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

陳淑亮

摘要：隨著人們生活水平的提升，人們對產(chǎn)品的性能及造型要求也在不斷提升。因此，在產(chǎn)品加工過程中需要不斷提升精密度，同時開發(fā)與應(yīng)用先進(jìn) 的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，將現(xiàn)代化的機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)和精密加工技術(shù)充分應(yīng)用于制造行業(yè)，從而不斷提升我國的機(jī)械制造水平，提升我國機(jī)械制造行業(yè)的競爭力，推動我國機(jī)械制造行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。本文對現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計;制造工藝;精密加工

引言

科技進(jìn)步可以不斷推動工業(yè)發(fā)展，現(xiàn)如今在科技發(fā)展的時代浪潮下，機(jī)械設(shè)計制造工藝和加工技術(shù)向著自動化、智能化方向發(fā)展，促進(jìn)現(xiàn)代工 業(yè)的發(fā)展。自動化智能化的機(jī)械制造技術(shù)，可以提高生產(chǎn)制造的效率，提 高機(jī)械設(shè)計與制造的質(zhì)量。合理利用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)，可以有效推進(jìn) 相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在我國的機(jī)械設(shè)計制造工藝還存在不足，尤其是一些 重要設(shè)備的技術(shù)，需要繼續(xù)加大研究投入，努力發(fā)展機(jī)械制造業(yè)。

1 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造工藝概述

現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造工藝主要分為兩個方面：一是制造中小型機(jī)械的 自動化技術(shù);二是采取特殊切削技術(shù)對機(jī)械內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行加工。與傳統(tǒng)的 機(jī)械制造技術(shù)相比，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)引入了自動化技術(shù)、信息化 技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計自動化及工藝智能化生產(chǎn)，充分解放了人的大腦與雙 手，同時提升了生產(chǎn)加工過程中的節(jié)能效果，成為實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械制造行業(yè) 健康穩(wěn)定發(fā)展的重要因素。

2 精密加工流程

機(jī)械生產(chǎn)加工的零件種類繁雜，尺寸、外形、用途等千差萬別，因此 需要加強(qiáng)精密化生產(chǎn)，以保證機(jī)械質(zhì)量，滿足機(jī)械生產(chǎn)要求，降低機(jī)械加 工損耗。一般精密加工的流程如下：首先，做好精密加工的前期準(zhǔn)備工作，全面深入了解機(jī)械加工制造產(chǎn)品的工藝流程，并掌握不同機(jī)械的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);其次，了解機(jī)械制造加工過程和機(jī)械設(shè)計工藝用到的零件型號、位置、性 能、匹配度以及缺陷等，以保證加工制造的精度，降低生產(chǎn)損耗率;最后，在之后的加工流程中，不僅要具備主要生產(chǎn)工藝，還需要配備輔助措施，以保證機(jī)械工藝質(zhì)量水平，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計制造體系的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)的特點(diǎn)

3.1 有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性

機(jī)械設(shè)計制造行業(yè)要考慮的事情比較復(fù)雜，不僅要注重機(jī)械設(shè)計制造 過程，還要關(guān)心原材料和產(chǎn)品的銷售問題。任何一個環(huán)節(jié)出了問題都會影 響到整個生產(chǎn)過程。所以想要提高機(jī)械制造行業(yè)的競爭力，不能只注重機(jī) 械制造技術(shù)，還要看每一個環(huán)節(jié)是否順利實(shí)施。當(dāng)然機(jī)械設(shè)計制造工藝以 及加工技術(shù)是非常重要的環(huán)節(jié)。

3.2 有很強(qiáng)的系統(tǒng)性

機(jī)械產(chǎn)品的任何一個部位出現(xiàn)問題會導(dǎo)致整體的問題，所以機(jī)械設(shè)備 注重整體的一致，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性。機(jī)械的生產(chǎn)制造過程中要注意系統(tǒng) 性，用尖端的科學(xué)技術(shù)串聯(lián)起生產(chǎn)制造的整個階段。機(jī)械加工技術(shù)之所以 發(fā)展迅速主要是其加工流程合理，產(chǎn)品生產(chǎn)效率高，還有其系統(tǒng)化的特點(diǎn) 也尤為重要，包含計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、傳感技術(shù)、現(xiàn)代 系統(tǒng)管理技術(shù)等多種技術(shù)的綜合，只有這樣才能對產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量有所 保證。

4 精密加工工藝技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計與制造中的應(yīng)用

4.1 微機(jī)械技術(shù)

