現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)分析

王微

Abstract： At present， China's modernization tends to be perfect， and people's production and life quality are getting better and better. However， under this background， China's machinery manufacturing industry is also facing more opportunities and challenges. At present， most of China's machinery manufacturing uses modern manufacturing technology， and its production mode is gradually developing towards intelligence and information. Therefore， in the mechanical manufacturing industry， actively applying modern mechanical design and manufacturing technology is helpful to realize the upgrading and transformation of the mechanical manufacturing industry.

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化;機械設(shè)計;制造工藝;精密加工;技術(shù)分析

Key words： modernization;mechanical design;manufacturing process;precision machining;technical analysis

中圖分類號：TH122 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）04-0134-03

0 ?引言

機械制造行業(yè)是現(xiàn)階段推動我國經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)之一，越來越多的人關(guān)注機械制造業(yè)中精細化制造工藝的應用和發(fā)展，本文從介紹了幾種應用比較廣泛的現(xiàn)代化機械制造工藝和精密加工制造技術(shù)，從而讓更多的人了解現(xiàn)代化機械制造工藝，并在原有的基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)該技術(shù)的深度發(fā)展。

1 ?現(xiàn)代化機械制造工藝與精密加工技術(shù)的主要特點

1.1 具有比較高的關(guān)聯(lián)性特點

在現(xiàn)代化機械設(shè)計制造生產(chǎn)階段中，制造工藝在整個制造過程中都發(fā)揮著極大程度的作用，比如：加工、設(shè)計工作都需要制造工藝作為工藝基礎(chǔ)，如果在整個過程中某一部分出現(xiàn)問題，那么就會對整體造成不良影響。因此，只有積極將高水平的制造工藝同精密加工技術(shù)相融合才能最大限度地提高我國整體機械業(yè)的發(fā)展水平。由上述內(nèi)容就可以看出，現(xiàn)代化機械制造工藝和精密加工技術(shù)具有比較高的關(guān)聯(lián)性。

1.2 具有比較高的競爭性特點

隨著時代的不斷進步，我國社會經(jīng)濟與科技水平都有了極大程度地突破和創(chuàng)新，與此同時，人們對現(xiàn)代化機械生產(chǎn)制造的要求也不斷提升。為了從根本上提升市場的占有率，相關(guān)制造企業(yè)就要提升機械制造的效率和質(zhì)量，這就直接增加了各個企業(yè)之間的競爭性水平。在這個發(fā)展十分迅猛的時代，只有不斷提升自身的制造工藝水平和精密加工技術(shù)水平才能在市場中占有一席之地，因此，相關(guān)制造企業(yè)要想保證自身的長久發(fā)展就必須要提升自身的競爭性水平。

1.3 具有比較高的系統(tǒng)性特點

系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)性有著一定的相似性，但關(guān)聯(lián)性更加偏向于合作，系統(tǒng)性更加偏向于整體性的統(tǒng)一，雖然現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)有很大的差別，但其都在各個工作領(lǐng)域中進行系統(tǒng)性、規(guī)范性的生產(chǎn)工作。

2 ?現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝具體應用效果

2.1 智能化機械生產(chǎn)模式

人工智能技術(shù)依靠自身特有的智能化，科技化特點，能夠在一定程度上作為自動化技術(shù)的替代品和互補品，這也是現(xiàn)階段我國不同行業(yè)改革創(chuàng)新的關(guān)鍵內(nèi)容。雖然人工智能技術(shù)發(fā)展速度比較迅猛，但是，在我國機械生產(chǎn)制造方面，人工智能技術(shù)發(fā)展還不完善，這也在一定程度上表示，智能化技術(shù)還有比較大的發(fā)展空間，相關(guān)技術(shù)人員要在機械制造領(lǐng)域進一步加強對智能化技術(shù)的創(chuàng)新和研究。將人工智能技術(shù)同現(xiàn)代化生產(chǎn)系統(tǒng)相結(jié)合，有助于積極打造智能化，科技化的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，從而最大限度地實現(xiàn)全自動機械生產(chǎn)設(shè)計新模式，只需要相關(guān)工作人員進行基本操作，比如：相關(guān)參數(shù)的輸入設(shè)定等，當輸入設(shè)定完畢以后，智能化系統(tǒng)就能對生產(chǎn)鏈條進行系統(tǒng)性的分析和處理，依靠其智能化系統(tǒng)來進行相應的選擇和判斷。人工智能技術(shù)的應用重點凸顯出了其智能化和科技化的特點，能夠最大限度實現(xiàn)自主加工制造，在提升機械生產(chǎn)制造速度的同時還能夠減少制造成本的使用。

