探析機械制造工藝與精密加工技術

陳展福

摘 要：當今，隨著科學技術突飛猛進的發展，人們生活水平不斷提高，人們對產品的加工尺寸、位置、形狀和表面質量等的精度要求也在不斷提升，傳統的機械制造技術已經不能夠滿足這些要求，為了滿足產品各項質量指標，精密加工技術的應用越來越廣泛并不斷的發展。文章首先探析了機械制造工藝與精密加工技術之間的聯系，然后分別介紹了幾種機械制造工藝與精密加工技術，旨在提高機械制造工藝水平，對我國的機械制造業起到指導作用。

關鍵詞：機械制造；工藝；精密加工技術；產品質量

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）14-0016-02

機械制造工藝過程是生產過程的主要組成部分，是在生產過程中改變生產對象的尺寸、形狀、相對位置和性質等，成為成品或半成品的過程，主要包括毛坯制造、熱處理、零件加工、質量檢驗和裝配等；在機械加工過程中，刀具、夾具、工件和機床4個要素共同作用，加工出符合設計要求的尺寸、形狀、位置及表面質量精度的合格零部件。

然而，隨著科學技術突飛猛進的發展，對產品提出了更高的制造精度的要求，傳統的加工方法已不能夠適應更高質量的加工精度的要求。在這一背景下，精密加工技術應用愈加廣泛并不斷得到發展，是在一定的時期在機械加工領域中的一種更高加工精度的各種精度加工方法的總稱，是實現產品更高質量指標的必要條件。它的螺旋式發展極大地推動了機械制造領域的變革，促進了經濟社會的發展進步。

1 機械制造工藝與精密加工技術的關系

機械制造工藝系統是以整個機械加工車間為層次的系統，包括原材料的供應、毛坯的制造、機械加工、熱處理、裝配、檢驗、油漆、包裝、運輸及儲存等要素組成，目的是使能有效的全面完成零件的機械加工任務。其中，機械加工是該系統的核心要素之一，該系統由刀具、夾具、工件、與機床等部分組成，它們之間相互作用，能在特定的生產條件下，在保證質量要求的前提下，采用合理的工藝過程降低工序的加工成本。在這一過程中，為滿足更高的產品質量要求，從而使用加工精度更高的精密加工技術，精密加工技術是機械加工工藝過程應用的一種方法或工具，是機械加工的一系列高精度加工方法的總稱。機械制造工藝對生產對象的加工高質量的要求是精密加工技術發展的動力，精密加工技術的提高是提高機械制造工藝加工精度的保障。

2 現代機械制造工藝

現代機械制造工藝具有精度高、柔性高、效率高的特點，其應用范圍很廣，包括車削、銑削、磨削、孔的鉆削、鉸削和鏜削、齒輪加工和數控加工等。本文將介紹車削，銑削、孔的鉆削、鉸削和鏜削加工以及數控加工的現代機械制造工藝。

2.1 車削加工工藝

一般情況下，車削加工是以主軸帶動工件作回轉運動，刀具作直線運動的加工方式，一般較多使用的是車床，車床的加工范圍很廣，主要加工各種回轉表面，包括端面、內圓、外圓、螺紋、回轉溝槽和滾花等。

根據所用機床的精度不同，可以達到的加工精度等級也不同。其加工的尺寸范圍一般可以達到IT12-IT7，精車可達到IT6-IT5，表面粗糙度范圍一般是6.3～0.8 um。

2.2 銑削加工工藝

銑削加工利用相切法成形原理，用多刃回轉體刀具在銑床上對工件進行加工的一種切削方法。在銑削加工中，銑刀作旋轉運動，工件作直線或回轉運動，可以加工平面、垂直面、斜面、各種成形面和溝槽。目前，常見的銑削方式有周洗和端銑、順銑和逆銑，常見的銑刀有圓柱銑刀、圓盤銑刀、角度銑刀、成形銑刀等，常見的銑床有升降臺銑床、龍門銑床、工作臺不升降銑床和數控銑床等。

2.3 孔的鉆削、鉸削和鏜削加工工藝

①鉆削加工是加工孔的常用方法，在加工孔時，孔系的位置精度由夾具保證。在大多數的情況下，鉆削是在鉆床上進行，也可以在車床、銑床、鏜床和加工中心上進行。常見的鉆床種類有立式鉆床、臺式鉆床和搖臂式鉆床等，這些鉆床的共同特點是工件固定不動，刀具作旋轉運動，并沿著主軸的方向進給，操作可以是機動，也可以是手動方式。

