我國機械設計制造工藝與精密加工技術的發(fā)展現(xiàn)狀

趙思文 覃敏芳 謝評周

柳州五菱汽車工業(yè)有限公司山東分公司 山東 青島 266555

引言

目前，各項社會生產活動基本上都實現(xiàn)了機械化，各種機械需求的不斷增加，給我國的機械設計與制作創(chuàng)造了良好的發(fā)展機遇，而人工智能技術與機械設計制造工藝與精密加工技術的有機融合，更是促進了機械制造業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，但是由于我國在精密加工技術方面與先進國家相比，仍然存在一些差距，因此，相關技術人員仍需下大力度，致力于開展精密加工技術的深入研究，以便有效提升我國機械制造的技術水平和綜合能力，盡力趕超包括德國在內的技術尖端國家。

1 機械設計制造和精密加工技術的特點

1.1 系統(tǒng)性特征

系統(tǒng)性特征是當前開展精密技術加工以及機械設計制造過程中所具備的最明顯特征之一，這種系統(tǒng)性特征有效地促進了現(xiàn)代機械制造工藝領域的快速發(fā)展，在該領域中無論是精密加工還是機械設計制造所包含的工藝和技術在企業(yè)發(fā)展和演化的過程中常常將系統(tǒng)性特征得到了明顯的展現(xiàn)，這種特征不僅能夠有效的提升在機械設計制造過程中或精密加工過程中所針對的產品質量，同時對于產品的精準性也給予了良好的提升作用，不僅能夠有效的促進機械加工活動中的產品品質同時也給予企業(yè)在產品生產過程中的效益提升，這對于企業(yè)的發(fā)展有著非常重要的幫助作用，同時精密加工技術與現(xiàn)代機械設計制造活動本身有著非常緊密的聯(lián)系，通過將二者進行積極有效的技術融合對于推進現(xiàn)代化機械制造行業(yè)的發(fā)展提供了非常重要的幫助作用[1]。

1.2 關聯(lián)性特征

當前機械設計制造工藝在其發(fā)展的過程中常常與精密加工技術有著千絲萬縷的聯(lián)系，這種不同角度的聯(lián)系使得二者共同作用促進了機械制造業(yè)的快速發(fā)展，這種發(fā)展過程對于社會主義市場經濟的發(fā)展也給予了強大的作用力，隨著精密加工技術不斷在現(xiàn)代化機械設計制造過程中產生積極的作用，不僅有效地提升了現(xiàn)代化機械制造業(yè)的產品質量，同時在應用精密加工技術的過程中將機械制造的不同流程所對應的生產環(huán)節(jié)以及質量都得到了有效的提升，因此為了能夠保持這種發(fā)展和提升的效果就需要在機械設計制造過程中更加廣泛的提升精密加工技術的水平，同時將精密加工與機械設計制造進行不斷的融合以及關聯(lián)，以此來促進和提升現(xiàn)代化機械設計制造的整體水平。

1.3 國際性特征

依照當前的現(xiàn)代化機械設計制造領域的發(fā)展現(xiàn)狀，國際化全球化和該領域發(fā)展過程中的重要特征，雖然不同國家不同地區(qū)針對現(xiàn)代化機械設計制造本身的重視程度有著明顯的差異，對其中所包含的不同領域和專業(yè)也有著各自不同的側重點。依照我國當前現(xiàn)代化機械設計制造工藝的特征以及變化可以顯示出明顯的國際化特征，為了將這種特征轉變?yōu)闄C械設計制造行業(yè)的發(fā)展動力就需要對該領域的發(fā)展方向以及當前所存在的問題進行細致的分析和研究，通過不斷借鑒先進國家的成熟經驗和技術，來幫助我國的機械設計制造領域解決存在的問題，不斷提升我國機械設計制造的整體水平使得我國的機械行業(yè)發(fā)展得到有效的促進。

2 機械設計制造工藝分析

2.1 自動化焊接

自動化焊接是當前我國現(xiàn)代化機械設計制造工藝中的重要內容之一，通過自動化焊接能夠將各種不同類型的工件通過該技術實現(xiàn)有效的焊接完整性，通過將電弧周邊氣體使得電弧能夠與熔池進行有效分隔，同時這種氣體還能夠幫助焊接過程中提供足夠的空氣，這對于保證焊接工作的正常開展有著非常重要的作用。當焊接件冷卻期間應當對回火溫度進行有效的控制。自動焊接是埋伏焊接中的重要焊接形式，自動焊接的核心內容是將焊絲通過智能化手段運送到焊接位置，在某些情況下還需要人工輔助來幫助完成焊接流程。

