現(xiàn)代化機械設(shè)計與制造精密加工工藝技術(shù)探討

陳文朝

（廣東龍豐精密銅管有限公司，廣東 珠海 519045）

1 現(xiàn)代機械制造與精密加工技術(shù)的主要特點

1.1 高關(guān)聯(lián)性

當(dāng)前機械制造并不是傳統(tǒng)意義上說的產(chǎn)品制造，更加包含了對于市場的需求和后續(xù)維修維護兩個領(lǐng)域。為了保證機械設(shè)備能夠滿足市場的需要，同時具有良好的穩(wěn)定性能，就需要重視機械生產(chǎn)制造的重要性，同時不斷提升技術(shù)水平，確保我國機械制造業(yè)處于世界前端。因此機械制造業(yè)的提升是一連串工藝技術(shù)的提升，當(dāng)代機械制造和精密加工技術(shù)的發(fā)展有著極大的關(guān)聯(lián)程度[1-2]。

1.2 高科技性

機械制造行業(yè)具有很強的系統(tǒng)性，除去日常的生產(chǎn)制造外，還需要保證在制造過程中引入大量的先進技術(shù)。例如當(dāng)前在機械制造業(yè)中，從早期的計算機技術(shù)到現(xiàn)在的傳感器應(yīng)用，包括近年的智能AI 技術(shù)的應(yīng)用等，通過利用先進技術(shù)，在提升機械制造技術(shù)的水平同時實現(xiàn)精密加工。而對于不同的機械領(lǐng)域，對于相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用也有著很大的區(qū)別。因此為了保證最終的效果，需要充分了解不同技術(shù)的特點以及對于整個制造系統(tǒng)的影響，避免使用過程中出現(xiàn)不兼容的情況。

1.3 全球化競爭明顯

隨著市場經(jīng)濟體制的改革，我國的機械加工業(yè)逐漸走向了全球化，機械制造企業(yè)要想有效實現(xiàn)產(chǎn)品銷量提升，就必須加大對先進科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，占領(lǐng)更多的市場份額。而且各機械制造企業(yè)之間也需要不斷加強競爭，對機械制造技術(shù)和精密加工技術(shù)進行完善，確保生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量提升。用高精尖的產(chǎn)品，為機械制造企業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，推進機械制造業(yè)的全球化發(fā)展。

2 現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術(shù)

2.1 現(xiàn)代機械制造工藝內(nèi)容

2.1.1 攪拌摩擦焊接技術(shù)

攪拌摩擦焊接通常多見于歐洲地區(qū)的制造工藝中。近年來我國也引入了該類技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于航空、鐵路等領(lǐng)域。從應(yīng)用層面而言，攪拌摩擦技術(shù)適用面廣泛，并且具有很大的優(yōu)勢。舉例而言，當(dāng)維修工作需要運用焊接工序時，僅僅需要攪拌頭就能夠完成維護工作，避免了傳統(tǒng)的焊絲焊接，減少了資源的浪費。同時對于部分金屬焊接而言，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)低溫焊接，大大降低了焊接條件和需求。

2.1.2 螺柱焊接技術(shù)

該技術(shù)操作期間應(yīng)確保螺柱和被焊接物體表面緊密接觸，然后通過電弧將被焊接物表面融化，同時加壓處理螺柱，實現(xiàn)焊接。而儲能式與拉弧式是螺柱焊接工藝的主要類型：拉弧式熔深大，適合重工業(yè)生產(chǎn)；儲能式則熔深小，適合薄板生產(chǎn)。其優(yōu)點也比較明顯，如無需在焊接時打孔，漏氣或漏水在焊接時出現(xiàn)的概率低，該技術(shù)在現(xiàn)代機械生產(chǎn)時得到了廣泛運用。

2.1.3 埋弧焊接技術(shù)

通過電弧燃燒實現(xiàn)焊接目的，即埋弧焊接技術(shù)。自動焊接方式采用小車設(shè)備輸送焊絲、移動電弧，技術(shù)人員僅負(fù)責(zé)焊接，所以得到了廣泛運用。在具體操作中，需結(jié)合焊接需求合理選擇及使用焊劑、科學(xué)控制焊接堿度。

2.1.4 電阻焊接技術(shù)

電阻焊技術(shù)通常在表面通電的時候進行操作，通過電阻產(chǎn)熱的效果來使得焊接處融化，從而實現(xiàn)焊接工作。電阻焊技術(shù)能夠在短時間內(nèi)完成焊接，因此具有良好的工作效率，同時對于最后的工作質(zhì)量也有著良好的保障。因此該技術(shù)能夠適用于一些使用頻繁的設(shè)備電器中，例如汽車焊接、家電維修制造等。但是這種技術(shù)的相關(guān)設(shè)備后期維護成本較高，同時前期投入成本較大，因此不利于廣泛推廣。

