現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)應(yīng)用

陳志 魏協(xié)奔

摘要： 機(jī)械制造行業(yè)的制造工藝和精密加工技術(shù)是機(jī)械性能的關(guān)鍵影響因素，本文就對機(jī)械制造工藝和加工技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了研究，分析現(xiàn)代機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)的應(yīng)用方法，幫助企業(yè)加強(qiáng)對制造工藝和加工技術(shù)的應(yīng)用。

Abstract： The manufacturing process and precision processing technology of the machinery manufacturing industry are the key factors affecting mechanical performance. This article studies the characteristics of mechanical manufacturing technology and processing technology， analyzes the application methods of modern machinery manufacturing technology and precision processing technology， and helps companies Strengthen the application of manufacturing technology and processing technology.

關(guān)鍵詞： 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝;精密加工;技術(shù)應(yīng)用

Key words： modern machinery manufacturing technology;precision machining;technology application

中圖分類號：TD406? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）17-0103-02

0? 引言

機(jī)械設(shè)備是制造行業(yè)的基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)都對機(jī)械設(shè)備的性能有了更高的要求。為此，需要充分利用現(xiàn)代機(jī)械制造工藝以及精密加工技術(shù)，解決傳統(tǒng)機(jī)械制造的問題，加強(qiáng)對設(shè)備的開發(fā)，提升機(jī)械制造的總體水平。

1? 機(jī)械制造和精密加工技術(shù)特點(diǎn)

機(jī)械制造工藝和精密工藝加工是機(jī)械制造的基礎(chǔ)，保障著機(jī)械制造的效率和質(zhì)量控制水平，隨著技術(shù)進(jìn)步以及市場對加工工藝、效率要求的提升，相關(guān)技術(shù)的重要性會繼續(xù)提升，對產(chǎn)業(yè)水平提升和經(jīng)濟(jì)長期發(fā)展極為重要。

1.1 關(guān)聯(lián)性? 現(xiàn)代機(jī)械制造工作已經(jīng)不再只是對產(chǎn)品進(jìn)行加工和設(shè)計(jì)，為保證產(chǎn)品能滿足企業(yè)等使用者的需求，充分發(fā)揮產(chǎn)品功能，機(jī)械制造的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)還會考慮銷售和售后狀況，依靠先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)理念優(yōu)化機(jī)械制造工藝和提升精密加工水平。所以，機(jī)械制造和精密加工的工作中應(yīng)該重視和其他因素的關(guān)聯(lián)，掌握實(shí)際需求，充分利用加工技術(shù)提升產(chǎn)品水平。

1.2 系統(tǒng)性? 機(jī)械制造行業(yè)融合了很多不同類型的技術(shù)，先進(jìn)的產(chǎn)品需要綜合使用各類先進(jìn)技術(shù)滿足市場的實(shí)際需求，還會應(yīng)用機(jī)械制造外的其他相關(guān)技術(shù)滿足處理加工和設(shè)計(jì)需要。目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、智能化技術(shù)被大量使用在機(jī)械制造行業(yè)中，依靠各種不同類型的技術(shù)融合，改變了傳統(tǒng)的機(jī)械制造加工方式，實(shí)現(xiàn)不同的制造效果[1]。因此，機(jī)械加工中應(yīng)該系統(tǒng)化應(yīng)用各類不同技術(shù)，保證每項(xiàng)技術(shù)都能在應(yīng)用過程中發(fā)揮出效果。

1.3 全球性特點(diǎn)? 為獲得最佳機(jī)械設(shè)備制造效果，設(shè)備制造過程中會大量使用不同國家技術(shù)，以滿足精密制造和機(jī)械設(shè)備功能的要求。同時，企業(yè)的產(chǎn)品銷售也具有明顯的全球化特征，企業(yè)在制造過程中應(yīng)充分吸收來自不同國家的技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)理念，分析各國產(chǎn)業(yè)對機(jī)械的性能和功能要求，利用精密技工技術(shù)完善機(jī)械設(shè)備，發(fā)展高精尖鏟平，為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好基礎(chǔ)[2]。

2? 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝

2.1 氣體保護(hù)焊接工藝? 氣體保護(hù)焊接工藝是現(xiàn)代機(jī)械制造中比較常見的工藝，也是應(yīng)用最為廣泛的一種。該工藝焊接工作中，將氣體作為電弧的載體，能保證焊接質(zhì)量達(dá)到要求，還能保護(hù)電弧，焊接過程中的穩(wěn)定性和安全性較高。保護(hù)氣體的選擇包括氦氣、氬氣等惰性氣體，或者使用穩(wěn)定性較長的二氧化碳控制成本，利用保護(hù)氣體能隔絕外界空氣，避免機(jī)械設(shè)備在焊接過程中和外界空氣接觸出現(xiàn)腐蝕等問題，充分發(fā)揮電弧焊接的作用[3]。氣體保護(hù)焊接工藝的成本比較低，焊接流程簡單，并且中間環(huán)節(jié)少，不會產(chǎn)生過多的熔渣。但是焊接過程中，應(yīng)該使用高性能設(shè)備滿足焊接要求，所以直接投入較高。

