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

張 偉

阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 阜陽 236031

隨著我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)在科技發(fā)展過程中的不斷進(jìn)步，特別是精密加工技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，為我國機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)社會效益和經(jīng)濟(jì)收益的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支持，同時也積極地推動了我國制造業(yè)的整體發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的應(yīng)用意義和特點(diǎn)

現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工藝的應(yīng)用意義是提高制造質(zhì)量與產(chǎn)量，增強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品的效能，為機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提供依托和支持。當(dāng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝得到完善和改進(jìn)后，能夠讓機(jī)械制造企業(yè)更好地把握多元化的市場需求，并針對市場變化做出相應(yīng)的對策，同時也能為精密加工技術(shù)的應(yīng)用提供必要的保障。

在現(xiàn)代科技的發(fā)展下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝逐漸呈現(xiàn)出智能化、環(huán)保化、精密化的基本特點(diǎn)。其中智能化主要是指人工智能技術(shù)在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用中，使人工智能設(shè)備能夠更好地分析和制造機(jī)械產(chǎn)品，降低企業(yè)的人力投入成本，使機(jī)械生產(chǎn)和加工更加科學(xué)、有效、完備。環(huán)?；笝C(jī)械生產(chǎn)工藝通過改進(jìn)工藝和技術(shù)，降低機(jī)械制造中所產(chǎn)生的有害物質(zhì)，提高環(huán)境保護(hù)成效，并在某種程度上降低了企業(yè)的能源損耗。精密化指機(jī)械制造企業(yè)不斷提高對產(chǎn)品精確度和質(zhì)量的要求，通過現(xiàn)代科技的應(yīng)用，使產(chǎn)品的精密度得到有效地提升，并且讓更多的精密加工技術(shù)在機(jī)械制造中得到充分的應(yīng)用。

2 機(jī)械制造設(shè)計(jì)工藝的加工模式

2.1 集成化加工模式

在科技持續(xù)發(fā)展的過程中，機(jī)械技術(shù)與自動化的充分融合，逐漸形成了機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝，并不斷從傳統(tǒng)的自動化加工轉(zhuǎn)變?yōu)榧苫庸?。在現(xiàn)代機(jī)械制造設(shè)計(jì)領(lǐng)域，通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到交叉應(yīng)用，共同推動了制造行業(yè)的整體發(fā)展。集成化模式的成熟與發(fā)展，為機(jī)械加工的精密化發(fā)展提供了條件，也為更多的精密加工技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。集成化模式通常由多個功能模塊組成，不同的功能模塊共同構(gòu)成了完整的生產(chǎn)體系，這極大地降低了機(jī)械制造與設(shè)計(jì)對人工的依賴。

2.2 智能化加工模式

在現(xiàn)代科技不斷成熟與發(fā)展的過程中，人工智能逐漸成為自動化制造技術(shù)的替代品和衍生物。人工智能擁有和自動化相同的特點(diǎn)，能彌補(bǔ)傳統(tǒng)自動化生產(chǎn)所存在的不足，可以切實(shí)降低機(jī)械制造中所產(chǎn)生的故障，增強(qiáng)機(jī)械制造過程的 “柔性” 。通過融入人工智能，構(gòu)造智能制造模式，能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)全智能化、自動化的生產(chǎn)系統(tǒng)，讓系統(tǒng)流程更加流暢，使機(jī)械制造工藝能夠更好地契合現(xiàn)代社會發(fā)展的基本要求。然而從技術(shù)應(yīng)用與機(jī)械制造的角度出發(fā)，我國當(dāng)前的人工智能還不夠成熟，需要相關(guān)政府部門、企業(yè)投入更多的財(cái)力、物力和人力。

2.3 低碳化加工模式

由于傳統(tǒng)機(jī)械制造所造成的生態(tài)環(huán)境污染問題較為嚴(yán)重，因此高污染、高能耗的機(jī)械制造模式已經(jīng)很難適用于當(dāng)前的市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)特征。為此，需要企業(yè)改進(jìn)機(jī)械制造工藝，降低機(jī)械制造對自然生態(tài)環(huán)境所帶來的不利影響。同時，要將綠色理念與機(jī)械制造工藝相融合，制定出全新的機(jī)械加工模式，以便更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造領(lǐng)域的低碳化、低能耗、綠色化發(fā)展的目標(biāo)。在該加工模式中，企業(yè)不僅要注重污染物質(zhì)的產(chǎn)生和排放，更需要提高對能源損耗的關(guān)注和重視程度，通過應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低碳化的機(jī)械制造態(tài)勢。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的應(yīng)用思路

