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

危榮華

（江西晶安高科技股份有限公司，江西 南昌 330000）

機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展為我國(guó)經(jīng)濟(jì)振興提供了強(qiáng)有力的支持，為了令機(jī)械制造業(yè)迎合時(shí)代發(fā)展的腳步，就要對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造進(jìn)行改革與創(chuàng)新，以此來(lái)滿足新時(shí)期對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造的真正需求，通過(guò)將機(jī)械設(shè)計(jì)制造與精密加工技術(shù)相結(jié)合，能夠使工藝實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步優(yōu)化。因此，有必要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造與精密加工展開研究。

1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造與精密加工綜述

1.1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝分析

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造給我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了非常深遠(yuǎn)的影響，在工業(yè)領(lǐng)域的高速發(fā)展中，只有從機(jī)械設(shè)計(jì)制造層面入手，對(duì)現(xiàn)代化機(jī)械工藝作出持續(xù)優(yōu)化，才能夠讓現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)揮出應(yīng)有的作用。在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)管理過(guò)程中，計(jì)算機(jī)等技術(shù)在生產(chǎn)、管理等各種環(huán)節(jié)中得到了廣泛應(yīng)用，這也完善了現(xiàn)代機(jī)械領(lǐng)域所存在的缺陷。現(xiàn)代機(jī)械制造中的常見工藝可以分為電阻焊、埋弧焊等，不同的工藝其作用往往各有不同，只有找到適合的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造方式，并針對(duì)材料、助焊劑等進(jìn)行綜合分析，才能夠令機(jī)械制造工藝質(zhì)量滿足工藝需求。在傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)中，產(chǎn)品的研究開發(fā)過(guò)程往往非常困難，這是因?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)理念與開發(fā)技術(shù)之間的匹配性不足，而且產(chǎn)品研發(fā)還容易陷入思維定式，因此很難令產(chǎn)品研發(fā)跳出原有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念，進(jìn)而影響到機(jī)械設(shè)計(jì)制造質(zhì)量[1]。所以應(yīng)該針對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造進(jìn)行深入分析，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)的優(yōu)化，通過(guò)融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，能夠綜合用戶的需求情況完成產(chǎn)品的針對(duì)性設(shè)計(jì)，在保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)新穎實(shí)用的同時(shí)滿足現(xiàn)有的工藝需求。

1.2 精密加工技術(shù)分析

精密加工技術(shù)是科技高速發(fā)展下的產(chǎn)物，精密加工技術(shù)的主要作用就是提高加工工藝的精確程度，進(jìn)而促使機(jī)械生產(chǎn)制造質(zhì)量變得更好?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造與精密加工之間的聯(lián)系極為緊密，因?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)對(duì)于零部件的精度需求極高，若零部件在加工期間無(wú)法令精度滿足設(shè)計(jì)需求，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)械質(zhì)量、安全性受到較為嚴(yán)重的影響。通常情況下，精密機(jī)械加工其精度一般會(huì)控制在0.1～1微米以內(nèi)，精密加工包括有磨削、切割等一系列內(nèi)容，所以在機(jī)械加工期間，應(yīng)該從多個(gè)環(huán)節(jié)著手，唯有如此，才能夠保證產(chǎn)品的最終質(zhì)量。

2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的發(fā)展分析

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化

人工智能技術(shù)作為21世紀(jì)大力發(fā)展的重要技術(shù)，如今已經(jīng)成功衍生出了諸如AI機(jī)械人等各種人工智能產(chǎn)品?，F(xiàn)代機(jī)械領(lǐng)域在發(fā)展階段，需要通過(guò)引入各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的優(yōu)化，而人工智能技術(shù)的融合便能夠助力機(jī)械設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，操作者通過(guò)設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)，智能化系統(tǒng)便可以結(jié)合參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)自行完成綜合分析并傳遞決策，人工操作成本將會(huì)有所降低，機(jī)械企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益將更加可觀[2]。