2.2 數(shù)控車工藝? 數(shù)控車工藝是目前比較先進(jìn)的自動化工藝，該技術(shù)在傳統(tǒng)電氣機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)程序控制機(jī)械設(shè)備加工，能有效提升機(jī)械設(shè)備的工作效率，也能提高加工過程中的精度控制。該技術(shù)應(yīng)用中，需要針對機(jī)械設(shè)備專門編寫程序，機(jī)械設(shè)備會根據(jù)程序完成對機(jī)械設(shè)備的加工。其有點(diǎn)在于能夠儲存各種數(shù)據(jù)，以及完成邏輯判斷等工作，使機(jī)械設(shè)備的加工工藝更加完善，因此在行業(yè)中得到了廣泛使用。

2.3 5軸加工中心? 5軸加工中心也稱為五軸聯(lián)動加工中心，可以完成對復(fù)雜曲面的加工工作，是目前加工精度、技術(shù)含量都較高的加工技術(shù)，在軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域、高精尖設(shè)備、科研設(shè)備等領(lǐng)域有著極為重要的作用[4]。

2.4 車銑復(fù)合加工? 車銑復(fù)合加工也是目前應(yīng)用較多的加工工藝，一般應(yīng)用在航天、竣工等領(lǐng)域，使用該技術(shù)不僅擁有較高的加工速度，而且也能滿足加工精度要求，能夠一次性夾裝復(fù)雜的零部件，所以生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度上都能滿足要求。該技術(shù)能完成復(fù)雜曲面等加工工作，可以為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 電阻焊工藝? 電阻焊工藝是現(xiàn)代機(jī)械制造的重要工藝之一，加工時會在兩極之間安裝焊接元件，啟動之后電流流過元件使元件升溫熔化，電源關(guān)閉后熔化的塑性物質(zhì)逐漸凝固，最終達(dá)到焊接目的。使用該工藝的中間環(huán)節(jié)也比較少，操作方便而且成本相對較低，但是對設(shè)備的工藝要求較高，設(shè)備出現(xiàn)故障之后難以修復(fù)，并且目前該工藝焊接之后的質(zhì)量難以檢測，所以很難快速確定焊接質(zhì)量效果。

3? 現(xiàn)代機(jī)械精密加工技術(shù)

3.1 精密切削? 機(jī)械加工時會經(jīng)常進(jìn)行切削加工，精密切削加工中，會對材料根據(jù)制造方案要求進(jìn)行直接切削工作，制造出滿足要求的基礎(chǔ)模型。精密切削的成本低，而且操作簡單，對工作環(huán)境、設(shè)備的要求比較低，外界因素對加工精度影響不大，所以技術(shù)的容錯性較強(qiáng)，在設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下也能把證產(chǎn)品滿足要求[5]。但是使用該技術(shù)時，應(yīng)該保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，從而完成高質(zhì)量的加工。加工時，需要考慮材料的剛度、塑性等參數(shù)，確定加工方式，選擇高性能機(jī)床，避免機(jī)床出現(xiàn)溫度波動，或者周圍存在振動時影響加工精度;加工工作中技術(shù)人員應(yīng)依托監(jiān)控系統(tǒng)了解主軸轉(zhuǎn)速等情況，了解機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 微細(xì)加工? 隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，電子產(chǎn)品開始大量出現(xiàn)，這類產(chǎn)品設(shè)備的有體積小、集成化高、使用便捷、成本低的特點(diǎn)，運(yùn)行過程中的精度也比較高，而且使用也比較便捷，運(yùn)行速度也遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)的大體積電子產(chǎn)品。小型電子產(chǎn)品的加工依賴于微細(xì)加工，可以在較小的空間內(nèi)完成大量加工工作，但是使用該技術(shù)時對精度的要求較高，并且加工成本高，所以不適合在其他行業(yè)同時使用。

3.3 超精密研磨

3.3.1 超精密磨削? 超精密磨削會實(shí)用技術(shù)手段修改砂輪，然后可以將砂輪安裝于精密磨床，完成對工件的微量磨削工作。通過使用該技術(shù)可以在工件表面完成對微量金屬的去除工作，能提升工件的平整度，也能滿足加工尺寸和精度的要求，提升機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的精密性。比如可以滿足0.1到0.3μm尺寸精度要求，以及控制粗糙度偏差在0.02到0.05μm，同時也具有較高的加工效率，所以該技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，無論對軟金屬還是對硬質(zhì)金屬加工，或者在對玻璃、陶瓷等非金屬材料加工時，又有比較高的加工效果。但是磨削的過程中由于摩擦生熱，可能會改變材料的晶相，從而導(dǎo)致裂紋、硬化等缺陷。

