現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)與加工工藝的應(yīng)用探究

范久亮

（北京首鋼機(jī)電有限公司，北京 100000）

伴隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，科技水平也隨之提升，我國的科研工作日趨展示出作為大國應(yīng)有的風(fēng)范。在此背景下，機(jī)械制造行業(yè)也得以發(fā)展，其面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，應(yīng)當(dāng)動(dòng)產(chǎn)品加工工藝和制造技術(shù)的創(chuàng)新角度出發(fā)，以此降低對人力資源的用量，提升機(jī)械制造的自動(dòng)化水平，由此能夠展示出企業(yè)的優(yōu)勢與競爭力。

一、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)與加工工藝的基本發(fā)展特點(diǎn)

經(jīng)濟(jì)體制的革新為技術(shù)的發(fā)展和工藝的優(yōu)化提供了相應(yīng)的方向，在更為熱衷于提升生產(chǎn)效率的當(dāng)下，我國的機(jī)械制造行業(yè)就物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和AI等新型技術(shù)的應(yīng)用展開了深入的研究，就以上新型技術(shù)能夠應(yīng)用于實(shí)際作業(yè)中的效果和方式加以整理，從而使得整體行業(yè)朝著智能化和高度自動(dòng)化的方向發(fā)展，進(jìn)而使現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)和加工工藝的基本發(fā)展方向?yàn)樽詣?dòng)化和智能化[1]。我國現(xiàn)已就工業(yè)4.0 的規(guī)劃部署加以細(xì)化，利用超前布控的辦法，為各項(xiàng)事業(yè)和行業(yè)所應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展提供了大方向，因而在宏觀規(guī)劃的指引下，信息化和工業(yè)化融合是目前機(jī)械制造和加工技術(shù)的基本發(fā)展特點(diǎn)，借助大數(shù)據(jù)、智能機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)，設(shè)備的調(diào)試、設(shè)計(jì)和具體運(yùn)行環(huán)節(jié)均體現(xiàn)出了可控可視的優(yōu)勢，從而保證了將智能化現(xiàn)代化的技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械零件的全壽命周期中，盡可能將制造的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避。在以上背景的指引下，首鋼機(jī)電在對冶金設(shè)備、連鑄設(shè)備、板坯連鑄設(shè)備等進(jìn)行了更新，本著個(gè)性化和定制化的服務(wù)理念，落實(shí)了協(xié)同、創(chuàng)新、高效的工作原則，將自主意識的高度提升，逐步走向技術(shù)革新和工藝創(chuàng)新的道路上[2]。

二、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)與加工工藝的應(yīng)用特征

立足于現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)與加工工藝的發(fā)展與應(yīng)用特點(diǎn)來看，其具備著一體化、綜合性、系統(tǒng)性和可持續(xù)性的特點(diǎn)，因此為保證應(yīng)用的效果，需要就其應(yīng)當(dāng)展現(xiàn)的特點(diǎn)進(jìn)行研討。首先要保證無論是在零件加工亦或是機(jī)械制造中都要展示出電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的作用實(shí)效，將自動(dòng)化水平予以提升，從而按照此種制造理念設(shè)置配套設(shè)施，安裝于機(jī)械制造的設(shè)備上，使得所開展的加工制造活動(dòng)能夠借助一體化的系統(tǒng)自動(dòng)管控。其次，要形成綜合性的加工與制造體系，就之前所應(yīng)用的技術(shù)去粗取精，將精華部分與現(xiàn)代化技術(shù)相融合，以此實(shí)現(xiàn)對綜合性加工制造體系的構(gòu)建目標(biāo)。就我公司所構(gòu)建的體系結(jié)構(gòu)來看，其覆蓋了光學(xué)、自動(dòng)化、微電子等多個(gè)領(lǐng)域，并加入了大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有助于在后續(xù)的運(yùn)行環(huán)節(jié)展示出更為先進(jìn)的加工制造能力。再次，就系統(tǒng)性而言，其反映出現(xiàn)代化加工制造工藝技術(shù)的本質(zhì)屬性，其區(qū)別于傳統(tǒng)作業(yè)中獨(dú)立控制，單獨(dú)應(yīng)用技術(shù)的情況，所設(shè)定的工作流程要根據(jù)參數(shù)、控制指令來確定，從而能夠直接識別出在系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的異常情況，降低重大機(jī)械事故出現(xiàn)的幾率。最后，在綠色生產(chǎn)理念的支持下，要求所運(yùn)用的技術(shù)能夠達(dá)到工業(yè)廢物無公害處理和節(jié)能降耗的效果，從而對接綠色生產(chǎn)的切實(shí)需要[3]。

