現代機械制造技術與加工工藝的應用探究

范久亮

（北京首鋼機電有限公司，北京 100000）

伴隨著社會的發展與進步，科技水平也隨之提升，我國的科研工作日趨展示出作為大國應有的風范。在此背景下，機械制造行業也得以發展，其面臨著新的機遇和挑戰，應當動產品加工工藝和制造技術的創新角度出發，以此降低對人力資源的用量，提升機械制造的自動化水平，由此能夠展示出企業的優勢與競爭力。

一、現代機械制造技術與加工工藝的基本發展特點

經濟體制的革新為技術的發展和工藝的優化提供了相應的方向，在更為熱衷于提升生產效率的當下，我國的機械制造行業就物聯網、大數據和AI等新型技術的應用展開了深入的研究，就以上新型技術能夠應用于實際作業中的效果和方式加以整理，從而使得整體行業朝著智能化和高度自動化的方向發展，進而使現代機械制造技術和加工工藝的基本發展方向為自動化和智能化[1]。我國現已就工業4.0 的規劃部署加以細化，利用超前布控的辦法，為各項事業和行業所應用的技術發展提供了大方向，因而在宏觀規劃的指引下，信息化和工業化融合是目前機械制造和加工技術的基本發展特點，借助大數據、智能機器人、物聯網，設備的調試、設計和具體運行環節均體現出了可控可視的優勢，從而保證了將智能化現代化的技術應用到機械零件的全壽命周期中，盡可能將制造的風險規避。在以上背景的指引下，首鋼機電在對冶金設備、連鑄設備、板坯連鑄設備等進行了更新，本著個性化和定制化的服務理念，落實了協同、創新、高效的工作原則，將自主意識的高度提升，逐步走向技術革新和工藝創新的道路上[2]。

二、現代機械制造技術與加工工藝的應用特征

立足于現代機械制造技術與加工工藝的發展與應用特點來看，其具備著一體化、綜合性、系統性和可持續性的特點，因此為保證應用的效果，需要就其應當展現的特點進行研討。首先要保證無論是在零件加工亦或是機械制造中都要展示出電子技術、計算機技術等的作用實效，將自動化水平予以提升，從而按照此種制造理念設置配套設施，安裝于機械制造的設備上，使得所開展的加工制造活動能夠借助一體化的系統自動管控。其次，要形成綜合性的加工與制造體系，就之前所應用的技術去粗取精，將精華部分與現代化技術相融合，以此實現對綜合性加工制造體系的構建目標。就我公司所構建的體系結構來看，其覆蓋了光學、自動化、微電子等多個領域，并加入了大數據和物聯網技術，有助于在后續的運行環節展示出更為先進的加工制造能力。再次，就系統性而言，其反映出現代化加工制造工藝技術的本質屬性，其區別于傳統作業中獨立控制，單獨應用技術的情況，所設定的工作流程要根據參數、控制指令來確定，從而能夠直接識別出在系統運行過程中可能出現的異常情況，降低重大機械事故出現的幾率。最后，在綠色生產理念的支持下，要求所運用的技術能夠達到工業廢物無公害處理和節能降耗的效果，從而對接綠色生產的切實需要[3]。

三、目前現代機械制造技術與加工工藝的應用實例

（一）作用于快速成型過程

過去在制作配套零件的環節中，要想保障其精度則需要犧牲生產的時間，因其精度的控制需要借助三維特點，但此三維特征的形成難度較高，使得難以在既定的時間內實現高精度的追求，造成質量精度與生產效率無法并行發展的問題，其具備對立的關系特點。而利用現代化的機械零件快速成型工藝，能夠改變過去生成三維特點的方式，其不受零件三維特征的限制，能夠在相應的技術的支撐下，限定時間內生產出大量的高精度的零件，以此滿足高效生產的需求。具體應用中主要是通過將三維結構轉變為二維平面參數和數據的形式，并經過三維組合從而形成滿足結構特征的零件，整個過程要在準確操控計算機的條件下完成。結合當前應用較為廣泛的快速成型技術來看，其可分為立體光刻法和疊層實體制造法，二者所應用的設備和工藝原理存在差別。疊層實體制造法是利用帶粘膠的紙材，逐步堆疊出與塑料結構相似的紙質零件，其性能相對較穩定，目前常用于航空領域中，且制成的零件體積較大[4]。立體光刻法的使用步驟是在數控機床中進行編程，將需要利用激光機切割的形狀編寫完全，從而切割出大致的輪廓，而后完成固化粘結的工作，實現精加工。我公司在焊接車間中所引入的高精度數控激光切割機和數控火焰切割機則滿足激光切割的要求。