2.2 提高工藝精密度

現(xiàn)代化機(jī)械工藝與很多行業(yè)息息相關(guān)，例如航天航空領(lǐng)域與汽車領(lǐng)域便與機(jī)械設(shè)計(jì)制造具有直接關(guān)系，不同行業(yè)對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的工藝要求各不相同，但即便如此，工藝精密度仍然是決定工藝質(zhì)量的核心，精密性越高的工藝零件，其生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量越高?，F(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造便極其注意工藝精確度，零部件的各項(xiàng)工藝參數(shù)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵，因此在機(jī)械領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展中，工藝精密度將會(huì)逐漸呈現(xiàn)出逐漸提高的狀態(tài)。

2.3 引入環(huán)保概念

傳統(tǒng)機(jī)械制造往往會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)非常大的影響，機(jī)械生產(chǎn)所造成的污染與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相違背，所以在現(xiàn)代制造中需要引入環(huán)保理念，通過(guò)將機(jī)械工藝與綠色相融合，能夠令環(huán)保成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的關(guān)鍵?，F(xiàn)代化機(jī)械制造應(yīng)該始終堅(jiān)持綠色生產(chǎn)，降低廢氣污染所帶來(lái)的危害，只有這樣才能夠?yàn)闄C(jī)械產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。除此之外，通過(guò)探索出全新的綠色生產(chǎn)模式，還能夠在保護(hù)環(huán)境的情況下降低能量損耗，所以應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注綠色工藝的應(yīng)用。

3 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)與精密加工技術(shù)分析

3.1 常見焊接工藝分析

3.1.1 氣體保護(hù)焊

氣體保護(hù)焊利用電弧可以促使兩個(gè)焊接物在接焊期間自動(dòng)生成保護(hù)氣體，保護(hù)氣體能夠在焊接期間有效隔絕空氣，避免焊接工作因?yàn)榭諝獾母蓴_而影響到焊接質(zhì)量，進(jìn)而保證機(jī)械制造質(zhì)量。對(duì)于焊接工藝而言，氣體保護(hù)焊能夠有效提高焊接效率，并促使焊接期間電弧實(shí)現(xiàn)充分燃燒。一般而言，電弧焊往往會(huì)選擇將二氧化碳當(dāng)作保護(hù)氣體，究其原因，二氧化碳在使用中可以有效降低成本，提高整體經(jīng)濟(jì)性。

3.1.2 電阻焊

電阻焊的特征便是可以利用電池來(lái)開展焊接工作，當(dāng)電池電流連接到正負(fù)極中的焊接物時(shí)，便可以在電流的影響下令焊接物實(shí)現(xiàn)焊接。在整個(gè)電阻焊的過(guò)程中，并不會(huì)因?yàn)榭諝獾纫蛩囟艿接绊?，因此焊接質(zhì)量有所保障。在利用電阻焊工藝來(lái)進(jìn)行施工時(shí)，噪聲以及其他污染并不會(huì)給焊接帶來(lái)影響，所以相較于傳統(tǒng)焊接模式，電阻焊可以看作清潔焊接工藝。因?yàn)殡娮韬冈跈C(jī)械焊接期間存在及其明顯的優(yōu)勢(shì)，因此在現(xiàn)代化機(jī)械制造中極為常見，無(wú)論是航空還是汽車、家居等領(lǐng)域都可以發(fā)揮出極為優(yōu)異的效果。通過(guò)全面分析電阻焊工藝，還可以有效實(shí)現(xiàn)焊接需求。需要注意的是，電阻焊雖然優(yōu)勢(shì)非常明顯，但是其同樣存在不足之處，相較于其他焊接技術(shù)而言，電阻焊的設(shè)備價(jià)格往往更加昂貴，所以電阻焊的全面普及會(huì)受到經(jīng)濟(jì)上的制約，電阻焊為了在今后得以長(zhǎng)期持續(xù)的發(fā)展，就需要從工藝成本入手，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)電阻焊的全面普及[3]。圖1為電阻焊。

圖1 電阻焊

3.1.3 埋弧焊

埋弧焊要利用埋接料來(lái)進(jìn)行焊接，埋弧焊的焊接流程極為便捷。通常埋弧焊可以分為自動(dòng)、非自動(dòng)兩類，其中自動(dòng)埋弧焊的使用頻率往往會(huì)更高，子子啊使用過(guò)程中，要利用焊接車將焊絲與電弧相結(jié)合，由于全程無(wú)需開展人力作業(yè)，所以埋弧焊的工藝安全性往往會(huì)更高。在個(gè)別特殊情況下，自動(dòng)埋弧焊難以發(fā)揮作用時(shí)，要利用非自動(dòng)埋弧焊來(lái)進(jìn)行作業(yè)，由于非自動(dòng)工藝整體非常復(fù)雜，所以無(wú)法充分保證焊接工藝的整體效率。

