現代機械制造工藝及精密加工技術研究

劉 楊

(佳木斯防爆電機研究所有限公司,黑龍江佳木斯 154005)

0 引言

在眾多針對現代機械制造發展的研究成果中,均提到精密加工是其得到發展的重要組成部分。一方面,現代機械制造工藝的加工要求,使機械類產品的精密性得到有效的提升,在對機械制造工藝提出較高要求的同時,進一步加強了精密加工技術在現代機械制造工藝中應用的必要性。另一方面,精密加工技術的發展對于現代機械制造工藝水平的提升具有良好的促進作用,在提升生產能力的同時,可以進一步提升機械制造產品的價值,從而使機械制造行業的可持續發展得到良好的保障。

1 現代機械制造工藝與精密加工技術之間的關系

1.1 發展方向的一致性

在現代機械制造工藝與精密技術發展的過程中,兩者的發展方向具有明確的一致性。一方面,現代機械制造工藝與精密加工技術的先進水平越來越高,無論是在研發還是執行的流程過程中,機械制造工藝與精密加工技術都在朝著智能、精細、集成化的方向進行發展。雖然每個流程、環節具有一定的獨立性,但由于在實現的過程中各個環節之間的關聯、緊密聯系,為機械制造工藝與精密加工技術的發展提供了良好的基礎保障[1]。另一方面,現代社會對機械產品的需求發展過程中,同樣重視創新性技術的發展。在更加廣泛的角度上滿足社會、市場的多方面需求,也就使現代機械制造工藝與精密技術在發展的過程中必須重視技術的高新尖的方向發展,為我國機械制造行業的全面發展提供良好的基礎。

1.2 制造、加工過程的系統性

現代機械制造與加工的過程中,先進性與精密程度對于提升產品的功能性有重要的作用。同時,機械制造與精密加工均具有較高的復雜性,需要融入更多的創新性技術來取得良好的發展。而在發展的過程中制造與加工過程具有更強的系統性,需要從多個角度提升現代機械制造以及精密加工的水平,從而使最終的產品擁有更好的質量以及技術水平,使機械制造行業的發展得到充分的保障[2]。

2 精密加工技術與現代機械制造的應用

2.1 精密加工技術

2.1.1 納米加工技術

納米加工技術在現代精密加工技術發展的過程中是國際尖端物理、先進工程、精密加工技術的重要體現。但在應用的過程中,納米相關的加工條件相對比較苛刻,加工的過程存在極大的難度。特別是在小于1nm平面的加工過程中,任何常規的拋光、磨削方式都無法滿足納米加工技術的實際要求。在此基礎上需要進一步使用原子級別的拋光和加工技術,才能夠進一步提升納米加工技術的精度和等級。我國現階段納米加工技術處于追趕西方發達國家的過程中,相較于西方發達國家納米加工技術的能力依然存在較多的問題。但同時,納米加工技術在半導體材料等方面的應用是國際發展的重要方向,也是我國進一步追求技術革新與發展的重要基礎方向。例如在光刻技術發展的過程中,微納結構需要通過進一步的蝕刻或者鍍膜,才能夠獲得高精度的結構或者元件。同時,現代微納技術快速發展的過程中,微納米級別的測試與測量,也對納米加工技術的發展提出了更高的要求,并隨著科技的快速發展,不同的納米結構以及器件也會在更多的領域中發揮作用[3]。現階段而言,納米結構及器件主要用于超材料、超表面等材料加工的過程中,對其的研究也需要進一步加強微納的研究,從而進一步提升納米技術可應用的范圍。

2.1.2 細微原子加工技術

在精密加工技術快速發展的過程中,可加工工件的外形和尺寸變得越來越小,越來越細微,但同時也進一步使設備的工作能力得到有效的提升。特別是在電子元器件發展的過程中,電子元器件的體積不斷縮小到微體系微米、納米級別,也因此使細微原子加工技術成為精密加工技術的主要發展方向之一。該加工技術意味著進一步突破材料的微觀性質,并對其進行有效的控制。在精細加工技術快速發展的過程中,對細微原子加工技術的發展可能會建立全新的理論體系,甚至進一步產生與之相關的全新學科。但總的來講,現階段細微原子加工技術主要朝著半導體材料、器件的微型化加工過程方向發展,將單層原子進行單晶材料生長,并通過蝕刻、光刻等方式,將原子一個一個的剝離或者處理,從而使其滿足半導體材料發展與使用的多方面要求。

