現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術研究

劉江林

（重慶順安爆破器材有限公司，重慶 400700）

作為我國工業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，機械制造業(yè)仍存在不少問題和缺陷，其中主要體現(xiàn)在機械制造工藝無法保證加工產(chǎn)品精度，產(chǎn)品質量難以達到精密儀器加工要求，對提升我國機械制造業(yè)的國際市場競爭力造成一定制約和影響。通過精密加工技術的應用，能夠使得機械加工零件的精度和質量有效提升，同時能夠與現(xiàn)代機械制造工藝之間形成相互促進、相互依存、相輔相成、共同發(fā)展的關系，進一步提升機械產(chǎn)品加工質量及性能。

1 機械設計制造工藝與精密加工技術概述

1.1 機械設計制造工藝

隨著社會經(jīng)濟建設及科學技術的不斷發(fā)展和進步，機械設計制造工藝也隨之不斷發(fā)展變化，從最原始的工具使用、簡單手工工具制作、機械制造加工工具，逐步向機械設備自動化運行等轉變，這也是現(xiàn)階段提升社會生產(chǎn)力的重要手段。現(xiàn)階段為了更好地應對我國社會經(jīng)濟建設的轉型升級，需要對傳統(tǒng)機械制造工藝進行革新，對信息技術、計算機技術、自動化技術、控制技術等先進技術進行充分利用，使現(xiàn)代化機械設備實現(xiàn)智能化、自動化，使機械設備制造生產(chǎn)效率和質量有效提升。

在人工智能技術快速發(fā)展的背景下，機械設計制造工藝朝著智能化方向發(fā)展，進一步推動了機械制造技術的進步。如在工業(yè)領域中，通過工業(yè)機器人的研發(fā)應用，能夠根據(jù)人類行為特點進行系統(tǒng)設計和編程，使設備具備擬人化特點，進而能夠實現(xiàn)手抓、行走、轉身等擬人動作，并將其應用于生產(chǎn)環(huán)境惡劣的作業(yè)條件下，或操作單一重復的裝配、噴漆、焊接、搬運等設備作業(yè)生產(chǎn)線上，使其能夠代替人類完成高難度、高風險的作業(yè)任務，或人類根本無法完成的作業(yè)任務，如太空作業(yè)、深海作業(yè)等，在工業(yè)生產(chǎn)條件有效改善的同時，使操作人員的人身安全得以切實保障。

1.2 精密加工技術

作為機械制造業(yè)的重要基礎及核心內容，精密加工技術與加工產(chǎn)品質量密切相關，通過精密加工技術的有效應用，能夠使加工產(chǎn)品的表面光潔度、精度等有效提升。此類加工技術包括了高光潔高精度磨削、精切削加工、精密加工等方面，能夠對加工表面光潔度、加工精度等有效控制。其中在精密切削加工過程中，采用精細度高、性能良好的工具和機床，在工件表面進行金屬層切削，其中需要對切削時殘留應力、切削力、振動等所產(chǎn)生的不利影響加強控制，使其影響最大程度減少，使零件加工精度有效提升，同時在完成工件加工后，確保其表面無殘留應力存在，有效降低加工零件表面的粗糙度。

在進行高光潔高精度磨削過程中，需要保證所采用數(shù)控技術的剛度和精度符合要求，并在磨削時，對砂輪進行精細修整，在極小的磨削壓力及深度情況下，對工件表面進行極細小碎屑的切削，同時保證每個磨粒上能夠形成多個等高的微切削刃，并保證其處于鈍立狀態(tài)下，能夠摩擦拋光等作用，提高加工零件的加工精度及表面光潔度。因此通過精密加工技術的應用，能夠使加工零件表面質量和精度有效提升。

2 設計制造工藝與精密加工技術特點分析

2.1 關聯(lián)性

在機械制造業(yè)的產(chǎn)品制造技術中，制造工藝與加工技術兩者之間有著密切的聯(lián)系和相關性，并且其中所包括的內容較為廣泛，涉及了機械產(chǎn)品調查、研發(fā)以及機械設備加工等方面。

在機械產(chǎn)品制造生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，兩者之間也密切相關，需要保障各環(huán)節(jié)加工精密性的同時，促進生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的有機結合，通過完整有機體的構建，使整個機械產(chǎn)品設計的科學性、有效性得以保障，進而使整個生產(chǎn)過程能夠實現(xiàn)高效、穩(wěn)定運轉。另外機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，如某一環(huán)節(jié)中存在問題，會對整個過程造成不利影響，因此需要對兩者之間的關聯(lián)性加強把控，使機械制造技術及機械制造產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)良性發(fā)展得以有效保障。

