現代化機械設計與制造精密加工工藝技術探討

陳文朝

（廣東龍豐精密銅管有限公司，廣東 珠海 519045）

1 現代機械制造與精密加工技術的主要特點

1.1 高關聯性

當前機械制造并不是傳統意義上說的產品制造，更加包含了對于市場的需求和后續維修維護兩個領域。為了保證機械設備能夠滿足市場的需要，同時具有良好的穩定性能，就需要重視機械生產制造的重要性，同時不斷提升技術水平，確保我國機械制造業處于世界前端。因此機械制造業的提升是一連串工藝技術的提升，當代機械制造和精密加工技術的發展有著極大的關聯程度[1-2]。

1.2 高科技性

機械制造行業具有很強的系統性，除去日常的生產制造外，還需要保證在制造過程中引入大量的先進技術。例如當前在機械制造業中，從早期的計算機技術到現在的傳感器應用，包括近年的智能AI 技術的應用等，通過利用先進技術，在提升機械制造技術的水平同時實現精密加工。而對于不同的機械領域，對于相應的技術應用也有著很大的區別。因此為了保證最終的效果，需要充分了解不同技術的特點以及對于整個制造系統的影響，避免使用過程中出現不兼容的情況。

1.3 全球化競爭明顯

隨著市場經濟體制的改革，我國的機械加工業逐漸走向了全球化，機械制造企業要想有效實現產品銷量提升，就必須加大對先進科學技術的應用，占領更多的市場份額。而且各機械制造企業之間也需要不斷加強競爭，對機械制造技術和精密加工技術進行完善，確保生產產品的質量提升。用高精尖的產品，為機械制造企業發展奠定基礎，推進機械制造業的全球化發展。

2 現代機械制造工藝與精密加工技術

2.1 現代機械制造工藝內容

2.1.1 攪拌摩擦焊接技術

攪拌摩擦焊接通常多見于歐洲地區的制造工藝中。近年來我國也引入了該類技術，并廣泛應用于航空、鐵路等領域。從應用層面而言，攪拌摩擦技術適用面廣泛，并且具有很大的優勢。舉例而言，當維修工作需要運用焊接工序時，僅僅需要攪拌頭就能夠完成維護工作，避免了傳統的焊絲焊接，減少了資源的浪費。同時對于部分金屬焊接而言，該技術能夠實現低溫焊接，大大降低了焊接條件和需求。

2.1.2 螺柱焊接技術

該技術操作期間應確保螺柱和被焊接物體表面緊密接觸，然后通過電弧將被焊接物表面融化，同時加壓處理螺柱，實現焊接。而儲能式與拉弧式是螺柱焊接工藝的主要類型：拉弧式熔深大，適合重工業生產；儲能式則熔深小，適合薄板生產。其優點也比較明顯，如無需在焊接時打孔，漏氣或漏水在焊接時出現的概率低，該技術在現代機械生產時得到了廣泛運用。

2.1.3 埋弧焊接技術

通過電弧燃燒實現焊接目的，即埋弧焊接技術。自動焊接方式采用小車設備輸送焊絲、移動電弧，技術人員僅負責焊接，所以得到了廣泛運用。在具體操作中，需結合焊接需求合理選擇及使用焊劑、科學控制焊接堿度。

2.1.4 電阻焊接技術

電阻焊技術通常在表面通電的時候進行操作，通過電阻產熱的效果來使得焊接處融化，從而實現焊接工作。電阻焊技術能夠在短時間內完成焊接，因此具有良好的工作效率，同時對于最后的工作質量也有著良好的保障。因此該技術能夠適用于一些使用頻繁的設備電器中，例如汽車焊接、家電維修制造等。但是這種技術的相關設備后期維護成本較高，同時前期投入成本較大，因此不利于廣泛推廣。

2.1.5 氣保護焊技術

氣保護焊技術主要是通過電弧產熱來完成焊接工作，具有一定的特殊性。在采用該技術時，電弧四周通常分布著保護氣體，同時在氣體的保護下能夠保證焊接工作不受到外界影響。因此在選擇保護氣體時需要選擇化學性質不活潑的氣體，例如二氧化碳，以保證電弧焊接的穩定可靠，從而提升使用效果。

2.2 對精密加工技術的分析

2.2.1 納米技術

受新時代物理技術及工程技術快速發展、融合影響，納米技術得以誕生、完善、推廣，并在硅片納米級別寬線刻畫工作中發揮了重要作用，使信息儲藏密度翻倍增長[3]。因此，對機械生產精密性要求高的企業十分青睞該技術。

2.2.2 超精密研磨技術

電子器件體積在微細加工技術幫助下滿足了新時代體積縮小的發展需求，因此精密性機械設備制造、加工經常運用微細加工技術。另外，社會企業生產集成電路硅片時，為了降低表面粗糙度，單純使用打磨、拋光等方式明顯無法滿足加工需求，但合理引入超精密研磨技術便可徹底解決該問題，常見的有非接觸研磨等。

2.2.3 精密切削及其加工機理

精密加工主要是根據加工精度和表面粗糙度兩項指標來劃分的。通常將加工精度0.1～1 μm、表面粗糙度Ra在0.01～0.1 μm 之間的切削方法稱為精密切削，而把加工精度高于0.1 μm、加工表面粗糙度Ra小于0.025 μm 的切削方法稱為超精密切削[4]。

2.2.4 實現精密切削的關鍵制約因素

2.2.4.1 精密和超精密切削機床

切削技術對于機械生產是不可或缺的方法之一。通過選擇合適的切削技術可以提升產品生產品質，提升零件生產的質量。具體在生產操作過程中要保證機床具有高度的抗振能力和最小范圍的熱變程度。這一點離不開對于精密技術的應用和控制。另外，提升機床主軸的轉速也是方法之一，通常而言要保證其精度控制在每分鐘數萬轉以上。

2.2.4.2 精密切削刀具

精密切削的刀具除傳統刀具特性之外還需要具備以下特征：

1）刀具切口需要保持足夠的鋒利。經過計算刀具刀刃的半徑直接影響著臨界作業面的厚度，從而進一步影響著切削的誤差精度和成品品質。因此要保持刃口的品質才能夠加工出好的工件。

2）刀具的表面和刃口必須有著足夠光滑的表面。在進行切削作業時，由于刀具直接和工件切割面相接觸，則刀具刃口粗糙程度勢必體現在工件切面上。因此常常能夠發現刀具的粗糙紋理在工件切割面上得到一定的復刻。因此對于精密切削的刀具而言，需要保持其粗糙度在0.01～0.005μm 區間。這一標準大約為普通刀具的5%。

3）刀具的材質和工件材質之間要有盡可能小的作用力。簡單而言就是刀具材料和工件之間的作用力越強，則在切削的過程中產生的摩擦力也就越大。較大的摩擦力會導致加工過程中產生大量的熱能，從而增加了黏結作用，同時當熱能足夠大時還會影響刀具的強度，甚至導致刀具出現變形等情況。

因此精密磨削技術想要得到有效的保障就要對于刀具和機床有著良好的把控，同時要處理好作業環境，保證磨削技術的穩步實施。

3 結語

我國的社會科學技術一直在不斷發展，需不斷加強機械制造工藝的具體研究和開發，必須保障精密加工技術和機械制造工藝之間的相互結合，才可以在激烈的市場競爭中占據優勢，同時加強對于先進技術的學習和設備引進。對于實際生產中出現的問題不斷進行總結，以此來提升自身的制造水平和工藝水準，保證自身產品質量和競爭力。