2.1.3 精密切割技術

相較于納米和細微原子加工技術,精密切割技術在現代工業生產過程中更加常見,精密的部位切割,可以使材料的加工變得更加精細,從而生產出符合實際要求的工件模型。精密切割技術在應用的過程中具有操作簡便等特點,在加工的過程中,精密切割技術通常不會受到外界因素的影響。但同時,在展開精密切割的過程中,還需要對材料的硬度、塑形、規格等參數進行有效的研究,從而選擇符合加工精度的機床以及加工工藝,避免在加工過程中因溫度過高或者部件的振動等客觀原因對工件加工精度帶來的不良影響[4]。為了進一步提升精密切割技術的應用水平,還需要充分利用自動化監測系統,實施監測機床、加工設備的運行情況,了解各方面的運行參數,判斷設備的工作狀態,從而避免因設備工作效果不佳而導致的加工質量問題。

3 現代機械制造技術

3.1 焊接技術

焊接技術作為傳統的機械制造工藝,是保障機械制造水平的重要工藝。除了最常見的焊接技術,現代機械制造技術中還進一步應用電阻焊、氣體保護、螺柱、埋弧等焊接技術,以進一步提升機械加工制造的最終效果。

3.1.1 電阻焊

該工藝在應用的過程中,需要將電源的正負極接入到焊接物中,在電流的影響下實現對工件的焊接。相較于傳統的氣焊、熱焊,電阻焊不會因加熱而受到空氣、濕氣等方面的影響,從而使焊接的質量得到有效的提升。同時電阻焊也不會產生過大的噪音以及光污染,因此具有良好的應用前景。同時,電阻焊在應用的過程中可以用于多種機械設備的制造過程中,焊接的精度相對較高,但焊接的成本也相對較高,為了進一步發展電阻焊,應當加強對電阻焊焊接成本的控制研究[5]。

3.1.2 氣體保護焊

該技術可以有效避免在焊接過程中因氧化對焊接質量帶來的影響。在使用氣體保護焊接的過程中,電弧燃燒的充分性得到有效的保障,從而減少焊接過程中造成的氧化問題,使焊接的質量得到有效的提升。現階段氣體保護焊最常用的保護性氣體為二氧化碳,一方面由于二氧化碳的隔絕性能較好,能夠起到良好的保護性作用。另一方面則由于二氧化碳的應用成本較低,可以發揮良好的經濟效益。

3.1.3螺柱焊

該工藝主要針對螺柱以及分管件的連接展開。在焊接的過程中用電弧融化連接部位的表面,然后使用焊接螺柱提升其的強度,從而確保焊接質量符合連接的實際要求。通常情況下,該工藝主要用于金屬材料的焊接過程中,能夠有效保證焊接的質量與焊接的效果。

3.1.4 埋弧焊

該技術利用埋接料展開焊接。相對于傳統的焊接模式,該焊接技術更加方便簡潔,在焊接的過程中也不會花費較大的人力物力。因此具有較高的安全性。

3.2 數控機床技術

數控機床技術在現代機械制造工藝發展的過程中應用比較常見,取代了傳統人工操作型的機床,通過數字程序的控制來保障生產過程的精準性與可靠性。在大幅提升工作效率的同時,可以通過進一步的設置和模塊化的加工手段,實現數控機床的柔性加工。在實際機械制造行業的發展過程中,數控機床可以根據各部分零件的數據標準,采取針對性的程序設計方式,使機床能夠針對零件的加工要求展開加工,因此具有良好的適應性。特別是在對結構較為復雜、加工難度較大的工件加工過程中,數控機床可以發揮良好的精度控制作用,并進一步保障該類型零件的加工效果,提升現代機械制造工藝的加工能力和加工水平[6]。

3.3 微機械技術

微機械技術是現代機械制造微型化的重要體現,但現階段主要用于半導體以及相關設備的制造與生產過程中。利用微機械技術可以制造微米級別的機械部件,但同時也需要對加工的過程和包裝的方法進行嚴格的要求,一方面需要采用先進的控制與加工技術,確保產品加工的精細級別能夠滿足微機械加工技術的實際要求,使產品的質量以及加工精度得到有效的保障。另一方面,現代微加工技術作為一種信息規模較大、應用范圍較廣的加工類型,受到各行業的充分重視。除去半導體行業,在很多大型工業零件的加工過程中微機械加工技術也得到了充分的重視。只有在滿足微機械加工精度要求的基礎上,才能進一步提升微機械技術的工作能力和工作水平。

4 結語

綜上所述,現代科技的快速發展,使機械制造工藝以及精密加工技術的加工能力得到快速的提升。總體而言,現代機械制造工藝與精密加工技術的發展方向有較大的相似性,兩者之間具有系統性的關系。在我國,現代機械制造工藝雖然有一定的基礎,但并沒有獲得全面的發展。為了進一步提升我國機械制造工藝能力和水平,需要進一步思考精密加工技術及現代機械制造工藝的發展路徑。合理利用相關技術,投入到機械制造工藝的創新與發展過程中,從而有效掌握行業的未來發展機遇,為提升我國現代化機械制造加工的水平,做出良好的理論和技術保障。