現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)應(yīng)用研究

劉海川，張媛，張傳勇

（中國石油集團濟柴動力有限公司，山東 濟南 250300）

當(dāng)前我國市場經(jīng)濟發(fā)展迅速，科學(xué)技術(shù)應(yīng)用廣泛，極大地推動了機械制造業(yè)的繁榮發(fā)展，但同時也對機械制造業(yè)的制造工藝、產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求。鑒于此，以往的制造工藝和相關(guān)加工技術(shù)都應(yīng)當(dāng)逐步提高以滿足當(dāng)前市場需求。因此，機械制造行業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷引進并創(chuàng)新機械制造工藝，發(fā)展技術(shù)含量更高的現(xiàn)代機械制造工藝，逐步提高我國機械制造產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，強化我國機械制造工藝，為將來全面實現(xiàn)機械自動化打下堅實地基礎(chǔ)。

1 機械制造工藝和精密加工技術(shù)的重要性

在我國市場經(jīng)濟的大環(huán)境下，機械制造工藝和精密加工技術(shù)是機械制作企業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)離不開制作工藝和精密加工技術(shù)，這是產(chǎn)品生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的保障。因此，只有不斷提高機械制造工藝和精密加工技術(shù)，才能幫助企業(yè)提高市場競爭力，并且隨著科技的進步，機械對社會的依賴程度會越來越高，機械制造工藝和精密加工技術(shù)也會更好地推動我國市場經(jīng)濟長久穩(wěn)定發(fā)展。

2 現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的特點

2．1 系統(tǒng)性

與傳統(tǒng)機械制造行業(yè)不同，現(xiàn)代機械制造運用的工藝及精密加工技術(shù)涉及許多現(xiàn)代科技，如現(xiàn)代傳感技術(shù)、計算機信息技術(shù)、生產(chǎn)自動化技術(shù)等，合理系統(tǒng)地運用新型科學(xué)技術(shù)提高產(chǎn)品的設(shè)計、制造、銷售等，系統(tǒng)的幫助提高機械制造企業(yè)的生產(chǎn)運營工作，促進機械制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

2．2 關(guān)聯(lián)性

現(xiàn)代機械制造工藝和精密加工技術(shù)不僅具備系統(tǒng)性，還具備關(guān)聯(lián)性。機械制造生產(chǎn)的每個工序都是環(huán)環(huán)相扣、有條不紊的，正因如此，產(chǎn)品的研發(fā)、規(guī)劃、生產(chǎn)、銷售等各環(huán)節(jié)的機械制造工藝和精美加工技術(shù)也是緊密關(guān)聯(lián)的。只有做好每個環(huán)節(jié)的工藝制作和加工，才不會互相影響、降低產(chǎn)品質(zhì)量，才能給企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。

2．3 全球化

隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展，我國市場要想快速占領(lǐng)經(jīng)濟主導(dǎo)地位，就必須結(jié)合國際先進的機械制作工藝和精密加工技術(shù)，吸取國際技術(shù)經(jīng)驗，不斷發(fā)展提高我國的機械制造水平，促進我國機械制造行業(yè)快速發(fā)展。

3 現(xiàn)代機械制造工藝及其應(yīng)用特征

現(xiàn)代機械制造工藝是機械生產(chǎn)過程中的一系列技術(shù)統(tǒng)稱，涵蓋機械產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)制造、精細(xì)加工、質(zhì)量檢測、生產(chǎn)管理、具體使用、后期服務(wù)以及故障回收等整個過程中應(yīng)用到的技術(shù)。當(dāng)前運用較為廣泛的有氣體保護焊接工藝、電阻焊接工藝、埋弧焊接工藝、數(shù)控車工藝、車銑復(fù)合加工中心和5軸加工中心等，其中，氣體保護焊接工藝、電阻焊接工藝和埋弧焊接工藝等機械加工工藝是針對機械焊接變化的加工工藝，其本質(zhì)均是更好地提高焊接技術(shù)、保障焊接效果，以下將重點介紹數(shù)控車工藝、車銑復(fù)合加工中心和5軸加工中心等現(xiàn)代高新機械加工工藝。

3．1 數(shù)控車工藝

數(shù)控車工藝是當(dāng)前較先進的一種自動化工藝技術(shù)，完美結(jié)合了電子計算機與機械的一體化，利用電腦程序控制機器進行加工操作。但這種加工工藝需要人工對機械加工過程進行編程，然后，再運用編好的程序來控制機床加工機械。數(shù)控車工藝因其能夠?qū)斎霐?shù)據(jù)實現(xiàn)有效的存儲、處理、運算及邏輯判斷并完善加工的優(yōu)點而在現(xiàn)代機械制造業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

3．2 車銑復(fù)合加工中心

車銑復(fù)合加工中心也是目前應(yīng)用較多的一種機械加工工藝，主要運用于航空航天、軍工等領(lǐng)域，其特點是速度快、精度高、效率高以及復(fù)合化程度高，利用車銑復(fù)合加工中心可以一次裝夾復(fù)雜的零部件，極大地提高了加工精度和生產(chǎn)效率，并且能夠采用多種加工手段和復(fù)雜曲面加工，一定程度上給企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟效益。

3．3 5 軸加工中心

除上述兩項機械加工工藝外，還有一項精密度高、科技含量高的加工中心，便是5軸加工中心，也稱為5軸聯(lián)動加工中心，主要是加工復(fù)雜的曲面，其在我國的精密器械領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、高精醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域以及科研領(lǐng)域等發(fā)揮著重要作用。

