試論現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術(shù)

劉春偉，徐斌榮，楊琨

（中油國家油氣鉆井裝備工程技術(shù)研究中心有限公司，陜西 寶雞 721002）

機械加工制造工藝正在實現(xiàn)不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的制造工藝及加工技術(shù)已經(jīng)不能滿足機械制造行業(yè)的快速發(fā)展，因此，需在加工制造過程中充分利用現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)。機械制造及精密加工技術(shù)在當今各個領域發(fā)展中已經(jīng)實現(xiàn)廣泛應用，其在機械加工制造領域中占有十分重要的位置。

1 現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術(shù)

1.1 現(xiàn)代機械制造工藝

現(xiàn)代機械加工是綜合信息技術(shù)、現(xiàn)代機械制造技術(shù)形成的綜合性制造技術(shù)，在機械產(chǎn)品的設計、加工、檢測、應用、管理及服務等各個環(huán)節(jié)都會涉及現(xiàn)代機械制造工藝。

1.2 精密加工技術(shù)

精密加工技術(shù)屬于一種極具技術(shù)性的加工技術(shù)，在產(chǎn)品加工過程中精密加工技術(shù)要求精度控制在1～0.1μm，產(chǎn)品表面粗糙度應控制在Ra0.1～0.01μm范圍內(nèi)。精度高是其主要特點，是機械制造領域非常先進的一種加工技術(shù)，應用范圍廣泛。

2 現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)特點

2.1 全球性

制造行業(yè)一直以來被當成代表國家綜合實力的一個指標。新世紀以來，經(jīng)濟全球化更加深入，國際關(guān)系也趨于復雜化，中國要想在新的國際環(huán)境中取得一定地位，就要從根本上有效提升機械制造水平，全面推動我國制造行業(yè)的快速進步。

2.2 關(guān)聯(lián)性

機械生產(chǎn)制造本身屬于一個非常復雜的過程，涉及很多生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，其中主要有設計、加工、檢測、應用、管理等，上述幾個環(huán)節(jié)之間互相之間存在緊密聯(lián)系且相互影響的關(guān)系，某一環(huán)節(jié)產(chǎn)生問題必然會對后續(xù)環(huán)節(jié)的正常進行造成影響，進而對機械產(chǎn)品質(zhì)量形成影響。

2.3 系統(tǒng)性

機械制造工藝及精密加工技術(shù)在實際應用中都需要得到信息技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)的支撐，且在機械生產(chǎn)制造中上述技術(shù)始終貫穿，形成一個整體，體現(xiàn)出極強的系統(tǒng)性，如果系統(tǒng)整體性遭到破壞，生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量也會受到極大影響。

3 現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)存在問題

3.1 創(chuàng)新發(fā)展緩慢

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，制造行業(yè)對現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)創(chuàng)新越來越重視，但以當前的創(chuàng)新發(fā)展程度來看，創(chuàng)新速度還遠遠落后于發(fā)達國家，仍然需要這對過程和技術(shù)創(chuàng)新程度進行不斷強化。另外，市場經(jīng)濟的快速發(fā)展為機械制造行業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇，制造企業(yè)數(shù)量也在不斷擴張，但是，由于缺乏先進管理理念，在且管理中仍然存在不足之處，導致企業(yè)機械加工技術(shù)出現(xiàn)發(fā)展不平衡現(xiàn)象，這對我國現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)水平的提升形成了阻礙。

從生產(chǎn)實際角度看，我國制造業(yè)目前仍然應該集中精力提升自身的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，以此來滿足制造業(yè)發(fā)展的需求。首先，要針對自身的機械制造及加工工藝不斷優(yōu)化，以高質(zhì)量、低成本為基本原則實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化；其次，企業(yè)需要針對生產(chǎn)制造設備質(zhì)量進行不斷提升，加工設備要盡可能保障質(zhì)量標準，同時對設備工作性能進行重點測試。此外，制造企業(yè)要不斷強化自身專業(yè)化技術(shù)研發(fā)團隊建設，有效提升企業(yè)自身的研發(fā)能力。

3.2 自動化程度低

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來，發(fā)達國家在機械制造自動化方面取得了巨大成果，也實現(xiàn)了自動控制技術(shù)、現(xiàn)代機械制造技術(shù)與精密加工技術(shù)的有效結(jié)合，例如，CNCA機床就是結(jié)合了機械制造自動化技術(shù)與智能化技術(shù)后形成了柔性加工工藝設備。

精密加工產(chǎn)品目前已經(jīng)受到社會廣泛關(guān)注，因此，針對精密加工技術(shù)首先要加大加工方法的改進，利用計算機系統(tǒng)實現(xiàn)加工過程中的自動化監(jiān)控，這樣能縮短加工周期，提升設備加工效率。其次，為了進一步提升加工效率，可以使用碳化鈦硬質(zhì)合金工具進行切削作業(yè)。最后，為了保障精密加工精度，提升加工效率，要進一步引入新型加工工藝和加工技術(shù)，例如，應用激光技術(shù)與EDM（電火花加工）技術(shù)。按照材料的不同來選擇合理加工工藝，保障切削技術(shù)與加工實際相符。針對處理難度較大的加工材料，可以進行預熱后進行切削。通過上述方式能有效提升加工自動化水平，也能保障產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

