關(guān)于現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)的探討

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技的變化可謂是翻天覆地。對(duì)于機(jī)電控制系統(tǒng)而言，最為基礎(chǔ)的機(jī)械技術(shù)也獲得了巨大發(fā)展。文章首先分析了現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)的特點(diǎn)，而后分別闡述了兩者的類型，為業(yè)內(nèi)人士提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械制造工藝；精密加工技術(shù)；特點(diǎn)；類型

隨著當(dāng)前科技現(xiàn)代化水平的不斷增長(zhǎng)，機(jī)械制造工藝發(fā)展得如火如荼。由于人們對(duì)于產(chǎn)品的要求不斷提升，例如要具備高精度、外形美觀、價(jià)格合理、便于使用、質(zhì)量好等，過(guò)去傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)已經(jīng)難以滿足當(dāng)前的現(xiàn)代化要求。現(xiàn)代化機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)則是近年來(lái)發(fā)展與興起的主要技術(shù)，文章對(duì)此予以主要研究。

1 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 關(guān)聯(lián)性

評(píng)判機(jī)械制造技術(shù)是否具備現(xiàn)代化與先進(jìn)性，不光涉及到制造過(guò)程，還與產(chǎn)品市場(chǎng)調(diào)研、設(shè)計(jì)以及銷售等環(huán)節(jié)緊密相關(guān)。上述所提環(huán)節(jié)相互之間均具備緊密的聯(lián)系性，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，便會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)械制造的質(zhì)量造成不利影響。因此只有各個(gè)環(huán)節(jié)相互配合與協(xié)調(diào)才能發(fā)揮出巨大作用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益與技術(shù)效益的提升。而對(duì)于工作人員而言，他們的技術(shù)水平與操作嚴(yán)密度對(duì)于整個(gè)制造過(guò)程也有較大影響，因此一定要把握好機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)這兩者之間的關(guān)聯(lián)性。

1.2 系統(tǒng)性

當(dāng)下由于各項(xiàng)技術(shù)都與智能存在相關(guān)性，而基于機(jī)械制造的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用了多種具有現(xiàn)代化與先進(jìn)性的科學(xué)技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、新型材料、信息技術(shù)、傳感技術(shù)等。正是由于現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)具備系統(tǒng)性的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、銷售、制造以及生產(chǎn)等領(lǐng)域。

1.3 全球化

在經(jīng)濟(jì)全球化的背景之下，國(guó)際市場(chǎng)上技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)也十分激烈，為了更好地應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)且在市場(chǎng)上獲得一席之地，現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。對(duì)于一個(gè)國(guó)家而言，若要在國(guó)際技術(shù)領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，則必須不斷提升與研究新型技術(shù)，將本國(guó)技術(shù)提升至國(guó)際水平，從而形成全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝的特點(diǎn)及類型

2.1 特點(diǎn)

第一，高精度。對(duì)于機(jī)械制造領(lǐng)域而言，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化是最重要的要求之一，特別是對(duì)于科研、航空、國(guó)防等我國(guó)重要領(lǐng)域而言，對(duì)其精度要求更高。第二，高效率。由于現(xiàn)代機(jī)械制造工藝具備這一特點(diǎn)，因此與傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝相比，其加工速度獲得極大提升，且施工周期也被大幅縮短。一般而言，在冷加工工藝中一般通過(guò)陶瓷、金剛石以及涂層這三種刀具，主要原因在于其切削速度極快，能夠有效提高工作效率；而在加溫或者震動(dòng)中來(lái)開(kāi)展切削工作，則一般采用的方式為激光以及化學(xué)腐蝕等；集中加工，即集中各類加工設(shè)備，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)其予以控制，從而確保切削加工的順利完成。第三，高柔性。機(jī)械制造加工未來(lái)的主要方向是使加工具備柔性。一般而言，柔性加工具備下述特征：加工的多適應(yīng)性、靈活性以及多樣性。近年來(lái)，諸多工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人被研發(fā)制造出來(lái)，并且投入使用，這種趨勢(shì)使得柔性加工具備了更多的實(shí)用性。柔性加工離不開(kāi)柔性制造系統(tǒng)，而該系統(tǒng)又主要分為三種類型：柔性制造自動(dòng)線、制造系統(tǒng)以及制造單元。這三種系統(tǒng)均以數(shù)控設(shè)備為主要依據(jù)，主要連接設(shè)備則為自動(dòng)運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)，主要控制設(shè)備則為計(jì)算機(jī)，通過(guò)以上設(shè)備的相互配合以完成對(duì)零件的生產(chǎn)加工工作。

