探究現代機械制造工藝與精密加工技術

蒯超 馮梅 劉芳 李樹生 陳挺

摘要： 常規的機械制造工藝技術很難適應當前機械制造行業發展速度。基于此，我國必須對傳統的機械制造工藝技術進行優化和創新，向著現代化的機械制造工藝以及精密加工技術的領域進行轉變。在社會主義市場經濟體制不斷完善的背景下，現代化機械制造工藝與精密加工技術的應用極大地提升了現代化企業的生產制造能力，提高了機械制造企業在市場中的競爭力。本文著重對現代機械制造工藝與精密加工技術進行分析，進而為行業的專業人員提供參考。

Abstract： Conventional mechanical manufacturing technology is difficult to adapt to the current development speed of mechanical manufacturing industry. Based on this， China must optimize and innovate the traditional mechanical manufacturing technology， and change to the field of modern mechanical manufacturing technology and precision machining technology. Under the background of the continuous improvement of the socialist market economic system， the application of modern machinery manufacturing technology and precision machining technology has greatly improved the production and manufacturing capacity of modern enterprises and the competitiveness of machinery manufacturing enterprises in the market. This paper focuses on the analysis of modern mechanical manufacturing technology and precision machining technology， so as to provide reference for professionals in the industry.

關鍵詞： 機械制造工藝;精密加工;優勢;應用

Key words： mechanical manufacturing process;precision machining;advantages;application

中圖分類號：TH161? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）24-0209-03

0? 引言

伴隨著我國整體經濟水平的提升，工業化水平不落其后，處于不斷發展的狀態。傳統的機械制造工藝技術與現代化的加工機械制造技術相比，無論是在智能化、精密化、自動化程度上都略顯遜色。現代機械制造技術的綜合性和整體性更強，在機械制造領域逐漸被廣泛應用開來。不過，現代化的機械制造技術的應用也存在著一些因素的影響，比如機械制造企業的現代化技術應用不夠嫻熟，操作現代化機械制造設備的人才比較匱乏等等，嚴重限制了企業的發展，這給我國機械制造行業的發展帶來了很大的影響。因此，在全新的時代背景下，各大機械制造企業必須要加強現代化機械制造工藝技術的研究與相應人才的培養，才能夠使現代機械制造技術更為廣泛的應用在機械制造企業之中，推動我國工業和制造業的迅猛發展。

1? 現代機械制造工藝與精密加工技術的特點

和常規的機械制造工藝以及技術相比，現代化的機械制造工藝有著卓越的優勢，具體體現在以下幾個方面。

1.1 整體性強

伴隨著我國對于機械制造工藝以及精密加工技術的深入研究，該項內容的整體性和系統性越來越強。現階段，大部分的現代機械制造工藝與精密加工技術都需要與科學技術進行配合使用，才能夠發揮出其該項工藝技術的優勢。

1.2 關聯性強

傳統的技術僅僅是在產品生產與制造過程中被使用，而這限制了機械加工制造技術的應用范疇。在人工智能技術的基礎上，現代機械制造工藝與精密加工技術開始被廣泛的應用到產品的各個體系之中，如產品調研、工藝設計、產品生產、產品銷售以及產品售后等各個環節，因此現代化的機械制造工藝與精密加工技術更加凸顯出一個關聯性強的特點。這種關聯性意味著任何機械制造生產的任何一個環節都不能出現問題，一個環節問題的出現會給整個生產體系帶來嚴重的影響。

1.3 全球化趨勢明顯

伴隨著經濟全球化的趨勢愈演愈烈，不同國家之間的競爭越發激烈，這種激烈的競爭已經不僅僅體現在經濟上的競爭，還與科技、工業化進程等密切相關。我國想要在國際舞臺上站得更高、站得更穩，就需要在技術層面不斷進行創新，而現代機械制造工藝與精密加工技術也正是在此特殊形式下誕生的。

2? 現代機械制造工藝與精密加工技術概述

2.1 現代機械制造工藝

伴隨著科技時代的到來，人工智能技術以及自動化技術在工業領域的應用越來越廣泛，這極大的促進了我國機械制造的水平。人工智能技術以及自動化技能實現了機械制造生產的自動化，顯著提升了制造生產的效率和質量，降低了人工生產的成本，加快了企業智能化改革的水平，對于企業未來的發展是有著較為重要的促進作用。現代機械制造工藝的發展以及應用還能夠提升我國的環保效果，更加科學合理的利用有限的資源，實現我國經濟效益與生態效益的可持續發展。

