机械制造工艺与精密加工技术研究

牛博英 王胜曼 孙晓燕

摘要： 经济的高质量发展、科学信息水平的不断提升，使得人们对产品技术有了更高的要求，若要促进汽车制造业的健康发展，需要重视机械制造工艺与精密加工技术的应用。本文从汽车机械制造技术与加工工艺应用特点出发，研究了精密加工技术与机械设计制造工艺关系的同时，对机械制造工艺和机械精密加工技术进行了深入的分析，旨在为提高现代机械制造水平提供参考依据。

Abstract： The high-quality development of economy and the continuous improvement of scientific information level make people have higher requirements for product technology. In order to promote the healthy development of automobile manufacturing industry， we need to pay attention to the application of machinery manufacturing technology and precision processing technology.Based on the application characteristics of automobile machinery manufacturing technology and processing technology， we study the relationship between precision processing technology and mechanical design and manufacturing technology， and deeply analyze the mechanical manufacturing process and mechanical precision processing technology， aiming to provide a reference for improving the level of modern machinery manufacturing.

关键词： 机械制造;精密加工;制造工艺

Key words： mechanical manufacturing;precision processing;manufacturing process

中图分类号：TH16                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）03-0017-03

0  引言

现阶段，机械加工制造工艺的进步与发展，导致传统制造工艺无法满足现代化的发展需要，因此，应重视现代机械制造工艺和精密加工技术的使用，在逐步完善与优化制造工艺的基础上，提升汽车机械制造工艺的精准程度，避免设备的使用误差，提高汽车机械制造水平和精准程度。进一步推动企业经济效益和社会效益的提升。

1  汽车机械制造技术与加工工艺应用特点

1.1 一体化

汽车机械制造的一体化特征愈加明显，既体现在机械制造方面又体现在汽车零部件的加工方面。一体化的机械操作主要包括计算机技术的应用以及自动控制技术的应用，展示了机械制造和信息技术的优势效果。汽车机械制造加工过程中，通常情况下会将计算机控制系统应用其中，确保整个生产流程的一体化，依据相关的汽车生产数据参数，不断提高设备的自动化控制水平。一体化的生产制造，既有助于减少汽车制造环节，又有利于降低人为操作失误，提升产品的质量和水平，进一步推动汽车机械制造的经济效益和社会效益的提升。

1.2 综合性

在汽车机械制造加工过程中，充分展现了综合性的特性。由于汽车机械制造所涉及的范围较广，因此整体生产体系也不断扩大和延伸，从而有效弥补传统制造过程中出现的问题，有助于提升机械制造的水平，更加多元化、全面化的发展。现阶段，汽车机械制造体系的综合性愈加明显，既包含机械制造技术又包括自动化与光学领域，生产所涵盖的范围也更加广泛。信息技术的高速发展使得计算机、大数据的应用也更加广泛，有助于制造技术水平提升的同时，提高技术的创新能力，促进了整个机械制造产业的高速发展。作为传统机械制造技术的延伸，汽车机械制造技术的适用范围更加广阔，符合现代化社会的发展需要，为经济的高质量发展奠定了良好的基础。

1.3 系统性

汽车机械制造产业的另一大特性在于具有较强的系统性，通常情况下，汽车机械制造生产流程仅需要单一或多个计算机系统的辅助便能实现高效率的生产，在实际生产过程中，只需要对设备发送相应的指令便能够顺利的开展自动化的工作流程。设备会依据生产前设定好的参數进行相关机械和零件的加工和制造。能够有效防止生产过程中出现异常的问题，同时若在生产过程中出现问题，也能够实现精准化识别，有助于工作人员及时发现问题并妥善进行解决，防止安全事故的发生。除此之外，机械制造系统性的特点有助于产业的良性发展，生产与制造能够更符合现代社会发展需要，提高资源的利用效率，实现绿色、健康的发展目标[1]。