2.2 系統(tǒng)性

隨著科學技術的快速發(fā)展，現(xiàn)階段我國機械制造產(chǎn)業(yè)中，機械制造工藝與先進技術加大了融合力度，同時人們對機械產(chǎn)品和設備的需求更加多元化，需要從機械產(chǎn)品設計、加工、銷售等各方面入手，充分利用現(xiàn)代化技術手段，使兩者之間系統(tǒng)性和關聯(lián)性得以充分發(fā)揮，并對技術應用進行不斷完善，從而使機械產(chǎn)品生產(chǎn)更加高效、精密。

2.3 全球化

隨著近年來我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，以及全球化進程的持續(xù)推進，機械設計制造行業(yè)面臨著新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，需要對全球市場的實際情況進行全面了解，從提高技術先進性入手，使機械制造水平不斷提升，進而使我國國家綜合競爭力及實力不斷增強，并進一步推動我國機械設計制造行業(yè)的進步和發(fā)展。

3 具體工藝及加工技術研究

3.1 焊接工藝

焊接工藝在制造工藝中極為常見，其主要包括了以下幾種。

（1）氣體保護電焊主要是指在焊接物焊接過程中，充分利用電弧兩側存在的氣體，使其能夠發(fā)揮保護焊接層的作用，而電弧則是焊接過程中的重要能量來源。在實際操作過程中，在電弧周圍形成的氣體即為能夠發(fā)揮保護作用的氣體。另外由于二氧化碳氣體投入成本較少，且極容易提取，目前在現(xiàn)代機械制造行業(yè)中，其作為保護氣體得到廣泛使用。

（2）電阻焊焊接工藝作為重要工藝技術在現(xiàn)代機械制造行業(yè)中，得到廣泛應用，通過焊接物正負級電池連接形成電流的方式，使電流運行過程中，對焊接物周邊環(huán)境及中間位置產(chǎn)生影響，可利用電阻發(fā)熱使焊接物熔化，進而使熔化的焊接物能夠有效連接，進而形成整體。此工藝技術具有操作效率高、應用原理實簡單、應用范圍廣泛等特點。應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

①工藝的熟練運用，充分發(fā)揮其特性，能夠有效提升焊接物質量，進而使現(xiàn)代化機械生產(chǎn)工藝生產(chǎn)效率大幅度提高，對整個機械制造業(yè)的快速發(fā)展起到推動作用。同時此工藝與機械化操作密切相關，通過兩者之間的相互配合，能夠進一步提高機械制造的焊接工藝水平和質量。

②工藝的有效運用，能夠使焊接時間大幅度縮短，焊接效率有效提升，并且能夠降低噪聲，使以往焊接技術應用時所產(chǎn)生的噪聲污染問題得以有效緩解。

③工藝技術具有較高的普適性，能夠不斷拓展其應用范圍和發(fā)展空間，現(xiàn)階段此工藝技術應用領域不僅包括了機械制造領域，同時還包括汽車制造、航天航空等領域。

④在此工藝技術實際應用中，需要對其運行安全隱患、設備造價以及后續(xù)維護等方面進行充分考慮，由于通電加熱過程中，通常需要利用超高壓設備進行熔化焊接，因此其投資成本及后期維護成本較高。

（3）埋弧焊焊接工藝主要利用焊接材料以及燃燒的電弧進行作業(yè)，并使焊接工藝能夠達到行業(yè)相關要求和標準。通常在此工藝技術實際運用過程中，可將其進一步細分為全自動焊接工藝與半自動焊接工藝兩種。前者需要在生產(chǎn)車間對焊接車直接傳送的電弧和焊絲進行焊接作業(yè)，整個作業(yè)過程中能夠最大程度減少人為因素的影響，并且操作流程較為簡單。后者在焊接作業(yè)時，相關技術人員在生產(chǎn)車間利用專業(yè)設備對焊絲和電弧等進行焊接，與前者相較之下，此工藝技術的操作流程較為復雜，并且需要投入更多的財力、物力和人力，同時焊接過程也極容易受到人為因素的影響，焊接質量和效率難以保障，因此在機械制造工藝中，此工藝技術應用率較低。

3.2 精密加工技術

（1）隨著近年來我國機械制造業(yè)的快速發(fā)展，以及先進技術的不斷進步，極大地促進了精密加工技術的應用和發(fā)展。作為新興技術，精密加工技術現(xiàn)階段仍處于發(fā)展及完善階段，可具體細化為精密切削加工技術、超精細研磨精密加工技術、納米技術等。

在現(xiàn)代機械設計制造工藝中，精密切削加工技術能夠對傳統(tǒng)切削技術存在的局限性予以突破，充分發(fā)揮其優(yōu)勢和特點。同時因制造工藝流程存在差異性，相關加工方式也有所不同，因此在實際切削環(huán)節(jié)中，需要根據(jù)被切削對象的加工方式及加工材料，對實際切削速度進行合理確定。

