現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術探討

賴春蘭 文新育

摘要：機械制造工藝是我國工業(yè)智造發(fā)展的基礎，隨著科學技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的機械制造工藝生產(chǎn)成本高、能耗大、生產(chǎn)流程復雜，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎。精密加工技術是提高機電產(chǎn)品質量、性能、使用壽命、降低生產(chǎn)成本的重要途徑，有助于提高加工工件的精度和質量，滿足制造企業(yè)高精度、多樣化的產(chǎn)品需求。本文簡單闡述了現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術的發(fā)展，兩者的特點，以及常見的現(xiàn)代機械制造工藝和精密加工技術。

關鍵詞：現(xiàn)代機械設計;制造工藝;精密加工技術

0? 引言

機械制造業(yè)是我國工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，隨著國家提出發(fā)展工業(yè)4.0，對機械制造業(yè)提出了更高的要求。但是目前我國的機械制造工藝還存在不少問題，機械設備加工出來的產(chǎn)品精度、質量無法達到精密儀器加工需求，從而無法在國際市場上取得優(yōu)勢。精密加工技術是實現(xiàn)現(xiàn)代化機械制造工藝的重要組成部分，通過精密加工技術，可以提高加工零件的產(chǎn)品質量和精度。因此，現(xiàn)代制造工藝與精密加工技術兩者是相輔相成、相互依存，兩者必須同步發(fā)展、共同進步，這樣才能確保機械產(chǎn)品加工的性能和產(chǎn)品的質量。

1? 機械設計制造工藝與精密加工技術

1.1 機械設計制造工藝

機械設計制造工藝是伴隨著人類社會的發(fā)展不斷變化，從原始社會到現(xiàn)在，人類使用最簡單的自然工具，發(fā)展到制造簡單的手工工具，再發(fā)展到機械制造工具，并實現(xiàn)機械設備的自動化運行，這是科學技術不斷發(fā)展的結果，也是社會產(chǎn)生力發(fā)展的必然途徑。目前，我國社會正處于轉型升級階段，現(xiàn)代化機械設計制造工藝是在傳統(tǒng)的機械制造工藝基礎上發(fā)展起來的，并充分利用現(xiàn)代化計算機技術、信息技術、控制技術、自動化技術，實現(xiàn)機械設備的自動化、智能化發(fā)展，極大的提升了企業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質量[1]。隨著這幾年人工智能技術的發(fā)展，機械設計制造工藝中開始采用智能化制造工藝，促進了我國機械制造技術的發(fā)展。比如目前，工業(yè)領域的工業(yè)機器人，具有擬人化的特點，編程系統(tǒng)按照人的行為特點進行設計，可以完成行走、手抓、轉身等動作。工業(yè)機器人可以應用在機械設備的生產(chǎn)線上，實現(xiàn)裝配、焊接、噴漆、搬運等工作。同時，還可以將工業(yè)機器人運用到一些生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣的環(huán)境，利用機器人完成人類無法完成的深水作業(yè)或者太空作業(yè)，極大地改善了工業(yè)生產(chǎn)條件，確保工人人身生產(chǎn)安全。

1.2 精密加工技術

精密加工技術是機械制造業(yè)的核心和基礎，關系到加工工件的產(chǎn)品質量。精密加工技術是指加工精度和表面光潔程度高于各個相應加工方法精加工的加工工藝。精密加工技術包括精切削加工和高光潔高精度磨削，精密加工的加工精度一般控制在0.1-10um，公差等級超過IT5，表明粗糙度控制在0.1？滋m。精密切削加工是利用精確度高、剛性好的機床和精細道具在很高或者極低的速度、很小的切深和進給量在工件表面切除很薄一層金屬的過程，通過這個環(huán)節(jié)，可以提高零件的加工精度，由于切削量比較小，最大限度減少了切削過程中的切削力、殘留應力和振動等造成的負面影響，加工后的表面不會殘留預應力，加工零件的粗糙度也逐漸減少;高光潔高精度磨削需要利用精度、剛度很強的數(shù)控機床，磨削過程中，需要經(jīng)過精細修整的砂輪，讓每一個磨粒上產(chǎn)生多個等高的微切削刃，并在很小的磨削深度、壓力下，從工件表面切掉很小的細屑，并在微切削刀刃呈鈍立的狀態(tài)下進行基擠壓、撫平作用和無進給光磨階段的摩擦拋光作用，讓加工零件具備很高的加工精度和高光潔表面。采用精密加工技術，可以提高加工零件的精度和表面質量[2]。

2? 現(xiàn)代機械設計制造工藝及精度加工技術的特點

2.1 關聯(lián)性

現(xiàn)代機械設計制造工藝及精密加工技術兩者之間相互制約、相互聯(lián)系、相互依存。兩者之間的關聯(lián)性不僅體現(xiàn)在工件加工過程，而且在加工產(chǎn)品的研發(fā)設計、生產(chǎn)、銷售、應用等各個環(huán)節(jié)都存在一定的聯(lián)系性，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將影響到其他環(huán)節(jié)，所以機械制造過程中，必須把握現(xiàn)代機械設計制造工藝與精密加工技術的關聯(lián)性。在實際設計、生產(chǎn)過程中，將兩者有效的結合在一起。

2.2 系統(tǒng)性

系統(tǒng)性指現(xiàn)代機械設計制造工藝及精密加工技術不是單一的，而是一個系統(tǒng)性的過程，現(xiàn)代機械設計制造工藝有一套嚴密的設計與制作工藝流程，精密加工技術自身也有嚴密的邏輯性。它們不僅需要達到各自系統(tǒng)的要求，而且還要滿足兩者共同的系統(tǒng)，只有這樣才能提升兩者的精度，降低機械設計與機械制造成本，避免不必要的浪費[3]。