首先是機(jī)械設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)包含方法設(shè)計(jì)、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等諸多模塊，在現(xiàn)代科技發(fā)展和進(jìn)步的過程中，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)模式已經(jīng)無法滿足社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，使得先進(jìn)的理念和技術(shù)逐漸成為現(xiàn)代化設(shè)備設(shè)計(jì)的保障。通過仿真技術(shù)、系統(tǒng)功能等手段重構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)模式，注重機(jī)械設(shè)計(jì)的不同環(huán)節(jié)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。而在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)通常是與軟件技術(shù)相互融合和滲透的，通過融入智能化、集成化加工模式，制造出精密的、節(jié)能的、優(yōu)質(zhì)的機(jī)械產(chǎn)品。在機(jī)械設(shè)計(jì)中最常見和常用的軟件是AutoCAD。該軟件在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中擁有仿真測試、思維建模、平面設(shè)計(jì)等基本功能，能夠被充分地應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)與設(shè)計(jì)的全過程中，很多院校都開展相關(guān)課程，并要求學(xué)生能夠全面掌握和應(yīng)用該軟件。而在科技發(fā)展與時代進(jìn)步的背景下，AutoCAD 軟件逐漸擁有了三維建模功能，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)工藝得到進(jìn)步和轉(zhuǎn)變。相較于傳統(tǒng)的二維建模，三維建模能夠幫助設(shè)計(jì)者更好地呈現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，提升機(jī)械制造的精細(xì)度。在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員需要制定出二維圖形，然后利用軟件將其轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，并利用三維打印機(jī)，將模型打印出來，隨后模擬機(jī)械部件的應(yīng)用情況，如果檢測合格，可以直接投入生產(chǎn)和應(yīng)用。如果檢測不合格，則需要用軟件進(jìn)行進(jìn)一步的分析和改進(jìn)，直到機(jī)械產(chǎn)品合格為止。在AutoCAD 軟件的支持下，機(jī)械設(shè)計(jì)過程更加便捷、快速、有效，并在某種程度上降低了機(jī)械設(shè)計(jì)的成本，為企業(yè)獲取更好的經(jīng)濟(jì)收益，提供保障和支持。

其次是機(jī)械制造。而機(jī)械制造技術(shù)通常包括 “激光熱處理” “快速成型” “拋光打磨” 及 “切剝” 等技術(shù)。其中 “快速成型技術(shù)” 是通過激光切割與CAD模塊相融合的方式制造零件樣品的。其基本特征是通過計(jì)算機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)智能化、自動化切割的。而 “激光熱處理” 主要指借助激光的高溫性，實(shí)現(xiàn)對熔覆材料或基材的熱處理，使其形成特定的 “表面合金” 。而切剝技術(shù)和拋光打磨技術(shù)是機(jī)械制造的基本工藝，能夠充分地融入精密加工技術(shù)，提升產(chǎn)品制造的質(zhì)量。然而在實(shí)際應(yīng)用中，則需要企業(yè)通過Auto 軟件對所用材料進(jìn)行分析，整合機(jī)械制造技術(shù)的數(shù)據(jù)，使機(jī)械產(chǎn)品加工過程呈現(xiàn)出集成化、智能化、低碳化的特征。

4 精密加工技術(shù)在機(jī)械制造設(shè)計(jì)工藝中的具體應(yīng)用

通過深入了解機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的特點(diǎn)和模式，我們能夠充分地將精密加工技術(shù)融入其中，使其更好地提升機(jī)械制造的成效，讓機(jī)械制造過程更加流程、順利、有效，繼而讓精密加工技術(shù)擁有信息化和智能化的基本特征。

4.1 切剝技術(shù)

切剝技術(shù)主要指企業(yè)在生產(chǎn)中對材料進(jìn)行預(yù)處理的一種重要工序，其精密度決定了后續(xù)作業(yè)流程的順利性。所以將精密加工技術(shù)應(yīng)用并滲透到切剝技術(shù)中，能夠更好地提升機(jī)械制造的質(zhì)量和效率。由于原材料的形狀和大小不同，需要將原材料進(jìn)行相應(yīng)的切剝處置，以此實(shí)現(xiàn)原材料在形狀和大小上的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，為后續(xù)機(jī)械制造和加工過程提供便利。在實(shí)際的應(yīng)用中，工作人員需要通過激光切割技術(shù)把控激光切入材料內(nèi)部的深度，保障產(chǎn)品能夠達(dá)到企業(yè)預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。隨后工作人員再將信息技術(shù)融入到切剝技術(shù)的應(yīng)用過程中，借助計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)控、分析，從而確保機(jī)械部件的切剝精度。此外，將人工智能技術(shù)、集成化技術(shù)融入其中，能有效地提高精密加工技術(shù)的應(yīng)用效率，提升產(chǎn)品加工的質(zhì)量，從而降低資源投入。

4.2 研磨技術(shù)

