現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)探討

吳秋梅

摘 要：隨著我國(guó)高新科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)上出現(xiàn)的產(chǎn)品在其品質(zhì)和結(jié)構(gòu)方面的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升?，F(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)在當(dāng)代的機(jī)械制造方面也得到了不斷的創(chuàng)新和提升，也對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了很大的貢獻(xiàn)。但是不可否認(rèn)，我國(guó)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有一定差距。本文主要從現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)的概念和特點(diǎn)出發(fā)，分析了精密加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的主要應(yīng)用，希望能對(duì)我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化機(jī)械 設(shè)計(jì)制造工藝 精密加工技術(shù)

Discussion on Modern Machinery Design and Manufacturing Technology and Precision Processing Technology

Wu Qiumei

Abstract：With the continuous development of our country's high-tech science and technology， the standards of products appearing in the society in terms of their quality and structure are also constantly improving. Modern machinery design and manufacturing technology and precision processing technology have also been continuously innovated and improved in contemporary machinery manufacturing， and have also made great contributions to our country's economic development. But it is undeniable that our country still has a certain gap with developed countries in mechanical design and manufacturing. This article mainly starts from the concept and characteristics of modern machinery design and manufacturing technology and precision processing technology， and analyzes the main application of precision processing technology in mechanical design and manufacturing， hoping to have a certain reference for our country's mechanical design and manufacturing industry.

Key words：modern machinery， design and manufacturing technology， precision machining technology

1 引言

隨著生活條件的不斷提高，機(jī)械制造業(yè)對(duì)零件的精密度要求也越來(lái)越高，這也意味著機(jī)械設(shè)計(jì)制造有更多的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。機(jī)械的設(shè)計(jì)制造是高質(zhì)量工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，目前很多精密加工技術(shù)被工業(yè)企業(yè)應(yīng)用在現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝中，這大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品的缺陷，提高了生產(chǎn)效率，也獲得了更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)的含義

2.1 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝

現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝一般可以從兩個(gè)方面進(jìn)行分析，首先是我們常聽到的自動(dòng)化技術(shù)，這些自動(dòng)化技術(shù)主要在中小型的機(jī)械制造過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。另一部分是切削技術(shù)，切削技術(shù)又包括加工機(jī)器的切削技術(shù)和利用某些特殊的切削工具對(duì)某種機(jī)械原件的內(nèi)部進(jìn)行加工。對(duì)建筑工程而言，機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝可以為他們提供精密的測(cè)量?jī)x器和施工設(shè)備，從而方便施工的順利進(jìn)行。而提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的工藝，則可以保證施工過(guò)程中設(shè)備的精確運(yùn)行，提高建筑工程最終的完成質(zhì)量。

另外現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝相比，增加了信息技術(shù)的應(yīng)用，比如信息的自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)字信息技術(shù)和機(jī)械的自動(dòng)化設(shè)備。因此現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝能在設(shè)計(jì)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的智能化，從而將機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工業(yè)產(chǎn)品的檢測(cè)和維修融為一體，大大減少了機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中的勞動(dòng)力投入。另外，運(yùn)用信息化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)不僅能使機(jī)械設(shè)計(jì)與制造順利展開，而且還能順應(yīng)當(dāng)今時(shí)代的環(huán)保節(jié)能號(hào)召，利用機(jī)械制造的現(xiàn)代化手段，在生產(chǎn)機(jī)械的過(guò)程中提高工業(yè)產(chǎn)品的節(jié)能性和環(huán)保性，從而使機(jī)械制造業(yè)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

2.2 精密加工技術(shù)

精密加工技術(shù)在我國(guó)的建筑工程中有非常重要的作用，它們很好的推動(dòng)工程的展開，對(duì)我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)有很大的推動(dòng)作用。近年來(lái)精密加工技術(shù)也受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，而且精密加工技術(shù)不僅能在機(jī)械制造方面發(fā)揮重要作用，也對(duì)我國(guó)工業(yè)的科研發(fā)展有巨大幫助。將精密加工技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，可以大大提高工業(yè)產(chǎn)品的精密度，提高機(jī)械生產(chǎn)的品質(zhì)和效率。總的來(lái)說(shuō)精密加工技術(shù)就是在現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝中加入先進(jìn)的信息化技術(shù)手段，提高機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的精確性。雖然目前很多產(chǎn)業(yè)在大多數(shù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都應(yīng)用了精密加工技術(shù)，但是精密加工技術(shù)的合理應(yīng)用仍是目前機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。由于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造良好的發(fā)展前景，會(huì)造成激烈的機(jī)械行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，這也意味著對(duì)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)也在不斷加大。但是從我國(guó)目前機(jī)械行業(yè)的發(fā)展來(lái)看，機(jī)械制造設(shè)施仍沒有達(dá)到應(yīng)有的重視度，這就導(dǎo)致工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的硬件條件達(dá)不到理想要求。沒有過(guò)硬的生產(chǎn)設(shè)施支持生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品，將會(huì)失去產(chǎn)品的內(nèi)在靈魂和改進(jìn)動(dòng)力，因此精密加工技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝的核心和關(guān)鍵。

