現代化機械設計制造工藝及精密加工技術

王天宇

(華北理工大學工程教育實驗班，河北 石家莊 050000)

1 現代化機械設計制造工藝及精密加工技術的含義

1.1 現代化機械設計制造工藝

對于現代化機械制造工藝而言，能夠立足于2個方面進行分析。其一，自動化技術。該技術主要在中小型機械制造中進行運用。其二，切削技術。推動機械設計制造工藝的增強，可讓施工設備維持穩定、精確的運行狀態，提高工程最終完成質量。同時，與傳統制造工藝相比之下，現代化制造工藝加強了對各類信息技術的運用，諸如信息自動化技術、機械自動化設備以及數字信息技術等。所以，現代化制造工藝能夠在設計自動化的基礎上，推動制造工藝向著智能化的方向進行發展，讓機械設計、工藝設計以及工業產品檢測、維修融合為一體，降低機械運轉需要耗費的勞動力。

1.2 精密加工技術

精密加工技術屬于現代化機械設計和制造工藝中的一種先進信息化技術手段，可促進機械生產設備準確性的提高。盡管現階段許多產業均在生產過程中運用了精密加工技術，但精密加工技術的合理應用仍是目前機械設計與制造行業的一個關鍵問題。因為機械設計和制造發展前景良好，會導致行業競爭變得更加激烈，進而讓機械生產設備競爭也隨之增強。但對于我國現階段機械行業發展情況而言，機械制造設施的重視程度好不夠，進而使得工業產品在生產方面的硬件條件與理想要求不符。缺乏良好生產設施支持的工業產品，不具備產品內在靈魂以及改進動力，所以精密加工技術屬于機械設計與制造工藝的重點。

2 現代機械設計制造工藝及精密加工技術

2.1 現代機械設計制造工藝

(1)氣體焊接工藝。氣體焊接工藝指的是把二氧化碳氣體作為焊接物之間的保護層。具體焊接的過程中，電弧周圍會形成二氧化碳氣體，可通過此氣體對焊接物進行保護，隔開空氣與電弧，進而隔絕有害氣體，避免對焊接工作的正常進行產生影響，不利于電弧的充分燃燒[2]。同時，此種氣體焊接工藝存在操作簡單、適合薄板焊接、熔池可見度好以及焊接變形小等相關特點。并且，需要投入的成本也不高，因為二氧化碳來源十分豐富、價格低，抗銹能力強，能夠節約焊接輔助時間。但是運用此工藝時，極易出現燒毀合金元素的情況，進而形成氣孔與飛濺等相關問題。

(2)電阻焊接工藝。電阻焊接工藝指的是在需要進行焊接的物體上連接電池，通電之后焊接物體和電池接觸與焊接周圍形成反應，融化焊接物，再把融化之后的焊接物融合起來。此方式需要運用焊接設備，花費的時間較短，并且焊接過程不會出現噪音污染，能夠確保焊接質量，所以在汽車、電子設備、家電等相關領域中得到了廣泛運用。但此種焊接成本較高，若焊接設備損壞，需投入較高的維修費用。

(3)埋弧焊接工藝。埋弧焊接工藝屬于電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的工藝，此種焊接工藝存在著效率高、焊接質量穩定以及不會出現弧光、煙塵的情況，屬于環保性強的焊接工藝，主要應用于壓力容器、管段制造、箱梁等鋼結構制作環節。

2.2 精密加工技術

(1)超精細研磨精密加工技術。對于超精密研磨精密加工技術而言，指的是通過磨削、研磨、拋光等相關工藝，提高工件加工精度與表面質量的工藝。現階段，發達國家在精密切削工藝方面的精確度小于0.1 μm，粗糙度在0.02～0.1 μm。超精密研磨精密加工工藝施工過程中，采用較小的切削深度，常用微量切削的方法，達到切削超精密要求[2]。

(2)研磨加工技術。研磨加工技術屬于把磨料嵌入，亦或是鋪設在研磨工具表面，然后在磨料中添加適當潤滑劑，加強研磨壓力，憑借磨料作用使工件表面細微處進行切削，提高工件尺寸精確度、幾何形狀精確度。通過對研磨加工技術的運用，能夠將工件尺寸誤差控制在0.001 μm，表面粗糙度控制在0.1～0.4 μm，進而提高加工工件幾何形狀精度。

(3)納米加工技術。納米技工技術屬于運用納米級精度、納米層進行加工，該技術屬于我國現代機械設備精密加工的主要內容之一。在多面棱鏡、大型天梯望遠鏡反射鏡以及計算機磁盤等工件加工中需要采用納米加工技術，才能達到加工標準。

3 以數控螺旋錐齒輪磨床加工為例的精密加工技術探討

就弧齒錐齒輪而言，其屬于機械傳動方面的重要零件。齒輪設計與加工理論十分復雜。在計算機數控機床中進行磨齒屬于螺旋錐齒輪加工的最后一道工序，磨齒磨床體積誤差與螺旋錐齒輪加工精度之間存在著緊密的聯系[3]。檢測以及補償螺旋錐齒輪輪齒形誤差，能夠促進螺旋錐齒輪磨床加工精度。檢測空間誤差主要涉及2種方式，即個別與復合誤差檢測。其中，前者屬于通過激光測量儀以及電子準直儀對誤差元件進行檢測，后者則為將運動模型作為基礎，通過柔性球儀以及幾何激光器等對各個誤差元件進行計算。國際標準化組織建議檢測數控機床工作體積的身體對角誤差，進而對體積誤差進行快速檢測與補償，因為其涉及軸線平行方向以及垂直方向上的全部誤差。

常規對角線法存在代表性，要想對機床溶劑性能進行快速評價，以及測流量體積誤差，ASMEB5.54與ISO230-6標準中制定了常規機身對角線檢測方式。對于數控機床三坐標軸而言，其行程程度能夠構成一個長方體，即工作體。因為存在4條體對角線，各條對角線均涉及正負方向，所以難以將其和對角線誤差區分開。和傳統物體對角線法相比之下，激光矢量測量以及運動方面可以為不同方向。要想對機床加工精度進行了解，需要檢測技工誤差。弧齒錐齒輪誤差主要涉及切向合成誤差、積分誤差、積分齒輪相交角誤差、周期誤差、k 齒積分節距誤差、齒厚偏差、齒輪副切向積分誤差、齒輪副間隙、法向側隙、齒輪副間隙變化、齒輪軸間距偏差、齒輪副間角偏差等。

4 結語

綜上所述，我國機械設計制造技術和精密加工技術的發展取得了許多成就，但依然處在發展與探索的階段，所以需要注重對這些內容的研究，強化技術創新，提高工藝水平，進而推動機械制造穩定、持續地發展。