現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)探討

吳俊英

(天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院，天津 300400)

科技的發(fā)展使機(jī)械加工技術(shù)在精度上發(fā)生了很大的變化，通過精密加工技術(shù)，能夠完成傳統(tǒng)加工工藝中不能完成的加工精度。而隨著科技對機(jī)械加工的要求越來越高，對加工精度的要求也越來越高，因此需要出現(xiàn)更多的精密加工技術(shù)，從而使機(jī)械加工行業(yè)的效率大幅度提升，制造出功能更加先進(jìn)的機(jī)械產(chǎn)品，保證了機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，同時(shí)能夠在更低的成本下生產(chǎn)出更好的機(jī)械產(chǎn)品，促進(jìn)了我國機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝

我國在機(jī)械加工精度上與國外有一定的差距，從生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)零件到機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，我國與國外都存在差距。由于我國特殊的歷史原因，使我國機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展落后于其他發(fā)達(dá)國家。要加快我國機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，僅僅靠掌握熟練的機(jī)械加工工藝還不行，還要加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合。我國機(jī)械加工方面的專家很多，理論研究也在不斷進(jìn)行，但是大部分都沒有加以落實(shí)，無法真正滿足機(jī)械加工生產(chǎn)的需要。在機(jī)械加工領(lǐng)域，需要完成2個(gè)方面的加工任務(wù)，一是通過對原材料的加工，使原材料能夠滿足機(jī)械加工生產(chǎn)的需要，原材料的加工質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量。二是對機(jī)械設(shè)備的加工和制造，通過制造更加先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，能夠使傳統(tǒng)加工工作中的勞動大大減少，從而能夠通過對機(jī)械的應(yīng)用，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的進(jìn)度。通過機(jī)械設(shè)備的使用，能夠使原材料的加工效果更好，精度更高，從而減小機(jī)械加工過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會。

2 精密加工技術(shù)

目前精密加工技術(shù)不僅在機(jī)械加工領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，在其他行業(yè)的應(yīng)用也十分廣泛，能夠很好地促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。精密加工技術(shù)在國家科研單位中有很重要的應(yīng)用，并且要求都非常高。為了保證科學(xué)實(shí)驗(yàn)的精確性，實(shí)驗(yàn)設(shè)備必須具有足夠的精密度，從而要求用精密加工技術(shù)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備的生產(chǎn)。精密加工技術(shù)能夠使工業(yè)領(lǐng)域在加工生產(chǎn)的過程中省去更多不必要的步驟，從而提高了生產(chǎn)的效率，同時(shí)使生產(chǎn)的產(chǎn)品更加具有準(zhǔn)確度。精密加工技術(shù)幾乎應(yīng)用在機(jī)械生產(chǎn)的各個(gè)步驟中，通過精密加工技術(shù)，能夠使機(jī)械生產(chǎn)有更好的效果，生產(chǎn)出質(zhì)量更高的產(chǎn)品。

3 精密加工技術(shù)對機(jī)械制造工藝的影響

當(dāng)前世界上對精密加工工藝研究較為深入的國家有日本、歐盟、美國、韓國等等，整體上各個(gè)國家都表現(xiàn)出對精密加工工藝的重視，但是其中發(fā)展較為先進(jìn)的是日本的精密加工工藝。在精密加工工藝發(fā)展的過程中，西方發(fā)達(dá)國家和一些經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展較為良好的發(fā)展中國家都有很多精密機(jī)械制造商，并且在精密加工工藝的研究上有較深的造詣。我國在機(jī)械生產(chǎn)過程中應(yīng)該充分發(fā)揮精密加工工藝的作用，使精密加工工藝能夠適應(yīng)不同機(jī)械產(chǎn)品的加工過程，更好地發(fā)揮其應(yīng)有的作用。在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程中，確保精密加工工藝能夠更好地與生產(chǎn)過程配合，從而生產(chǎn)出更為精細(xì)的產(chǎn)品，擴(kuò)大機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)種類，使機(jī)械加工工藝能夠更好地適應(yīng)行業(yè)發(fā)展變化的過程，滿足時(shí)代更替帶來的對機(jī)械加工產(chǎn)品的巨大需求。傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝需要被淘汰或者經(jīng)歷改進(jìn)，現(xiàn)代化的社會需要能夠生產(chǎn)更高精度、更高效率的精密加工工藝技術(shù)，從而促進(jìn)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。

4 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)的特點(diǎn)