3 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)的主要特點(diǎn)

3.1 系統(tǒng)性

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝其精密加工技術(shù)的快速發(fā)展，不僅是以各個(gè)行業(yè)的新技術(shù)為發(fā)展支撐，同時(shí)它也為多個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐和設(shè)備支撐。機(jī)械制造業(yè)與其他行業(yè)的系統(tǒng)性關(guān)系體現(xiàn)了其綜合、先進(jìn)、跨區(qū)域的特點(diǎn)，而近些年機(jī)械制造技術(shù)之所以能夠快速發(fā)展，主要是因?yàn)榻Y(jié)合其他行業(yè)的機(jī)械加工制造業(yè)的加工流程更加科學(xué)合理，使得產(chǎn)品的生產(chǎn)效率得到提高，當(dāng)然機(jī)械設(shè)計(jì)制造的系統(tǒng)性也發(fā)揮了很大作用。機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的系統(tǒng)性主要體現(xiàn)在將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及傳感等多種技術(shù)綜合在一起，從而使得機(jī)械加工產(chǎn)品在質(zhì)量上得到強(qiáng)有力的保證。

3.2 連續(xù)性

現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的發(fā)展是精密加工技術(shù)發(fā)展的前提，而精密加工技術(shù)的發(fā)展，又提高了現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造的質(zhì)量。他們之間有很多通用的技術(shù)和共同特點(diǎn)，具有很好的關(guān)聯(lián)性和貫穿性。機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝不僅包括在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，具體步驟的合理規(guī)劃和具體產(chǎn)品的生產(chǎn)加工，同時(shí)也囊括了機(jī)械加工的先進(jìn)理念、市場(chǎng)的發(fā)展方向和未來(lái)機(jī)械制造的趨勢(shì)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開精密加工技術(shù)的支撐，只有先進(jìn)的精密加工技術(shù)才能提高機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，滿足以上目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)前提。另外精密加工技術(shù)已經(jīng)滲透到了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)。無(wú)論是機(jī)械產(chǎn)品前期的研發(fā)和設(shè)計(jì)，還是中期機(jī)械產(chǎn)品具體的生產(chǎn)加工以及后續(xù)的銷售等環(huán)節(jié)，我們都可以看到先進(jìn)的精密加工技術(shù)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的重要影響。

3.3 適應(yīng)性

機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝，一直在不斷地進(jìn)步和發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)涌現(xiàn)出許多先進(jìn)的機(jī)械加工技術(shù)。這些新技術(shù)在加工環(huán)節(jié)上，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)所帶來(lái)的安全隱患問(wèn)題，并且終將取代傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)。因此現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)的發(fā)展應(yīng)符合時(shí)代發(fā)展的潮流，符合工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。把握好機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝及精密加工技術(shù)的適應(yīng)性，將會(huì)對(duì)加工技術(shù)的進(jìn)一步提升，加工技術(shù)的不斷更新有重要意義，同時(shí)也會(huì)對(duì)我國(guó)的制造行業(yè)帶來(lái)新的生機(jī)與活力。

4 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)的探討

4.1 切剝技術(shù)

切剝技術(shù)針對(duì)的主要是機(jī)械制造過(guò)程中需要的原料，是對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理的一道重要工序，切剝精度對(duì)機(jī)械制造的后期工序有很大意義，精密度越高越高，越有利于后續(xù)機(jī)械制造工序的進(jìn)行。因此，提高精密加工技術(shù)對(duì)切剝技術(shù)尤為重要。一般來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)上機(jī)械加工原材料的規(guī)格大小是沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的，為了滿足現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝自動(dòng)化的要求，需要對(duì)機(jī)械加工原材料進(jìn)行預(yù)處理，即將原材料先進(jìn)行一定要求的切割，處理成形狀大小統(tǒng)一的材料，這有利于機(jī)械加工制造生產(chǎn)線的順利進(jìn)行?，F(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程中需要嚴(yán)格把控機(jī)械材料的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，但是，傳統(tǒng)的切割技術(shù)在精密度方面仍有一些缺陷。傳統(tǒng)切割方式在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的情況下會(huì)造成刀片位置的改變，也會(huì)導(dǎo)致刀片鋒利度的降低，因此需要定期進(jìn)行刀片的更換，否則將會(huì)影響產(chǎn)品的最終使用效果。精密切剝技術(shù)在很大程度上能避免這種問(wèn)題的發(fā)生，如激光切剝技術(shù)的應(yīng)用。激光切剝技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中能準(zhǔn)確控制激光在產(chǎn)品中應(yīng)用的位置和深度，確保同一批次的機(jī)械產(chǎn)品符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，將精密切剝技術(shù)與現(xiàn)代化信息技術(shù)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，通過(guò)操控計(jì)算機(jī)來(lái)達(dá)到智能的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝，從而能更好地提高產(chǎn)品的精密度。