現(xiàn)階段經(jīng)密切削加工技術在我國機械制造領域中得到廣泛應用，同時在實際生產(chǎn)過程中，對操作工具的精密度提出了更高的要求。操作工具包括了簡單的金剛石刀具、復雜的高精度儀器設備等。現(xiàn)階段此技術所運用的切削方式較為多樣，在針對鋁合金、鈦合金、鑄鐵、纖維增強塑料等各種加工材料時，應根據(jù)不同材質，對切削速度進行合理調整。另外此技術在機械設計制造精密加工環(huán)節(jié)中應用，需要根據(jù)機床實際情況，有效控制機床表面光滑度，提升機械制造業(yè)生產(chǎn)質量。需要在切削前，對切削工件加強檢測，并充分利用相關輔助設備，使切削作業(yè)質量得以保證。如在精密切削加工技術應用時，借助激光掃描機等科學設備，通過其輔助作用的充分發(fā)揮，使技術應用成效得以保障。

對機床剛度加強重視，應保證所使用中的機床具備良好的抗振性能，并且在常規(guī)環(huán)境下，機床整體性質不會因機床溫度的變化而發(fā)生改變，否則對于提高加工精密性會存在一定的負面影響。因此在實際應用過程中，應根據(jù)此加工技術的具體要求，對機床進行合理選擇。

隨著機械零件精準度要求的不斷提高，促進了超精密研磨加工技術的發(fā)展和應用，此新型技術對機械精密程度有著極高的要求，在具體加工施工過程中，可采用微量切削的方法，利用較小的切削深度，使切削超精密要求得以有效滿足。

（2）在機械加工制造過程中，通常采用傳統(tǒng)的磨削、研磨技術，而在后期制造過程中，加強了對拋光技術的應用，使傳統(tǒng)加工技術中存在的諸多局限性得以突破，使加工技術精密程度有效提升。根據(jù)現(xiàn)階段我國機械制造行業(yè)的實際發(fā)展情況，相關技術人員、科研人員通過對拋光技術的應用，進一步推動技術改革和創(chuàng)新，在現(xiàn)代化機械制造工藝中，充分發(fā)揮其應用優(yōu)勢，使機械設計需求得以有效滿足。

在硅片加工零件拋光中，通過拋光技術的應用，能夠使研磨過程一次性完成的同時，使傳統(tǒng)研磨流程及加工制作步驟有效簡化，使機械零件生產(chǎn)質量切實提升，并使人力、財力、物力投入大幅度減少。現(xiàn)階段此技術在現(xiàn)代化機械制造行業(yè)中得到廣泛應用，并對機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到促進作用。

通過對研磨、磨削、拋光等工藝的應用，能夠使工件表面質量和加工精度有效提高，其中研磨加工技術通過在研磨工具的表面進行磨料嵌入或者鋪設，并對潤滑劑進行適當添加，使研磨壓力加大，通過磨料的作用，能夠對工件表面的細微處進行切削處理，使工件幾何形狀的準確度、尺寸精確度有效提升。

（3）隨著科學技術的快速發(fā)展，納米技術在各行業(yè)領域中的應用范圍不斷擴大，其中在現(xiàn)代化機械設計制造工藝中，相關技術人員通過對納米技術的引入，對制造工藝進行不斷革新，并進一步提高此技術的應用成效。現(xiàn)階段，在機械制造的精密加工領域中，通過此技術的應用，能夠大幅度提升機械設備的精密性。

在實際應用中，納米技術與其他先進電路設計的有機結合，能夠使其他加工技術無法滿足的小零件加工要求得以實現(xiàn)，同時精密度不斷提高，使零件強度、質量、外觀精美度以及使用壽命等各方面特質更具優(yōu)越性。

在現(xiàn)代化機械設計制造業(yè)發(fā)展過程中，應對精密加工技術情況加強了解和把握，對制造工藝與技術之間的關聯(lián)點加強分析，通過技術的合理運用，進一步為我國機械設計制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到推動作用，使我國機械制造業(yè)的國際市場競爭力不斷提升。

4 結束語

隨著社會經(jīng)濟建設水平的不斷提高，以及全球化發(fā)展的不斷深入，為了增強我國綜合實力，對現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術提出了更高的要求。因此需要對機械設計制造相關技術不斷優(yōu)化和完善，充分發(fā)揮現(xiàn)代機械制造工藝和精密加工技術的應用優(yōu)勢，并使兩者能夠實現(xiàn)共同進步、共同發(fā)展，進而對我國現(xiàn)代化機械設計制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有效保障。