現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)應(yīng)用探討

馬莉冰

（河南科技職業(yè)大學(xué)，河南 周口 466000）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)的不斷協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)精密加工工藝流程已經(jīng)成為制造行業(yè)首屈一指的創(chuàng)新技術(shù)。我國(guó)是工業(yè)大國(guó)，工業(yè)是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)形式之一，機(jī)械制造業(yè)占據(jù)了工業(yè)工程項(xiàng)目施工作業(yè)的半壁江山。然而，我國(guó)要從工業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)型為工業(yè)強(qiáng)國(guó)，機(jī)械制造行業(yè)需要從材料、結(jié)構(gòu)、工藝等多個(gè)層面進(jìn)行完善，結(jié)合先進(jìn)的信息技術(shù)手段，利用科學(xué)規(guī)范原則完成機(jī)械制造內(nèi)容。

1 現(xiàn)代機(jī)械制造和精密加工的技術(shù)特點(diǎn)

1.1 柔性化

如今的機(jī)械制造車間，基本是采用流水線、模塊化的制造方式實(shí)行模具生產(chǎn)，因此，需要柔性化的輸送制造模塊協(xié)助其形成流水線。柔性化不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)線中的制造模塊，還需要根據(jù)生產(chǎn)需求細(xì)則，利用柔性化管理方法，減少產(chǎn)品錯(cuò)漏的頻率[1]。工廠都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量合格線，由于工人流動(dòng)性較大，無(wú)法第一時(shí)間就生產(chǎn)出精密精準(zhǔn)的產(chǎn)品，需要管理人員采用柔性化生產(chǎn)方法，嚴(yán)控質(zhì)量關(guān)。此外，由于工業(yè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的諸多影響，產(chǎn)品的生產(chǎn)流程需要結(jié)合信息技術(shù)手段才能夠提升管理效率，需要將柔性化特點(diǎn)與自動(dòng)化控制系統(tǒng)相結(jié)合，改善材料與產(chǎn)品之間的映射能力。由于工廠內(nèi)部基本具備模式識(shí)別設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度細(xì)節(jié)識(shí)別，在設(shè)置柔性化生產(chǎn)工藝之后，仍然需要將產(chǎn)品類型、材料類型與加工工藝進(jìn)行柔性化匹配，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，也能有效提升市場(chǎng)適應(yīng)度。柔性化不僅體現(xiàn)在材料產(chǎn)品層面，還需要體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝流程以及質(zhì)量管理層面[2]。

1.2 虛擬化

虛擬化是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)行業(yè)緊密結(jié)合的重要標(biāo)志之一。在產(chǎn)品生產(chǎn)之前，需要利用計(jì)算機(jī)模擬軟件對(duì)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將自動(dòng)化控制器械的靈敏度進(jìn)行調(diào)整，在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的虛擬化校驗(yàn)。很多工廠配備了虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，通過(guò)軟硬件資源的配合，模擬生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合的結(jié)果，通過(guò)數(shù)據(jù)分析結(jié)果做出相應(yīng)決策[3]。結(jié)合虛擬化軟硬件資源，可以實(shí)現(xiàn)高效率工業(yè)生產(chǎn)，可以在計(jì)算機(jī)信息管理平臺(tái)中模擬生產(chǎn)流程工藝的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，輔助管理人員判斷流程是否具有合理性和科學(xué)性。此外，虛擬化設(shè)計(jì)不僅需要工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的合理化和規(guī)范化進(jìn)行輔助，還需要豐富的信息技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案[4]。機(jī)械制造和精密加工技術(shù)，離不開(kāi)虛擬化平臺(tái)的支持，也離不開(kāi)信息技術(shù)手段的輔助。

1.3 系統(tǒng)性

系統(tǒng)性是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)和精密加工技術(shù)的普遍特點(diǎn)之一，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝流程和管理兩個(gè)層面上。由于很多工業(yè)項(xiàng)目的需求設(shè)計(jì)內(nèi)容都涵蓋較多零部件，在工廠內(nèi)制作模具和構(gòu)件都需要完成系統(tǒng)化配置。根據(jù)相關(guān)信息系統(tǒng)理論，系統(tǒng)性主要存在于整體與局部之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，需要從生產(chǎn)流程內(nèi)容和需求設(shè)計(jì)兩個(gè)維度進(jìn)行詳細(xì)剖析。為減少人工操作過(guò)程中存在的較大誤差和溝通交流不暢問(wèn)題，建設(shè)機(jī)械加工管理系統(tǒng)逐漸成為工業(yè)工程項(xiàng)目必備建設(shè)內(nèi)容之一。系統(tǒng)性特點(diǎn)有助于完成穩(wěn)定的產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程，能夠?qū)⑸a(chǎn)、銷售、質(zhì)量等因素進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化管理。此外，系統(tǒng)性還體現(xiàn)在機(jī)械工業(yè)與信息技術(shù)相結(jié)合的改進(jìn)創(chuàng)新生產(chǎn)方式層面上。在完成一個(gè)完整的生產(chǎn)流程時(shí)，需要充分利用模式識(shí)別、人工智能、傳感、自動(dòng)化等技術(shù)，逐步建立與完善智能化生產(chǎn)流水線。