2.2 集成化生產(chǎn)制造模式

隨著時代的不斷進步，我國科技水平有了突破性的提升，機械技術(shù)和自動化的進一步融合發(fā)展逐漸形成了新型的現(xiàn)代化機械工藝技術(shù)，由最初分散的自動化開始逐漸向集成化的方向慢慢發(fā)展，在發(fā)展的同時也衍生出了其它多項智能化技術(shù)。在現(xiàn)代化機械設(shè)計制造中，網(wǎng)絡技術(shù)和通訊技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)交叉發(fā)展，從而能夠促進機械生產(chǎn)制造行業(yè)的進步。集成化生產(chǎn)制造模式由多個子功能融合形成，從而形成一個相對系統(tǒng)化的生態(tài)系統(tǒng)，能夠在極大程度上降低對人體勞動力的需求。在現(xiàn)代化機械設(shè)計制造方面，通過機械系統(tǒng)工程對機械生產(chǎn)進行相關(guān)優(yōu)化，同時加強對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的聯(lián)系能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化自動化生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)流程，進一步提升自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的豐富性和方便性特點，是以往過于零散、分散的設(shè)計生產(chǎn)單元能夠形成系統(tǒng)化的整體。除此之外，自動設(shè)計生產(chǎn)模式還能夠在一定程度上減少相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)制造成本，從而促進企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

2.3 低碳化生產(chǎn)制造模式

以往污染程度比較高的機械生產(chǎn)制造模式已經(jīng)不能從根本上滿足新時代下現(xiàn)代化機械工業(yè)的發(fā)展需求，要想最大限度降低機械生產(chǎn)制造產(chǎn)生的環(huán)境污染程度，那么就要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加強對其他綠色環(huán)保機械生產(chǎn)制造技術(shù)的研究和分析。機械生產(chǎn)制造行業(yè)是推進我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，因此，加強對綠色、低碳機械生產(chǎn)制造的研究和創(chuàng)新是非常有必要的，盡可能地降低機械生產(chǎn)制造中污染物質(zhì)的排放，保證我國機械生產(chǎn)制造行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展。以往的機械生產(chǎn)制造中存在生產(chǎn)制造技術(shù)落后、生產(chǎn)制造管理力度不足等問題，從而導致在機械生產(chǎn)制造過程中大量污染物被排放出去，從而造成了非常嚴重的環(huán)境污染。而加強低碳化生產(chǎn)模式的打造能夠在極大程度上降低污染物質(zhì)的排放量，減少生產(chǎn)制造成本，推進機械生產(chǎn)制造行業(yè)的綠色發(fā)展。

3 ?現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝有效運用

3.1 機械設(shè)計方面

在現(xiàn)代化機械產(chǎn)品設(shè)計工作中，將計算機軟件技術(shù)以及自動化生產(chǎn)設(shè)備二者相結(jié)合能夠在極大程度上實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)自動化、信息化。例如：Auto CAD，Auto CAD這項軟件在機械設(shè)計中發(fā)揮著極大程度的作用，主要包括：多維度平面開發(fā)處理、思維建模以及仿真性測試管理、設(shè)計開發(fā)和生產(chǎn)制作等，如圖1所示。在最初進行Auto CAD軟件開發(fā)和研究時，機械設(shè)計都是通過手繪二維平面來實現(xiàn)的，隨著時代的進步，科技的不斷發(fā)展，Auto CAD在一定程度上實現(xiàn)了多維建模和仿真性測試管理功能，在原有二維平面的基礎(chǔ)上成功升級轉(zhuǎn)型為三維平面，與二維模型相同，在Auto CAD軟件中輸入相關(guān)的機械三維數(shù)據(jù)，就能夠立刻呈現(xiàn)出具體的三維模型。工作人員通過對三維框架進行有效的調(diào)整和改進，就能立刻得到完整的三維設(shè)計圖，并且能夠根據(jù)自身的要求對三維模型進行相關(guān)處理。在一定程度上，能夠?qū)崿F(xiàn)三維模型與二維模型之間的轉(zhuǎn)化，二維設(shè)計圖形也能夠在一定程度上轉(zhuǎn)變?yōu)槿S圖形?，F(xiàn)階段，Auto CAD軟件技術(shù)已經(jīng)在極大程度上同機械設(shè)計實現(xiàn)了融合和滲透，這也是現(xiàn)階段自動化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，通過AutoCAD軟件技術(shù)中的獨特插件，將二維設(shè)計圖形轉(zhuǎn)化成三維設(shè)計模型，并利用立體打印機將三維設(shè)計模型打印出來，這樣就能夠在一定程度上對生產(chǎn)效果進行模擬測試，如果最終得出的模型符合相應的設(shè)計標準，那么就可以進入規(guī)?；庸どa(chǎn)，從而進一步提升機械設(shè)計的自動化程度，提高生產(chǎn)速度。（如圖1）

