現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)

李明

摘要：現(xiàn)代機(jī)械制造不但運(yùn)用電子、計(jì)算機(jī)、激光加工技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行控制與處理，而且融入高新技術(shù)在刀模具的切削過程和加工機(jī)理之中。機(jī)械制造行業(yè)在滿足社會(huì)實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，還要實(shí)現(xiàn)技術(shù)的與時(shí)俱進(jìn)，增強(qiáng)機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)的現(xiàn)代性，從而滿足現(xiàn)代機(jī)械制造的具體要求。傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝卻難以滿足機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需求，對(duì)行業(yè)發(fā)展造成限制影響。因此，為有效解決這一問題，為我國機(jī)械制造領(lǐng)域注入新的發(fā)展活力，本文對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械制造工藝;精密加工技術(shù);主要特點(diǎn)

1 ?現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)的關(guān)系

機(jī)械制造是機(jī)械廠商向用戶或市場(chǎng)提供成品機(jī)械產(chǎn)品，將機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案加以可視化、成品化呈現(xiàn)的過程。近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)模式、生產(chǎn)技術(shù)的革新，對(duì)各類機(jī)械設(shè)備的制造精度、整體性能、產(chǎn)品質(zhì)量不斷提出新的要求。雖然機(jī)械制造行業(yè)迎來時(shí)代發(fā)展浪潮，但傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝的生產(chǎn)模式較為僵化、落后，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目的，滿足使用需求?，F(xiàn)代機(jī)械制造工藝應(yīng)運(yùn)而生，有效滿足了企業(yè)與用戶的機(jī)械產(chǎn)品使用需求。精密加工技術(shù)是產(chǎn)品加工精度與表面光潔度較高的各項(xiàng)精加工工藝。精密加工技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造工藝體系中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，將原有機(jī)械制造與加工基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新而成，二者具有極為緊密的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。

2 ?現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)的主要特點(diǎn)

2.1 相互關(guān)聯(lián)性

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和生產(chǎn)線中，機(jī)械制造工藝得到了充分體現(xiàn)，且與多數(shù)生產(chǎn)步驟和工藝流程聯(lián)系密切，常見關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)為產(chǎn)品升級(jí)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造等等。如若其中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在技術(shù)問題或出現(xiàn)生產(chǎn)事故，都將對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造工藝的應(yīng)用造成影響。

2.2 系統(tǒng)性

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、精密加工技術(shù)以及現(xiàn)代機(jī)械制造工藝三者之間的內(nèi)在邏輯、整體性結(jié)構(gòu)之間都有著較為明顯的銜接性。在出現(xiàn)各類生產(chǎn)問題時(shí)，都將對(duì)三者所保持的穩(wěn)定平衡關(guān)系造成影響，進(jìn)而對(duì)其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)、產(chǎn)品加工精度、機(jī)械制造質(zhì)量等造成程度不一的影響。例如，現(xiàn)代機(jī)械制造工藝是由傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)與專業(yè)學(xué)科融合組成，并非獨(dú)立的技術(shù)體系，與生產(chǎn)線、精密加工技術(shù)共同組成現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)體系。

2.3 全球性

國內(nèi)外現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)在具體發(fā)展方向、技術(shù)原理、應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)、技術(shù)特征等層面上存在差異，既有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也普遍存在一定的技術(shù)問題。而在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展時(shí)代背景下，為進(jìn)一步提高機(jī)械制造質(zhì)量、效率與產(chǎn)品加工精度，切實(shí)強(qiáng)化機(jī)械制造能力，國內(nèi)外機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)體系之間呈現(xiàn)出相互融合、共同探索與發(fā)展的趨勢(shì)，有效兼容了不同技術(shù)體系的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，這也是技術(shù)全球化發(fā)展的主要表現(xiàn)形式之一。

3 ?現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝

3.1.1 電阻焊工藝 ?電阻焊指通過電極，向所組合的工件施加電阻熱影響，工件與電極接頭處在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，在高溫條件下，工件接頭處逐漸熔化、保持塑形狀態(tài)，并在工件結(jié)合面上形成大量共同晶粒。隨后，切斷電極與工件的接觸，工件溫度持續(xù)降溫，由塑性狀態(tài)逐漸恢復(fù)至正常狀態(tài)。目前來看，應(yīng)用較為常見的電阻焊工藝為對(duì)焊、縫焊、點(diǎn)焊及凸焊。電阻焊工藝具有焊接步驟簡(jiǎn)單、無需使用額外焊接材料、生產(chǎn)效率高、不會(huì)產(chǎn)生有害氣體與噪音等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但是在電阻焊工藝實(shí)際應(yīng)用中，焊接質(zhì)量的檢測(cè)難度較大，難以精確掌握工件焊接處的內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況與缺陷特征，普遍采用有損檢測(cè)技術(shù)。同時(shí)，在應(yīng)用點(diǎn)焊、縫焊兩項(xiàng)電阻焊工藝時(shí)，會(huì)增加工件重量。

3.1.2 埋弧焊工藝 ?埋弧焊是使電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接，這項(xiàng)工藝分為自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊。其中，自動(dòng)焊指，由機(jī)械設(shè)備自動(dòng)開展引燃電弧、送入焊絲、電弧沿焊接方向移動(dòng)、焊接收尾等作業(yè)。而半自動(dòng)焊指，由機(jī)械設(shè)備自動(dòng)松緊焊絲，并替代人工完成一些較短或是彎曲焊縫的焊接作業(yè)。同時(shí)，由人工開展電弧移動(dòng)作業(yè)。埋弧焊工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中，具有焊縫質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、作業(yè)安全等優(yōu)勢(shì)，并不會(huì)產(chǎn)生弧光輻射與大量煙塵，被廣泛應(yīng)用于焊接各種鋼板結(jié)構(gòu)。