4.1 系統(tǒng)性

現(xiàn)代機(jī)械制造工藝中對系統(tǒng)性有很高的要求，不像傳統(tǒng)的手工作坊那樣的加工方式，而是更加要求加工的整體性。同樣精密加工技術(shù)也需要滿足系統(tǒng)性的要求，才能夠與現(xiàn)代機(jī)械制造工藝相配合，使二者結(jié)合擁有更好的機(jī)械加工效果。當(dāng)前精密加工工藝的主要應(yīng)用領(lǐng)域依然是在機(jī)械加工以及機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，并且發(fā)揮了巨大的作用。隨著綠色加工理念的興起，傳統(tǒng)的加工工藝由于容易產(chǎn)生大量污染而遭到淘汰，現(xiàn)代化的精密加工工藝能夠與綠色加工理念更好地結(jié)合，從而保證對環(huán)境的保護(hù)，節(jié)約加工成本，不形成對加工資源的浪費(fèi)。現(xiàn)代化的精密加工工藝能夠系統(tǒng)性地使環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益結(jié)合起來，從而滿足了綠色機(jī)械加工生產(chǎn)的理念，在生產(chǎn)過程中盡可能地使用環(huán)保材料，最大程度上減少對環(huán)境的污染。

4.2 關(guān)聯(lián)性

機(jī)械制造工藝和精密加工工藝是緊密相連的，二者具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，通過弄清楚二者的關(guān)聯(lián)性，使二者在機(jī)械加工的過程中更好地發(fā)揮應(yīng)有的作用，從而使機(jī)械工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量得到提高。目前全世界在機(jī)械制造研究方面，更多的還是關(guān)注機(jī)械生產(chǎn)的技術(shù)，如何通過對技術(shù)的改進(jìn)來提高機(jī)械生產(chǎn)的精密度，往往忽視了機(jī)械加工工藝的整體市場環(huán)境，從而沒有找對正確的市場方向，在機(jī)械加工生產(chǎn)發(fā)展過程中不能夠充分利用應(yīng)有的加工技術(shù)占有更大的市場。機(jī)械行業(yè)的發(fā)展需要對市場環(huán)境做出考察，研究客戶的需求，重視對市場發(fā)展趨勢的研究，從而通過精準(zhǔn)的市場定位來使機(jī)械加工工藝及精密加工工藝有更好的市場效果，使市場能夠更好地發(fā)揮對精密加工工藝的推廣作用，促進(jìn)精密加工工藝的發(fā)展。機(jī)械加工中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須有精密加工工藝的參與，從而保證每一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)精密加工工藝在機(jī)械加工中的充分利用，確保機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量。

4.3 全球性

機(jī)械行業(yè)是全球重要的行業(yè)，并且以后還會一直重要下去，是人類文明發(fā)展的重要基石。機(jī)械行業(yè)擁有廣闊的發(fā)展前景，在中國的穩(wěn)定投資以及美國等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)投入的幫助下，機(jī)械行業(yè)的發(fā)展正在呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。隨著機(jī)械產(chǎn)品消費(fèi)的逐漸升級，在市場環(huán)境的驅(qū)使下，機(jī)械制造工藝必須朝著精密加工工藝的方向發(fā)展，這是由市場對機(jī)械加工產(chǎn)品的更高需求決定的。由于機(jī)械制造工藝在推動市場發(fā)展上的重要作用，市場的簡單變化都會掀起機(jī)械加工工藝的重大改變，從而使機(jī)械產(chǎn)品的科技含量更高，精度和質(zhì)量上都更加能夠滿足機(jī)械生產(chǎn)的需要，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。全球各國的機(jī)械行業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)彼此之間的溝通，只有通過不斷的交流溝通，才能夠推動機(jī)械加工工藝以及精密加工工藝向前發(fā)展。各個(gè)國家都要擺脫模仿的局面，能夠進(jìn)行國家自主研發(fā)，從而推動機(jī)械加工工藝各方面的發(fā)展。通過國家與國家之間精密加工技術(shù)的交流，碰撞出更多靈感的火花，使機(jī)械加工工藝能夠朝著更加高科技的方向發(fā)展，進(jìn)而采取更多的互補(bǔ)措施，使各國的機(jī)械加工工藝研究取得更快的發(fā)展。

5 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)概述

5.1 常見的焊接工藝

氣體保護(hù)焊工藝。該工藝通過電弧的作用使兩個(gè)焊接物之間在進(jìn)行焊接的過程中能夠產(chǎn)生保護(hù)氣體，使焊接過程能夠在隔離空氣的環(huán)境下進(jìn)行，保證了焊接過程中不會受到空氣中其他氣體的干擾，從而使焊接過程能夠更加有效，保證了焊接過程中電弧的充分燃燒。一般情況下，電弧焊過程中多采用二氧化碳作為保護(hù)氣體，因?yàn)槭褂枚趸寄軌蛴行Ч?jié)約成本，使現(xiàn)代化的機(jī)械制造工藝能夠得到更大的發(fā)展空間。