②孔的鉸削被廣泛應用于不淬火工件上孔的精加工，一般是加工精度要求較高的小孔，其精度主要由刀具結構和精度來保證。目前，常用的鉸刀分為手用和機用鉸刀。鉸孔時，在很小的切削余量（粗鉸為0.15～0.5 mm，精鉸0.05～0.25 mm）下，采用較低的切削速度進行加工，其切削力和變形小，孔徑由鉸刀的校準部分來修光和校正，還用切削液來降低孔的表面粗糙度。因此，鉸孔能保證孔的尺寸和形狀以及表面粗糙度。鉸孔的精度可達IT18-IT7，加工表面粗糙度可達1.6～0.4 um

③孔的鏜削加工時，鏜刀作旋轉運動，工件或鏜刀作進給運動。其主要在鏜床或銑鏜床上對孔進行加工，目前，鏜床的主要類型為臥式鏜床、坐標鏜床和精鏜床等，其中臥式鏜床應用最為廣泛。鏜孔可以對孔進行粗加工、半精加工和精加工，也可加工通孔和盲孔。其次，對工件材料的材質范圍也很廣，一般有色金屬、結構鋼和灰鑄鐵等都可以鏜削，鏜孔的加工精度一般為IT9-IT7，表面粗糙度為6.3～0.8 um，若在金剛石鏜床等高精度的鏜床上鏜孔，表面粗糙度可達1.6～0.8 um，加工精度可達到IT6以上。

2.4 數控加工工藝

數控加工是信息自動化技術發展的產物，具有高柔韌性、高精度、自動化程度高等特點，能解決傳統常規加工難以解決的問題，特別是對單件小批加工和復雜型面的加工方面。數控加工前需要對工件進行工藝設計，無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的工件進行擬定工藝路線、工藝分析、設計加工程序。因此，合理的工藝設計方案是數控編程加工的依據，若設計不合理，會造成機械加工材料、零件等不必要的浪費，從而導致加工成本增加。

3 精密加工技術

3.1 精密切削技術

超精密切削加工主要是用高精度的機床和單晶金剛石刀具進行的，一般計算機用的磁盤、磁鼓，大功率激光用的金屬反射鏡、激光掃描用的對面棱鏡、紅外光等用的光學零件和復印機的高精度零件都是采用超精密切削加工技術實現的。

3.2 精密磨削技術

在機械加工的各種方法中，往往以磨削作為最終精加工的手段，在精密磨削加工中所使用的砂輪，采用硬度極高的金剛石、立方氮硼磨料。對于金剛石砂輪，在大氣中磨削時，在產生的高溫條件下會與鐵發生反應，產生異常磨損，因此，金剛石砂輪只能用于磨削非鐵系材料，立方氮硼砂輪磨削鐵系材料。

3.3 納米技術

納米技術是一項高新技術，在電、磁、熱、能源、生物等領域都有廣泛的應用，其中，在電子行業可用該項技術設計計算機的集成電路板。

3.4 特種加工技術

為了適應高技術的要求，開發了具有高硬度、高韌性、高強度的新材料，實現對微小或巨大、形狀復雜等的工件進行高精度的加工，傳統的加工方法不僅效率低，而且有的方法已經不能夠勝任，為此，開發了多種特種加工方法，包括電火花加工，電子束加工、離子束加工激光加工、電解加工、超聲波加工等。因多數的特種加工方法不用實體工具，故可以對高硬度、高強度材料、極微細或巨大、形狀復雜的材料進行加工。

4 結 語

機械制造工藝與精密加工技術是密不可分的，兩者相互聯系，共同作用。精密加工技術的廣泛應用，極大地推動了機械制造工藝的變革，使其加工的對象精度更高，從而更好地服務于我國的經濟社會發展。

參考文獻：

[1] 趙競遠.機械加工工藝對加工精度的影響[J].黑龍江科學，2014，（5）.

[2] 劉書麟.關于現代機械制造工藝與精密加工技術的探討[J].科技創新與應用，2014，（17）.

[3] 張保勇.現代機械制造工藝與精密加工技術探究[J].工業技術，2015，（1）.