3.3.2 超精密衍磨? 該技術(shù)會使用油砂條制作衍磨頭，衍磨時會根據(jù)元件的加工要求設(shè)定加工壓力，之后衍磨頭會在元件的表面活動，達(dá)到加工目的要求。該技術(shù)有比較好的加工效果，能夠?qū)⒋植诙绕羁刂圃?.4μm以內(nèi)，具有較高的加工精度。但是該技術(shù)一般都應(yīng)用在高硬度材料的加工中，比如鑄鐵、鋼材料等等，對于低硬度材料的加工效果較差。

3.3.3 超精密剖光技術(shù)? ①超聲波剖光。超精密剖光技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的是超聲波剖光技術(shù)，通過發(fā)出聲波完成對材料表面的打磨工作，最終達(dá)到剖光材料的目的。該技術(shù)一般將能夠?qū)⒕瓤刂圃?.01到0.02μm，粗糙度的偏差可以控制在0.1μm以內(nèi)。并且該技術(shù)對設(shè)備技術(shù)要求相對較低，剖光的操作簡單，能在短時間完成加工工作。但是該技術(shù)僅面向?qū)μ沾傻葘?dǎo)電性差的硬質(zhì)材料加工，若材料的導(dǎo)電性較強(qiáng)，加工效率會比較低。②化學(xué)剖光。化學(xué)剖光會使用化學(xué)溶液配合拋光工藝處理材料表面，該方法對設(shè)備的要求較低，而且操作簡單，具有較高的工作效率，能夠?qū)⒋植诙绕羁刂频?.2μm，一般應(yīng)用在金屬加工中。但是大量使用化學(xué)溶液會危害人員和設(shè)備，而且也會導(dǎo)致一定的污染問題。③電化學(xué)剖光。電化學(xué)剖光會對工件的表面進(jìn)行電化學(xué)處理，從而使表面更加平整，該方法可以將加工精度控制到0.2μm，具有較高的平整度。還可以和其他剖光技術(shù)融合，可以將偏差控制在0.1μm以下，并且能提升元件的性能。但是該技術(shù)僅僅能對導(dǎo)電元件進(jìn)行處理，所以應(yīng)用也存在一定局限性。

3.4 激光精密加工技術(shù)? 激光技術(shù)在技術(shù)和理論革新的背景下快速發(fā)展，并且展現(xiàn)除了比較強(qiáng)的性能，能完成對機(jī)械的高精度加工。該技術(shù)利用激光束沖擊材料，能在小范圍內(nèi)產(chǎn)生較高密度的能量，可以達(dá)到1000W/cm2以上，通過在焦點(diǎn)位置放置需要加工的元件，之后利用激光掃描設(shè)備對元件進(jìn)行掃描，就能完成精密加工。該方法需要使用計(jì)算機(jī)控制加工過程，加工之前要在設(shè)備內(nèi)設(shè)置參數(shù)，之后計(jì)算機(jī)就會根據(jù)參加工。激光加工技術(shù)具有較高的加工效率，并且對材料的要求不高，加工的偏差可以控制在0.01μm以下，在小元件加工中有非常好的效果。

4? 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)和精密加工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化

4.1 技術(shù)統(tǒng)一性? 由于當(dāng)前機(jī)械制造中不同技術(shù)之間存在較大的關(guān)聯(lián)性，機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量和設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)制造、加工、檢測等不同環(huán)節(jié)有關(guān)，還需要滿足售后保障服務(wù)等要求，因此在機(jī)械制造過程中，不同技術(shù)需要具備較高的協(xié)調(diào)性，才能確保機(jī)械設(shè)備的加工質(zhì)量。在應(yīng)用不同環(huán)節(jié)的不同技術(shù)時，應(yīng)該通過建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)確保制造技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)設(shè)備時充分考慮當(dāng)前材料的特點(diǎn)、生產(chǎn)技術(shù)的特點(diǎn)，方便生產(chǎn)過程中整合各種技術(shù)。

4.2 選擇合適材料? 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備制造和生產(chǎn)中，材料的性能將會決定機(jī)械設(shè)備的性能，所以技術(shù)人員應(yīng)選擇合適材料開展加工工作。通過將優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)技術(shù)相融合，保證機(jī)械設(shè)備的性能，提升產(chǎn)品總體質(zhì)量。除性能因素外，也要考慮環(huán)境污染等因素，選擇環(huán)境污染較低、能耗低的材料和技術(shù)，推動行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

5? 結(jié)束語

械設(shè)備的制造中，現(xiàn)代機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)對提升機(jī)械制造水平、生產(chǎn)質(zhì)量作用巨大，所以企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)關(guān)鍵制造技術(shù)的研發(fā)，以及充分使用現(xiàn)有設(shè)備提升生產(chǎn)水平，解決目前機(jī)械制造行業(yè)中存在的問題，充分利用精密加工技術(shù)提升制造質(zhì)量，推動機(jī)械制造行業(yè)水平提升。

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