2.2 精密加工技術

精密加工技術是在伴隨著科技發展而出現的一種全新的技術類型。在機械制造生產之中具有效率高、自動化、智能化的特點。這一技術的發展以及應用，極大水平地提升了企業制造生產的水平，推動我國工業科技向著現代化的方向發展，為其他產業的發展起到了促進和推動作用。在精密加工技術的基礎上，我國制造領域的各個企業具有較為明顯的競爭優勢，極大程度地推動了我國機械制造業的向前發展。精密加工技術大約可以劃分為以下幾種。

2.2.1 精密研磨技術

精密研磨技術更多情況下是應用在電力組件的相關優化工作之中。在我國當前科技水平較高的狀況下，精密研磨技術體現出了無可替代的優勢。研磨利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒，通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對加工表面進行的精整加工。研磨可用于加工各種金屬和非金屬材料，加工的表面形狀有平面，內、外圓柱面和圓錐面，凸、凹球面，螺紋，齒面及其他型面。加工精度可達IT5～IT1，表面粗糙度可達Ra0.63～0.01微米。

2.2.2 微機械技術

微機械技術具有靈敏度高、分辨率精準且容易操作的特點，這種特點十分符合現代化機械制造行業發展的趨勢。除此之外，該項技術還能夠保證機械生產出來的成品更加符合完美標準。

2.2.3 納米技術

目前，新型納米技術比較火熱，在各個行業之中都具有較高的研究價值以及應用價值，比如物理、工程技術行業對現代新型納米技術的關注程度都比較高。目前，納米技術研發越來越成熟，應用方向也越來越廣泛。比如，在納米技術的支撐下，利用硅材料制成的成品上能夠刻字和刻畫圖案，這意味著我國機械制造領域正在向著更高的層次發展。

目前，機械制造工藝與精密加工技術對于企業的發展是尤為重要的。各種工業工具以及零件的生產都與這些現代化生產技術密切相關。正是因為這些生產工藝技術的不斷進步，極大地改善了當前制造業產品生產的質量，擴大了生產的規模，讓生產加工的作業效率不斷提升，顯著了降低了企業的生產成本。同時，在該項工藝以及技術的手段輔助下，企業還能夠將大力發展具有本企業特色的工業產品，進而提升企業在是市場之中的地位。比如智能機器人的使用在一定程度上便實現了制造領域的無人化生產。

3? 制造工藝與精密加工技術的應用

3.1 攪拌摩擦焊焊接工藝

攪拌摩擦焊焊接工藝出現的比較早，目前發展的已經十分成熟，在機械制造領域應用的也比較廣泛。攪拌摩擦焊焊接工藝主要是依靠通過快速的旋轉，使得接觸面出現一定的熱量，然后達到接觸部位的塑性化。同時，在相應協調配合焊具的基礎上，通過擠壓進而達到焊接的目的。這項技術目前發展的尤為成熟，在使用的過程中，能夠有效減少材料浪費顯現的出現，且便于操作。也正是因為這些優勢的存在，該項工藝除了在機械制造領域有著較大的應用價值以外，在其他一些新型產業之中也具有較大的應用效果。

3.2 二氧化碳氣體保護焊工藝

二氧化碳氣體保護焊工藝，顧名思義就是利用二氧化碳作為保護氣體來進行焊接。該項焊接技術主要是將電弧作為焊接操作的熱量來源，進而在二氧化碳的基礎上實現對空氣的隔絕，保障電弧能夠達到充分的燃燒，有效減少了空氣之中的某些成分對焊接的效果產生較為明顯的不良影響。

之所以選用二氧化碳作為隔絕氣體，不僅僅是因為二氧化碳作為惰性氣體，性質比較穩定的特點，還因為它的成本比較低，因此二氧化碳氣體保護焊接工藝憑借其成本低、焊接效果好應用比較廣泛。例如，進行焊接的時候，如果焊接板的厚度不是很大，尤其是在小于12mm時，就需要采用工形坡口雙面單道焊接的方式進行焊接。在焊接時，焊槍還需要橫向擺動，以此來保證焊道的平整順滑，防止薄板焊接的過程中會出現中間凸起的現象，從而出現沒有焊透或者出現一定的缺陷。在進行角焊的過程中，焊腳不同的角焊縫其焊接操作上也會存在著一定的差異性。例如，6mm焊腳的焊縫，需要采用直線移動的方式進行焊接。8mm焊腳的焊縫，需要采用橫向運動的方式運動。