1.4 關(guān)聯(lián)性

關(guān)聯(lián)性主要體現(xiàn)在機(jī)械制造產(chǎn)品和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)之間的內(nèi)在聯(lián)系上。在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，需要明確市場(chǎng)需求和產(chǎn)品生產(chǎn)之間的關(guān)系。如果在工程項(xiàng)目建設(shè)的任一環(huán)節(jié)上出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)制造業(yè)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)一步影響市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。工廠不僅承擔(dān)著生產(chǎn)制造的職能，也需要根據(jù)需求設(shè)計(jì)內(nèi)容，完成匹配度高的生產(chǎn)工藝流程分析，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的雙重提升。關(guān)聯(lián)性是將頂層設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)理論應(yīng)用在工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造行業(yè)的重要因素之一?，F(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)和精密加工技術(shù)之間存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，需要相關(guān)工作人員嚴(yán)格把控產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，按照市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)迎合用戶使用需求。精密加工技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械制造中的應(yīng)用，絕大多數(shù)取決于操作工藝和管理手段的關(guān)聯(lián)性。

2 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝

2.1 氣體保護(hù)焊工藝

氣體保護(hù)焊工藝是焊接作業(yè)過(guò)程中常見(jiàn)的機(jī)械制造工藝之一。有別于傳統(tǒng)的電焊，氣體保護(hù)焊（例如氬弧焊）工藝能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、危險(xiǎn)系數(shù)低的焊接作業(yè)過(guò)程。氣體保護(hù)焊工藝能夠在焊接過(guò)程中利用保護(hù)氣體的隔絕作用，對(duì)金屬融化位置與焊接操作進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)接。氣體保護(hù)焊工藝，操作相對(duì)傳統(tǒng)電焊簡(jiǎn)單，對(duì)人體的傷害有所降低，能夠減少高溫對(duì)人體的影響，減少人力施工成本。不論是對(duì)體積較小的電路板或者其他類型薄板進(jìn)行焊接，氣體保護(hù)焊工藝能夠?qū)崿F(xiàn)高精準(zhǔn)度的焊接操作，同樣對(duì)于厚板焊接操作，氣體保護(hù)焊工藝可以實(shí)現(xiàn)融化速度快、提升焊接效率、減少焊渣等性能。

2.2 虛擬制造技術(shù)

在機(jī)械工程領(lǐng)域內(nèi)，不僅需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流水線的產(chǎn)品制作，還需要利用現(xiàn)代化設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)與研發(fā)，直到產(chǎn)品流入市場(chǎng)，都需要虛擬制造技術(shù)的輔助。虛擬制造技術(shù)可以利用計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和軟件資源，將需要完成的工程項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行虛擬化計(jì)算，通過(guò)建立數(shù)據(jù)參數(shù)模型，完成生產(chǎn)過(guò)程的仿真流程。虛擬制造技術(shù)能夠有效提升生產(chǎn)效率，還能夠輔助進(jìn)行設(shè)計(jì)與包裝，減少原材料的浪費(fèi)，有效避免質(zhì)量漏洞。通過(guò)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的仿真與模擬，可以從工藝優(yōu)化的角度完成系統(tǒng)性制造內(nèi)容，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品可能存在的缺陷，提高生產(chǎn)效率。

2.3 電阻焊工藝

電阻焊工藝在機(jī)械制造過(guò)程中的應(yīng)用較為廣泛，能夠有效提高生產(chǎn)效率。由于此工藝不會(huì)產(chǎn)生多余有害氣體和過(guò)多的焊渣、噪聲等污染源，有助于實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保以及綠色生產(chǎn)過(guò)程。電阻焊需要將通電正負(fù)極的焊接物進(jìn)行加熱融化，結(jié)合金屬部件，進(jìn)行焊接操作過(guò)程。但是電阻焊工藝的操作難度較大，需要較高精準(zhǔn)度和耐心，因此，對(duì)專業(yè)人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)要求較高。電阻焊工藝的操作流程仍然需要進(jìn)一步優(yōu)化，改善其維修難度大、成本較高的缺陷。但是隨著機(jī)械制造工業(yè)和精密加工技術(shù)的相關(guān)要求逐漸提高，電阻焊工藝仍然需要在合適的作業(yè)需求中進(jìn)行應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提升環(huán)保生產(chǎn)能力。