三、目前現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)與加工工藝的應(yīng)用實(shí)例

（一）作用于快速成型過程

過去在制作配套零件的環(huán)節(jié)中，要想保障其精度則需要犧牲生產(chǎn)的時(shí)間，因其精度的控制需要借助三維特點(diǎn)，但此三維特征的形成難度較高，使得難以在既定的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度的追求，造成質(zhì)量精度與生產(chǎn)效率無法并行發(fā)展的問題，其具備對立的關(guān)系特點(diǎn)。而利用現(xiàn)代化的機(jī)械零件快速成型工藝，能夠改變過去生成三維特點(diǎn)的方式，其不受零件三維特征的限制，能夠在相應(yīng)的技術(shù)的支撐下，限定時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出大量的高精度的零件，以此滿足高效生產(chǎn)的需求。具體應(yīng)用中主要是通過將三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槎S平面參數(shù)和數(shù)據(jù)的形式，并經(jīng)過三維組合從而形成滿足結(jié)構(gòu)特征的零件，整個(gè)過程要在準(zhǔn)確操控計(jì)算機(jī)的條件下完成。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的快速成型技術(shù)來看，其可分為立體光刻法和疊層實(shí)體制造法，二者所應(yīng)用的設(shè)備和工藝原理存在差別。疊層實(shí)體制造法是利用帶粘膠的紙材，逐步堆疊出與塑料結(jié)構(gòu)相似的紙質(zhì)零件，其性能相對較穩(wěn)定，目前常用于航空領(lǐng)域中，且制成的零件體積較大[4]。立體光刻法的使用步驟是在數(shù)控機(jī)床中進(jìn)行編程，將需要利用激光機(jī)切割的形狀編寫完全，從而切割出大致的輪廓，而后完成固化粘結(jié)的工作，實(shí)現(xiàn)精加工。我公司在焊接車間中所引入的高精度數(shù)控激光切割機(jī)和數(shù)控火焰切割機(jī)則滿足激光切割的要求。

（二）作用于加工精密零件和微細(xì)工程

精密零件加工更為貼合目前機(jī)械設(shè)備所具有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特征需求，并且由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，其對零件的功能和精度的要求更為深化，應(yīng)當(dāng)在此種加工制造技術(shù)的促使下才能達(dá)到特種加工和精密加工的目標(biāo)。在對精密零件開展加工制造的過程中，主要應(yīng)用的技術(shù)是加入電解液、激光切割、電火花等，其歸屬于物理化學(xué)手段的層面，可完成精密加工的作業(yè)任務(wù)。而對精密零件進(jìn)行加工的過程中，發(fā)現(xiàn)有些相對較為特殊的對象，例如：金剛石、陶瓷等，其要滿足加工的要求則需要運(yùn)用特種加工技術(shù)，從而對接零件使用的需要。

在對微細(xì)工程中所使用的零件進(jìn)行制造時(shí)，因其體積較小，自然精度要求更高，因此在此種工程零件的加工環(huán)節(jié)一般應(yīng)用去除加工、結(jié)合加工、變形加工的辦法。在醫(yī)療器械和電子行業(yè)中，其對微型零件的需求量較大，同時(shí)也對加工制造所使用的技術(shù)和工藝有了更高的要求，此種要求下各制造企業(yè)要謀求個(gè)人發(fā)展，對不同的零件分類管理，使用相對應(yīng)的加工技術(shù)。例如，銑磨削等歸屬于去除加工工藝，氣相沉積、附著結(jié)合有電鍍、注入滲碳離子水下等離子切割機(jī)屬于結(jié)合加工，而液晶定向和鍛造屬于變形加工[5]。