3.2 機械制造方面

例如：自動化數(shù)控下料。充分發(fā)揮出Auto CAD軟件的智能作用，并結(jié)合相關(guān)機械板材的具體加工形式，保證機械制造具備一定的針對性特點。Auto CAD軟件平臺極大程度上包含了一系列部件、板材、生產(chǎn)管理形式等，能夠通過對大數(shù)據(jù)信息的挖掘處理，從而顯示出各種排樣模板，工作人員可以從多個模板中選出最有效、最合理的一種。通過相應的可視化技術(shù)打造出完整的工程圖，并通過Auto CAD將工程圖進行有效導入，相關(guān)工作人員可以通過DFX展開有效編輯，在整理完成之后點擊自動生產(chǎn)則能夠立刻進行自動化生產(chǎn)，從而最大限度地保證生產(chǎn)效率。相關(guān)的數(shù)控仿真技術(shù)能夠通過計算機形成有效的機械形態(tài)模型，并通過相關(guān)應用程序開發(fā)系統(tǒng)得到平面圖的數(shù)控代碼，比如生產(chǎn)參數(shù)，規(guī)格信息等，利用智能化技術(shù)模擬機械直線等，還能夠通過定時器控件等針對虛擬化的模型進行有效的調(diào)整和改進，另外還能夠通過顯示屏直接觀察到設(shè)計機械構(gòu)件的實際情況。

4 ?現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝在建筑安裝施工中的具體應用

4.1 現(xiàn)代化機械焊接制造工藝

從目前來看，現(xiàn)代化機械焊接制造工藝技術(shù)種類比較豐富，并且能夠積極運用于一系列建筑安裝施工工作中，比如焊接工藝。焊接工藝能夠運用到建筑鋼梁焊接施工工作中，在整體焊接工作中會使用到電弧技術(shù)，現(xiàn)階段我國應用比較廣泛的包括手工電焊弧和二氧化碳氣保焊焊材設(shè)備技術(shù)?，F(xiàn)代化機械焊接制造工藝要求在建筑安裝施工中嚴格注意：機械焊接焊條要保證處于烘干狀態(tài)，并且即烘干的次數(shù)不能多于兩次;要最大程度上保證焊絲包裝完整;最大限度保證二氧化碳氣體純度不能低于99.9%，含水量要大于0.05%，即瓶內(nèi)高壓不能低于1MPa;最大限度保證焊機電壓處于正常狀態(tài)。在進行焊接安裝時，要嚴格按照要求使用現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝。及時檢查坡口角度、錯口量以及頓邊等，保證這些區(qū)域并無雜質(zhì);再進行手工電焊弧預熱過程中，使其預熱的溫度符合標準;在進行焊接時，及時將坡口位置堵住，把木材和墊板連接處進行有效連接，避免焊接缺陷的發(fā)生。