4.2 研磨技術(shù)

研磨程度針對(duì)的主要是已成型產(chǎn)品的表面光滑度，通過(guò)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的表面進(jìn)行拋光、打磨處理，降低產(chǎn)品的粗糙度，使光滑度符合產(chǎn)品要求。比如在生產(chǎn)特定要求的硅芯片時(shí)，一般要求芯片表面粗糙度在0.1cm-0.2cm之間，從而保證一定的光滑度。不同機(jī)械產(chǎn)品之間需要不同的粗糙度，傳統(tǒng)的研磨技術(shù)應(yīng)用的是統(tǒng)一的生產(chǎn)設(shè)備，無(wú)法滿足不同產(chǎn)品的不同要求。因此在實(shí)際生產(chǎn)不同粗糙度標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，需要通過(guò)不斷調(diào)整設(shè)備來(lái)滿足實(shí)際的機(jī)械生產(chǎn)要求，但是這種做法就大大降低了機(jī)械生產(chǎn)的效率。因此，將精密加工技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械研磨過(guò)程中可以很好的彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)。精密加工技術(shù)可以準(zhǔn)確控制機(jī)械加工零件的粗糙度，通過(guò)調(diào)整打磨轉(zhuǎn)數(shù)生產(chǎn)不同批次及不同標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械產(chǎn)品，從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)與制造公益的生產(chǎn)效率，減少資金投入。在當(dāng)今的機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品粗糙度的要求也越來(lái)越高。而精密加工技術(shù)應(yīng)用到研磨過(guò)程中會(huì)使機(jī)械產(chǎn)品表面更加細(xì)致，達(dá)到傳統(tǒng)技術(shù)不能完成的研磨精度。另外，利用磁懸浮原理進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品打磨，也是一個(gè)重要的發(fā)展方向。機(jī)械設(shè)備與機(jī)械產(chǎn)品沒有直接的接觸，只是單純的借助磁力進(jìn)行產(chǎn)品打磨，不僅能提高產(chǎn)品的精密度，而且還會(huì)減少設(shè)備的損耗，延長(zhǎng)設(shè)備的使用有效期。

4.3 微機(jī)械技術(shù)

微機(jī)械技術(shù)是相對(duì)于傳統(tǒng)的大型機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備而言的，它適用于小規(guī)模的機(jī)械生產(chǎn)與制造。相較而言微機(jī)械技術(shù)有更加快速的響應(yīng)速度，操作方便，在目前的機(jī)械產(chǎn)品中也得到了廣泛的應(yīng)用。為這些技術(shù)彌補(bǔ)了大型機(jī)械設(shè)備的缺陷，能夠生產(chǎn)一些大型設(shè)備無(wú)法完成的機(jī)械產(chǎn)品，使生產(chǎn)的零件更加精細(xì)。而且為這些技術(shù)能準(zhǔn)確控制機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用的芯片和零件的精密度，減少外界因素對(duì)機(jī)械電子設(shè)備電阻率的影響。另外微機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝中信息的捕捉能力更強(qiáng)，突發(fā)事件的反應(yīng)速度更快，生產(chǎn)效率也更高。

4.4 納米技術(shù)

納米技術(shù)是將物理學(xué)與納米工程等多種學(xué)科進(jìn)行整體綜合，從而提高機(jī)械制造過(guò)程中產(chǎn)品的精密度。將一個(gè)納米級(jí)的線條刻畫在納米硅片上的精準(zhǔn)技術(shù)也已經(jīng)得到了實(shí)現(xiàn)，這也意味著納米技術(shù)在我國(guó)信息儲(chǔ)存方面也發(fā)揮了重大作用，這對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝的精準(zhǔn)加工有重要幫助。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著近些年來(lái)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)于現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精準(zhǔn)加工技術(shù)的要求也越來(lái)越高。這也意味著精準(zhǔn)加工技術(shù)需要廣泛應(yīng)用在機(jī)械加工所需要的設(shè)備及技術(shù)之中，從而提高企業(yè)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力以及我國(guó)工業(yè)制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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