我國機械制造水平的提升。
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