2.2 類型

當(dāng)前機(jī)械制造工藝涉及到諸多方面，例如焊接、銑、鉗以及車等，在此文章對(duì)當(dāng)前機(jī)械制造工藝的主要類型予以介紹，主要有以下五種：

2.2.1 氣體保護(hù)焊接工藝

氣體保護(hù)焊接工藝的主要熱源為電弧，其具備的主要特征為氣體，是被焊接物的主要保護(hù)介質(zhì)。該項(xiàng)工藝的主要工作原理為：在焊接時(shí)，電弧周邊會(huì)產(chǎn)生一個(gè)氣體保護(hù)層，同時(shí)分割開(kāi)電弧、熔以及空氣，這樣不僅能夠避免有害氣體影響焊接質(zhì)量，而且還能夠保證電弧在燃燒時(shí)的充分與穩(wěn)定性。一般而言，在焊接過(guò)程中用得較多的氣體保護(hù)焊為二氧化碳，主要原因在于其價(jià)格較為便宜，成本支出低，因此在現(xiàn)代化機(jī)械制造中被廣泛使用。

2.2.2 電阻焊焊接工藝

該項(xiàng)焊接工藝的重點(diǎn)在于在正負(fù)極之間緊壓好被焊接產(chǎn)品，而后接通電源，此后便會(huì)有電流經(jīng)過(guò)，若其通過(guò)被焊物的表面及其周邊便會(huì)產(chǎn)生一種效應(yīng)，而后加熱一直到熔化，最后直至金屬與被焊物合為一體。電阻焊接主要應(yīng)用于壓力焊接，其具備許多優(yōu)點(diǎn)，比如有較高的機(jī)械化程度、加熱時(shí)間比較短、不會(huì)產(chǎn)生有害氣體、效率高、焊接質(zhì)量較高以及沒(méi)有噪音污染等。因此在機(jī)械制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用，例如汽車、航空以及家電行業(yè)等。但是也在運(yùn)用過(guò)程中暴露出了諸多缺點(diǎn)，比如成本花費(fèi)多、維修較為復(fù)雜以及由于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)較少因此缺乏支持等。

2.2.3 埋弧焊焊接工藝

簡(jiǎn)單而言埋弧焊焊接工藝即處于焊劑層下對(duì)電弧予以充分燃燒的焊接工藝。主要分成自動(dòng)焊接方式以及半自動(dòng)焊接方式。自動(dòng)埋弧主要原理是充分利用焊接小車，使其不斷將焊絲送進(jìn)并且移動(dòng)電弧；而半自動(dòng)則為使用機(jī)械將焊絲送進(jìn)，而在移動(dòng)電弧環(huán)節(jié)則需要應(yīng)用到人工方式。由此可見(jiàn)，半自動(dòng)不僅需要設(shè)備而且還會(huì)產(chǎn)生勞務(wù)費(fèi)，因此總體而言不如自動(dòng)埋弧般節(jié)約成本，當(dāng)下在市場(chǎng)中已經(jīng)被淘汰。若是焊接鋼筋，過(guò)去的電弧焊方式則為人工焊，即半自動(dòng)方式，當(dāng)前便有一種新型的焊接方式將其替代，即電渣壓力焊。該焊接方式具有工作效率高、勞動(dòng)條件好以及焊縫質(zhì)量高的特點(diǎn)。然而在應(yīng)用電渣壓力焊這一方式時(shí)，對(duì)于焊劑的選擇要尤為注意，特別是其堿度，主要原因在于焊接工藝的性能、電流類型、可焊材料的等級(jí)以及冶金性能等，都通過(guò)堿度才能體現(xiàn)出其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.4 螺柱焊焊接工藝

該焊接工藝主要是將螺柱端面與板件或者管件的接觸面接觸，使得電弧得以引通，而后便會(huì)出現(xiàn)接觸面被熔化的現(xiàn)象，此時(shí)再對(duì)螺柱施壓便可完成整個(gè)焊接過(guò)程。螺柱焊焊接工藝按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同主要分為拉弧式與儲(chǔ)能式。儲(chǔ)能式主要特點(diǎn)為在焊接過(guò)程中具備較小的熔深，因此適用于焊接薄板；而拉弧式則與儲(chǔ)能式相反，其熔深較大，因此較多地應(yīng)用于重工業(yè)領(lǐng)域。二者存在一個(gè)共同點(diǎn)，即均為單面焊接，無(wú)需打孔、粘連、鉚接、鉆洞以及攻螺紋等。應(yīng)用螺柱焊焊接工藝，不用擔(dān)心會(huì)出現(xiàn)漏水或者漏氣現(xiàn)象，因而使用較為廣泛。

