现代机械制造工艺与精密加工技术刍议

2020-01-06董国强李曰广

中国金属通报 2020年17期

董国强，黄伟，李曰广

（青岛港湾职业技术学院，山东青岛 266404）

工业是经济发展中的重要产业，工业的进步有效实现了人们生活水平的提升，也推进了我国经济效益的增长。就我国目前的机械制造业来说，传统的施工技术已经不能满足当前的产品生产要求，因此，需要加大对工艺和技术的完善，有效实现工艺技术满足生产需求，符合人们对产品质量和精度的要求。

1 现代机械制造工艺概述

机械制造工艺主要由材料、工艺、结构等方面组成，通常积极的对机械设计方式进行完善，将让现代设备生产要求在机械制造工艺应用中得到满足。基于设计层次视角分析，国内机械设计已经出现了明显变革，如由传统的直觉设计变成了现代科学设计。由此可见，现代机械设计不仅会基于传统经验开展设计活动，更会引入现代科学技术处理机械设计中遇到的困难。另外，机械制造行业和物理、信息等学科存在千丝万缕的关系，只有积极融合各学科，才有助于中国机械设计水平的提升。

2 现代机械制造与精密加工技术的特点分析

2.1 系统性

由于我国技术发展过程中的各个技术已经逐渐趋于关联，具有较强的连续性和智能性，而在开展机械制造的具体生产过程中，结合了现代市场中较多的现代化先进性的科学技术，其中主要包括计算机、自动化、信息技术和传感技术等。通过这些技术的配合应用，能够建立起高度智能化的生产流水线，应用于机械制造工艺以及精密加工技术中，从而保证机械生产的稳定性和可持续性，尽可能减少由人工操作而引起的制造问题，使我国的机械产品设计、销售以及制造更为现代化、科学化。

2.2 关联性

确定一项新型的机械制造技术是否能够与现代国际接轨，是否能够满足建设的必须性，不仅要对其制造质量和制造效率进行分析，还应当做好产品的市场调研，明确设计、销售等其中的多个环节，明确产品与市场的契合度也是确定机械制造工艺以及加工质量的关键。如果建设过程中的任何一个环节出现问题，就会打破各个步骤之间的均衡性，可能对整个机械制造行业造成不利影响。因此，工作人员以及相关生产方案需要不断协调与配合，尽可能发挥不同环节的配合度，使机械制造行业的经济效益和技术效益得到双重提升。相关工作人员不仅需要具备基础的技术水平，也需要做好各项加工、生产以及销售中涉及的各项操作，把握机械制造工艺与精密加工技术之间的联系，降低因为操作不完善而使制造过程受影响。

3 现代机械制造工艺

3.1 气体保护焊工艺

机械制造工艺中应用最广泛的焊接技术就是气体保护焊接，气体保护焊接主要是利用热源对固定的位置进行焊接，并通过二氧化碳作为保护气体，让焊丝和焊件之间形成电弧，实现对金属的融化。在采用气体保护焊接工艺进行机械制造时主要优势可以体现在四个方面。第一，气体保护焊接工艺非常简单，采用明弧焊接的方式，能够实时对焊接状态进行观察，方便对焊接位置和焊接方法的改善。第二，气体保护焊接中的保护气体主要是二氧化碳，二氧化碳能够形成电弧和空气之间的隔离，有效避免有害气体对机械制造焊接的影响。而且在利用二氧化碳作为保护气体时，能够将热量压缩到一点，提升焊接质量，满足对机械制造中薄板的焊接。第三，气体保护焊接的工艺成本相对较低，虽然采用了特殊气体，但是，施工成本并没有明显增加。第四，利用气体保护焊接能够实现焊接效率的增长，相比以往传统的焊接方式焊接效率明显增加，尤其是在进行厚板焊接时，利用气体保护焊接能够让融化速度更快，有效实现焊接效率增长，而且不需要对焊渣进行清理。

3.2 虚拟制造技术

在机械制造工艺中，不仅涉及产品的机械制造，还需要应用现代化的机械设备完成对产品的设计和包装，这时，就需要应用到计算机和信息化技术。在利用计算机信息化技术进行机械制造生产时，需要按照相应的生产要求完成系统建模和仿真，并根据产品的订单需求开展对工艺流程的模拟。采用虚拟制造技术能够实现对产品生产的仿真，尤其是在进行产品的设计制造和装配时，利用仿真技术既可以实现生产效率的增长，又可以避免对成本的浪费。另外，在利用虚拟制造技术时，通过对系统的调整，可以实现对生产流程的改善减少，避免生产过程中的材料浪费和成本增加，利用虚拟制造的好处，能够提前模拟出所有的生产流程，让机械制造企业具备更高的市场竞争力。除此之外，利用虚拟制造技术能够及时在产品仿真和模拟过程中发现制造中存在的缺陷和漏洞，通过相关工作人员的研究及时找出解决问题的方法，让机械制造流程更加科学，有效保障了产品质量。