微機(jī)械技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計加工制造應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，機(jī)械設(shè) 計與制造不僅要對制造材料、加工以及包裝等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格及控制，最關(guān)鍵的是把控加工環(huán)節(jié)。為了保證機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量，需要運(yùn)用先進(jìn) 的控制技術(shù)，微機(jī)械技術(shù)作為一種新型控制技術(shù)，可以說為機(jī)械設(shè)計與制 造提供了新鮮的動力。與傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)相比較，微機(jī)械技術(shù)具有速度 快、操作簡單、精準(zhǔn)度高等多方面優(yōu)勢。比如，在電子電器以及靜電動機(jī) 的生產(chǎn)過程中，其采用的就是微機(jī)械技術(shù)，尤其是微驅(qū)動器，由于微機(jī)械 產(chǎn)品規(guī)模非常小，但是其信息容量強(qiáng)大，被應(yīng)用微型電子元件和部件加工 制造當(dāng)中?，F(xiàn)階段，最常見的應(yīng)力檢測、速度變化率等機(jī)械元件，就是應(yīng) 用微機(jī)械技術(shù)加工出來的機(jī)械產(chǎn)品。由于這類產(chǎn)品對精密性要求十分高，不僅需要應(yīng)用微機(jī)械技術(shù)，還需要能力傳輸和控制技術(shù)等多門技術(shù)的協(xié)調(diào) 配合操作，才可以達(dá)到如此高的精準(zhǔn)度，才可以滿足機(jī)械產(chǎn)品的精準(zhǔn)度的需求。

4.2 研磨技術(shù)

研磨技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計與制造加工不可缺少的一種技術(shù)，在現(xiàn)代機(jī) 械設(shè)計與制造過程中最關(guān)鍵的就是加工過程，加工水平直接影響著產(chǎn)品質(zhì) 量。研磨技術(shù)一般被應(yīng)用到硅片生產(chǎn)加工領(lǐng)域中，一般情況下，由于硅片 表面比較粗糙，所以在加工之前需要對其進(jìn)行研磨和拋光處理，以保證硅 片表面光澤度在 0.1 和 0.2 之間，再運(yùn)用研磨技術(shù)對外觀進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整，這 樣才可以滿足生產(chǎn)需求。由于時代經(jīng)濟(jì)合科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對機(jī)械制 造產(chǎn)品的要求越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)的研磨技術(shù)已經(jīng)無法滿足時代發(fā)展需求，在這種情況下，精密研磨技術(shù)開始被應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)制造領(lǐng)域當(dāng)中。當(dāng)前，精密研磨技術(shù)有很多種類，被應(yīng)用到機(jī)械制造生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，比如彈性 發(fā)射處理研磨、機(jī)械化學(xué)研磨以及流壓型懸浮研磨托，這些精密研磨技術(shù) 與傳統(tǒng)研磨技術(shù)最大的區(qū)別就是，在加工的過程中避免對于產(chǎn)品直接接觸，減少研磨設(shè)備對工件產(chǎn)品表面的損害程度，以此提高產(chǎn)品表面的光滑度，滿足市場精準(zhǔn)度的需求。

4.3 精密與超精密加工技術(shù)

超精密研磨加工技術(shù)主要應(yīng)用于精密器件的加工，尤其是廣泛應(yīng)用于 集成電路超精密基板硅片等精密器件的加工。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)集成電路拋光 及研磨技術(shù)均不符合基板硅片的處理要求，集成電路需原子級的拋光研磨 技術(shù)輔助處理。當(dāng)今時代，集成電路技術(shù)飛速發(fā)展，使得集成電路超精密 彈性發(fā)射研磨技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)獲得了大幅改進(jìn)，助推了超精密研磨工 作的有效開展，為提升基板硅片的加工精度提供了更多的技術(shù)支持。例如，應(yīng)用精密切削技術(shù)加工材料的過程中，工作人員需從 3 個階段展開工作。首先，應(yīng)提前檢查機(jī)體精密度，保證機(jī)體剛度不因溫度變化而發(fā)生改變。其次，確保機(jī)床加工過程中抗震效果持續(xù)提升。最后，應(yīng)盡可能提高機(jī)床 主軸的運(yùn)行效率，有效控制精密定位，以選擇最適當(dāng)?shù)牟僮骷夹g(shù)手段。精 密加工過程中主要以硬質(zhì)合金、CBN、涂層硬質(zhì)合金以及人造聚晶金剛石 作為刀具材料，其中粉末冶金制成的硬質(zhì)合金刀具粉末直徑約在幾微米，限制了刃口半徑的最小尺寸。CBN 刀具主要應(yīng)用于黑色金屬加工，但距離 超精密切削水平尚有一定距離。人造聚晶金剛石的鋒銳程度有限，僅能用 于非金屬和有色金屬的精加工。在超精密切削加工中，天然及人造單晶金 剛石是刀具的主要材料。這一材料能磨出極為鋒利的刀刃，刃口半徑可達(dá) 到納米級，能實(shí)現(xiàn)超光滑的鏡面切割。這一材料制成的刀具對銅、鋁等有 色金屬實(shí)施切割工作，能得到 0.1μm 數(shù)量級及表面粗糙度達(dá)到 0.01μm 數(shù) 量級的超高精度加工面。

結(jié)束語

現(xiàn)在我國的經(jīng)濟(jì)中心從輕工業(yè)轉(zhuǎn)向了重工業(yè)，人們對機(jī)械產(chǎn)品的關(guān)注 度越來越高，對機(jī)械產(chǎn)品的要求已經(jīng)不再只滿足于單一功能，還想要具有 多用性、精美度的產(chǎn)品。因?yàn)槭袌鲆笤谥饾u變高，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造 工藝及精密加工技術(shù)也要不斷改進(jìn)，加工工藝、加工材料要尋求突破，產(chǎn) 品的兼容性要更多元化。

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