電阻焊工藝。該工藝的特點(diǎn)就是使用電池來進(jìn)行焊接過程，當(dāng)電池中的電流通過連接在電池正負(fù)兩極之間的焊接物時(shí)，能夠在電流的作用下，使焊接物完成焊接過程，整個(gè)過程不受空氣等其他因素的影響，能夠很好地保障焊接的質(zhì)量。同時(shí)，在采用電阻焊工藝的過程中，沒有噪聲等其他污染現(xiàn)象的出現(xiàn)，屬于清潔焊接方式。由于電阻焊在焊接過程中表現(xiàn)出的眾多優(yōu)勢，使電阻焊在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用十分廣泛，能夠在航天、汽車以及家電等各個(gè)行業(yè)有廣泛的用處，進(jìn)而通過對電阻焊焊接技術(shù)的利用更好地實(shí)現(xiàn)對焊接的需求。電阻焊對設(shè)備要求較高，而且設(shè)備較為昂貴，是電阻焊的一大缺點(diǎn)。

埋弧焊工藝。該工藝通過對焊接料的使用來完成焊接過程，整個(gè)過程簡單快捷。一般在埋弧焊工藝中有自動化和非自動化兩種方式，自動化埋弧焊工藝使用頻率較高，在使用過程中，只需在焊接車的幫助下將焊絲和電弧有效地結(jié)合起來就能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)焊接過程，不需要人力操作。但是在某種特殊情況下，需要非自動化埋弧焊。相比于自動化埋弧焊，非自動化埋弧焊在使用過程中較為復(fù)雜，因此不能夠充分實(shí)現(xiàn)焊接過程中對效率的要求。

5.2 精密加工技術(shù)

超精細(xì)研磨精密加工技術(shù)。通常情況下的精密加工工藝會在使用傳統(tǒng)加工工藝的基礎(chǔ)上對經(jīng)過磨削之后的零件進(jìn)行精密拋光來得到精密加工零件。然而隨著對機(jī)械加工產(chǎn)品精度要求越來越高，這種在傳統(tǒng)加工工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行的機(jī)械加工工藝已經(jīng)無法滿足機(jī)械加工的需要，應(yīng)該采用更加先進(jìn)的超精細(xì)研磨精密加工技術(shù)。該技術(shù)采用的是金剛石砂輪進(jìn)行機(jī)械制造材料的磨削，從而達(dá)到更好的加工效果。在加工過程中，這種加工方式更加實(shí)用，并且能夠更好地滿足現(xiàn)代精密加工工藝的要求。

精密切削加工技術(shù)。同傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，該技術(shù)使用的是精密度更高的加工設(shè)備，在切削的過程中使用金剛石刀具，主要用在生產(chǎn)一些計(jì)算機(jī)、激光掃描機(jī)以及復(fù)印機(jī)等設(shè)備的技術(shù)上。精密切削對機(jī)床要求較高，要求機(jī)床具備良好的使用剛度，并且能夠承受住切削過程中產(chǎn)生的高溫。在切削過程中，機(jī)床不能夠發(fā)生任何移位或者變形，以保證切削的精度。通過采用更加先進(jìn)的定位技術(shù)，使機(jī)床能夠更好地完成相應(yīng)的加工動作。

納米技術(shù)。納米技術(shù)是一種新型的精密加工工藝，通常情況下用在計(jì)算機(jī)集成電路以及各種精密零件的加工中，具有精度高、強(qiáng)度大、保存時(shí)間長的特點(diǎn)，目前正在我國機(jī)械加工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

6 總結(jié)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝中，精密加工技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用，每個(gè)機(jī)械加工產(chǎn)品都需要精密加工技術(shù)的直接參與，從而保證機(jī)械加工的質(zhì)量。機(jī)械加工技術(shù)能夠在精密加工工藝的幫助下，使生產(chǎn)出的產(chǎn)品更加符合機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)，從而更好地達(dá)到加工效果。在機(jī)械加工過程中對于有精度要求的加工產(chǎn)品，更加要求使用精密加工工藝，從而使加工產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的精度要求。精密加工工藝用在機(jī)械生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)中，能夠使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加擁有生產(chǎn)所必須的精度要求，從而滿足了機(jī)械產(chǎn)品用戶的要求。