機械制造工藝與精密加工技術研究

牛博英 王勝曼 孫曉燕

摘要： 經濟的高質量發展、科學信息水平的不斷提升，使得人們對產品技術有了更高的要求，若要促進汽車制造業的健康發展，需要重視機械制造工藝與精密加工技術的應用。本文從汽車機械制造技術與加工工藝應用特點出發，研究了精密加工技術與機械設計制造工藝關系的同時，對機械制造工藝和機械精密加工技術進行了深入的分析，旨在為提高現代機械制造水平提供參考依據。

Abstract： The high-quality development of economy and the continuous improvement of scientific information level make people have higher requirements for product technology. In order to promote the healthy development of automobile manufacturing industry， we need to pay attention to the application of machinery manufacturing technology and precision processing technology.Based on the application characteristics of automobile machinery manufacturing technology and processing technology， we study the relationship between precision processing technology and mechanical design and manufacturing technology， and deeply analyze the mechanical manufacturing process and mechanical precision processing technology， aiming to provide a reference for improving the level of modern machinery manufacturing.

關鍵詞： 機械制造;精密加工;制造工藝

Key words： mechanical manufacturing;precision processing;manufacturing process

中圖分類號：TH16 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）03-0017-03

0 ?引言

現階段，機械加工制造工藝的進步與發展，導致傳統制造工藝無法滿足現代化的發展需要，因此，應重視現代機械制造工藝和精密加工技術的使用，在逐步完善與優化制造工藝的基礎上，提升汽車機械制造工藝的精準程度，避免設備的使用誤差，提高汽車機械制造水平和精準程度。進一步推動企業經濟效益和社會效益的提升。

1 ?汽車機械制造技術與加工工藝應用特點

1.1 一體化

汽車機械制造的一體化特征愈加明顯，既體現在機械制造方面又體現在汽車零部件的加工方面。一體化的機械操作主要包括計算機技術的應用以及自動控制技術的應用，展示了機械制造和信息技術的優勢效果。汽車機械制造加工過程中，通常情況下會將計算機控制系統應用其中，確保整個生產流程的一體化，依據相關的汽車生產數據參數，不斷提高設備的自動化控制水平。一體化的生產制造，既有助于減少汽車制造環節，又有利于降低人為操作失誤，提升產品的質量和水平，進一步推動汽車機械制造的經濟效益和社會效益的提升。

1.2 綜合性

在汽車機械制造加工過程中，充分展現了綜合性的特性。由于汽車機械制造所涉及的范圍較廣，因此整體生產體系也不斷擴大和延伸，從而有效彌補傳統制造過程中出現的問題，有助于提升機械制造的水平，更加多元化、全面化的發展。現階段，汽車機械制造體系的綜合性愈加明顯，既包含機械制造技術又包括自動化與光學領域，生產所涵蓋的范圍也更加廣泛。信息技術的高速發展使得計算機、大數據的應用也更加廣泛，有助于制造技術水平提升的同時，提高技術的創新能力，促進了整個機械制造產業的高速發展。作為傳統機械制造技術的延伸，汽車機械制造技術的適用范圍更加廣闊，符合現代化社會的發展需要，為經濟的高質量發展奠定了良好的基礎。

1.3 系統性

汽車機械制造產業的另一大特性在于具有較強的系統性，通常情況下，汽車機械制造生產流程僅需要單一或多個計算機系統的輔助便能實現高效率的生產，在實際生產過程中，只需要對設備發送相應的指令便能夠順利的開展自動化的工作流程。設備會依據生產前設定好的參數進行相關機械和零件的加工和制造。能夠有效防止生產過程中出現異常的問題，同時若在生產過程中出現問題，也能夠實現精準化識別，有助于工作人員及時發現問題并妥善進行解決，防止安全事故的發生。除此之外，機械制造系統性的特點有助于產業的良性發展，生產與制造能夠更符合現代社會發展需要，提高資源的利用效率，實現綠色、健康的發展目標[1]。