（二）作用于加工精密零件和微細工程

精密零件加工更為貼合目前機械設備所具有的結構復雜的特征需求，并且由于經濟發展的要求，其對零件的功能和精度的要求更為深化，應當在此種加工制造技術的促使下才能達到特種加工和精密加工的目標。在對精密零件開展加工制造的過程中，主要應用的技術是加入電解液、激光切割、電火花等，其歸屬于物理化學手段的層面，可完成精密加工的作業任務。而對精密零件進行加工的過程中，發現有些相對較為特殊的對象，例如：金剛石、陶瓷等，其要滿足加工的要求則需要運用特種加工技術，從而對接零件使用的需要。

在對微細工程中所使用的零件進行制造時，因其體積較小，自然精度要求更高，因此在此種工程零件的加工環節一般應用去除加工、結合加工、變形加工的辦法。在醫療器械和電子行業中，其對微型零件的需求量較大，同時也對加工制造所使用的技術和工藝有了更高的要求，此種要求下各制造企業要謀求個人發展，對不同的零件分類管理，使用相對應的加工技術。例如，銑磨削等歸屬于去除加工工藝，氣相沉積、附著結合有電鍍、注入滲碳離子水下等離子切割機屬于結合加工，而液晶定向和鍛造屬于變形加工[5]。

（三）作用于焊接環節

焊接環節是確保所制造的零件具備精度和質量特征的重要階段，目前我公司主要引入的焊接工藝包括埋弧焊、電阻焊和氣體保護焊，每種工藝在應用上均存在一定的差異。在運用氣體保護焊的過程中，其需要將氣體作為電弧介質，例如使用二氧化碳，其本身容易獲得，并且在應用中不會對人體和機械零件本身的性狀產生影響，能夠發揮出高效的空氣阻隔效果，是極為優良的電弧介質材料。整個作業環節并無十分繁瑣的工作項目，因此能夠廣泛作用于焊接作業中。電阻焊的原理是利用物理變化，在電流流經的位置，其電能將轉換為內能，從而產生電阻熱，能夠對接頭和焊點焊接完全[6]。此種工藝的操作過程也相對較為簡單，同樣無需耗費其他的成本即可完成焊接作業，但值得注意的是，此種工藝的可靠性檢測仍有需要繼續完善的空間。而埋弧焊是利用燃燒電弧的作用，借助全自動和半自動的方式，控制焊接作業過程，但此種工藝無法完全實現全自動，使得在手動過程中要使用大量的材料，流程十分繁雜。大廠首鋼機電公司在對目前的焊接技術和工藝的發展情況的研究中，發現了車間中的部分設備并不符合作業的要求，因此對焊接車間中的設備予以完善，引入了多種切割設備，例如：水下等離子切割機、高精度等離子切割機、銑邊機、卷板機、折彎機、退火熔爐、二氧化碳氣體保護焊機等，踐行了我國對機械制造行業的發展原則。

（四）作用于分類編碼的過程

傳統的機械制造作業中，同步交叉的問題頻發，面對這一發展上的困境，要從解決混亂作業的方向著手，運用分類編碼技術，從而實現高效作業。具體的應用方式是：首先確定分類的標準，例如：形狀、用途、零件種類，對以上類型相似或者相同的制造環節設置編碼內容。其次，對零件在制造中所需要使用的機械型號、工藝、材料以及其制成后要滿足的參數標準和規格加以分類。最后，要按照同一批次和制造的數量要求分類，以此作為編碼的參照。編碼階段要細化相應的編制標準，充分應用計算機，在其中導入程序，此程序將用作設備編碼指令的發出端，而設備在接收到指令后則根據之前設置的參數和標準進行編制。

結束語

綜上所述，現代機械制造技術與加工工藝已經逐漸成為保證機械零件和機械制造質量的關鍵要素，因此要從其應用的具體環節出發，衡量其是否能夠踐行一體化、系統性、綜合性和可持續性的特征要求，針對具體的制造加工流程來確定所需要實施的管控計劃，從而提升機械制造加工的實效，為經濟發展奠定基礎。