2.2.5 攪拌摩擦焊焊接工藝

該焊接工藝主要源于英國(guó)，產(chǎn)生時(shí)間為20世紀(jì)90年代，也被稱為FSW焊接。其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楹教旌娇铡㈣F路、船舶以及車輛制造等，且隨著時(shí)間的推移其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。而我國(guó)應(yīng)用該技術(shù)主要是在2002年，標(biāo)志性事件為北京賽福斯特公司成立。該焊接工藝具備較多優(yōu)點(diǎn)，例如在焊接過(guò)程中只需要應(yīng)用到焊接攪拌頭，其他任何消耗性材料，例如焊絲、焊劑、保護(hù)氣體或者焊條等均不需要。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)可從焊接鋁合金中體現(xiàn)出來(lái)，在此過(guò)程中只需要應(yīng)用到一個(gè)攪拌頭，且焊縫深度為800米，溫度也處于較低水平。

3 精密加工技術(shù)

精密加工技術(shù)也有諸多類型，大體上如圖1所示。文章主要探討了其中的精密切削技術(shù)、精密研磨技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、模具成形技術(shù)以及納米技術(shù)。

3.1 精密切削技術(shù)

當(dāng)前在對(duì)機(jī)械予以高精度加工時(shí)應(yīng)用的依然是過(guò)去那種最直接的方法。此時(shí)，若要應(yīng)用切削法使精度變高并且提升表面光潔度，則需要合理選用刀具、機(jī)床以及工件等設(shè)備，避免對(duì)其產(chǎn)生影響。例如在對(duì)機(jī)床予以精度加工時(shí)，需要保證其剛度處于合理水平，同時(shí)還要控制好其熱變形性能與抗振性能。這樣一來(lái)就要求在對(duì)產(chǎn)品予以加工時(shí)應(yīng)用以下幾種現(xiàn)代化技術(shù)：（1）精密定位技術(shù)；（2）微進(jìn)給技術(shù)；（3）壓力靜壓軸承技術(shù)；（4）精密控制技術(shù)等。除此之外，也可以提升機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)的速度，也能有效提高加工產(chǎn)品的精度。

3.2 精密研磨技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)主要被使用在加工集成電路中的元件這一領(lǐng)域中，且元件多為小型的。例如在加工硅片時(shí)有特定要求，即必須在1到2毫米間進(jìn)行。對(duì)于傳統(tǒng)加工研磨技術(shù)而言自然不具備這一功能，而現(xiàn)代研磨技術(shù)例如拋光技術(shù)以及原子級(jí)研磨等均能夠滿足這一要求。當(dāng)前隨著科技水平的不斷提升，例如彈性發(fā)射、流體型懸浮非接觸研磨以及利用加工液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)等先進(jìn)精密研磨技術(shù)被研發(fā)出來(lái)。

3.3 微細(xì)加工技術(shù)

當(dāng)前我國(guó)諸多電子元件越來(lái)越智能化，且其體積、重量、能量消耗以及運(yùn)行頻率等均得到了極大的改善與優(yōu)化，傳統(tǒng)較為粗放的加工技術(shù)必然無(wú)法滿足當(dāng)下電子元件的加工要求，此時(shí)微細(xì)加工技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。在國(guó)外通過(guò)有效應(yīng)用超細(xì)微離子技術(shù)來(lái)對(duì)半導(dǎo)體予以加工時(shí)，其精度能夠達(dá)到幾百埃的水平。

3.4 模具成型技術(shù)

目前，對(duì)于汽車、家電、飛機(jī)以及儀表等諸多產(chǎn)品而言，約有1/3的元件制造源于模具加工。模具成型技術(shù)的核心在于模具加工精度的提升，這也標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的制造行業(yè)處于何種水平。應(yīng)用電解加工工藝能夠?qū)崿F(xiàn)微米級(jí)的模具精度，還能有效解決產(chǎn)品表面的質(zhì)量問(wèn)題。

3.5 納米技術(shù)

納米技術(shù)主要是將物理與工程技術(shù)相結(jié)合之后產(chǎn)生的一項(xiàng)現(xiàn)代化技術(shù)。通過(guò)應(yīng)用該技術(shù)，能夠在硅片上刻上寬度僅為幾納米的線。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，機(jī)械制造領(lǐng)域離不開(kāi)機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)，當(dāng)前這兩者的發(fā)展也較為穩(wěn)定，隨著科學(xué)技術(shù)向更高水平發(fā)展，必定能得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，同時(shí)存在的不足也會(huì)得到完善與優(yōu)化，需要相關(guān)人士對(duì)其予以不斷創(chuàng)新，從而使其獲得較大提升，為拉動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出更多貢獻(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：劉書麟（1971，8-），男，漢族，吉林省吉林市人，本科，吉林化工學(xué)院，講師，研究方向：工程材料與熱處理。