2 ?精密加工技術與機械設計制造工藝關系

現代化機械制造工藝融合了計算機、現代控制、傳感檢測以及網絡通信技術為一體的現代制造業基礎技術。優勢在于精度高、效率高以及自動化能力強等。能夠有效實現自動化、智能化的工藝水平。對于機械制造來說，精密加工技術具有重要的意義。機械設計制造工藝主要應用于材料的供應以及產品運輸整個過程中，在整個過程中最重要的是機械加工工藝。產品質量的高低直接取決于機械加工的精度，因此，加工技術的提高對提升產品質量具有積極的作用。機械加工制造的過程中既需要對各環節進行精準的把握，更需要準確應用精密加工技術，從而確保產品的生產質量。精密加工技術與制造工藝技術在機械制造中擁有同等重要的地位，精密加工技術是機械制造工藝的基礎與前提，在機械制造過程中，若缺少精密加工技術，則整個工藝流程就不會完整，生產效率就會大大降低，產品質量也會受到相應的影響。只有在機械設計制造過程中精密加工技術充分發揮自身的積極作用，才能確保工藝質量和水平。當前，我國汽車制造業在追求產品質量的同時，更加重視精密加工工藝水平的提升，從而展現汽車制造業的綜合競爭實力。

3 ?機械制造工藝

3.1 氣保護焊接技術

氣保護焊接技術的應用原理在于利用電弧獲取相應的熱源，從而借助特殊的氣體進行焊接位置的保護工作，進而提升機械制造的質量。需要注意的是，氣保護焊接技術的應用過程中會在機械產品的電弧四周產生氣體保護，能夠實現空氣和熔池的分割，防止焊接質量受到空氣雜質的影響。除此之外，應做好關鍵制造焊接工藝的控制工作，確保焊接的有效性。機械焊接制造過程中應保證電弧的穩定性，使其能夠最大程度的燃燒，從而建立新的氣體保護層，防止焊接質量出現問題。現階段，多數的制造廠商在進行焊接技術的應用時，使用的氣體保護層多為二氧化碳，之所以選擇二氧化碳，原因在于該氣體能夠有效保證機械制造加工的安全性和可靠性。

3.2 電阻焊接技術

機械制造加工中電阻焊接技術應用較為廣泛，在應用過程中應確保焊接產品在正負電荷之間。電源接通后借助電阻熱效應進行相應的焊接，保證產品的焊接質量。在此過程中能夠得出電阻焊接技術具有加熱周期短、焊接效率高等優勢，因而在汽車機械加工領域的擁有較為廣泛的應用，能夠有效提升機械產品的加工質量和水平[2]。

3.3 模塊化裝配生產

對于模塊化轉配生產工藝來說，既能在總裝區域完成也能在獨立車間完成。在傳統的汽車總裝工藝中，共需要超過2萬個的生產供應原材料，引入模塊化裝配生產后，僅需1800多個零部件便能實現總裝路線，最大程度的提升了汽車生產的集約化水平。由于模塊化裝配生產工藝的引入，既有助于縮短總裝線也有助于降低工人工作負荷。在進行獨立生產的模塊裝配路線對汽車總裝生產車間的尺寸以及環境限制較小，有助于延伸和擴展生產線，迅速適應新的生產要求，最大程度的降低了企業的生產成本。例如，若傳統的汽車總裝線共有200個工位，將模塊化裝配工藝引入后，能夠有效將總裝線的50個工作位置的裝配內容轉移到新的模塊裝配線中，此時，總裝線就能夠減少50個工位，生產的200輛車也隨即減少50輛。當生產每輛車所能產生的流動資金假設為10萬元，總裝線路原有資金為2000萬元，將其轉到裝配線上后，則會降低500萬元的資金成本投入。

3.4 激光切割技術

激光切割能夠借助高功率密度的激光束進行材料表面的掃描，達到切割的效果。該技術的優勢主要有能夠將定位精度確定在0.03毫米以內，切縫較窄，實現焦點位置的最大功率密度，在光束和材料相對移動的過程中，形成較窄的切縫。除此之外，還具有切割速度快、質量好以及受熱影響較小等優勢，能夠最大程度的降低工件的損傷程度。縮短產品研發生產周期。由于該激光切割具有較多的優勢，因而在汽車加工領域應用較為廣泛，不僅能夠有效降低汽車成本，還能提高汽車的生產質量。

