現代機械制造加工技術及發展趨勢分析

吳光榮

（三川智慧科技股份有限公司，江西 鷹潭 335000）

我國城市化和工業化進程不斷加速，使居民生活和社會生產對機械設備的需求量持續增加，帶動了機械制造及加工行業的發展，我國作為制造業大國，機械制造也是國民經濟建設的重要支柱性產業。近些年，在科學技術的支撐下，機械制造水平持續提升，與西方國家相比較依然在制造加工工藝方面略處于落后水平，但是產品質量不斷提升，技術更新速度加快。但是當前在機械制造中，制造和加工技術依然存在一定的缺陷，例如環保問題、能耗問題以及成本問題等，都需要企業進行技術研發，實現自身核心競爭力的提升，更好地在行業發展中立足。

1 現代機械制造及加工技術的特點

1.1 系統性

現代機械制造加工技術以信息技術、人工智能技術、傳感技術為支撐，通過技術整合提升機械制造加工水平。與傳統的制造加工技術不同，現代技術更加注重系統整合，通過不同技術的搭配應用，充分發揮自身的生產效能，整體性是制造加工技術的重要體現。

1.2 智能性

在進入21 世紀后，信息技術已經在各個領域實現了深入應用，并且取得顯著的應用成果，人工智能技術也是信息技術發展到一定階段的產物。人工智能可以模仿人腦進行思考，并且具有較強的學習能力和操作能力，目前我國在人工智能領域的研究處于世界先進水平，在現代機械制造加工領域，人工智能也獲得深入應用，例如具有人工智能屬性的加工機器人，其可以自主完成焊接、切割、精密加工等相關工作。

1.3 關聯性

現代機械設備的功能呈現多元化，對機械零部件加工精度也提出了更高的要求，現代機械制造加工技術也并非獨立存在，技術與技術之間存在密切的關聯性，在機械制造加工中，制造企業要注重加強技術整合應用，充分發揮加工技術的優勢和價值，確保產品的整體質量[1]。

2 現代機械制造及加工技術分析

2.1 數控加工技術

數控加工技術主要是利用數控機床完成機械零部件加工，是現代科學技術發展的產物，其以信息設備代替人工完成高精度加工工作，目前已經在我國機械設備制造加工領域獲得廣泛而深度的應用，對促進行業發展起到了重要的推動作用。數控加工技術的主要優勢為：

第一，自動化程度高，加工人員不需要直接操作，將指令輸入程序后，數控機床即可自動完成加工任務，可以為企業節約人力成本。

第二，精度高，數控加工技術與傳統的人工加工模式相比較，其以高精度設備作為支撐，能夠充分滿足高精度加工的需求，尤其對于一些特殊用途的機械零部件，可以提升加工精度。

第三，柔韌性高，數控加工技術以計算機技術為支撐，加工人員提前將參數輸入計算機中，由計算機完成零部件加工，與以往的批量式加工模式相比較，數控加工技術的柔韌性更高，可以滿足不同規格、不同尺寸、不同要求、不同材料的零部件加工需求。在應用數控加工技術中，需要加工人員結合加工要求提前設計加工程序、工藝線路，保證參數的合理性以及科學性[2]。

2.2 精密切削技術

精密切削技術是當前應用較為廣泛的一種現代化機械加工技術，其主要加工高精度零部件，尤其對于高精度金屬零部件，在整個加工過程中，能夠對產品精度進行嚴格控制。但是在技術應用中，加工人員需要把握以下幾個關鍵點：

第一，根據加工材料的性能，使用熱形變程度高、抗震性能耗以及剛度高的刀具，保證零部件在加工過程中不出現質量問題。

第二，加工人員需配合使用氧氣靜壓等技術，保證產品加工精度。

第三，在整個加工過程中要控制機床設備的性能狀態。

2.3 微細加工技術

微細加工技術主要針對信息產業，例如電腦芯片，對孔徑要求較高，傳統的加工技術無法滿足加工需求，而微孔加工技術的出現，則可以充分滿足特殊零部件的加工精度要求。微細加工技術包括微細切削技術、等離子加工技術、超聲波加工技術以及微波加工技術等，而隨著現代科技的發展，化學蝕刻、電火花蝕刻、電子束等技術也在機械加工中廣泛應用。微細加工技術的成本相對較高，在應用中會對材料表面化學物理性能帶來一定的影響，在加工中需要對溫度進行嚴格控制，避免溫度過高等導致零部件周邊發生形變。對于機械制造加工企業而言，在未來的技術創新研發中，需要將重心置于熱力敏感度解決中，提升產品加工質量[3]。