2.2 毛坯自動化校準工藝

在機械設計制造工藝的眾多自動化工作流程中毛坯自動化校準也是重要的內容之一，該校準方式能夠將焊接件自動運送至固定位置，同時打開電源然后在工件熔化的過程中，依據焊接要求在焊接點開展焊接工作，這種自動化校準模式對于機械設計制造的整體水平提升有著非常重要的作用，具體的焊接過程中可以將焊接圖紙中的各類技術參數(shù)輸入計算機然后通過計算機系統(tǒng)中的軟件來對毛坯位置進行不斷的調整，同時固定毛坯準備開展焊接工作[2]。計算機能夠準確地找到毛坯端面焊接位置，同時可以通過計算機系統(tǒng)來控制毛坯原先的運動來實現(xiàn)對毛坯的清理工作，最終通過調整刀臺位置來完成焊接過程。

2.3 螺柱焊智能化技術

當前機械設計制造過程中的螺柱智能焊接工藝是智能化制造工藝的技術重點。其本身具備多種不同的工藝模式，在具體的焊接過程中依據工件的具體情況來確定是否選擇螺柱焊智能生產工藝。在眾多螺柱智能焊接的類型中儲能式螺柱焊工藝本身具備較小的熔深，這對于參與焊接工作的工作人員提供了良好的工作環(huán)境。另外一種拉弧式螺柱焊工藝具備較大的熔深，這使得其在應用過程中靈活性小于儲能式螺柱焊工藝。具體的焊接過程中為了避免在焊接時產生漏水漏氣的問題，螺柱焊智能工藝在其焊接流程中忽略了煩瑣的流程，如果焊接過程中本身存在較高電壓的情況，該焊接流程能夠自動的對焊接過程進行調整，通過各類傳感器以及控制器來調整自動化焊接的工藝流程。

3 技術分析

3.1 超精度加工技術

現(xiàn)在機械設計制造中所涉及的各類精密加工技術類型豐富，其中超精度加工是精密加工技術類型中的重要組成部分，該加工技術受到外部因素影響較小，通過不斷地對工件構造以及機床工作方式的優(yōu)化和改造，實現(xiàn)了超精度水平的不斷提高。在具體的超精度加工過程中，其自身所包含的信息化系統(tǒng)能夠使得機床得到有效的控制其中所包含的旋轉速度能夠有效地與焊接情況進行匹配，智能化控制系統(tǒng)能夠對機床的旋轉速度進行有效的控制[3]。在采用這種加工流程時要注意到對加工環(huán)境的有效清理，例如對工件上所殘存的各類顆粒進行有效的打磨，為了提升精度系統(tǒng)增加了研磨過程的監(jiān)測機制，使得工件的粗糙度得到了有效的控制，在對研磨進行監(jiān)測的過程中智能化系統(tǒng)實現(xiàn)了對研磨過程的監(jiān)控，并通過這種監(jiān)控系統(tǒng)保持研磨壓力處于正常的范圍之中，有效提升了機械設計精益加工的精度水平。

3.2 超高速切削

超高速切削是當前機械設計制造精密加工環(huán)節(jié)中的重要內容，新型的超高速切削改變了傳統(tǒng)切削過程中的缺點和問題，除了高速的切削速度之外，其生產工藝流程得到了根本性的改變，具體的切削過程除了要對切削工件的材料以及輔助材料進行科學分析之外還能夠通過改變切削速度來提高產品質量。超高速切削工藝本身具備多種不同的方法，其所針對的材料類型也開始不斷擴充，除了傳統(tǒng)的鋁合金鈦合金之外對于增強塑料等新型材料也能夠很好地保持切削質量，并能夠通過智能化系統(tǒng)來對材料的具體情況進行分析同時調整切削速度以應對材料的變化，該技術當前已經緊密地融入了精密加工環(huán)節(jié)中，有效提升了產品的總體質量，對于氣血的粗糙度控制水平也在逐漸增強，當前已經出現(xiàn)了能夠依據不同情況切換切削刀具的超高速切削系統(tǒng)。

