淺談精密加工技術在機械設計制造中的應用

張健

（宿遷澤達職業技術學院，江蘇 宿遷 223800）

隨著光電子學等技術的發展，高精密的光電子系統不斷涌現，對精密加工技術提出了更高的要求。超精密加工精度隨著加工技術進步不斷提升，現代社會中超精密加工技術是先進制造技術的重要部分，提高加工精度動因是提高產品質量穩定性，促進產品小型化，提高裝配生產效率。在激光器件及大規模集成電路等領域，功能晶體材料廣泛應用，在材料科學領域中占有重要地位。激光系統的應用中，對晶體表面完整性提出了嚴格的要求，要求較低表面粗糙度，無破壞層的超光滑表面。要滿足現代電子器件精度要求，必須應用精密加工技術。目前強光源研發成為世界性趨勢，由于在光信息存儲、光顯示照明等方面具有廣泛應用前景，對非線性光學晶體需求加強。我國晶體超精密加工方面落后，研究精密加工技術應用具有重要意義。

1 精密加工技術的發展

精密加工技術屬于先進制造技術領域，精密工程是現代制造技術的前沿，超精密加工技術是新興綜合加工技術，使目前加工精度達到了納米級。精密加工技術是先進制造技術的重要部分，是衡量國家工業水平的重要標志。超精密加工手段有超光滑表面拋光等，超光滑表面是表面粗糙度均方根值小于1nm的表面，具有亞表面無破壞良好特征，加工對象多為玻璃陶瓷等硬脆性材料。超精密加工技術向更高精度、微型化方向發展。

超精密加工技術發展促進機械、半導體及材料科學的發展。工業發達國家工廠可穩定掌握加工精度為1μm，通常將加工精度在0.1～1μm的加工方法稱為精密加工。加工表面粗糙度小于Ra0.01μm的加工方法稱為超精密加工?，F代機械工業致力于提高加工精度原因是可提高產品性能，促進產品小型化，促進自動化裝配。精密加工技術在現代化武器制造中占有重要地位，如命中精度對導彈具有決定意義，命中精度由慣性儀表精度決定。美國民兵III型洲際導彈系統陀螺儀精度為0.03～0.05°/h，MX戰略導彈制導系統陀螺儀比民兵III型導彈高級，保證命中精度圓概率誤差為50m。大規模集成電路發展依賴于微細工程發展，集成電路發展要求電路元器件微型化，形成功能復雜的電路，提高精密加工水平成為提高電路繼承度的技術關鍵。

21世紀初，普通機械加工與精密加工精度達到1μm，0.1μm,精密工程向原子級精度加工逼近，各工業發達國家努力沖刺，基本ERATO計劃中將納米技術作為優先技術，在工業界聯合開發，分析材料納米力學性能，基本測試系統正在研制。美國海軍研究室資助學校精密工程研究項目。在工業界有小組掃描隧道工程方面進行研究工作。英國國家納米技術計劃實行，建立納米技術戰略委員會，1990年出版《納米技術》學術期刊。過去精密加工技術應用范圍較小，隨著科技的提升，精密加工進入國民經濟各領域，走向批量產品生產。機械制造行業改變過去精密基床放在后方車間的陳規，工業發達國家將精密基床搬到前方車間。精密加工走向量產使得人們正視以往忽視的成本效率問題。精密加工要求達到極高的加工精度，應保證成本低，對精密加工提出了更嚴格的要求。

2 精密加工技術特點

現代機械設計制造工藝特點是現代化，制造工藝應用成為中國生產領域發展關鍵點?，F代機械設計制造工藝應用可提高生產效率，包括應用于中小規模機械制造與切削技術，主要通過特殊切削加工機械元件進行切削?，F代機械設計制造工藝融入信息化，實現生產自動化，做到機械工藝設計一體化發展。隨著人們環保意識的提高，制造機械工業發展有了更高的要求。