3.1.4 螺柱焊

螺柱焊在使用中要將螺柱與管件相連，然后專門引進(jìn)電弧，以此來(lái)讓接觸表面出現(xiàn)熔化的情況。熔化結(jié)束后要利用螺柱來(lái)主動(dòng)提高壓力，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接作業(yè)。在焊接期間，因?yàn)楣に嚹Ｊ健㈦娏?、鋼材等因素都將影響到最終效果，所以必須結(jié)合實(shí)際情況來(lái)對(duì)焊接工藝進(jìn)行細(xì)節(jié)上的調(diào)整[4]。

3.2 精密加工

精密加工是機(jī)械領(lǐng)域近些年新興的一種加工工藝，所以精密加工正在發(fā)展過(guò)程中不斷進(jìn)行完善。

3.2.1 超精密研磨加工

超精密研磨加工對(duì)于機(jī)械設(shè)備的精度要求極高。在研磨加工期間，其加工尺寸精度將會(huì)達(dá)到0.1微米。在加工階段，超精密研磨加工將會(huì)與與傳統(tǒng)磨削、研磨技術(shù)有所融合，即傳統(tǒng)技術(shù)與新式工藝共同進(jìn)行研究，其中精度影響最為嚴(yán)重的技術(shù)便是后期施工中的拋光技術(shù)。在精密加工技術(shù)中，超精密研磨具有非常大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠在保證工藝精度的同時(shí)優(yōu)化工藝模式，提高機(jī)械加工的整體科學(xué)性。

3.2.2 精密切削加工

精密切削加工在我國(guó)機(jī)械領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，與研磨加工相同，精密切削極為重視加工時(shí)的精密程度。在生產(chǎn)加工期間，精密切削對(duì)于操作工具的精密度要求非常高，單晶體金剛石刀具是切削加工中最為簡(jiǎn)單、基本的工具，而稍微復(fù)雜一些的工具便是其他高精度設(shè)備儀器，如激光掃描設(shè)備等。通過(guò)加工設(shè)備與輔助設(shè)備之間的結(jié)合，能夠有效提高切削時(shí)的精密度。需要注意的是，精密切削本身不僅對(duì)設(shè)備要求非常高，還要保證機(jī)床性能滿足加工需求。機(jī)床必須同時(shí)兼顧抗震性與抗熱性，即便機(jī)床溫度一直在發(fā)生改變，但是依然要保證機(jī)床性能不受影響，若機(jī)床性能無(wú)法保證質(zhì)量足夠穩(wěn)定，就會(huì)對(duì)工藝精密性造成影響。只有結(jié)合精密切削的實(shí)際需求來(lái)選擇合適的機(jī)床，才能夠?qū)⒕芮邢鞯淖饔冒l(fā)揮出來(lái)。

3.2.3 納米技術(shù)

納米技術(shù)是精密加工技術(shù)中的重要一環(huán)，通過(guò)將納米技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造相結(jié)合，能夠有效提高機(jī)械制造時(shí)的精密度。在現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)中，要將納米技術(shù)作為核心技術(shù)載體，然后輔以具有科學(xué)性的設(shè)計(jì)模式，能夠令小零件的加工質(zhì)量得到顯著提升。對(duì)于機(jī)械生產(chǎn)而言，結(jié)合納米技術(shù)制造出的零部件不僅具有更加優(yōu)質(zhì)的零件質(zhì)量，零件使用壽命也將同步上漲。所以應(yīng)該結(jié)合納米技術(shù)來(lái)推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的共同進(jìn)步，進(jìn)而讓中國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)變得更強(qiáng)[5]。

4 結(jié)論

總而言之，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造與精密加工的重要性毋庸置疑，在機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精密性，不僅能提高機(jī)械設(shè)備的整體質(zhì)量，還可以顯著提高機(jī)械設(shè)備各種零部件的性能與參數(shù)。相信隨著更多人了解到機(jī)械設(shè)計(jì)制造與精密加工之間的聯(lián)系，機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展一定會(huì)變得更好。