機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)的應(yīng)用分析

丁磊 王永旭 高瑩瑩

摘 要：機(jī)械制造加工技術(shù)水平，是一個(gè)國家制造業(yè)實(shí)力的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)轉(zhuǎn)型的背景下，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)需要不斷更新，滿足高精尖制造業(yè)發(fā)展的需求。在本文的研究中，對(duì)當(dāng)前機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望可以促進(jìn)二者技術(shù)的融合進(jìn)步與應(yīng)用推廣，從而為機(jī)械工業(yè)制造水平的提高，起到一定的參考和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造工藝；高精尖產(chǎn)品；精密加工技術(shù)；精益制造

機(jī)械制造技術(shù)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要技術(shù)支撐，也代表著一個(gè)國家的整體生產(chǎn)力水平。在國際競(jìng)爭(zhēng)加劇的今天，在機(jī)械精密制造領(lǐng)域取得新的突破，將有利于我國打破制造業(yè)發(fā)達(dá)國家的技術(shù)封鎖?，F(xiàn)代汽車制造業(yè)、船舶制造、航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造等一些尖端的機(jī)械制造技術(shù)，都需要運(yùn)用的精密加工技術(shù)，可以說機(jī)械制造和精密加工時(shí)密切聯(lián)系的，更好的利用機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)，才能有效保障我國制造業(yè)水平的整體提升。

1 機(jī)械制造與精密加工技術(shù)的介紹

1.1 機(jī)械制造工藝的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)代科學(xué)研究水平的提升，為機(jī)械制造和精密加工技術(shù)的融合運(yùn)用提供了更多的條件。機(jī)械制造工藝技術(shù)的綜合性強(qiáng)，并且以其全面性和系統(tǒng)性在制造業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。而隨著科研技術(shù)水平的提升，在一些高精尖產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程中，精密加工技術(shù)也能夠得到比較充分的運(yùn)用。

總的來說，機(jī)械制造工藝的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在綜合性強(qiáng)、全面性強(qiáng)以及競(jìng)爭(zhēng)性強(qiáng)等三個(gè)方面。綜合性強(qiáng)就是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)在發(fā)展過程中，與其他技術(shù)相互融合發(fā)展，借鑒一些其他領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得生產(chǎn)的產(chǎn)品更加人性化；全面性強(qiáng)主要是指機(jī)械制造工藝包括的環(huán)節(jié)眾多，產(chǎn)品生產(chǎn)的一系列環(huán)節(jié)，如原材料加工、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)生產(chǎn)等過程，都形成了既定的標(biāo)準(zhǔn)程序，運(yùn)用科學(xué)的技術(shù)工藝，提高效率；競(jìng)爭(zhēng)性強(qiáng)主要指的是，機(jī)械制造技術(shù)工藝的競(jìng)爭(zhēng)范圍廣泛，在一些高新技術(shù)領(lǐng)域，尖端的制造工藝技術(shù)是在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)性。

1.2 精密加工技術(shù)

按照現(xiàn)代的技術(shù)水平，精密加工是指是指加工精度在1～0.1μm，加工材料的表面粗糙度為Ra0.1～0.01μm的加工技術(shù)，不過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步而不斷提高。總得來說現(xiàn)代精密加工技術(shù)已經(jīng)在應(yīng)用發(fā)展中，為機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步，提供了很多的技術(shù)支持，一些特殊的精細(xì)產(chǎn)品，通過精密加工技術(shù)才能順利生產(chǎn)。按照精密加工技術(shù)的分類標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)階段可以大致分為精密切削技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、超精密研磨技術(shù)、模具成型技術(shù)以及納米技術(shù)等。

2 精密超精密加工技術(shù)在微機(jī)械制造中的應(yīng)用

2.1 微型加工設(shè)計(jì)制造技術(shù)

2.1.1主軸部件

微型加工設(shè)備中以微型主軸為重要的核心部件，支承元件部分通過選取高精度氣體靜壓軸承、高精度微小滾動(dòng)軸承等，驅(qū)動(dòng)元件部分選取自裝式微小直流電極確保主軸回轉(zhuǎn)的高精度與高轉(zhuǎn)速，同時(shí)需要令主軸各系統(tǒng)元件轉(zhuǎn)化成有限元模型，有限元分析主軸系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)狀況，在這一前提條件下，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)原理對(duì)主軸系統(tǒng)展開結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到主軸不僅能夠符合性能要求，還能夠維持經(jīng)重量、低耗能的目的。