3.5 內燃機拆解技術應用

進行內燃機的拆解時需要改造與完善內燃機工具，并對內燃機進行特殊結構、螺栓連接以及銷連接等方面的拆解，有助于提高內燃機和零部件的拆解效果。在實際的拆解中，需要對化油器進行有效的拆裝后進行電動機以及發電機的拆解工作。上述零件拆解后應進行發動機活塞、連桿的緊固螺母的拆解，對主軸承蓋的裝配朝向進行有效把握，不得將其進行隨意調換。在進行曲軸拆解時，當內燃機機架上升到1.8米時，需將部分枕木抽出，使用1.8米的機座，在進行受損部位的修正時，其測量表如表1所示。

4 ?機械精密加工技術

4.1 精密磨削技術

精密磨削技術的應用能夠得到亞微米級別的尺寸和精度，能夠保證機械產品的質量和水平。工作人員在精密磨削技術的應用過程中需要借助金剛石磨粒砂輪，砂輪的平均粒徑保持在3nm左右。在使用280毫米的硅片集成系統加工制造時，首先應保證光整加工和金剛石砂輪處于同一水平面中，確保精密磨削技術的有效應用。硅片在經過精密磨削技術打磨后，其表面的粗糙程度能夠有效降低，變為0.8μm，機械產品的平面度能夠有效降低為0.3μm，提升產品加工制造精度，為后期的科學加工與裝配奠定基礎。一部分的工廠在進行精密磨削技術的應用時，采用的是超精密靜壓導軌技術，能夠進一步提升機械產品的精度。有效的應用該技術能夠確保機床擁有0.4μm的直線度，產品的幾何加工精度在0.9μm左右，而產品在加工后的平面度可達到，4.8μm。比如，機床加工過程中（如圖1所示）的剛度是影響產品加工精度的重要因素之一，當剛度不強時，極易發生產品因溫度高而發生變形的情況，與此同時，切削精度的提升離不開機床抗震性能的提高。若要達到上述效果，需要合理提升機床的主軸轉速，同時引進空氣靜壓軸承、微進給等技術[3]。

4.2 精密研磨技術

為有效提升機械產品的加工精度，需要重視精密研磨技術的應用。對于精密研磨加工技術來說，其研磨粒徑多為納米級別，能夠確保研磨加工的精度。例如，在進行激光反射鏡的拋光處理時，可采用精密研磨技術，在完成拋光處理后進行反射鏡表面的鍍膜工作，使得產品的加工平面度在0.048μm左右，而機械產品的表面粗糙度則在0.81μm，左右，最終保證反射鏡的反射效率在99.98%左右。有效提升產品的質量。當技術人員借助拋光機進行陶瓷軸承球的精密研磨時，為保證產品的加工精度，可使用超精密研磨機床，對研磨盤進行研磨處理的過程中，保證陶瓷軸承的研磨精度在0.1μm左右。在汽車機械制造業中，精密研磨技術的應用較為廣泛，能夠保證機械產品的平面度在0.589μm左右，玻璃片的表面粗糙度在0.29μm左右，體現出精密研磨技術的優勢作用[4]。

4.3 納米加工技術

機械制造過程中掃描隧道顯微鏡的使用，納米加工技術（如圖2所示）應用愈來愈多，對機械產品的加工精度產生了積極的作用。納米加工技術具有較高的科技性。在進行該項技術的應用過程中能夠有效促進材料學和機械加工領域的高質量發展，例如，在納米測量以及電子科學等領域都能夠有效的應用機械納米加工技術。我國某著名大學研制的納米超微電極可實現神經遞質的信息傳遞與檢測，對醫學發展產生了積極的作用。納米加工技術的應用使得機械加工的精密度更高。該技術的發展應用前景也較為廣闊，有助于提升機械制造的整體加工水平。

