現(xiàn)代機(jī)械制造加工技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析

吳光榮

（三川智慧科技股份有限公司，江西 鷹潭 335000）

我國(guó)城市化和工業(yè)化進(jìn)程不斷加速，使居民生活和社會(huì)生產(chǎn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的需求量持續(xù)增加，帶動(dòng)了機(jī)械制造及加工行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)作為制造業(yè)大國(guó)，機(jī)械制造也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱性產(chǎn)業(yè)。近些年，在科學(xué)技術(shù)的支撐下，機(jī)械制造水平持續(xù)提升，與西方國(guó)家相比較依然在制造加工工藝方面略處于落后水平，但是產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升，技術(shù)更新速度加快。但是當(dāng)前在機(jī)械制造中，制造和加工技術(shù)依然存在一定的缺陷，例如環(huán)保問(wèn)題、能耗問(wèn)題以及成本問(wèn)題等，都需要企業(yè)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)自身核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升，更好地在行業(yè)發(fā)展中立足。

1 現(xiàn)代機(jī)械制造及加工技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 系統(tǒng)性

現(xiàn)代機(jī)械制造加工技術(shù)以信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)為支撐，通過(guò)技術(shù)整合提升機(jī)械制造加工水平。與傳統(tǒng)的制造加工技術(shù)不同，現(xiàn)代技術(shù)更加注重系統(tǒng)整合，通過(guò)不同技術(shù)的搭配應(yīng)用，充分發(fā)揮自身的生產(chǎn)效能，整體性是制造加工技術(shù)的重要體現(xiàn)。

1.2 智能性

在進(jìn)入21 世紀(jì)后，信息技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了深入應(yīng)用，并且取得顯著的應(yīng)用成果，人工智能技術(shù)也是信息技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。人工智能可以模仿人腦進(jìn)行思考，并且具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和操作能力，目前我國(guó)在人工智能領(lǐng)域的研究處于世界先進(jìn)水平，在現(xiàn)代機(jī)械制造加工領(lǐng)域，人工智能也獲得深入應(yīng)用，例如具有人工智能屬性的加工機(jī)器人，其可以自主完成焊接、切割、精密加工等相關(guān)工作。

1.3 關(guān)聯(lián)性

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的功能呈現(xiàn)多元化，對(duì)機(jī)械零部件加工精度也提出了更高的要求，現(xiàn)代機(jī)械制造加工技術(shù)也并非獨(dú)立存在，技術(shù)與技術(shù)之間存在密切的關(guān)聯(lián)性，在機(jī)械制造加工中，制造企業(yè)要注重加強(qiáng)技術(shù)整合應(yīng)用，充分發(fā)揮加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，確保產(chǎn)品的整體質(zhì)量[1]。

2 現(xiàn)代機(jī)械制造及加工技術(shù)分析

2.1 數(shù)控加工技術(shù)

數(shù)控加工技術(shù)主要是利用數(shù)控機(jī)床完成機(jī)械零部件加工，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其以信息設(shè)備代替人工完成高精度加工工作，目前已經(jīng)在我國(guó)機(jī)械設(shè)備制造加工領(lǐng)域獲得廣泛而深度的應(yīng)用，對(duì)促進(jìn)行業(yè)發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。數(shù)控加工技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)為：

第一，自動(dòng)化程度高，加工人員不需要直接操作，將指令輸入程序后，數(shù)控機(jī)床即可自動(dòng)完成加工任務(wù)，可以為企業(yè)節(jié)約人力成本。

第二，精度高，數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)的人工加工模式相比較，其以高精度設(shè)備作為支撐，能夠充分滿足高精度加工的需求，尤其對(duì)于一些特殊用途的機(jī)械零部件，可以提升加工精度。

第三，柔韌性高，數(shù)控加工技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，加工人員提前將參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)完成零部件加工，與以往的批量式加工模式相比較，數(shù)控加工技術(shù)的柔韌性更高，可以滿足不同規(guī)格、不同尺寸、不同要求、不同材料的零部件加工需求。在應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)中，需要加工人員結(jié)合加工要求提前設(shè)計(jì)加工程序、工藝線路，保證參數(shù)的合理性以及科學(xué)性[2]。