2.1.2進(jìn)給部件

雙向進(jìn)給部件同樣是微型加工設(shè)備中一個(gè)重要的部件。通過應(yīng)用常規(guī)滾珠絲杠定位方案，能夠?qū)⒍ㄎ痪忍幱?.1μm。另一種可行方案為選取二維X-Y微動(dòng)工作臺(tái)，驅(qū)動(dòng)元件選取雙向壓電陶瓷，作用于制動(dòng)彈性步驟，結(jié)合位移提升理念促使位移提升，達(dá)到雙向各100μm行程微量進(jìn)給的目的，定位精度同樣為0.1μm。

2.1.3導(dǎo)軌部件

微型加工設(shè)備重要的部件還有進(jìn)給導(dǎo)軌部件，通過選取液體靜壓導(dǎo)軌、氣體靜壓導(dǎo)軌等導(dǎo)軌部件，能夠有效確保進(jìn)給導(dǎo)軌的精度。導(dǎo)軌的精度對(duì)加工部件的靈敏度、精確度有著直接的影響，所以要運(yùn)用超級(jí)精密加工技術(shù)，使其達(dá)到相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.1.4微細(xì)切削與磨削

為了確保微細(xì)切削環(huán)節(jié)測(cè)量開展的有效性，應(yīng)當(dāng)開發(fā)引用一組一體化微小刀架，這一刀架不僅應(yīng)當(dāng)附帶夾持刀具功效，還應(yīng)當(dāng)有著微切削刀測(cè)量的作用，以對(duì)切削環(huán)節(jié)展開實(shí)時(shí)的監(jiān)管控制。在一體化微小刀架應(yīng)用前提下，開展一體化微小刀架精密切削銅、鋁等金屬的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合加工實(shí)踐行為，考核、測(cè)評(píng)微型加工設(shè)備的整體性能情況。另一方面還可以采用超精密磨床、ELID技術(shù)對(duì)微小部件開展超精密磨削測(cè)驗(yàn)。

2.2 微型裝配

根據(jù)微小部件的屬性特征，對(duì)其定位裝置及裝夾展開研究分析，以展開精確定位控制系統(tǒng)研究。尺寸和形位精度可用電子測(cè)微儀、電感測(cè)微儀、電容測(cè)微儀、自準(zhǔn)直儀和激光干涉儀來測(cè)量。表面粗糙度可用電感式、壓電晶體式表面形貌儀等進(jìn)行接觸測(cè)量，或用光纖法、電容法、超聲微波法和隧道顯微鏡法進(jìn)行非接觸測(cè)量。表面應(yīng)力、表面變質(zhì)層深度、表面微裂紋等缺陷，可用X光衍射法、激光干涉法等來測(cè)量。通過微型裝配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)微小部件的裝配控制，保證其在實(shí)際運(yùn)營過程中，不發(fā)生位移或者松動(dòng)，降低磨損程度，延長使用壽命。

2.3 環(huán)境控制

運(yùn)用精密加工技術(shù)對(duì)微小部件進(jìn)行加工時(shí)，需要做好環(huán)境控制。一般要達(dá)到超穩(wěn)定環(huán)境條件，其中必要的四個(gè)方面如恒溫、防振、超凈和恒濕等。環(huán)境溫度可根據(jù)加工要求控制在±1℃～±0.02℃，甚至達(dá)到±0.0005℃。在恒溫室內(nèi)，一般濕度應(yīng)保持在55%～60%，防止機(jī)器的銹蝕、石材膨脹，以及一些儀器，如激光干涉儀的零點(diǎn)漂移等。潔凈度要求1000～100級(jí)。

3 結(jié)語

現(xiàn)代機(jī)械制造工藝內(nèi)容十分豐富，千變?nèi)f化，本文僅僅分析了其中一部分內(nèi)容，現(xiàn)代機(jī)械制造工藝存在三大重點(diǎn)構(gòu)成因素，分別是效率顯著提升的加工水平全面脫離傳統(tǒng)的加工機(jī)制；完全現(xiàn)代機(jī)械化加工技術(shù)，有效脫離人力輸出前提；生產(chǎn)流水線促進(jìn)促進(jìn)加工速率提升，加快了現(xiàn)代機(jī)械制造率。在精密加工技術(shù)應(yīng)用方面，現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與其整體環(huán)節(jié)是呈現(xiàn)相輔相成關(guān)系的，因此若想要實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)現(xiàn)，就務(wù)必要利用其相互促進(jìn)這一點(diǎn)。

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