2.3 全球性

機械制造業(yè)不僅關系到一個國家工業(yè)的發(fā)展，而且直接彰顯了一個國家的綜合實力。近年來，國家大力發(fā)展機械制造業(yè)，我國機械制造業(yè)的水平不斷提升，將現(xiàn)代信息技術、控制技術、電力電子技術應用在機械設計制造工藝中，大力提升了機械設備的設計速度和制造工藝的完整性。以機械設計為例，在設計環(huán)節(jié)采用PS、AI、FLASH、CAD、3DMAX等軟件進行設計，改變過去的人工設計需要反復修改設計圖紙的過程，可以直接在計算機上進行修改，并利用三維仿真技術，實現(xiàn)產(chǎn)品的三維模型，從而及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設計存在的問題，提供產(chǎn)品成型率，縮短產(chǎn)品設計周期，提高企業(yè)競爭力。在全球經(jīng)濟一體化的今天，各個國家聯(lián)系越來越緊密，想要進一步提升機械設計制造工藝水平，則需要充分發(fā)揮各個國家優(yōu)勢技術，取長補短，不斷完善機械制造工藝和精密技工技術。

3? 現(xiàn)代機械設計制造工藝及精密加工技術

3.1 現(xiàn)代機械設計制造工藝

3.1.1 氣體焊接工藝

氣體焊接工藝是將二氧化碳氣體作為兩個焊接物之間的保護層，在焊接的時候，電弧周圍產(chǎn)生二氧化碳氣體，這些氣體可以用來保護焊接物，將空氣和電弧分開，在焊接的過程中，將有害氣體隔絕，以免影響到焊接工作的正常開展，最終影響到電弧的充分燃燒。這種氣體焊接工藝熔池可見度好、操作簡單、焊接變形小、適合薄板焊接;成本低，由于二氧化碳來源廣、價格低，是手工焊的二分之一;具有很強的抗銹能力，可以節(jié)省焊接的輔助時間。但是這種焊接工藝操作過程中容易造成合金素燒毀，產(chǎn)生氣孔和飛濺問題[4]。

3.1.2 電阻焊接工藝

電阻焊接工藝是電池連接在需要焊接的物體，通電后電流流通過程中，焊接物體與電池相接觸和焊接周圍產(chǎn)生反應，將焊接物進行融化，然后將融化的焊接物融合起來。這種焊接方式需要使用焊接設備，焊接時間短，焊接過程中不會產(chǎn)生噪音污染，可以最大限度保證焊接的質量，因此在汽車、家電、電子設備、航天航空等領域廣泛應用。但是這種焊接的成本比較高，如果焊接設備損壞，需要很高的維修費用。

3.1.3 埋弧焊接工藝

埋弧焊接工藝是電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的工藝，這種焊接工藝效率高、焊接質量穩(wěn)定、焊接過程中不會產(chǎn)生弧光和煙塵，是一種比較環(huán)保的焊接工藝。廣泛應用在壓力容器、管段制造以及箱梁等重要鋼結構制作環(huán)節(jié)。

3.2 精密加工技術

目前精密加工技術主要有超精細研磨精密加工技術、精密切削加工技術以及納米技術。

3.2.1 超精細研磨精密加工技術

超精密研磨精密加工技術需要使用磨削、研磨、拋光等工藝讓工件的加工精度和表面質量達到相對比較高的一種加工工藝。目前發(fā)達國家的精密切削加工工藝的精度低于0.1？滋m，加工表明粗糙度控制在0.02-0.1？滋m。超精密研磨精密加工工藝施工過程中，采用較小的切削深度，常用微量切削的方法，達到切削超精密要求[5]。

3.2.2 研磨加工技術

研磨加工技術是將磨料嵌入或者鋪設在研磨工具的表面，并在磨料中添加適當?shù)臐櫥瑒黾友心毫Γ媚チ献饔茫尮ぜ砻婕毼⑻庍M行切削，提高工件的尺寸精確度、幾何形狀的準確度。利用研磨加工技術，可以讓工件的尺寸誤差控制在0.001？滋m，表面粗糙度控制在0.1-0.4？滋m，極大地提高了加工工件的幾何形狀精度。

3.2.3 納米加工技術

納米技工技術是采用納米級精度、納米層表明進行加工，納米加工技術是我國現(xiàn)代機械設備精密加工重要內容。在多面棱鏡、大型天梯望遠鏡反射鏡以及計算機磁盤等工件加工中需要采用納米加工技術，才能達到加工標準。

4? 結束語

現(xiàn)代機械制造工藝和精密加工技術兩者相互依存，兩者具有系統(tǒng)性、全球性、關聯(lián)性等特點，必須保證兩者同步發(fā)展，才能共同促進機械制造工藝和精密加工技術的發(fā)展。

參考文獻：

[1]張清.現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術探討[J].建筑工程技術與設計，2019（34）：653-653.

[2]陳春蓮.現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術探討[J].建筑工程技術與設計，2019（29）：692-693.

[3]劉隆節(jié).現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術探討[J].世界有色金屬，2019（12）：206-208.

[4]吳佳.現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術探討[J].建筑工程技術與設計，2019（25）：829-830.

[5]崔雷.現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術探討[J].數(shù)字化用戶，2017，23（27）：68.