4.2 電阻焊焊接與埋弧焊制造工藝

在電阻焊焊接工藝中，工作人員首先確定電池正負極位置，使其安全連接，同時還要最大程度考慮周邊環(huán)境的變化，在焊接過程中，要等焊接物充分熔化以后再進行焊接結(jié)合。另外，相關(guān)人員還要注意，要在電阻焊技術(shù)特征基礎(chǔ)上加強鋼結(jié)構(gòu)整體焊接安全性，嚴格控制和管理焊接過程，避免出現(xiàn)噪聲污染。在埋弧焊工藝焊接過程中，焊接材料發(fā)揮著不可忽視的作用，能夠通過是電弧進行燃燒取得最佳的施工安裝效果。例如，在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接施工工作中，可以通過埋弧焊自動化焊接工藝，同時結(jié)合電焊車，將其焊絲和電弧輸送到具體的生產(chǎn)區(qū)域，最大程度上保證能夠快速實現(xiàn)焊接。

4.3 切剝機械制造應用

切剝機械制造技術(shù)更多的應用于施工中不同部件的加工和處理，從而最大程度提升不見整體的精細程度。例如，在建筑工程樁基樁頭環(huán)切法中，可以有效通過切剝技術(shù)達到最佳的鑿除效果，同時在環(huán)接線施工工作中，工作人員要保證樁頭預留區(qū)域完好無損。在采用環(huán)切法施工階段中，工作人員要將切割面完整保留，提前打磨好樁基點平臺，保證混凝土的質(zhì)量符合要求。

5 ?現(xiàn)代化精密加工技術(shù)應用

5.1 納米加工工藝

納米加工工藝在一定程度上為我國現(xiàn)代化機械設(shè)計制造技術(shù)指明了新的發(fā)展方向。納米加工工藝屬于一種新型的高精度工藝技術(shù)，該工藝技術(shù)主要通過納米級的精度展開技術(shù)加工，該技術(shù)主要針對原子與分子重組和消除來完成納米加工工作。納米加工技術(shù)在我國計算機的集成電路設(shè)計領(lǐng)域的應用比較普遍，能夠積極應用在比較精密細小的零件設(shè)計中，并且現(xiàn)階段的發(fā)展方向為在機械設(shè)計制造中進行納米尺度的設(shè)計，并且設(shè)計的主要內(nèi)容來自現(xiàn)代化工程技術(shù)和物理學的融合和滲透，納米加工工藝是現(xiàn)階段我國精密加工技術(shù)中的重點內(nèi)容。例如，在納米塔吊安裝拆除施工技術(shù)中，納米精密加工工藝發(fā)揮出了極大程度的有效作用。在納米塔吊安裝，拆除施工技術(shù)的接地裝置施工工作中，首先要及時設(shè)立相關(guān)的地基連接底架，然后再由專業(yè)的工作人員展開接地線纜安裝施工工作，并且還要定期對接地線與接地電阻進行有效的檢查。另外，在一些精密儀器的設(shè)計和生產(chǎn)工作中，納米加工工藝可以充分發(fā)揮出自己特有的技術(shù)優(yōu)勢，最大限度地保證相關(guān)精密儀器產(chǎn)品的精準性和密度性符合最佳的設(shè)計加工要求。納米加工工藝還依靠自身特有的技術(shù)特點，在我國現(xiàn)階段的機械制造產(chǎn)業(yè)以及測量技術(shù)領(lǐng)域中都有著非常廣泛的應用。在我國以往的機械制造業(yè)中主要是通過刀具對各種產(chǎn)品進行切割的方式來進行的，而在非傳統(tǒng)加工技術(shù)中，主要通過各種不同的工藝技術(shù)來進行加工制造，從而實現(xiàn)對不同材料的處理工作。隨著納米加工工藝的應用越來越普遍，社會各行各業(yè)對納米加工工藝的認可程度也越來越高，并且經(jīng)過納米加工工藝加工制作出來的零件質(zhì)量是非常高的，該項工藝技術(shù)還能夠在一定程度上實現(xiàn)對信息長時間的存儲以及高精度的存儲密度，這為目前相關(guān)行業(yè)的發(fā)展來說，有著極大程度的促進性作用。