這項技術具有操作方便、成本低等優勢，目前在機械制造領域之中的應用同樣比較廣泛。不過在應用這項工藝操作的時候需要注意一點，那就是一定要防止出現風。風的出現會使焊接的效果難以達到預期目標。因此，在使用這項焊接工藝的時候盡可能的選在室內。

3.3 螺柱焊接工藝

螺柱焊接工藝技術主要是將管件與螺柱借助壓力進行結合，然后通電，將焊接物體的表面融化掉之后，進行再度融合，最后，在螺柱的表面添加壓力，進而完成了焊接。雖然說該項焊接技術用到了壓力以及電流，但是相對來講還是較高安全的，出現漏水或者漏電的現象幾乎沒有。常見的螺柱焊接工藝手段可以劃分成為兩種，一種是拉弧式的焊接，該項焊接方式在重工業之中運用的比較多;另外一種稱之為儲能式焊接，該項焊接手段主要是用來焊接薄板。

3.4 數控機床

機床是機械加工制造過程中非常重要的一個工具。在傳統的機械加工制造過程中，主要是利用人工的機床，不僅需要耗費大量的人力、物力，而且生產效率還比較低。伴隨著自動化技術和數字化技術的不斷發展，在傳統人工機床的基礎上進行改革，通過添加人工智能自動化控制程度，實現了機床的數控化。數控化機床目前在制造企業之中的應用比較廣泛，尤其是憑借其精度高、反應靈活、可操作性強等特點，可以實現很多人工機床無法達到的復雜操作，這是機床設備的一大進步體現。

3.5 電阻焊工藝

電阻焊技術主要是在對工件進行焊接，使其結合以后，需要利用電機對加工工件施加壓力，進而使電流透過接觸面，與相接處的區域產生大量的電阻熱，從而進行焊接。該項焊接與傳統的焊接方式存在著存在著很大的不同，它不需要使用傳統的焊絲、焊條等填充金屬作為媒介，也不需要氧、氫等焊接材料，因此焊接的成本比較低。加上焊接的方式比較簡單，很容易便可以達到焊接自動化的目的。

3.6 模具成型工藝

機械加工制造中，模具成型工藝是一種重要的工藝，其能使產品更加規范，滿足實際的使用要求。從另一個角度來看，該工藝的應用也能從一定程度上降低工藝成本。從應用來看，模具成型工藝在多個領域均有重要應用，如汽車制作、儀表制作、家用電器等。從其工藝特征來看，其主要依托電解方式成型，這種加工方式精確度比較高，能夠控制在10-6納米內，為了提高機械零件的精密度，相關人員還要合理控制切割模板的面積，一般情況下控制在80-100kg/cm2之間。在實際加工過程中，我們往往發現部分工件表面比較粗糙，針對這一情況，可引入模具成型工藝，通過該工藝能夠改善工件表面的平整度，同時也能有效控制加工成本，全面提高生產效率。相關調查顯示，機械加工中使用模具成型技術可以完成粗加工的75%和精細加工25%的任務。與此同時，該技術還能加快工件的塑形速度。此外，在實際制造過程中還可引入其他制造方式，如疊層實體制造方式，該方式主要作用材料為箔材，在該材料上綜合運用數控激光機處理輪廓，將多余的部分切除，在此基礎上再鋪一層箔材，借助加熱輥進行碾壓，使工件表面的材料軟化，同時還要借助固化粘結劑進行涂抹，保證整個材料的粘合度，其之夢融為一體，最后經多次切削后形成高質量的工件。

3.7 微機械技術

微機械技術具有很高的精確度，借助該技術能夠優化微驅動設備的性能。從一定程度上看，該技術還聯動了傳感技術，通過該技術的應用也能使整個系統的辨別率提升。目前來看，微型傳感器形式多樣，如壓力傳感器、觸覺陣列傳感器等，這些傳感器的應用能夠提升整個系統的性能。從這些傳感器的支撐技術來看，主要借助集成電路技術實現。一般情況下，微機械運用的材料多為硅，隨著應用范圍的不斷加大，該材料的缺點也逐漸顯現出來，主要體現在容易發生斷裂，這種情況下需要更換材料，選擇的替換材料為鎳材料，這種材料能夠有效解決斷裂問題。從現階段微機械運用的材料來看，多為鎳。從另一個角度來看，能夠制成微機械的材料有多種，是壓電陶瓷、金屬、記憶合金、高分子材料、多晶硅等。從制造工藝這一角度來看，在進行三維制造或組裝過程中，還需要進一步研究加工、光造型法工藝，通過這種方式也能明確技術要領，全面提升工藝水平。

