現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)分析

秦志恒 徐飛 劉金寶

摘要：機械設(shè)計制造及精密加工是與時俱進的工藝技術(shù)，在信息化、智能化的新時代背景下，二者皆呈現(xiàn)出欣欣向榮的發(fā)展態(tài)勢。文章通過梳理相關(guān)文獻總結(jié)現(xiàn)代化機械設(shè)計制造中常用的電阻焊接、埋線焊接、熔化極氣體保護電弧焊及激光焊接工藝，并闡釋現(xiàn)代化機械制造中基本的精密加工技術(shù)，具體包括研磨加工技術(shù)、精密切削技術(shù)、微細加工技術(shù)及納米加工技術(shù)，旨在為機械制造的現(xiàn)代化與高質(zhì)量發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化;機械設(shè)計制造;工藝;精密加工;技術(shù)

機械制造是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的支撐力量，伴隨著時代的發(fā)展，我國機械設(shè)計制造及精密加工領(lǐng)域獲得了新的契機.新技術(shù)、新設(shè)備、新儀器及新思想的引入，機械制造技術(shù)的逐漸成熟與工藝的完善使得我國機械制造水平逐漸提升，保證加工精度的同時明顯提高了加工制造效率。通過梳理相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝以焊接工藝為主，并能夠適應(yīng)不同的機械制造條件與環(huán)境。同時，精密加工技術(shù)進一步發(fā)展，形成了較為完善的技術(shù)格局并積累了豐富的實踐經(jīng)驗。

一、現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝

（一）電阻焊工藝

電阻焊是現(xiàn)代化機械設(shè)計制造中常用的工藝，其工藝原理為：以電流在接觸點的電熱效應(yīng)作為熱源將焊件局部加熱至熔化或塑性狀態(tài)，進而形成金屬結(jié)合的焊接工藝。該工藝在實際應(yīng)用中無需外加金屬，具有節(jié)約資源、焊縫質(zhì)量佳、操作簡單、適應(yīng)范圍廣的優(yōu)勢。但在電阻焊工藝應(yīng)用中需注重電流大小與焊接質(zhì)量之間的關(guān)系，在通電且焊件局部熔化后需通過斷電鍛壓的方式保證焊點致密、無質(zhì)量缺陷[1]。

（二）埋線焊工藝

埋線焊接工藝具有效率高的優(yōu)勢，一般應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的焊接作業(yè)中，具有焊縫無夾渣等質(zhì)量問題的優(yōu)勢。與此同時，埋線焊接工藝在實際應(yīng)用中需要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的類型、原材料特質(zhì)等選擇適宜的焊絲，為在最大程度上提高埋線焊接工藝的技術(shù)水平，還需以合適的比例配置焊絲與焊劑。

（三）熔化極氣體保護電弧焊工藝

在機械制制造加工焊接工藝中，焊縫可能因空氣溫濕度、粉塵等影響出現(xiàn)較為明顯的質(zhì)量缺陷，降低機械制造整體的技術(shù)水平。因此在環(huán)境較為惡劣、粉塵含量較高的情況下可采用熔化極氣體保護電弧焊工藝，其將外加氣體作為電弧介質(zhì)，避免熔滴、熔池及焊接區(qū)高溫金屬受到外界因素的不利作用。按照保護氣體可將熔化極氣體保護電弧焊分為熔化極活性氣體保護電弧焊（以氧氣、二氧化碳的混合氣體作為保護氣）、二氧化碳保護焊（以二氧化碳為保護氣）兩種類型，前者焊縫的美觀性、焊接過程的穩(wěn)定性優(yōu)于后者，但經(jīng)濟性低于后者。因此在機械設(shè)計制造中一般選擇二氧化碳保護焊工藝。