3.3 电阻焊工艺

在我国，现在机械制造过程中，电阻焊焊接的应用优势相对较高，具有较高的生产效率，机械化程度能够进一步满足工艺要求，与此同时，应用该项技术不会有气体污染和噪声产生，对环境保护具有极其重要的作用。在具体应用电阻焊焊接时，主要是紧紧压住正负极之间的焊接物，然后通电处理焊接物，以此为基础，通过电流作用，能够使焊接物接触面上有电阻形成，进而产生热效应，加热熔化焊接物。在焊接物融化之后，可以结合金属部件，进而实现电阻焊焊接的合理应用。最后，虽然该技术在我国现阶段已经实现了广泛的应用，但是在具体应用过程中，依旧存在维修难度大，支出成本高，检测技术先进性不足等问题，相关单位需要对其进行科学处理。总之，相关工作人员在具体应用电阻焊焊接进行机械制造时，需要对其工艺优点进行合理应用，科学完善相关工艺的不足之处，使其价值得到更为充分的发挥。

3.4 埋弧焊工艺

自动埋弧焊仅仅需要进行焊接，利用专用小车送进移动电弧和焊丝，在实现半自动埋弧焊时，需要采取手动手段送进焊丝，然后由人工手动将其电弧移动，一般情况下，在具体应用该工艺时，对劳动成本的要求相对较高因此，在目前并没有实现广泛应用。只有焊接钢筋时，才会这一定程度内应用半自动埋弧焊。在我国现阶段，电渣压力焊具有相对较高的生产率和焊缝质量。

4 精密加工技术

4.1 精密切削技术

在我国现阶段机械生产领域，切削方式的直接应用内部确保机械设备具有更高的精密度。在具体进行机械加工时，刀具类型，机床结构等客观因素会在很大程度内影响机械加工精密度，基于此，在具体进行加工作业，为了确保机械设备加工具有更高的精密程度需要进一步提升机床刚度，同时还需要科学保证机床抗震性能和热变性。在具体进行机械生产，可以利用精密控制技术，精密定位技术，空气静压轴承等技术开展具体作业，机床主轴转速的有效提升能够确保机械设备具有更高的精密度。

4.2 精密研磨技术

在应用时，主要会影响集成电路的加工，由于集成电路中多种原件都为小型原件，所以在进行研磨时需要保证研磨精度，控制在1mm～2mm左右。所以在进行传统的研磨加工时，其精度无法达到这样的需求，现代化的原子级研磨以及抛光技术能够达到这样的需求，而随着近年来科技水平的不断提升，精细研磨技术在各个行业也获得了较为广泛的应用，并且研磨精度也在不断地提高。

4.3 纳米技术

目前，机械制造工艺已经慢慢成熟，对于加工的方式与流程都有了较大的转变，因此在进行产品的生产制造时，为了防止出现材料浪费的情况，也为了使产品的质量与功能得到进一步的保障，就应该更加重视对于机械加工工艺的调整。随着纳米技术的出现，将其应用到机械加工制造中，使机械加工的流程与工艺得到了很大程度的完善。与此同时，通过纳米技术还可以精准高效的储存相关信息数据，并且对各项生产数据的把控也更加精密。比如说对于电路硅片的大规模生产及制造、激光核聚变反射镜生产制造流程等等。由此可见，对于纳米技术的有效应用，能够使机械制造加工工艺有着更加明显的优势，使其在很小的体积内就能够进行产品的加工制造工作，存储能力得到了明显提升，推动了机械制造业的进一步发展。

5 精密加工技术在汽轮机制造工艺中的应用

由于汽轮机转子结构复杂，尺寸精度和跳动要求较高，因此加工难度很大，转子加工质量的好坏对汽轮机的使用性能有着直接的影响。因此就要通过精密加工技术来对汽轮机的转子进行加工。选择正确的装夹方法是保证汽轮机转子加工质量的前提。根据汽轮机各部件的尺寸和规格，也就无形的确定了转子的尺寸和规格。因为部件和部件之间要完美的衔接，不能差之毫厘。在加工转子前、后轴颈外圆时，其表面粗糙度要求是Ra0.8，行位公差必须严格控制在0.01mm～0.02mm范围内。所以为了保证转子各处的精确度，必须依照流程、按照顺序，选择合适的装夹方案。在初始加工时，为防止转子变形，要利用一种东西固定住夹子。即采用一夹一顶的定位方式。具体步骤就是：先夹住转子的前端，顶住汽轮机排汽端，在花盘处车削一段基准外圆，拥有搭建中心架，然后调过来进行装夹，同时也在汽轮机排汽端车削一段基准外圆，用以搭建中心架。然后在转子的前端，割出转子的第一段轴长，需留出2mm，用以打中心孔。再重复前面的步骤，调头装夹，把支承架放在排汽端，切割轴段长度，同样留2mm，为方便进行重修中心孔。完毕后利用滚轴分别对第一轴段和第五轴段进行滚压，直至基准外圆的表面粗糙度为Ra0.8。另外需要注意的是，滚压前需确保外圆径向跳动与椭圆度要求，这样就能准确了转子的同心度。多次重复上面的重搭中心架，待校准无误后，方可紧固尾架顶端。