3.8 超精密衍磨技術

該技術常以油砂條作為衍磨頭制作的關鍵。根據物品用途的不同，會適當調整加工壓力。在衍磨過程中，衍磨頭會在元件的表面進行活動，通過參數調整控制，達到基本的加工要求。與一般加工技術而言，超精密衍磨技術具有高精度、高質量等優點，不僅能適宜各種粗糙度的元件，而且整體偏差值控制在0.4μm以內，保證了加工元件與設備的融合度。但同時，由于各個環節的復雜程度不同，對元件硬度要求較高，使得該技術多用于鑄鐵、鋼材等領域。

3.9 超精密剖光技術

超聲波剖光。作為當下應用廣泛的重要技術，超聲波剖光技術主要是借助聲波發射、反饋來實現對元件的打磨、加工。與其他加工手段相比，超聲波剖光技術對設備技術要求較低，且操作簡單，容易上手，工作人員只需要根據具體的加工要求，輸入對應的參數即可。同時，加工完的元件偏差值在0.01-0.02μm之間，粗糙度的偏差也在0.1μm以內。但與傳統機械加工技術不同的是，超聲波剖光技術對外界環境、元件特性要求較為嚴苛，多適用于陶瓷等導電性差的硬質材料，若材料具有導電性或自帶微電量，則會擾亂超聲波剖光技術自有的磁場，導致加工精讀出現偏差，影響產品實際質量。

化學剖光。化學剖光主要借助了化學藥劑，通過化學反應以達到元件加工的目的。該技術操作簡單，偏差值穩定在1.5μm左右，一般用于金屬元件加工。但同時，需要相關工作人員具有良好的實驗安全意識與專業操作能力，從而降低化學污染對工作環境的影響。

3.10 激光精密加工技術

激光技術為機械加工的重要技術，隨著時代的發展，該種技術不斷發展起來，且該技術能夠顯著提升工件的精確性，實現高精度的加工，從該技術的應用情況來看，其主要依托激光束沖擊材料，將能量聚集在小范圍內，通過這種方式也能提升整個能量，甚至可以達到1000W/cm2以上。在實際應用過程中，可以在焦點位置放置多個需要加工的元件，在此基礎上再借助激光掃描設備掃描整個元件，進而實現高精度的加工。整個過程需要計算機控制，同時還要根據實際情況調整各項參數。從另一個角度來看，光加工技術效率比較高，且對材料要求不高，這種情況下也能顯著減小誤差，將誤差控制在0.01μm以下，在小元件加工中應用比較廣泛。

3.11 3D打印機械制造技術

傳統機械制造技術工藝比較復雜，且對人力、物力要求比較高，從一定程度上增加了企業的生產成本。而3D打印技術的應用革除了這一現狀，其智能化特征顯著，能夠減少制造過程中的人工涉入，借助立體化打印技術實現批量零件的制造，這種情況下也能提高制造效率，與此同時，該技術的應用也能簡化工藝加工流程，使各種零件形狀更為規范，對于企業經濟效益的提升有重要作用。對此，機械制造業可充分發揮3D打印技術的優勢，在此基礎上提高機械制造效率。

4? 結論

通過上面的分析，我們可以發現現代機械制造工藝以及精密加工技術在機械制造領域的應用越來越廣泛。正是因為這些機械制造工藝技術的應用不僅提升了企業的生產制造和效率，還提升了企業在市場中的競爭力，對于我國工業化發展產生了極大的促進作用。

參考文獻：

[1]殷海訪，王振華.現代機械制造工藝與精密加工技術[J].設備管理與維修，2020（22）：124-125.

[2]管梅.現代機械制造工藝及精密加工技術的應用分析[J].南方農機，2020，51（20）：72-73.

[3]高志凱.關于現代機械制造工藝與精密加工技術的思考[J].設備管理與維修，2020（18）：139-140.

[4]鄒建森.現代機械制造工藝與精密加工技術探究[J].中國設備工程，2021（2）：129-130.

[5]王琳琳.現代機械制造工藝與精密加工技術探究[J].內燃機與配件，2021（2）：101-102.

[6]王媛媛.現代機械制造工藝與精密加工技術探究[J].時代汽車，2021（9）：144-145.

[7]周冬，張海飛.現代機械制造工藝與精密加工技術探究[J]. 黑龍江科學，2017，8（6）：116-117.