5.2 攪拌摩擦焊接加工工藝

攪拌摩擦焊接加工工藝在車輛加工生產(chǎn)以及飛行器加工生產(chǎn)等方面有著極大程度的應用，攪拌摩擦焊接加工工藝相對于其它加工工藝來說，已經(jīng)具備一定的成熟性，是一項成熟度比較高的加工技術(shù)。從整體上來看，攪拌摩擦焊接加工工藝到工藝水平比較高，并且適合運用到多種行業(yè)領(lǐng)域中，比如，將攪拌摩擦焊接加工工藝積極應用到我國現(xiàn)階段的機械生產(chǎn)制造行業(yè)中，能夠在極大程度上降低對材料的使用消耗量，并且該項加工工藝的焊接范圍也相對廣泛，以鋁合金構(gòu)件焊接為例，攪拌摩擦焊接加工工藝能夠?qū)?00毫米縫焊縫進行有效的焊接處理。除此之外，這項技術(shù)在進行焊接過程中對環(huán)境溫度的要求也比較低，特別值得注意的是這項技術(shù)不會將相關(guān)構(gòu)件原本的構(gòu)成物質(zhì)、構(gòu)件結(jié)構(gòu)等進行改變，最終加工制作出來的工藝產(chǎn)品質(zhì)量比較高，并不需要損耗太多的材料成本進行焊接，從而在極大程度上節(jié)約了加工成本。

5.3 超精密研磨工藝

傳統(tǒng)集成電路的研磨、拋光技術(shù)無法滿足基板硅片高精度的嚴格要求。而超精密研磨工藝一般用于加工集成電路中的基板硅片。通過創(chuàng)新集成電路技術(shù)可以優(yōu)化超精密彈性研磨施工技術(shù)。并且具有機械研磨和化學研磨的優(yōu)點，對機械地損傷低、精度較高、完整性強，不會對產(chǎn)品表面造成損傷。

精密研磨技術(shù)的應用過程如下：首先，借助計算機把控不同產(chǎn)品零件的粗糙度，通過分批生產(chǎn)方式攻置產(chǎn)品打磨的具體轉(zhuǎn)數(shù)。研磨技術(shù)的粗糙度建議控制在0.1-0.2cml間，對于金屬機械產(chǎn)品需要保證其表面的平滑性。如果大規(guī)模使用統(tǒng)一的生產(chǎn)機器，應調(diào)整設(shè)備精度，避免影響生產(chǎn)效率。其次，提高產(chǎn)品粗糙度要求，增加打磨細致度，突出該技術(shù)的應用優(yōu)勢。最后，建議依據(jù)磁懸浮技術(shù)原理，確保設(shè)備和產(chǎn)品之間直接接觸。借助磁力打磨設(shè)備，在提高打磨精度的基礎(chǔ)上，避免機械磨損，延長設(shè)備的使用壽命。

6 ?精密加工技術(shù)未來發(fā)展展望

實現(xiàn)高精度?，F(xiàn)階段，精密加工技術(shù)被廣泛應用于我國的航天軍工領(lǐng)域中，隨著科技的不斷發(fā)展，未來還會逐漸應用到我國民用機械生產(chǎn)行業(yè)中，但從現(xiàn)階段的實際發(fā)展情況來看，我國精密加工技術(shù)生產(chǎn)速度比較低，因此，相關(guān)技術(shù)人員加大對精密加工效率提升的研究力度，通過EEM以及CMP等技術(shù)來進一步提高精密加工的精準性程度;實現(xiàn)大型化與微型化。在生產(chǎn)一些精度要求比較高的機械部件時，需要依靠一些大規(guī)模的精密型加工儀器設(shè)施來進行生產(chǎn)。西方國家提出加工直徑為2.4-4m之間的大規(guī)模機械精密加工機床，能夠在一定程度上完成對一些精度要求比較高的機械部件的大規(guī)模生產(chǎn)，同時再加上微型電子技術(shù)的不斷進步，我國目前的精密加工也會逐漸向微型化、精準化方向發(fā)展。

7 ?結(jié)束語

我國現(xiàn)代化機械制造工藝和精密加工工藝技術(shù)還有著比較廣闊的發(fā)展創(chuàng)新空間和前景，需要我國相關(guān)技術(shù)人員積極同國外研究人員加強技術(shù)研究合作，加大研究和創(chuàng)新力度，使我國現(xiàn)代化機械制造工藝及精密加工技術(shù)水平能夠得到突破性提升。

參考文獻：

[1]劉明.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)探討[J].河北農(nóng)機，2021（08）：128-129.

[2]趙楠楠.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)探析[J].內(nèi)燃機與配件，2021（14）：109-110.

[3]吳兆平.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)研究[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2021（12）：56-57.

[4]張鑫.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)探討[J].中國設(shè)備工程，2021（04）：160-161.