2.1.5 氣保護焊技術(shù)

氣保護焊技術(shù)主要是通過電弧產(chǎn)熱來完成焊接工作，具有一定的特殊性。在采用該技術(shù)時，電弧四周通常分布著保護氣體，同時在氣體的保護下能夠保證焊接工作不受到外界影響。因此在選擇保護氣體時需要選擇化學(xué)性質(zhì)不活潑的氣體，例如二氧化碳，以保證電弧焊接的穩(wěn)定可靠，從而提升使用效果。

2.2 對精密加工技術(shù)的分析

2.2.1 納米技術(shù)

受新時代物理技術(shù)及工程技術(shù)快速發(fā)展、融合影響，納米技術(shù)得以誕生、完善、推廣，并在硅片納米級別寬線刻畫工作中發(fā)揮了重要作用，使信息儲藏密度翻倍增長[3]。因此，對機械生產(chǎn)精密性要求高的企業(yè)十分青睞該技術(shù)。

2.2.2 超精密研磨技術(shù)

電子器件體積在微細(xì)加工技術(shù)幫助下滿足了新時代體積縮小的發(fā)展需求，因此精密性機械設(shè)備制造、加工經(jīng)常運用微細(xì)加工技術(shù)。另外，社會企業(yè)生產(chǎn)集成電路硅片時，為了降低表面粗糙度，單純使用打磨、拋光等方式明顯無法滿足加工需求，但合理引入超精密研磨技術(shù)便可徹底解決該問題，常見的有非接觸研磨等。

2.2.3 精密切削及其加工機理

精密加工主要是根據(jù)加工精度和表面粗糙度兩項指標(biāo)來劃分的。通常將加工精度0.1～1 μm、表面粗糙度Ra在0.01～0.1 μm 之間的切削方法稱為精密切削，而把加工精度高于0.1 μm、加工表面粗糙度Ra小于0.025 μm 的切削方法稱為超精密切削[4]。

2.2.4 實現(xiàn)精密切削的關(guān)鍵制約因素

2.2.4.1 精密和超精密切削機床

切削技術(shù)對于機械生產(chǎn)是不可或缺的方法之一。通過選擇合適的切削技術(shù)可以提升產(chǎn)品生產(chǎn)品質(zhì)，提升零件生產(chǎn)的質(zhì)量。具體在生產(chǎn)操作過程中要保證機床具有高度的抗振能力和最小范圍的熱變程度。這一點離不開對于精密技術(shù)的應(yīng)用和控制。另外，提升機床主軸的轉(zhuǎn)速也是方法之一，通常而言要保證其精度控制在每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)以上。

2.2.4.2 精密切削刀具

精密切削的刀具除傳統(tǒng)刀具特性之外還需要具備以下特征：

1）刀具切口需要保持足夠的鋒利。經(jīng)過計算刀具刀刃的半徑直接影響著臨界作業(yè)面的厚度，從而進一步影響著切削的誤差精度和成品品質(zhì)。因此要保持刃口的品質(zhì)才能夠加工出好的工件。

2）刀具的表面和刃口必須有著足夠光滑的表面。在進行切削作業(yè)時，由于刀具直接和工件切割面相接觸，則刀具刃口粗糙程度勢必體現(xiàn)在工件切面上。因此常常能夠發(fā)現(xiàn)刀具的粗糙紋理在工件切割面上得到一定的復(fù)刻。因此對于精密切削的刀具而言，需要保持其粗糙度在0.01～0.005μm 區(qū)間。這一標(biāo)準(zhǔn)大約為普通刀具的5%。

3）刀具的材質(zhì)和工件材質(zhì)之間要有盡可能小的作用力。簡單而言就是刀具材料和工件之間的作用力越強，則在切削的過程中產(chǎn)生的摩擦力也就越大。較大的摩擦力會導(dǎo)致加工過程中產(chǎn)生大量的熱能，從而增加了黏結(jié)作用，同時當(dāng)熱能足夠大時還會影響刀具的強度，甚至導(dǎo)致刀具出現(xiàn)變形等情況。

因此精密磨削技術(shù)想要得到有效的保障就要對于刀具和機床有著良好的把控，同時要處理好作業(yè)環(huán)境，保證磨削技術(shù)的穩(wěn)步實施。

3 結(jié)語

我國的社會科學(xué)技術(shù)一直在不斷發(fā)展，需不斷加強機械制造工藝的具體研究和開發(fā)，必須保障精密加工技術(shù)和機械制造工藝之間的相互結(jié)合，才可以在激烈的市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢，同時加強對于先進技術(shù)的學(xué)習(xí)和設(shè)備引進。對于實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題不斷進行總結(jié)，以此來提升自身的制造水平和工藝水準(zhǔn)，保證自身產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力。