3.1.3 氣體保護(hù)焊接工藝 ?該工藝是通過使用某種氣體為保護(hù)氣體、電弧介質(zhì)。在常規(guī)焊接工藝應(yīng)用過程中，焊絲端頭熔化金屬難以保持較高平衡性的軸向自由過渡。針對(duì)這一問題，對(duì)保護(hù)氣體的使用，將有效控制焊絲端頭金屬的飛濺程度、形成良好焊縫，并獲得無內(nèi)部缺陷的高質(zhì)量焊接接頭。目前來看，應(yīng)用最為常見的保護(hù)氣體為二氧化碳，這類氣體的成本低、易生產(chǎn)。與其他焊接工藝相比，氣體保護(hù)焊接工藝逐漸成為黑色金屬材料的重要焊接方法之一，具有焊接成本低、焊后變形量小、焊接飛濺少、操作簡(jiǎn)單、焊縫抗裂性能良好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢(shì)。

3.2 精密加工技術(shù)

3.2.1 納米技術(shù) ?納米技術(shù)指，使用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的一項(xiàng)加工技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)由動(dòng)態(tài)科學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系加以結(jié)合產(chǎn)生，主要研究結(jié)構(gòu)尺寸在1納米至100納米區(qū)間范圍內(nèi)材料性質(zhì)與物質(zhì)制造的一項(xiàng)制造技術(shù)。在現(xiàn)代機(jī)械制造領(lǐng)域中，納米技術(shù)也泛指達(dá)到納米級(jí)精度的加工技術(shù)。在超精密加工過程中，傳統(tǒng)的磨削、切削等加工技術(shù)難以開展納米級(jí)加工作業(yè)，加工精度無法得到有效保證。而對(duì)納米加工技術(shù)的應(yīng)用，可快速、精準(zhǔn)切斷原子間的結(jié)合，產(chǎn)生超過位置原子間結(jié)合能的能量，將其用于切斷原子間結(jié)合，以達(dá)到精密加工目的。近年來，納米加工技術(shù)體系不斷完善，且隨著電子束光刻技術(shù)的問世，納米加工技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中已得到大規(guī)模應(yīng)用，既可以有效去除微米級(jí)與納米級(jí)表層材料，也可以做到對(duì)單個(gè)原子的扭遷、去除與重組。

3.2.2 精密研磨技術(shù) ?對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)磨料密度分布的有效控制，并基于固著磨料研磨特性，以及工件磨具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡密度分布，從而針對(duì)性設(shè)計(jì)、調(diào)整磨具的磨料密度分布，進(jìn)一步提高磨具面型加工精度。簡(jiǎn)單來講，則是有效掌握工件受力情況與運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而構(gòu)建工件受力平衡微分方程，根據(jù)工件與磨具間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡密度分布情況，設(shè)計(jì)磨料密度分布。精密研磨技術(shù)有效解決了傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中，所存在的加工效率低、加工成本過高、加工質(zhì)量不穩(wěn)定等一系列問題，且這項(xiàng)技術(shù)較為成熟，已得到大范圍推廣與應(yīng)用。

3.2.3 精密切削技術(shù) ?這項(xiàng)技術(shù)是在表面質(zhì)量以及加工精度領(lǐng)域達(dá)到極高水平的加工技術(shù)。從本質(zhì)角度來看，精密切削技術(shù)與傳統(tǒng)切削技術(shù)并無根本性區(qū)別，均為操縱刀具，對(duì)材料開展剪切斷裂、摩擦擠壓以及滑移的生產(chǎn)加工過程。但與之相比，精密切削技術(shù)采取微量切削方式，切屑形成過程較為特殊、且切削深度較小。可根據(jù)刀具刃口圓弧處被加工材料的質(zhì)點(diǎn)受力情況，選擇合理的切削方法。

3.2.4 微機(jī)械技術(shù) ?微機(jī)械技術(shù)是利用平板印刻術(shù)、蝕刻技術(shù)等半導(dǎo)體技術(shù)，專用于設(shè)計(jì)、制造微米級(jí)領(lǐng)域內(nèi)的微米尺寸力學(xué)元件。自上世紀(jì)六十年代起，微電子機(jī)械制造技術(shù)理論被提出，并采用硅微加工方法制作控制器、傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備，將其在一個(gè)微小幾何空間內(nèi)加以集成，期望大規(guī)模生產(chǎn)造價(jià)成本較為低廉且自動(dòng)化與智能化程度較高的微電子機(jī)械設(shè)備。而隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷完善，微機(jī)械技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中已逐漸展露出廣闊的應(yīng)用前景，所制造的電磁微電機(jī)具有其它電機(jī)設(shè)備無法比擬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。根據(jù)結(jié)構(gòu)幾何尺寸，將微機(jī)械分為微小機(jī)械、微型機(jī)械。

4 ?結(jié)語

綜上所述，在新時(shí)代背景下，對(duì)各項(xiàng)現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)的應(yīng)用，是推動(dòng)我國機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)展與技術(shù)革新的主要途徑，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，各企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械制造工藝、精密加工技術(shù)的重視程度、研發(fā)及應(yīng)用力度，不斷提升機(jī)械制造水平，切實(shí)符合現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。

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