（四）激光焊工藝

激光焊接屬于精密焊接工藝的范疇，其以高能量密度激光束作為熱源，通過控制激光束寬度、能量等相關(guān)參數(shù)使焊件局部熔化或塑性改變。激光焊工藝在現(xiàn)代化機械設(shè)計制造中應(yīng)用十分廣泛，主要原因在于其可節(jié)省或省去金屬填料的使用、無需考慮電極污染或受損情況、可焊接不同屬性的兩種金屬、可精準對位焊件，且焊縫美觀。在機械設(shè)計制造中，一般將激光焊與熔化極氣體保護電弧焊聯(lián)用，可降低單獨應(yīng)用激光焊的成本，實現(xiàn)大熔深焊接，并且顯著提升焊縫質(zhì)量。

二、現(xiàn)代化精密加工技術(shù)

（一）研磨加工技術(shù)

研磨加工技術(shù)一般應(yīng)用于工件尺寸的微型調(diào)整中，其技術(shù)原理為：將研磨磨料按照一定的順序加入工具中，以不同粗糙程度的磨料打磨工件的表面，使其表面平整且尺寸符合設(shè)計要求。與此同時，在研磨作業(yè)中需適時添加工業(yè)潤滑油保護工件表面，避免摩擦力過大導致其表面出現(xiàn)劃痕等質(zhì)量缺陷。除此之外，磨料的選擇也會直接影響研磨加工質(zhì)量，技術(shù)人員需要根據(jù)工件尺寸調(diào)整的幅度、磨料的特性等安排好磨料添加的順序與數(shù)量，以此保持研磨加工精度[2]。

（二）精密切削技術(shù)

精密切削技術(shù)的應(yīng)用需配合高精度加工機床，其技術(shù)原理與普通切削加工相同，均以刀具為主要的加工工具，但切削的方法存在明顯差異。精密切削方法為微量切削，以刀具刃口圓弧作為受力點，工件在水平與垂直兩個方向力的共同作用下發(fā)生輕微偏移，刀具刃口與工件擠壓形成切屑。精密切削加工精度可精確到微米級別，工件表面光滑、尺寸與設(shè)計標準高度契合。

（三）微細加工技術(shù)

微細加工，亦被稱為微小件加工，常用于醫(yī)療及電子機械的精密加工中。在機械設(shè)計制造中常用的微細加工技術(shù)包括微波加工、電子束加工、等離子加工等，其技術(shù)原理為借助高精度定位及微量移動去除工件表面的個體單位。因所加工的工件體積較小，需格外注重工件材料的熱敏感性，以此為基礎(chǔ)選擇合適的微細加工方法，避免因溫度過高導致工件變形。

（四）納米加工技術(shù)

隨著機械設(shè)計制造行業(yè)的信息化、精密化與智能化發(fā)展，國內(nèi)外關(guān)于納米加工技術(shù)的研究愈加廣泛，并積累了充足的實踐經(jīng)驗。我國機械制造領(lǐng)域?qū){米加工技術(shù)的研究雖然起步較晚，但當前也取得了豐碩的研究成果。如應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的微型機器人便以納米加工技術(shù)生產(chǎn)，突破了納米加工技術(shù)應(yīng)用中各部件連接的技術(shù)瓶頸，以小體積機器人進行相關(guān)手術(shù)操作可提升手術(shù)精確程度。除此之外，納米加工技術(shù)還被應(yīng)用于航天、光學器材等領(lǐng)域，是現(xiàn)代化機械設(shè)計制造研究的焦點。

三、結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)應(yīng)用范圍愈加廣闊，所積累的實踐經(jīng)驗也更加豐富。當前我國機械制造水平已躋身世界先列，未來應(yīng)繼續(xù)在精密加工、智能化機械設(shè)計制造方面深耕細作，不斷提升我國機械制造質(zhì)量與效率，為我國工業(yè)化發(fā)展蓄勢賦能。

參考文獻：

[1]劉維平.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)分析[J].科技風，2021（15）：185-186.

[2]方建榮，楊玉貴.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)分析[J].大眾標準化，2021（09）：250-252.

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