2.4 新型焊接技術

焊接是機械制造加工中最為常用的技術形式，傳統電焊技術的加工精度較低，已經不符合時代發展趨勢，現代新型焊接技術的涌現，更是為機械制造產業革新提供了技術支撐。當前較為常用的新型焊接技術包括：

第一，螺柱焊接技術，其原理為通過焊接部件與螺柱的緊密連接，利用電阻熱熔的方式完成焊接任務，這一焊接技術目前在鋼結構連接中已廣泛應用，具有成本低、焊接效果好、實用性強以及適用范圍廣等優勢，但是在具體應用中需要根據焊接部件的材料性能選擇螺柱，提升焊接效率和焊接質量。

第二，氣體保護焊接技術，其原理為在進行電弧焊接中，以氣體作為保護介質，其工藝程序較為簡單，在智能化機械產品加工中應用廣泛，在技術應用中焊接人員要注重控制焊接的溫度，避免溫度過高而產生強烈的弧光，同時，為了防止在焊接中出現氣體泄漏情況，需要保證焊接環境通風，焊接人員也要做好自我防護工作，降低發生安全事故的概率。

第三，埋弧焊接技術，其屬于一種高效的焊接技術，主要針對金屬材質的零部件，在具體應用中需要科學選擇焊機原料和焊絲種類，確保焊接的整體質量，同時，企業要注意把握生產成本，避免資源過度浪費。

第四，電阻焊接技術，該技術是現代制造工藝的關鍵組成部分，其原理為將焊接部件與電流充分連接，通過電阻熱促使金屬在焊接點處融化，實現結構的成功焊接，影響電阻焊接技術應用質量的因素較多，例如焊接時間、電流穩定性等，對焊接人員的綜合素質和技術水平具有較高要求。

2.5 現代模具制造技術

模具制造技術在我國機械制造領域擁有悠久的應用歷史，尤其在20 世紀70 年代，模具制造技術有利于批量加工機械設備零部件，提升生產效能和質量，而隨著現代行業的發展，傳統的模具制造技術已經逐漸被時代淘汰，現代模具制造技術正逐漸得到廣泛應用。現代新型模具制造技術以計算機技術、納米技術、人工智能技術為支撐，其以計算機作為控制終端，可以對整個生產過程進行全面控制和質量監督，保證所有生產的零部件尺寸和質量符合生產要求。同時，納米技術的應用可促使零部件生產精度更高，甚至在一些高精度零部件中已經達到了微米級，在一些特殊要求機械設備加工中，發揮了關鍵作用。在人工智能等技術的支撐下，基本取代了傳統的人工操作，例如智能機器人的應用，可以促使加工過程無人化、智能化以及機械化，降低由于人為失誤而造成的質量缺陷，符合現代機械制造行業的發展趨勢。

2.6 納米技術

納米加工技術是當前較為先進的一種機械加工技術，目前在我國機械制造領域占據關鍵地位，也是機械加工的主要發展方向。在一些特殊機械加工領域，納米技術發揮了關鍵作用，例如在航空航天領域，納米加工技術能夠勝任超高精度機械加工的任務，而隨著各種加工理論的發展，納米加工技術的應用范圍不斷擴大[4]。納米技術在機械制造中的應用范圍也不斷擴大，成為推動行業發展的核心技術，納米技術的應用改變了傳統的機械加工流程，不僅能夠強化機械設備的功能，還可以提升資源利用效率，幫助機械制造企業節約成本。納米技術的應用與完善，能夠幫助企業及時調整加工工藝流程，對各個生產環節進行精準的細節把控。例如，現代機械制造普遍具有智能化特征，應用納米技術可以便于對激光核聚變反射鏡、電路硅片進行加工流程優化，促使機械設備具備更多的功能。納米技術縮小了機械設備零部件的體積，也可以提升設備的儲存能力和加工精度，在未來的機械制造中擁有廣闊的應用前景。