2.2 精密切削技術(shù)

精密切削技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的一種現(xiàn)代化機(jī)械加工技術(shù)，其主要加工高精度零部件，尤其對(duì)于高精度金屬零部件，在整個(gè)加工過(guò)程中，能夠?qū)Ξa(chǎn)品精度進(jìn)行嚴(yán)格控制。但是在技術(shù)應(yīng)用中，加工人員需要把握以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

第一，根據(jù)加工材料的性能，使用熱形變程度高、抗震性能耗以及剛度高的刀具，保證零部件在加工過(guò)程中不出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

第二，加工人員需配合使用氧氣靜壓等技術(shù)，保證產(chǎn)品加工精度。

第三，在整個(gè)加工過(guò)程中要控制機(jī)床設(shè)備的性能狀態(tài)。

2.3 微細(xì)加工技術(shù)

微細(xì)加工技術(shù)主要針對(duì)信息產(chǎn)業(yè)，例如電腦芯片，對(duì)孔徑要求較高，傳統(tǒng)的加工技術(shù)無(wú)法滿足加工需求，而微孔加工技術(shù)的出現(xiàn)，則可以充分滿足特殊零部件的加工精度要求。微細(xì)加工技術(shù)包括微細(xì)切削技術(shù)、等離子加工技術(shù)、超聲波加工技術(shù)以及微波加工技術(shù)等，而隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，化學(xué)蝕刻、電火花蝕刻、電子束等技術(shù)也在機(jī)械加工中廣泛應(yīng)用。微細(xì)加工技術(shù)的成本相對(duì)較高，在應(yīng)用中會(huì)對(duì)材料表面化學(xué)物理性能帶來(lái)一定的影響，在加工中需要對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免溫度過(guò)高等導(dǎo)致零部件周邊發(fā)生形變。對(duì)于機(jī)械制造加工企業(yè)而言，在未來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)中，需要將重心置于熱力敏感度解決中，提升產(chǎn)品加工質(zhì)量[3]。

2.4 新型焊接技術(shù)

焊接是機(jī)械制造加工中最為常用的技術(shù)形式，傳統(tǒng)電焊技術(shù)的加工精度較低，已經(jīng)不符合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)代新型焊接技術(shù)的涌現(xiàn)，更是為機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)革新提供了技術(shù)支撐。當(dāng)前較為常用的新型焊接技術(shù)包括：

第一，螺柱焊接技術(shù)，其原理為通過(guò)焊接部件與螺柱的緊密連接，利用電阻熱熔的方式完成焊接任務(wù)，這一焊接技術(shù)目前在鋼結(jié)構(gòu)連接中已廣泛應(yīng)用，具有成本低、焊接效果好、實(shí)用性強(qiáng)以及適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，但是在具體應(yīng)用中需要根據(jù)焊接部件的材料性能選擇螺柱，提升焊接效率和焊接質(zhì)量。

第二，氣體保護(hù)焊接技術(shù)，其原理為在進(jìn)行電弧焊接中，以氣體作為保護(hù)介質(zhì)，其工藝程序較為簡(jiǎn)單，在智能化機(jī)械產(chǎn)品加工中應(yīng)用廣泛，在技術(shù)應(yīng)用中焊接人員要注重控制焊接的溫度，避免溫度過(guò)高而產(chǎn)生強(qiáng)烈的弧光，同時(shí)，為了防止在焊接中出現(xiàn)氣體泄漏情況，需要保證焊接環(huán)境通風(fēng)，焊接人員也要做好自我防護(hù)工作，降低發(fā)生安全事故的概率。

第三，埋弧焊接技術(shù)，其屬于一種高效的焊接技術(shù)，主要針對(duì)金屬材質(zhì)的零部件，在具體應(yīng)用中需要科學(xué)選擇焊機(jī)原料和焊絲種類(lèi)，確保焊接的整體質(zhì)量，同時(shí)，企業(yè)要注意把握生產(chǎn)成本，避免資源過(guò)度浪費(fèi)。