2  精密加工技术与机械设计制造工艺关系

现代化机械制造工艺融合了计算机、现代控制、传感检测以及网络通信技术为一体的现代制造业基础技术。优势在于精度高、效率高以及自动化能力强等。能够有效实现自动化、智能化的工艺水平。对于机械制造来说，精密加工技术具有重要的意义。机械设计制造工艺主要应用于材料的供应以及产品运输整个过程中，在整个过程中最重要的是机械加工工艺。产品质量的高低直接取决于机械加工的精度，因此，加工技术的提高对提升产品质量具有积极的作用。机械加工制造的过程中既需要对各环节进行精准的把握，更需要准确应用精密加工技术，从而确保产品的生产质量。精密加工技术与制造工艺技术在机械制造中拥有同等重要的地位，精密加工技术是机械制造工艺的基础与前提，在机械制造过程中，若缺少精密加工技术，则整个工艺流程就不会完整，生产效率就会大大降低，产品质量也会受到相应的影响。只有在机械设计制造过程中精密加工技术充分发挥自身的积极作用，才能确保工艺质量和水平。当前，我国汽车制造业在追求产品质量的同时，更加重视精密加工工艺水平的提升，从而展现汽车制造业的综合竞争实力。

3  机械制造工艺

3.1 气保护焊接技术

气保护焊接技术的应用原理在于利用电弧获取相应的热源，从而借助特殊的气体进行焊接位置的保护工作，进而提升机械制造的质量。需要注意的是，气保护焊接技术的应用过程中会在机械产品的电弧四周产生气体保护，能够实现空气和熔池的分割，防止焊接质量受到空气杂质的影响。除此之外，应做好关键制造焊接工艺的控制工作，确保焊接的有效性。机械焊接制造过程中应保证电弧的稳定性，使其能够最大程度的燃烧，从而建立新的气体保护层，防止焊接质量出现问题。现阶段，多数的制造厂商在进行焊接技术的应用时，使用的气体保护层多为二氧化碳，之所以选择二氧化碳，原因在于该气体能够有效保证机械制造加工的安全性和可靠性。

3.2 电阻焊接技术

机械制造加工中电阻焊接技术应用较为广泛，在应用过程中应确保焊接产品在正负电荷之间。电源接通后借助电阻热效应进行相应的焊接，保证产品的焊接质量。在此过程中能够得出电阻焊接技术具有加热周期短、焊接效率高等优势，因而在汽车机械加工领域的拥有较为广泛的应用，能够有效提升机械产品的加工质量和水平[2]。

3.3 模块化装配生产

对于模块化转配生产工艺来说，既能在总装区域完成也能在独立车间完成。在传统的汽车总装工艺中，共需要超过2万个的生产供应原材料，引入模块化装配生产后，仅需1800多个零部件便能实现总装路线，最大程度的提升了汽车生产的集约化水平。由于模块化装配生产工艺的引入，既有助于缩短总装线也有助于降低工人工作负荷。在进行独立生产的模块装配路线对汽车总装生产车间的尺寸以及环境限制较小，有助于延伸和扩展生产线，迅速适应新的生产要求，最大程度的降低了企业的生产成本。例如，若传统的汽车总装线共有200个工位，将模块化装配工艺引入后，能够有效将总装线的50个工作位置的装配内容转移到新的模块装配线中，此时，总装线就能够减少50个工位，生产的200辆车也随即减少50辆。当生产每辆车所能产生的流动资金假设为10万元，总装线路原有资金为2000万元，将其转到装配线上后，则会降低500万元的资金成本投入。

3.4 激光切割技术

激光切割能够借助高功率密度的激光束进行材料表面的扫描，达到切割的效果。该技术的优势主要有能够将定位精度确定在0.03毫米以内，切缝较窄，实现焦点位置的最大功率密度，在光束和材料相对移动的过程中，形成较窄的切缝。除此之外，还具有切割速度快、质量好以及受热影响较小等优势，能够最大程度的降低工件的损伤程度。缩短产品研发生产周期。由于该激光切割具有较多的优势，因而在汽车加工领域应用较为广泛，不仅能够有效降低汽车成本，还能提高汽车的生产质量。