研磨技術(shù)主要指對機(jī)械產(chǎn)品表面進(jìn)行拋光打磨的過程，能夠降低產(chǎn)品表面所特有的 “粗糙度” ，提高機(jī)械產(chǎn)品的品質(zhì)。在進(jìn)行硅芯片的制造和生產(chǎn)中，工作人員應(yīng)確保硅晶片表面的粗糙度維持在10-20mm 之間，而對金屬類的設(shè)備或產(chǎn)品，則需要確保其表面擁有較高的光滑度。而在集成生產(chǎn)模式及傳統(tǒng)的機(jī)械加工模式中，工作人員難以確保產(chǎn)品的拋光打磨過程能夠達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。所以工作人員必須對相關(guān)的制造設(shè)備進(jìn)行實(shí)時的調(diào)整，使其能夠滿足機(jī)械制造和加工的基本要求。將精密加工技術(shù)融入到拋光打磨的過程中，不僅能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)制造工藝所存在的弊端和不足，還能提高產(chǎn)品制造的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)性。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對零件表面所存在的粗糙度進(jìn)行測量，并根據(jù)粗糙度將產(chǎn)品劃分為不同的類別，分批地、分類地對產(chǎn)品進(jìn)行打磨。此外，工作人員還需要借助磁懸浮裝置，調(diào)整產(chǎn)品和打磨裝置的距離，減少產(chǎn)品對設(shè)備所造成的損害和影響。

4.3 微機(jī)械技術(shù)

微機(jī)械技術(shù)普遍被應(yīng)用在產(chǎn)品制造規(guī)模小的設(shè)備加工中。相對于大型的生產(chǎn)流程，微機(jī)械技術(shù)能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行更加精密的加工和處理，制造出大型設(shè)備難以制造的產(chǎn)品。譬如電腦芯片、手機(jī)芯片等。由于電子設(shè)備對產(chǎn)品的精細(xì)度要求較高，細(xì)微的差異或影響都會導(dǎo)致電子設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。因此，為把握和提高產(chǎn)品制作的精細(xì)度，企業(yè)有必要利用微機(jī)械技術(shù)，提高產(chǎn)品制造的質(zhì)量。而在實(shí)際操作中，微機(jī)械技術(shù)還能靈敏地收集產(chǎn)品的基本信息，擁有較高的反應(yīng)速度和生產(chǎn)效率，能夠及時檢測出機(jī)械產(chǎn)品內(nèi)部的問題和故障，提高零部件制造的成效。而針對制作要求較高的機(jī)械產(chǎn)品或零部件，微機(jī)械技術(shù)能夠提升產(chǎn)品制作的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化程度，使其更契合產(chǎn)品的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，從而幫助企業(yè)更好地適應(yīng)社會市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展對機(jī)械制造行業(yè)所提出的基本要求，確保機(jī)械制造行業(yè)能夠取得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)收益和社會效益。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中，微機(jī)械技術(shù)還能被充分地應(yīng)用到集成化、低碳化、智能化的產(chǎn)品加工模式中，并且能夠切實(shí)實(shí)現(xiàn)企業(yè)的精細(xì)化生產(chǎn)與制造。

4.4 納米與氣體焊技術(shù)

納米技術(shù)是我國機(jī)械制造工藝研究的重要成果，能夠被充分應(yīng)用到不同的生產(chǎn)領(lǐng)域和環(huán)節(jié)中，對機(jī)械制造設(shè)計(jì)工藝的發(fā)展和應(yīng)用來講，納米技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高設(shè)備及零部件生產(chǎn)的精密程度，使機(jī)械設(shè)備更加精密。在機(jī)械加工與制造的過程中，企業(yè)需要以納米技術(shù)為基本的生產(chǎn)技術(shù)，以微機(jī)械技術(shù)為輔助的生產(chǎn)工藝，通過兩種技術(shù)的融合應(yīng)用，增強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品制造的效率和質(zhì)量。所以，在應(yīng)用納米技術(shù)開展機(jī)械制造活動中，企業(yè)能夠?qū)⒉牧系木瓤刂频郊{米級別，增強(qiáng)硅片等電子設(shè)備的儲存量。氣體焊技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造工藝重要的技術(shù)類別，能夠通過電弧實(shí)現(xiàn)對多種不同物體的焊接。在氣體保護(hù)機(jī)制的影響下，工作人員能夠確保物體表面不受到電弧的損害和影響，提高機(jī)械產(chǎn)品制造的完整性。使用這種氣體焊技術(shù)，可以在降低企業(yè)生產(chǎn)成本的前提下，提高機(jī)械產(chǎn)品制造的精細(xì)化程度。

5 結(jié)語

機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要產(chǎn)業(yè)，對其設(shè)計(jì)和制造工藝進(jìn)行創(chuàng)新和改革，能夠推動機(jī)械產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，使其更好地為我國國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)提供支持和助力。然而在現(xiàn)代科技發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝已經(jīng)難以滿足機(jī)械產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展訴求，使得企業(yè)不得不結(jié)合時代發(fā)展的特征和特點(diǎn)，構(gòu)建出低碳化、智能化、集成化的機(jī)械制造模式，使精密加工技術(shù)充分地應(yīng)用在不同的設(shè)備制造、零部件生產(chǎn)過程中，提高了企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的有效性和實(shí)效性。