第四，電阻焊接技術(shù)，該技術(shù)是現(xiàn)代制造工藝的關(guān)鍵組成部分，其原理為將焊接部件與電流充分連接，通過(guò)電阻熱促使金屬在焊接點(diǎn)處融化，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的成功焊接，影響電阻焊接技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的因素較多，例如焊接時(shí)間、電流穩(wěn)定性等，對(duì)焊接人員的綜合素質(zhì)和技術(shù)水平具有較高要求。

2.5 現(xiàn)代模具制造技術(shù)

模具制造技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域擁有悠久的應(yīng)用歷史，尤其在20 世紀(jì)70 年代，模具制造技術(shù)有利于批量加工機(jī)械設(shè)備零部件，提升生產(chǎn)效能和質(zhì)量，而隨著現(xiàn)代行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)已經(jīng)逐漸被時(shí)代淘汰，現(xiàn)代模具制造技術(shù)正逐漸得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)代新型模具制造技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)、納米技術(shù)、人工智能技術(shù)為支撐，其以計(jì)算機(jī)作為控制終端，可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全面控制和質(zhì)量監(jiān)督，保證所有生產(chǎn)的零部件尺寸和質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。同時(shí)，納米技術(shù)的應(yīng)用可促使零部件生產(chǎn)精度更高，甚至在一些高精度零部件中已經(jīng)達(dá)到了微米級(jí)，在一些特殊要求機(jī)械設(shè)備加工中，發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在人工智能等技術(shù)的支撐下，基本取代了傳統(tǒng)的人工操作，例如智能機(jī)器人的應(yīng)用，可以促使加工過(guò)程無(wú)人化、智能化以及機(jī)械化，降低由于人為失誤而造成的質(zhì)量缺陷，符合現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

2.6 納米技術(shù)

納米加工技術(shù)是當(dāng)前較為先進(jìn)的一種機(jī)械加工技術(shù)，目前在我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域占據(jù)關(guān)鍵地位，也是機(jī)械加工的主要發(fā)展方向。在一些特殊機(jī)械加工領(lǐng)域，納米技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用，例如在航空航天領(lǐng)域，納米加工技術(shù)能夠勝任超高精度機(jī)械加工的任務(wù)，而隨著各種加工理論的發(fā)展，納米加工技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大[4]。納米技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)，納米技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的機(jī)械加工流程，不僅能夠強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備的功能，還可以提升資源利用效率，幫助機(jī)械制造企業(yè)節(jié)約成本。納米技術(shù)的應(yīng)用與完善，能夠幫助企業(yè)及時(shí)調(diào)整加工工藝流程，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)的細(xì)節(jié)把控。例如，現(xiàn)代機(jī)械制造普遍具有智能化特征，應(yīng)用納米技術(shù)可以便于對(duì)激光核聚變反射鏡、電路硅片進(jìn)行加工流程優(yōu)化，促使機(jī)械設(shè)備具備更多的功能。納米技術(shù)縮小了機(jī)械設(shè)備零部件的體積，也可以提升設(shè)備的儲(chǔ)存能力和加工精度，在未來(lái)的機(jī)械制造中擁有廣闊的應(yīng)用前景。

3 現(xiàn)代機(jī)械制造及加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 精細(xì)化發(fā)展

以往的機(jī)械設(shè)備精度較低，功能性呈現(xiàn)單一性，對(duì)零部件加工的精度沒(méi)有較高的要求，導(dǎo)致機(jī)械制造加工技術(shù)的精細(xì)化程度不高。但是隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備功能呈現(xiàn)多元化，對(duì)零部件加工精度的要求更高，傳統(tǒng)的加工技術(shù)已經(jīng)難以滿足機(jī)械制造的需求，制造加工技術(shù)也逐漸趨于精細(xì)化方向發(fā)展。在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)以及人工智能等技術(shù)的支撐下，我國(guó)機(jī)械制造加工精度獲得顯著提升，甚至已經(jīng)超過(guò)部分西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其在特殊領(lǐng)域，包括軍工設(shè)備、航空航天等，零部件的加工精度更高，充分滿足了行業(yè)發(fā)展的物質(zhì)需求。而隨著各種先進(jìn)技術(shù)的涌現(xiàn)和應(yīng)用，加工精度也必將獲得提升。