3 現代機械制造及加工技術發展趨勢

3.1 精細化發展

以往的機械設備精度較低，功能性呈現單一性，對零部件加工的精度沒有較高的要求，導致機械制造加工技術的精細化程度不高。但是隨著現代社會的發展，機械設備功能呈現多元化，對零部件加工精度的要求更高，傳統的加工技術已經難以滿足機械制造的需求，制造加工技術也逐漸趨于精細化方向發展。在自動化技術、信息技術以及人工智能等技術的支撐下，我國機械制造加工精度獲得顯著提升，甚至已經超過部分西方工業發達國家，尤其在特殊領域，包括軍工設備、航空航天等，零部件的加工精度更高，充分滿足了行業發展的物質需求。而隨著各種先進技術的涌現和應用，加工精度也必將獲得提升。

3.2 多元化發展

現代機械設備不僅在功能方面呈現多元化，在市場需求轉變的背景下，產品類型和種類也呈現多元化，尤其是一些特殊設備的應用，需要機械制造企業根據客戶需求有針對性地進行機械設備制造加工，因此，企業也要從以往的單一生產模式趨于多元化方向發展，產品功能豐富、產品類型豐富，進而在行業中贏得發展空間。但是對于一些高精度、多功能、用途特殊的機械設備而言，對制造加工精度和質量具有較高的要求，企業需要根據生產實際和客戶需求，選擇高新技術進行產品制造，例如精細定位、激光切割、3D 打印技術等，其不僅可以降低機械制造加工成本，還能夠基于客戶需求進行定制性加工，具有顯著的應用效果。

3.3 無人化發展

以往機械制造加工主要以工人為開展相關工作的主體，尤其在我國制造業剛剛起步階段，整個機械制造流程基本都是由人工完成。這種以人工為主的生產模式需要消耗大量的人力資源，增加企業的生產以及運行成本，而受到人為因素的影響，也會降低制造加工產品的精度。而隨著各種先進技術和設備的涌現，加工機械設備逐漸代替人工，不僅降低了人力成本，還可以確保產品加工精度和質量。例如，在一些大型機械制造企業，在生產運行、管理、維護等各個環節，基本都由機械設備完成，尤其在人工智能技術的支撐下，無人化已經成為機械制造加工的重要發展方向。在汽車零部件制造領域，大量人工智能機器人取代人工完成流水線作業，可以幫助企業解決大量的人力資源，對內部生產資源進行優化配置，對企業長遠發展起到重要的推動作用[5]。

3.4 環保型發展

在我國政府提出構建生態型社會理念后，居民的環保意識和生態意識不斷提升，各個行業和領域也都在積極探索生態友好型發展模式，在提升經濟效益的同時降低對生態環境的污染和破壞。在傳統機械制造加工中，會產生一定的廢水、廢氣和廢物，丟棄到環境中而造成生態污染，不符合生態環保理念。而在高新技術的支撐下，機械制造加工也逐漸趨于環保型方向發展，各種新型技術不僅具有較高的技術含量和經濟價值，對環境基本沒有任何污染。例如焊接是機械加工的常用技術，以往焊接會產量廢氣進入空氣中污染大氣環境，而新型焊接技術的生產效率更高，對環境也沒有任何污染，包括激光焊、電子束焊、電渣焊、爆炸焊、超聲波焊以及摩擦焊等。

4 結語

總而言之，機械制造在我國經濟建設中占據關鍵地位，尤其在我國政府提出“工匠精神”這一理念后，制造企業都在積極探索以技術創新和工藝革新為核心的全新生產模式，大量高新技術在機械制造加工中獲得廣泛應用，并且取得顯著的效果，在提升產品質量的同時降低生產成本，對行業發展起到重要價值。因此，機械制造及加工企業要認識到競爭環境的激烈性，以技術作為實現自身長遠發展的重要驅動力，在行業中贏得一席之地。