（三）作用于焊接環(huán)節(jié)

焊接環(huán)節(jié)是確保所制造的零件具備精度和質(zhì)量特征的重要階段，目前我公司主要引入的焊接工藝包括埋弧焊、電阻焊和氣體保護(hù)焊，每種工藝在應(yīng)用上均存在一定的差異。在運(yùn)用氣體保護(hù)焊的過程中，其需要將氣體作為電弧介質(zhì)，例如使用二氧化碳，其本身容易獲得，并且在應(yīng)用中不會(huì)對人體和機(jī)械零件本身的性狀產(chǎn)生影響，能夠發(fā)揮出高效的空氣阻隔效果，是極為優(yōu)良的電弧介質(zhì)材料。整個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)并無十分繁瑣的工作項(xiàng)目，因此能夠廣泛作用于焊接作業(yè)中。電阻焊的原理是利用物理變化，在電流流經(jīng)的位置，其電能將轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，從而產(chǎn)生電阻熱，能夠?qū)宇^和焊點(diǎn)焊接完全[6]。此種工藝的操作過程也相對較為簡單，同樣無需耗費(fèi)其他的成本即可完成焊接作業(yè)，但值得注意的是，此種工藝的可靠性檢測仍有需要繼續(xù)完善的空間。而埋弧焊是利用燃燒電弧的作用，借助全自動(dòng)和半自動(dòng)的方式，控制焊接作業(yè)過程，但此種工藝無法完全實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)，使得在手動(dòng)過程中要使用大量的材料，流程十分繁雜。大廠首鋼機(jī)電公司在對目前的焊接技術(shù)和工藝的發(fā)展情況的研究中，發(fā)現(xiàn)了車間中的部分設(shè)備并不符合作業(yè)的要求，因此對焊接車間中的設(shè)備予以完善，引入了多種切割設(shè)備，例如：水下等離子切割機(jī)、高精度等離子切割機(jī)、銑邊機(jī)、卷板機(jī)、折彎機(jī)、退火熔爐、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)等，踐行了我國對機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展原則。

（四）作用于分類編碼的過程

傳統(tǒng)的機(jī)械制造作業(yè)中，同步交叉的問題頻發(fā)，面對這一發(fā)展上的困境，要從解決混亂作業(yè)的方向著手，運(yùn)用分類編碼技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)高效作業(yè)。具體的應(yīng)用方式是：首先確定分類的標(biāo)準(zhǔn)，例如：形狀、用途、零件種類，對以上類型相似或者相同的制造環(huán)節(jié)設(shè)置編碼內(nèi)容。其次，對零件在制造中所需要使用的機(jī)械型號、工藝、材料以及其制成后要滿足的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格加以分類。最后，要按照同一批次和制造的數(shù)量要求分類，以此作為編碼的參照。編碼階段要細(xì)化相應(yīng)的編制標(biāo)準(zhǔn)，充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)，在其中導(dǎo)入程序，此程序?qū)⒂米髟O(shè)備編碼指令的發(fā)出端，而設(shè)備在接收到指令后則根據(jù)之前設(shè)置的參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制。

結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)與加工工藝已經(jīng)逐漸成為保證機(jī)械零件和機(jī)械制造質(zhì)量的關(guān)鍵要素，因此要從其應(yīng)用的具體環(huán)節(jié)出發(fā)，衡量其是否能夠踐行一體化、系統(tǒng)性、綜合性和可持續(xù)性的特征要求，針對具體的制造加工流程來確定所需要實(shí)施的管控計(jì)劃，從而提升機(jī)械制造加工的實(shí)效，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。