3.2 多元化發(fā)展

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備不僅在功能方面呈現(xiàn)多元化，在市場(chǎng)需求轉(zhuǎn)變的背景下，產(chǎn)品類(lèi)型和種類(lèi)也呈現(xiàn)多元化，尤其是一些特殊設(shè)備的應(yīng)用，需要機(jī)械制造企業(yè)根據(jù)客戶需求有針對(duì)性地進(jìn)行機(jī)械設(shè)備制造加工，因此，企業(yè)也要從以往的單一生產(chǎn)模式趨于多元化方向發(fā)展，產(chǎn)品功能豐富、產(chǎn)品類(lèi)型豐富，進(jìn)而在行業(yè)中贏得發(fā)展空間。但是對(duì)于一些高精度、多功能、用途特殊的機(jī)械設(shè)備而言，對(duì)制造加工精度和質(zhì)量具有較高的要求，企業(yè)需要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際和客戶需求，選擇高新技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品制造，例如精細(xì)定位、激光切割、3D 打印技術(shù)等，其不僅可以降低機(jī)械制造加工成本，還能夠基于客戶需求進(jìn)行定制性加工，具有顯著的應(yīng)用效果。

3.3 無(wú)人化發(fā)展

以往機(jī)械制造加工主要以工人為開(kāi)展相關(guān)工作的主體，尤其在我國(guó)制造業(yè)剛剛起步階段，整個(gè)機(jī)械制造流程基本都是由人工完成。這種以人工為主的生產(chǎn)模式需要消耗大量的人力資源，增加企業(yè)的生產(chǎn)以及運(yùn)行成本，而受到人為因素的影響，也會(huì)降低制造加工產(chǎn)品的精度。而隨著各種先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的涌現(xiàn)，加工機(jī)械設(shè)備逐漸代替人工，不僅降低了人力成本，還可以確保產(chǎn)品加工精度和質(zhì)量。例如，在一些大型機(jī)械制造企業(yè)，在生產(chǎn)運(yùn)行、管理、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，基本都由機(jī)械設(shè)備完成，尤其在人工智能技術(shù)的支撐下，無(wú)人化已經(jīng)成為機(jī)械制造加工的重要發(fā)展方向。在汽車(chē)零部件制造領(lǐng)域，大量人工智能機(jī)器人取代人工完成流水線作業(yè)，可以幫助企業(yè)解決大量的人力資源，對(duì)內(nèi)部生產(chǎn)資源進(jìn)行優(yōu)化配置，對(duì)企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用[5]。

3.4 環(huán)保型發(fā)展

在我國(guó)政府提出構(gòu)建生態(tài)型社會(huì)理念后，居民的環(huán)保意識(shí)和生態(tài)意識(shí)不斷提升，各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域也都在積極探索生態(tài)友好型發(fā)展模式，在提升經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。在傳統(tǒng)機(jī)械制造加工中，會(huì)產(chǎn)生一定的廢水、廢氣和廢物，丟棄到環(huán)境中而造成生態(tài)污染，不符合生態(tài)環(huán)保理念。而在高新技術(shù)的支撐下，機(jī)械制造加工也逐漸趨于環(huán)保型方向發(fā)展，各種新型技術(shù)不僅具有較高的技術(shù)含量和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)環(huán)境基本沒(méi)有任何污染。例如焊接是機(jī)械加工的常用技術(shù)，以往焊接會(huì)產(chǎn)量廢氣進(jìn)入空氣中污染大氣環(huán)境，而新型焊接技術(shù)的生產(chǎn)效率更高，對(duì)環(huán)境也沒(méi)有任何污染，包括激光焊、電子束焊、電渣焊、爆炸焊、超聲波焊以及摩擦焊等。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，機(jī)械制造在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)關(guān)鍵地位，尤其在我國(guó)政府提出“工匠精神”這一理念后，制造企業(yè)都在積極探索以技術(shù)創(chuàng)新和工藝革新為核心的全新生產(chǎn)模式，大量高新技術(shù)在機(jī)械制造加工中獲得廣泛應(yīng)用，并且取得顯著的效果，在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)降低生產(chǎn)成本，對(duì)行業(yè)發(fā)展起到重要價(jià)值。因此，機(jī)械制造及加工企業(yè)要認(rèn)識(shí)到競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的激烈性，以技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)自身長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，在行業(yè)中贏得一席之地。