2.4 埋弧焊工藝

埋弧焊工藝主要分為半自動(dòng)和全自動(dòng)兩種模式。全自動(dòng)埋弧焊只需要焊接操作，用全自動(dòng)設(shè)備輸送電弧和焊絲，不需要額外的人工操作。半自動(dòng)埋弧焊則需要人工手動(dòng)送入焊絲，然后人工移動(dòng)電弧，半自動(dòng)埋弧焊工藝使用的人工勞動(dòng)成本較高，因此，很多工廠不采用此種工藝形式。在焊接鋼筋或者其他應(yīng)力性較強(qiáng)的材料才會(huì)使用埋弧焊工藝，需要工業(yè)研究人員進(jìn)一步完善此工藝形式，優(yōu)化性能，提高此種技術(shù)的生產(chǎn)效率。

3 精密加工技術(shù)應(yīng)用

3.1 精密切削

精密切削是實(shí)現(xiàn)高精準(zhǔn)度機(jī)械制造工藝的關(guān)鍵內(nèi)容之一。在實(shí)現(xiàn)精密切削之前，需要將待加工的零件進(jìn)行準(zhǔn)確定位，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件或者數(shù)字編程設(shè)備進(jìn)行參數(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，嚴(yán)格把控切削質(zhì)量。為減少原材料的浪費(fèi)，提高加工利用率，需要將流水線上的所有零部件進(jìn)行統(tǒng)一質(zhì)量管理。還需要將切削完成的元件進(jìn)行抽樣檢查，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備檢測(cè)半成品的質(zhì)量合格率。相關(guān)工作人員需要將需求內(nèi)容和生產(chǎn)過(guò)程精準(zhǔn)對(duì)接，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，為避免不合格產(chǎn)品數(shù)量的增加，需要定時(shí)調(diào)試切削系統(tǒng)以及軟件編程系統(tǒng)。在工廠的生產(chǎn)流水線中，需要定期將作業(yè)設(shè)備進(jìn)行降溫處理，保障切削過(guò)程不被溫度影響。此外，結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件，將精密切削過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)化建模，模擬生產(chǎn)作業(yè)流程，避免在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)較多失誤。

3.2 模具制造

模具制造是機(jī)械制造與精密加工領(lǐng)域常見(jiàn)的生產(chǎn)形式之一。模具制造不僅可以應(yīng)用在機(jī)械制造行業(yè)，還可以應(yīng)用在電子通信行業(yè)、計(jì)算機(jī)硬件、嵌入式、自動(dòng)化控制以及人工智能等多種行業(yè)領(lǐng)域。模具制造可以通過(guò)打磨、澆筑等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工，在選擇合適的原材料之后，可以根據(jù)定制化需求設(shè)計(jì)內(nèi)容，選擇模具制造方式。計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械精密加工制造相結(jié)合，能夠提高制造工藝的精度，在建立相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)模型之后，可以高效生產(chǎn)批量產(chǎn)品。但是模具制造過(guò)程需要建立相關(guān)技術(shù)管理系統(tǒng)，將毛坯的各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)與模具參數(shù)之間的差距控制在一定范圍內(nèi)，以便于后續(xù)打磨和澆筑作業(yè)。此外，模具制造可以實(shí)現(xiàn)高效率批量生產(chǎn)，對(duì)于工業(yè)項(xiàng)目的定制化設(shè)計(jì)需求和高精度產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)調(diào)整模具制造參數(shù)，能夠有效提升生產(chǎn)效率。

3.3 納米技術(shù)

納米技術(shù)是高分子化學(xué)原理、物理原理、計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)械制造精密加工技術(shù)類型。由于納米技術(shù)成本較高，精度要求較高，因此，被廣泛應(yīng)用于軍工、航空等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的機(jī)械制造過(guò)程中。隨著數(shù)字化機(jī)械制造工藝赫爾流程的逐漸優(yōu)化與完善，納米技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高精度的生產(chǎn)制造，如芯片電路板、激光核聚變反射鏡等相關(guān)高精尖產(chǎn)品。納米技術(shù)可以有效提升機(jī)械零部件的生產(chǎn)制造效率，還能夠協(xié)助管理人員優(yōu)化作業(yè)生產(chǎn)流程。此外，由于納米技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，可以協(xié)助計(jì)算機(jī)技術(shù)和物理學(xué)原理的創(chuàng)新研究，將較為復(fù)雜的零部件批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)研融合的生產(chǎn)制造過(guò)程。因此，納米技術(shù)可以推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，也可以根據(jù)行業(yè)發(fā)展需求，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。