機械設計與精密加工前沿技術研究

孟繁簡 沈陽職工大學

一、現代化機械設計制造工藝發展現狀

隨著現代化工業的不斷深入發展，我國機械制造設備與工藝越來越先進，不論是機械設計、產品研發，還是精密加工能力都取得了較大進步，逐漸成為國民經濟的基礎產業與支柱產業。從整體情況來看，中國制造業的發展態勢良好，具有一定抗擊能力，但仍然存在一些問題，比如說，精密加工技術落后、焊接技術不橫豎、產品自主開發能力以及創新能力薄弱等，嚴重制約了傳統制造業的優化與升級。基于此，我國研發人員應重視機械設計創新，在精密加工技術上投入更多精力，為科研成果轉化創造良好環境。

二、我國現代化機械設計制造工藝的主要特點

（一）引入了人工智能技術

大數據時代的來臨，人工智能產業發展迅猛，相關衍生產品層出不窮，比如AI系統、智能機器人等[1]。中國現代化工業建設在發展的過程中也引入了各類先進技術，人工智能就是很重要的一種。機械設計與人工智能的有效融合，加速了我國制造產業走全面自動化道路的步伐，工作人員只需在系統中事先輸入好各類技術參數，智能系統便可以自動開展統計分析與決策制定。人工智能的應用，可以有效降低人工勞動強度，提高機械制造的生產效率與生產質量，為企業創造更高的經濟效益。

（二）更注重工藝精密度

現代化機械制造技術被廣泛應用于航空航天、軍工國防、輕工化工、醫療設備等多個領域，這些領域對于產品質量要求較高。在機械設計階段，應對設備工藝以及加工精密度給予高度重視，以滿足市場需求，大力發展機械制造產業。

（三）引入了環保概念

傳統機械加工工藝會產生大量的粉塵等污染物，對環境造成污染，與落實可持續發展觀的要求不符。因此，隨著科技的創新發展，機械制造工藝逐漸由粗放向精細化轉型，開始向綠色機械加工發展。自黨的十八大以來，以“綠色發展，扮靚美麗中國”的指導思想深入人心[2]，現代化機械加工產業貫徹綠色發展的決心堅定，為裝備制造業的可持續發展奠定了堅實基礎。機械加工產業應專注節能降耗，積極引入綠色生產技術及加工工藝，不但探索、創新生產模式。

三、現代化機械設計制造工藝的應用

（一）設計機械方面

現代化機械設計內容繁雜，與熱能、電能的應用有著緊密聯系。在傳統的機械設計過程中，設計人員大多數使用二維圖，機械產品的設計細節無法得到全面、細微的描述，為機械產品的加工與使用埋下安全隱患。面對上述問題，工作人員應使用CAD、UG、Proe等機械繪圖軟件，繪制三維立體圖，彌補平面圖的短板，詳細標注機械產品的內部結構與相關尺寸。三維制圖軟件，通過建模全方位體現機械設計工藝，可以直觀發現設計瑕疵，高效避免機械設計錯誤。與此同時，還可以在三維模型與二維平面圖之間自由轉化，實現無紙化辦公。當下，CAD等制圖軟件已經在機械設計領域普及，機械設計人員在產品設計后，可以通過模擬測試等手段，檢測設計模型是否符合制造標準，在滿足相關生產需求后，方可下發車間，投入生產加工。

（二）制造機械方面

以自動化數控為例，首先在CAD軟件中進行設計制圖，針對零件、工藝以及排版等制定設計方案并進行最優化選擇，生成效果圖后，再將設計圖紙導入CAD中。緊接著利用DXF編輯圖紙，利用自動生產功能批量生產圖紙[3]。此時，可以通過仿真技術在電腦中展示設計圖，并獲取相關技術參數，模擬機械加工工藝軌跡，針對設計瑕疵對模型進行微調。在機械加工的過程中，設計人員可以利用設計軟件及時訂正修改生產流程，檢驗軟件精確性。需要注意的是，如無特殊情況，原則上不可輕易更改設計。

四、精密加工技術

（一）精密切削

精密切削技術對加工設備的機密性要求較高，主要應用于各類中小型機械零件加工中。在具體施工過程中，應借助機床等機械設備，通過定位技術，提高產品加工效率與加工品質。

（二）超精密研磨

超精密研磨技術在機械制造中，主要應用于加工集成電路基板硅片領域。由于硅片具有精細特征，對機械加工技術與加工工藝的要求非常高。因此，在借助超精密研磨技術的同時，還應采用原子級拋光技術來配合。就目前而言，傳統的拋光技術顯然已經無法滿足集成電路基板硅片的使用需求。隨著科技的進步，現代化信息技術已融入到工業生產的方方面面，技術人員研發了各類研磨技術以及研磨工藝[4]，并在超精密研磨技術中獲得了廣泛應用，為我國精密加工產業的可持續發展提供可靠推助力。

（三）納米技術

近些年，微納米技術蓬勃發展，超細微技術在微小型零件加工中得到廣泛應用。微納米技術的應用，促進機械設計目標向精細化發展，生產出的精密儀器受到社會高度認可。同時，還有助于提高機械加工效率，保障產品品質，推動裝備制造業向智能化、信息化、高效化發展。

（四）模具成型

模具成型是影響中國機械制造業長遠發展的重要因素之一，該技術普遍應用于電氣模具零件領域。為全面發揮模具成型技術的優勢，提高模具產品性能，相關技術人員應積極引入先進技術，不斷優化工藝流程，切實可靠地提升產品質量以及加工精密度。

（五）微細加工

隨著微型電子元件的大范圍應用，我國的電器電子行業基本被微型體系電子元件占領。機械加工產業也在不斷發展微細加工生產技術，結合電子產品迭代更新的速度與頻率要求，合理規劃電子產業零部件市場的終極目標。機械設計人員應與時俱進，著力于微細加工技術的優化與升級，遵循各行各業在微型精密零件等領域的加工標準規定，有效提升產品制造工藝質量。

五、結語

綜上所述，在機械設計與加工過程中，相關技術人員應注重機械工藝技術的創新，實現機械設備與新型生產技術的有效融合，合理利用精密加工技術，不斷提高中國制造的生產效率以及產品品質。