4 精密加工技術(shù)的分類與應(yīng)用

精密技術(shù)加工與普通制造工藝不同，是根據(jù)具體生產(chǎn)要求對機械設(shè)施進行精細(xì)化加工的技術(shù)，涵蓋的技術(shù)范圍廣，包括精密切削加工、微細(xì)加工、超精密研磨加工及納米加工等。為了適應(yīng)當(dāng)前社會的發(fā)展需求，已經(jīng)逐步將中國精密加工技術(shù)引入現(xiàn)代機械制作中。

4．1 精密切削加工技術(shù)

精密切削加工技術(shù)是通過固定的設(shè)備將材料切削，保證機械產(chǎn)品的材料長寬厚等各項尺寸指標(biāo)均達到精準(zhǔn)要求。這種精密加工技術(shù)能夠大幅度減少機械產(chǎn)品制造過程出現(xiàn)不必要的損耗，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和精細(xì)度。機械制造對精密切削加工操作的機器運行精度要求較高，因此，對機床的各方面性能尤其是剛度和抗震性要求顯著，同時也要求技術(shù)人員在加工中時刻關(guān)注機床主軸運轉(zhuǎn)的速率。

4．2 微細(xì)加工

隨著信息通訊技術(shù)的不斷進步，各種各樣的電子機械產(chǎn)品應(yīng)運而生，這些新型電子產(chǎn)品不僅體積小、使用便捷、制作費用少，而且精度高、運行速度毫不遜色與以往大型體積的電子產(chǎn)品，這主要依賴于微細(xì)加工。微細(xì)加工能在確保各方面性能的同時在體積較小如日本所產(chǎn)的半導(dǎo)體這樣的材質(zhì)上進行加工，是現(xiàn)代小型電子機械的福音。

4．3 超精密研磨加工

超精密研磨加工是指通過一定技術(shù)操作將集成電路中的硅片元件進行研磨，達到原子級別拋光效果的加工技術(shù)。其原理化學(xué)反應(yīng)，在加工的元件上添加適當(dāng)?shù)募庸ひ夯ハ喾磻?yīng)起到化學(xué)研磨的作用。這種技術(shù)適用于硅片粗糙度需求不高于2NM時，解決了硅片精細(xì)加工難題，給機械制造提供新型加工技術(shù)，極大地推動了機械制造業(yè)的發(fā)展進步。

4．4 數(shù)控機床加工

現(xiàn)階段還有一項精密加工技術(shù)運用范圍較廣，并逐漸發(fā)展為高新技術(shù)的核心，最先實現(xiàn)了生產(chǎn)的智能化、自動化。數(shù)控機床工藝的自動化很大程度上解放了人工勞動力，數(shù)控機床智能操作加工，不僅縮短了加工時間，提高了工作效率，而且與傳統(tǒng)機床相比，任務(wù)完成度更高、涉及的加工操作更復(fù)雜，且具備高精確度、高質(zhì)量和高靈活性的特點，給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益非常明顯，因此是當(dāng)前企業(yè)優(yōu)先選擇的精密加工技術(shù)之一。

5 現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化

5．1 保障技術(shù)統(tǒng)一性

前文提及現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)具備關(guān)聯(lián)性，在整個機械制造的最初設(shè)計、開發(fā)、 生產(chǎn)制造、精細(xì)加工、質(zhì)量檢測、生產(chǎn)管理等多個環(huán)節(jié)，甚至還涵蓋了后期投入使用、售后服務(wù)及故障回收等，因此，對機械制造工藝及精密加工技術(shù)整體運用的協(xié)調(diào)性要求也較高。每個環(huán)節(jié)運用的制造工藝和精密加工技術(shù)不同，合理利用整個各項技術(shù)的關(guān)聯(lián)性，以保障每個加工環(huán)節(jié)的生產(chǎn)質(zhì)量。企業(yè)可以根據(jù)制造的機械特性，制定生產(chǎn)設(shè)計方案，配備合理的加工技術(shù)，整體把握機械制造工藝和精密加工技術(shù)的運用，促進技術(shù)統(tǒng)一，

合理達成生產(chǎn)目標(biāo)及生產(chǎn)所需的技術(shù)水平。

5．2 保障材料優(yōu)質(zhì)性

現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)不僅要合理利用制造工藝及精密加工技術(shù)，還要結(jié)合環(huán)境與資源和諧發(fā)展的原則合理選擇優(yōu)質(zhì)的加工材料。制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)綜合考量企業(yè)發(fā)展目標(biāo)及生產(chǎn)成本，在合理選擇機械制造工藝及精密加工技術(shù)時，要慎重選擇原材料，將先進的技術(shù)與優(yōu)質(zhì)的材料相結(jié)合，才能更好地保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)競爭力。同時，企業(yè)應(yīng)當(dāng)選擇對環(huán)境污染程度低、性價比高、能夠回收利用的材料以及耗能低、排污小的設(shè)備，不僅可以減少企業(yè)的經(jīng)濟消耗，還能帶動企業(yè)長久可持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)語

自改革開放以來，全國經(jīng)濟與技術(shù)都得到了飛躍性的進步，并且隨著全球經(jīng)濟一體化的政策邁上了國際舞臺。在此基礎(chǔ)上，各行業(yè)的發(fā)展勢態(tài)一片大好，機械制造業(yè)也得到了促進，作為行業(yè)發(fā)展核心的機械制造工藝及精密加工技術(shù)得到了充分的重視，只有不斷學(xué)習(xí)先進科學(xué)的機械制造工藝及精密加工技術(shù)，才能提高我國機械制造水平，推動機械制造業(yè)的發(fā)展進步。