现代化机械设计制造工艺及精密加工技术探讨

2020-10-22杨秋平

时代农机 2020年6期

杨秋平

（新乡职业技术学院，河南新乡 453000）

我国目前所处的时代是科学技术蓬勃发展的时代，也是生产力不断提高、各行各业百花齐放的时代，特别是在机械设备行业中，通过更加精密的现代化机械设计制造工艺可以得到性能良好的机械设备，可推动我国的社会经济发展。为了能够提高机械设计的质量与生产效率，满足时代的发展需求，文章以智能化技术为重点，探索现代化机械设计制造工艺及精密加工技术。

1 现代化机械设计制造工艺以及精密加工技术的特点

（1）系统性。机械设计制造工艺以及精密加工技术在机械设备的加工中具有系统性的特征，无论是机械设计与制造方式还是精密加工技术都是通过对机械设备系统的设计与加工来完成工作的。而所谓系统性，就是指在现代化的机械设计与制造系统中，通过与精密加工技术相结合，组成一个衔接有效、连接顺畅的系统，从而有效地保证加工产品的质量，并且提高加工产品的准确性，而在系统性的加工与设计工作下，加工流程将更加高效，同时节约设计和加工成本，从而间接为企业带来更多的经济效益。

（2）关联性。所谓关联性，是指现代化机械设计制造系统中与精密加工技术有着密不可分的联系，而这种联系也直接推动了机械设计与加工工作的发展。从机械设计制造工艺来说，其每个环节都必须要有较好的衔接，达到较好的质量，而这种衔接则与机械制造工艺的发展息息相关，甚至与市场经济的发展息息相关，因为这种衔接影响的是机械的内部构造，也就是机械的性能与质量。所以，在机械设计与制造工艺中，必须要做好机械设计制造工作和精密加工技术的有效结合，重视其关联性并做好系统性的分析，从根本上提高机械设计制造工艺的质量。

（3）国际性。所谓国际性，是指我国的现代化机械设计制造工艺以及精密加工技术逐渐在标准和技术上与国际接轨，国家对于该工艺技术的重视性也完全不低于任何一个工业大国。可以说，我国的机械设计与制造工艺以及精细加工技术的不断提高也使得我国与国际上有了更多的往来，这些往来包括经济往来、技术往来、学术往来等，为我国的发展提供了新的活力，也带动了机械设备加工产业的又一个发展新时代。

2 现代机械设计制造工艺概述

（1）机械设计技术。所谓机械设计技术，就是指对于机械设备的内部结构进行设计，包括对结构的设计、方法的设计、材料的选择设计等内容。随着我国科学技术的不断发展，我国在机械设备的设计与制造层面的技术已经迈入现代化，通过智能化设备和信息化设备可以有效满足加工和设计的需要。

（2）机械制造工艺。所谓机械制造工艺，就是在实际的机械机构生产过程中对于机械进行的加工。一般来说，机械加工的主要流程就是将所需要的原料放入送料机之中，并且通过主料机进入到主轴箱，在主轴箱中对其进行加工处理。在加工处理完成之后的机械结构将会被送入加工区，经过一定的工艺制备成成品。

（3）精密加工技术。精密加工技术是一种将材料进行精细化的加工技术。目前，精细加工技术包括：研磨加工技术、精密切削技术、微细加工技术、纳米加工技术等。所谓研磨加工技术就是将所需要加工的材料放入研磨工具的表面，在研磨的过程中通过润滑剂来降低材料与工具之中的摩擦力度，这样就能够达到较好的研磨质量。研磨技术的精细化程度较高，是一种比较常见的加工技术。因为研磨工艺有许多种，所以在具体的材料或者机械的精细化工艺中还需要选择好具体的研磨工艺。精密切削技术的精确度很高，在进行该工艺的过程中需要确保其精度达到微米级别，保证材料表面的精确度能够在5×10-2 微米左右的范围内。在具体的工艺操作中，需要结合实际情况来选择相应的切削工具，这包括精密车削和精密镗削等。微细加工技术是一种专门针对于微小构件的加工工艺，其使用过程也比较多样化，可以采用微波、超声波、微细切削等工艺。需要注意的是，微细加工需要保证构件在比较细微的移动过程中进行加工，提升单位去除率，而这个过程受到的微热力影响较大，很容易导致材料的变形，所以在进行该工艺时还需要对微热力进行研究，确保其影响不大。

3 现代化机械设计制造工艺以及精密加工技术的应用

（1）电焊焊接技术。电焊焊接技术是现代化机械设计制造工艺中的一种，其主要就是通过在两个电机之间压紧焊件，并且通过电流在该焊件的表面以及邻近的区域形成一定的电阻热，这种热量完全可以让该焊件进入塑性状态以及融化状态，这样就可以达到金属的有效融合。当焊接压力太大时，焊接接触面的电阻会减少，而电阻热也就会相应减少，这会导致金属无法融合。而如果焊接压力太小，就有可能会产生气泡。当焊接电流太大时，焊接部位就会变形，表面就会不平整，而如果焊接电流太小则会导致焊接部位的热量不足，无法融合。最后则是焊接时间的问题，如果焊接时间太大，那么热量会过大，从而反作用在加工设备上。而时间太短又会导致焊接不充分。

（2）气体保护焊接技术。气体保护焊接技术与电焊焊接技术的区别就在于其应用介质为气体，通过气体这种电弧介质来达到对电弧和焊接区电弧焊的保护。气体保护焊接技术本身也比较有特点，其操作相对于电焊焊接技术等技术要简单很多，电弧和熔池可见性比较好，并且在保护气流的压缩下会使得电弧的热量比较集中，从而保证焊接过程效率较高。气体保护焊接技术的自动化和机械化程度也较高，应用面较广，从薄板到一些比较复杂的设备都可以达到较好的应用效果。并且在某些特殊的气体保护焊接技术中会用到一些稀有金属，这些金属微尘放射性较高，使用者要避免接触。

（3）螺柱焊接技术。螺柱焊接技术是指通过螺柱的一端与焊件相接触，并且通电后引弧来融化接触面，在融化之后直接施加一定的压力来帮助螺柱完成焊接工作。螺柱焊接技术在许多工程中应用广泛，比如说在工业厂房建设工程、铁路建设工程、公路建设工程等需要钢结构较多的工程中会达到较好的应用效果。而螺柱焊接技术也有许多分类，通过金属螺柱与焊件焊接的方法可以分为储能式螺柱焊接、拉弧式螺柱焊接等。储能式螺柱焊接需要有大容量的电容，这样就可以有效控制好放电的时间，而融化过程则是在一瞬间完成，使得螺柱和焊件表面能够快速融合，整段时间在1～10 秒。可以说，通过螺柱焊接技术可以有效节约时间和成本，经济性较好。

（4）埋弧焊接技术。埋弧焊接技术是指在焊剂层下通过电弧燃烧来进行焊接。埋弧焊接技术有着非常好的生产力，焊接效率很高，并且在焊接后得到的结构十分稳定，所造成的烟尘也并不多，所以这种技术被广泛应用在管段、压力容器、箱型梁柱等钢结构的制作中。在进行该工艺时，要确保焊件能够焊丝，确保配套使用的焊机材料能够符合标准，否则容易造成包括其金属力学性能、焊接缺陷发生率、抗裂性能、焊接生产率等多个性能的缺陷。一般情况下，焊丝和焊剂的配比大概是 1.1：1.6（重量比），这个配比可以根据焊剂和焊接接头等参数进行改变。