4 現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)

4.1 現(xiàn)代機械制造工藝

（1）氣體保護焊。氣體保護焊應用的熱源是電弧，通過電弧來實現(xiàn)加工部件的焊接連接。氣體保護焊具有以下一些特征：使用氣體作為焊接對象的保護介質(zhì)，也就是在焊接中，焊接對象會受到氣體保護層保護。焊接保護實際應用需對以下幾點給以高度重視：電弧加熱焊接過程中會自動形成氣體保護層，該保護層能將空氣與電弧熔池進行有效隔離，以此實現(xiàn)焊接對象的有效保護，這樣在焊接過程中空氣中的有害雜質(zhì)等就不會對焊接對象造成危害。由于二氧化碳本身存在價格低廉、性能良好的現(xiàn)象，因此二氧化碳氣體保護焊也在當今機械加工領域中得到廣泛應用。

（2）電阻焊。電阻焊在應用中是將焊接對象緊緊固定在正負極間，通電后，焊接對象與正負極接觸周邊因電阻會產(chǎn)生熱效應而發(fā)熱，進而融化加熱物讓其與金屬熔接。其焊接原理是通過高電阻、高電流形成熱效應產(chǎn)生熱量來完成焊接施工。電阻焊屬于一種傳統(tǒng)焊接方式，在現(xiàn)代機械制造行業(yè)中同樣實現(xiàn)了廣泛應用。

電阻焊的焊接質(zhì)量好、焊接效率高，且具有較高的機械化程度，焊接施工中不會產(chǎn)生噪聲或者煙塵污染。但電阻焊對設備要求較高，因此設備一旦出現(xiàn)故障，也許整改難度較大。

（3）埋弧焊。埋弧焊焊接工藝主要指的是電弧在焊劑層下的焊接施工工藝，埋弧焊焊接工藝主要分為自動及半自動兩種工藝，半自動埋弧焊指的是在人工的協(xié)助下進行焊接施工，但是，半自動埋弧焊本身的工序復雜，流水化是焊接施工實現(xiàn)難度較大，因此其推廣應用范圍也會受到影響。埋弧焊由于具有焊接質(zhì)量高，焊接效率高，焊接施工中污染小等一些優(yōu)點，因此在鋼結(jié)構(gòu)制品的焊接施工中，埋弧焊的應用非常廣泛。

4.2 精密加工技術(shù)

（1）精密切削技術(shù)。直接切削的方法應用仍然非常廣泛。但是，隨著切削產(chǎn)品對表面粗糙度要求的不斷提升，在加工過程中就要對設備、工件以及外界因素的干擾進行排除。

例如，機床本身的剛度會對加工精度產(chǎn)生一定影響，機床剛度不足會因加工中溫度升高而導致變形，另外，為了提升切削精度，還需要機床具備較高的抗震性能。要想達到上述要求，首先可以針對機床主軸轉(zhuǎn)速進行合理提升，這也是當前機械加工另計精密加工機床轉(zhuǎn)速已經(jīng)達到幾萬轉(zhuǎn)的主要原因，其次，是要引進空氣靜壓軸承、微驅(qū)動、微進給、精密定位等先進技術(shù)。

（2）超精密研磨技術(shù)。在針對經(jīng)過研磨拋光的原子級硅片進行加工的過程中，如果使用傳統(tǒng)磨削、研磨或者拋光等加工技術(shù)很難達到要求。因此，要使用新加工技術(shù)，創(chuàng)新加工原理，超精密研磨技術(shù)就能達到這種加工要求。

4.3 微機械技術(shù)

（1）微機械傳感技術(shù)。微機械不僅要求傳感器實現(xiàn)微型化，而且對傳感器的靈敏度、分辨率以及數(shù)據(jù)密度要求都比較高。當前，在進行壓力傳感器、觸覺陣列傳感器等微型傳感器加工過程中，集成電路技術(shù)的應用非常廣泛。

（2）微機械材料技術(shù)。微機械制造中使用的材料最初為硅材料，但是這種材料存在易斷裂等缺陷，而鎳可以有效克服這一缺點，因此在微型齒輪等微機械制造過程中鎳逐漸取代了硅。當前，微機械制造中使用的材料已經(jīng)出現(xiàn)了金屬、高分子材料、記憶合金、多晶硅等多種類型。

5 結(jié)語

綜上所述，在我國科學技術(shù)水平不斷提升的情況下，要進一步針對機械制造工藝及精密加工技術(shù)不斷加大研發(fā)力度，在機械制造領域中實現(xiàn)精密加工技術(shù)與機械制造工藝的有效結(jié)合，全面提升機械制造自動化水平，這樣才能全面提升我國機械制造水平。