現代加工工藝及精密化加工技術研究

王禹天

（長春大學，吉林 長春 138000）

0 引言

隨著社會對現代機械工業需求的不斷變化，需要提高生產技術和精密機械技術，使之具有現代特色和技術水平，滿足實際生產需要。目前我國在應用領域和技術深度上還處于發展的初級階段，因此要進一步加強技術的應用才能提高。由于技術的基礎相對薄弱，有必要對現代和精密機械技術進行深入研究。

1 現代工藝與精密加工技術

1.1 現代工藝

現代化技術是為了實現低消耗、高質量目標而將制造、信息和現代技術從產品設計到應用服務的整個過程，實現靈活清潔生產，并在動態變化的市場中具有競爭力和適應性。

1.1.1 氣體保護焊工藝

氣體保護電弧焊是一種電弧焊接技術，它充分利用電弧的保護作用，在實踐中借助氣體產生電弧和焊接區域，通常采用二氧化碳作為氣體介質，有效地降低了成本，在實踐中得到廣泛應用。該工藝具有焊接速度快、操作舒適、焊接過程自動化、機械化、幾乎無熔渣、無大的光輻射等優點，但對設備要求高，投資成本高[1]。

1.1.2 電阻焊工藝

電阻焊的主要目的是使兩個電極之間的焊接部分緊密接合，并在接觸表面和相鄰區域產生電阻熱。焊接電流進入塑性或熔融狀態。金屬粘合通常由金屬車床將兩個表面分開，在凝膠表面形成的普通顆粒數量：足夠。電阻焊具有操作方便、焊接成本低、不再需要加熱時間、易于實現自動化和機械化、效率高等優點，但也存在一些不足，如設備成本高、缺乏無損檢測程序、維護困難等。

1.1.3 單面電弧焊

低弧焊接（SAW）是一種利用電弧燃燒在河床下實現焊接的方法，通常有自動焊接和半自動焊接兩種方式。然而，由于半自動鋸必須手動送絲，因此目前很少使用。該工藝具有生產率高、煙塵少等優點，是生產管段、壓力容器、箱梁、柱等鋼結構的首選焊接工藝。為了滿足焊接材料的技術要求，最重要的是選擇準確的河流堿度[2]。

1.2 精密加工技術

近幾年超精密加工精度由0.14米提高到0.01米。由于超大規模集成電路（VLSI）的發展以及對微加工的要求，人們對其精度的期望已達到或超過0.01hm，可以說亞微米級的納米級超精密加工已得到發展（如表1）。在1980年代，美國空軍軍械研究所和國防部LLNL實驗室提出了一項POMA精度改進計劃，目的是將直徑為800mm的大型非球面鏡片形狀精度從1.5LM提高到0.1HM以上。如今，POMA計劃的價值并不低。世界領先的納米生產水平已經被記錄下來了，但這僅僅是實驗階段的數據。在機械拆卸的過程中，似乎不能超過0的限制。未來超精密加工精度的目標值將取決于其在生產中的精度[3]。

表1 日本精機學會提出的精加工等級

1.3 現代工藝與精密加工技術

近代科技與精密加工不僅在許多領域得到應用，而且在冶金、電子等領域也逐漸得到應用，隨著科技的不斷發展和完善，現代科技與精密加工也將得到更快、更好的發展，社會對機械產品的質量要求也將逐漸提高。近代科技和精密加工已有一定的發展。伴隨著工業化進程的加快，現代機械產品的應用也越來越廣泛。通過對相關技術的深入研究，推動科技的快速發展，對加快工業化進程，推動社會進步，有著非常積極的作用。

2 現代工藝與精密加工技術的特點

2.1 系統性

精密加工包括各種技術，包括計算機技術、傳感器、自動化和生產技術。這些技術的集成具有強大的系統性，通過密切合作，可以在加工精度控制方面發揮重要作用。

2.2 關聯性

關聯性是現代技術和精密加工的主要特征之一，隨著社會的快速發展，技術不僅應用于產品，而且對精密加工也有很強的相關性。由此可見，關聯性越來越強，作用越來越重要，逐漸成為現代制造業的發展特點。