4.4 尺寸精密加工技術

零部件的尺寸與精度，對后續的零件安裝有著重要的作用，為確保零件符合安裝標準，提高施工工藝的可靠性，需要對機械產品的尺寸做好精密加工工作，使得材料的內部組織能夠提高精密化程度。例如，在進行大型船舶軸承的加工過程中，為進一步提升產品加工質量，需要選擇科學合理的精密加工技術，例如焊接、切割以及精鍛等工藝的應用。對于機械產品來說，其內部的精密度具有重要的意義，若產品的毛坯內部具有相應的缺陷，則會對產品的加工質量產生較大的影響。例如，在進行機械產品的加工與鍛造過程中，在進行熱加工時內部材料會出現一定的變形，導致產品精密度受到影響。為防止上述問題的發生，需要選用強制冷卻等精密加工技術提高產品的精密度，保證機械制造的質量，提高產品的性能和使用壽命。例如，在進行非接觸研磨和彈性發射的加工過程中，依據相關的資料信息能夠得出，汽車等制造電機設備會使用到模具的成型技術。在實際的生存過程中需要有較高的精密度，電解加工技術則能有效的提升模具的實際精度，從而提高工件的表面質量。

4.5 超精密剖光技術

超精密剖光技術分為超聲波剖光、化學剖光以及電化學剖光三種。其中，超聲波剖光在超精密剖光技術中應用最為廣泛，借助聲波實現材料表面的打磨，使得材料能夠滿足剖光效果。超聲波剖光能夠將產品的精度控制在0.02μm以內，而粗糙度偏差則能夠控制在0.1到0.2μm左右，同時，超聲波剖光技術對設備要求較低且操作較為簡便，有助于提升工作效率。但超聲波剖光技術的弊端在于只能對導電性能較差的硬質材料進行加工，當材料導電性較強時，加工的效率會大幅度降低。化學剖光能夠將化學溶液與剖光工藝相結合，實現材料表面的剖光處理，化學剖光對設備無較高要求且操作較為簡便，工作效率較高。通過化學剖光的方式能夠將粗糙程度降低到0.18μm以內，主要在金屬加工中應用較為廣泛。但同時，如果大量使用化學溶液則會對人員、設備造成損害，甚至產生化學污染問題。電化學剖光通過對工件的表面進行相應的電化學處理，使得產品表面光潔平整，通過電化學剖光技術能夠有效提高加工精度，其精度能夠控制在0.18μm左右，平整度顯著提升。除此之外，有效融入其他剖光技術時，能夠降低粗糙度偏差，提升工件的性能[5]。

4.6 激光精密加工技術

機械精度和性能的提升離不開激光精密加工技術的應用，激光精密加工技術能夠借助激光束沖擊材料，實現小范圍內的高精密能量的匯聚，甚至能量能夠達到1200W/cm2。加工的工件放置在焦點位置后使用激光掃描設備進行元件的掃描，實現精密度較高的加工。對于激光精密加工技術來說，在應用過程中主要使用的是計算機控制技術，在工件加工前需要提前在設備中導入數據參數，計算機便能夠自動依據參數進行加工。激光加工技術的優勢在于加工效率較高但卻對材料無較高要求，保證加工的偏差能夠控制在0.02μm以內，有助于小工件的加工。

5 ?結論

總而言之，經濟質量、科技水平的提升，對機械加工制造業也有了較高的要求。因此，為滿足現代化的發展需求，需要重視機械制造工藝和精密加工技術的研發，確保能夠在汽車機械制造領域有更深入的發展，通過精密加工技術和機械制造的有機結合，進一步提升機械制造的智能化、信息化水平，推動我國經濟效益的提升和發展。

參考文獻：

[1]張慶軍.論提高機械設計制造及其自動化的有效途徑[J].內燃機與配件，2021（19）：186-187.

[2]衛官，孔寧寧.綠色制造工藝在汽車零配件機械加工中的應用研究[J].內燃機與配件，2021（18）：200-201.

[3]洪留平.機械制造工藝基礎教學的創新實踐[J].電子技術，2021，50（09）：112-113.

[4]王友桂.現代機械制造技術及加工工藝的思考[J].中國設備工程，2021（17）：99-100.

[5]林建平，徐南婕，張凱，等.輕量化設計方法領域的革命——包含材料性能設計的機械設計新方法[J].模具工業，2020，46（12）：29-34.