3.3 研磨工藝

研磨工業(yè)其主要功能是對木材料開展研磨，研磨的過程中常常需要加入輔助研磨材料，以此來保證研磨工作的質量和效率，在具體的研磨過程中常常需要增加潤滑劑來保證研磨環(huán)節(jié)的順利開展。這種研磨技術在當代機械設備制造加工過程中能夠有效提升研磨質量，考慮到不同材料在開展研磨的過程中存在材料的差異，這些差異導致了研磨流程所產生的不同研磨效果[4]。所以在具體的研磨過程中應當依據工件的材料以及具體情況來選擇不同的研磨材料，該加工工藝同時可以對工件進行拋光，這對于材料的尺寸誤差有著非常重要的降低作用。

3.4 納米工藝

信息化技術對于機械設備加工行業(yè)產生了巨大的影響，對于材料的尺寸應用范圍也更加寬泛，當前某些科研機構已經實現(xiàn)了針對納米技術的各類加工工藝，因為納米材料的尺寸更小所以對于機械設計制造的精密程度會產生深遠的影響，但也因為尺寸更小所以采用納米加工技術所需要的技術要求更高，當前納米材料主要應用于航天器材以及光學儀器的加工過程。

4 機械設計制造工藝及精密加工技術發(fā)展趨勢

當前我國的機械設計制造以及精密加工雖然得到了長足的發(fā)展，但相比較發(fā)達國家在該領域我國仍然處于早期階段，很多技術仍遠遠落后于發(fā)達國家，這對于我國的機械制造行業(yè)發(fā)展產生了一定的障礙，為了有效地扭轉這個局面就需要我國在機械設計制造以及精密加工領域不斷的引入新的技術以及設備來提升我國的機械設計制造以及精密加工水平，同時在該基礎上要發(fā)揚創(chuàng)新精神，逐步建立具備我國自主知識產權的相關機械設計制造工藝和精密加工技術。在這個過程中信息化技術逐漸成為機械設計制造和精密加工的發(fā)展基礎。我國在近些年培養(yǎng)了大批與精密加工相關的專業(yè)人才，同時在該領域也投入了大量的資金?，F(xiàn)實情況是在針對機械設計制造以及精密加工的人才培養(yǎng)過程中大多數(shù)培養(yǎng)機構更加注重于理論知識的學習，缺乏更加豐富的實踐機會，這也是我國機械設計制造以及精密加工發(fā)展速度緩慢的主要原因。

5 機械設計制造以及精密加工發(fā)展策略

5.1 集成化生產

隨著近些年我國對于高科技領域的投入以及人才培養(yǎng)逐漸增強我國的科技水平得到了突飛猛進的進步，這使得我國的現(xiàn)代機械工藝技術也在科技發(fā)展的浪潮中得到了快速的發(fā)展，從簡單分散的自動化開始逐漸向集約自動化的方向轉變，在這個轉變的過程中也產生了與之相關的更多自動化以及智能化技術。隨著網絡技術在機械設計制造過程中的深入應用，有效地推動了機械生產制造行業(yè)的發(fā)展。通過將生產制造過程自動化水平不斷提升，有效降低了生產流程中對于人工的需求，這使得企業(yè)的成本投入進一步下降，企業(yè)的自動化水平逐步提高，鞏固了企業(yè)的核心競爭力。

5.2 低碳化生產

傳統(tǒng)的機械生產過程中常常會存在較為嚴重的污染情況，這種情況在快速發(fā)展的機械制造行業(yè)中成為企業(yè)重要的負擔，為了扭轉這種局面企業(yè)會通過各種技術和手段來降低制造生產過程中的污染問題，在這個過程中綠色環(huán)保機械生產成為了解決該問題的重要手段，隨著低碳以及綠色機械生產制造流程的概念逐漸深入機械制造領域的核心內容。如何通過智能化以及自動化手段來解決機械生產制造過程中的污染物排放量是當前機械生產行業(yè)亟待解決的問題。

6 結束語

隨著互聯(lián)網的興起和普遍應用，人工智能技術與自動化技術將會以勢不可擋的態(tài)勢應用到機械制造業(yè)，這會促使機械設計制造工藝及加工技術會迎來新的發(fā)展，深入研究現(xiàn)代化機械設計制造工藝及超精度加工、研磨加工等各種現(xiàn)代機械設計制造精密加工技術。能夠為我國機械設計制造企業(yè)提高技術支撐，從而促進我國機械制造業(yè)的健康茁壯發(fā)展。