2.3 全球化

這類競爭的規模不僅在經濟競爭方面，而且在科技方面都在提高。企業在全球化背景下，要想獲得競爭優勢，就必須進行技術創新，以現代技術與精密加工全球化為特征，以因特網技術和科學技術的迅猛發展為特征，現代精密加工具有智能化的特征。在計算機的控制下運行，可實現加工過程的自動化操作，促進加工過程的規范化和科學化，從而起到很大的作用。現代技術和精密加工的主要特點是智能化，智能化與現代技術的進步和現代工業的發展密切相關。

3 現代工藝分類與應用

“現代技術”是指在機械產品的生產加工過程中，為保證產品質量，達到最大效率、低消耗、高質量的效果而采用的制造技術的一般概念。目前的技術涉及面廣，應用于冶金、焊接、汽車零部件、精密零部件等設備。

3.1 二氧化碳氣體保護焊接工藝

焊縫時，電弧產生的熱能有效地隔絕空氣，從而保護了電弧和弧焊接區。二氧化碳作為一種保護氣體，在節約成本的基礎上，可以防止污染物進入焊接零件，從而獲得焊縫，保證焊接材料的充分燃燒，避免有害氣體影響焊工的健康。該工藝難度系數低，操作速度快，光污染小，但設備精良，成本高[4]。

3.2 電阻焊接工藝

該方法的原理是利用接觸表面內外產生的電阻熱能，將正、負極之間的待焊體壓在焊接電流周圍，使焊縫達到熔化或塑性狀態，促進金屬的熔化和粘合，焊接過程簡單、費時、無有害氣體排放。但是，缺乏可靠的NDT程序，很難進行后續維護。所以一般用于家用電器，電子，醫療產品，航空航天等高科技精細行業。

3.3 埋弧焊接工藝

低弧焊接（包括浸弧表面涂層和電渣涂層）是在電弧層下進行焊接的工藝。它是一種焊接工藝，用于生產重要的鋼結構，如高壓容器、梁和柱以及管段。不同的焊接條件和材料可分為自動電弧焊和半自動電弧焊。自動電弧焊不需要手動操作，例如點火、送絲和移動方向。在半自動電弧焊中，手動完成電弧的轉動，同時送絲機械關閉。另外，半自動焊一般用于焊接某些彎曲或狹窄焊縫。低弧焊穩定性好，焊接效率高，污染小。但其操作要求高，需要有經驗的操作者才能操作。

3.4 攪拌摩擦焊接工藝

摩擦焊接技術是指焊接接頭高速旋轉時與金屬表面接觸的焊接技術。由于摩擦，接觸面融化了，而摩擦攪拌頭焊接時，攪拌頭會有一定的磨損，但其他材料能得到有效保養，能顯著降低材料消耗，達到節材的作用。目前摩擦焊接技術已廣泛應用于鐵路、造船、航空等領域

3.5 精密加工技術

3.5.1 精密切削技術

從當前精密加工的具體內容來看，精密加工可以從微細加工、成形等幾個方面進行總結和研究，而精密加工技術主要是指合理應用切削技術，實現機械精密切削。另外，精密切削作為一種最常用的切削技術，也是應用最廣泛的一種直接對各種材料進行切削以滿足尺寸要求的加工方法。該技術可有效避免其它外部因素對切削加工的影響。加工體的具體使用精度主要取決于刀具的剛度，在溫度及刀具本身抗震性能的影響下，應降低刀具的變形[5-6]。

3.5.2 超精密研磨加工技術

這類技術主要是指采用多種方法來滿足集成電路中硅片元件的特定拋光要求。同時，實施超精密磨削技術需要實時觀察化學反應，有效控制相關物料的磨削速度。

4 結語

總之，為了有效地促進工業的發展，必須重視高精度加工技術和先進技術的研究，在借鑒其他成功經驗和先進技術的同時，也要注重精髓，并引進有助于提高工業市場競爭力和鼓勵工業現代化的技術。