現代化機械設計工藝優勢體現在高機械制造效率，為企業獲得最大化的經濟效益；推動行業技術創新發展，對技術改革推動生產高質量發展；現代技術在生產中應用，減少勞動成本投入。精密加工技術特點是精確細密，行業發展競爭優勢是產品精益求精。機械行業對零部件要求高。如電子設備對芯片精細度要求很高，精密加工技術滿足了機械制造的發展。精密加工技術提高了生產原料效率，如何更好地發揮精密加工技術優勢是值得探究的問題。高質量的產品離不開強大的硬件設施支持，工廠企業發展中要重視自身品牌效應，有效地對設施進行建設，在產品發展中引入新技術。

機械制造是從事動力機械、化工機械及其他機械設備生產工業部門，隨著社會的發展，機械制造行業面臨巨大挑戰。我國機械制造行業技術發展是從簡單到復雜的過程，生產方式呈現從機械控制自動化、計算機控制自動化發展脈絡。我國是制造大國，機械制造行業中，高級技術將取代落后技術，精密加工技術在機械制造中推廣非常必要。精密加工技術應用廣泛，精密加工技術發展遵循社會發展規律，制造工藝更加精準是大勢所趨。現代機械設計制造工藝具有關聯性、系統性等特點。關聯性是精密加工技術具有密切關聯，每個環節彼此影響；適應性體現在新技術替代傳統機械加工技術，現代機械制造工藝特點融合計算機絲等形成整套系統。

3 精密加工技術在機械制造中的應用

精密加工技術在機械制造行業中，有著廣泛的應用，主要技術包括微機械技術、精密研磨技術與切削技術。生產中通常對原材料進行處理，原材料具備較高切削精度便于后期生產，切削中應用精密加工技術非常必要。如在生產中原料形狀不統一會降低生產效率。如生產中長期使用原有切割方式，會影響產品的使用質量。為保證生產質量，可在機械制造業中應用精密切削技術。可應用激光切割技術提高準確度，保證每批次產品符合對應要求。

機械加工生產中，要對產品表面打磨拋光，要求控制產品粗糙度。如生產硅芯片表面粗糙度要求不同于其他原材料，需要保證金屬平面光滑。生產中對不同原材料有不同處理要求，對生產設備統一要求難以滿足不同需求，不斷調整設備會影響生產效率?？梢赃\用精密研磨技術創新，研磨技術優勢是利用計算機對生產零件進行控制，對生產轉數調整，保證生產質量。研磨技術在機械制造業中的應用，推動了企業經濟效益的發展。研磨技術可實現大規模生產設備不能達到的研磨精度。提升產品粗糙度要求，可以對產品表面細致打磨，應用磁懸浮技術保護生產加工設備。設備產品不用直接接觸，通過磁力打磨處理產品表面，減少機械設備打磨磨損。

現代精密加工技術在機械制造中的應用包括微機械技術，其特點是響應速度快，相比大規模機械化生產精細度高，可生產大規模設備不能生產的產品。通常應用于電子設備生產中，由于電子設備對零件精細度要求高，絲毫誤差會影響電阻率，電子設備生產應用微機械技術可達到要求。微機械生產設備表現出很強的信息捕捉能力，在機械制造生產中可監控產品生產過程，檢測出問題可及時調整。應用中可根據不同要求調整，如生產要求較高，應用微機械技術，發揮不同技術優勢，提高機械制造水平。

圖1 引起薄壁結構加工變形的因素

4 結語

隨著我國社會經濟的發展，對現代化機械制造工藝要求不斷提高?，F代化機械設計制造工藝應用提升機械制造效率，對提升企業經濟效益發揮重要作用。在可持續發展理念下，先進工藝需要企業學習貫徹，提升企業競爭力。國家應加強對機械制造業的重視，積極學習引進先進理論技術，提高應用技術水平，推動機械設計制造領域的發展。