3.5 内燃机拆解技术应用

进行内燃机的拆解时需要改造与完善内燃机工具，并对内燃机进行特殊结构、螺栓连接以及销连接等方面的拆解，有助于提高内燃机和零部件的拆解效果。在实际的拆解中，需要对化油器进行有效的拆装后进行电动机以及发电机的拆解工作。上述零件拆解后应进行发动机活塞、连杆的紧固螺母的拆解，对主轴承盖的装配朝向进行有效把握，不得将其进行随意调换。在进行曲轴拆解时，当内燃机机架上升到1.8米时，需将部分枕木抽出，使用1.8米的机座，在进行受损部位的修正时，其测量表如表1所示。

4  机械精密加工技术

4.1 精密磨削技术

精密磨削技术的应用能够得到亚微米级别的尺寸和精度，能够保证机械产品的质量和水平。工作人员在精密磨削技术的应用过程中需要借助金刚石磨粒砂轮，砂轮的平均粒径保持在3nm左右。在使用280毫米的硅片集成系统加工制造时，首先应保证光整加工和金刚石砂轮处于同一水平面中，确保精密磨削技术的有效应用。硅片在经过精密磨削技术打磨后，其表面的粗糙程度能够有效降低，变为0.8μm，机械产品的平面度能够有效降低为0.3μm，提升产品加工制造精度，为后期的科学加工与装配奠定基础。一部分的工厂在进行精密磨削技术的应用时，采用的是超精密静压导轨技术，能够进一步提升机械产品的精度。有效的应用该技术能够确保机床拥有0.4μm的直线度，产品的几何加工精度在0.9μm左右，而产品在加工后的平面度可达到，4.8μm。比如，机床加工过程中（如图1所示）的刚度是影响产品加工精度的重要因素之一，当刚度不强时，极易发生产品因温度高而发生变形的情况，与此同时，切削精度的提升离不开机床抗震性能的提高。若要达到上述效果，需要合理提升机床的主轴转速，同时引进空气静压轴承、微进给等技术[3]。

4.2 精密研磨技术

为有效提升机械产品的加工精度，需要重视精密研磨技术的应用。对于精密研磨加工技术来说，其研磨粒径多为纳米级别，能够确保研磨加工的精度。例如，在进行激光反射镜的抛光处理时，可采用精密研磨技术，在完成抛光处理后进行反射镜表面的镀膜工作，使得产品的加工平面度在0.048μm左右，而机械产品的表面粗糙度则在0.81μm，左右，最终保证反射镜的反射效率在99.98%左右。有效提升產品的质量。当技术人员借助抛光机进行陶瓷轴承球的精密研磨时，为保证产品的加工精度，可使用超精密研磨机床，对研磨盘进行研磨处理的过程中，保证陶瓷轴承的研磨精度在0.1μm左右。在汽车机械制造业中，精密研磨技术的应用较为广泛，能够保证机械产品的平面度在0.589μm左右，玻璃片的表面粗糙度在0.29μm左右，体现出精密研磨技术的优势作用[4]。

4.3 纳米加工技术

机械制造过程中扫描隧道显微镜的使用，纳米加工技术（如图2所示）应用愈来愈多，对机械产品的加工精度产生了积极的作用。纳米加工技术具有较高的科技性。在进行该项技术的应用过程中能够有效促进材料学和机械加工领域的高质量发展，例如，在纳米测量以及电子科学等领域都能够有效的应用机械纳米加工技术。我国某著名大学研制的纳米超微电极可实现神经递质的信息传递与检测，对医学发展产生了积极的作用。纳米加工技术的应用使得机械加工的精密度更高。该技术的发展应用前景也较为广阔，有助于提升机械制造的整体加工水平。

4.4 尺寸精密加工技术

零部件的尺寸与精度，对后续的零件安装有着重要的作用，为确保零件符合安装标准，提高施工工艺的可靠性，需要对机械产品的尺寸做好精密加工工作，使得材料的内部组织能够提高精密化程度。例如，在进行大型船舶轴承的加工过程中，为进一步提升产品加工质量，需要选择科学合理的精密加工技术，例如焊接、切割以及精锻等工艺的应用。对于机械产品来说，其内部的精密度具有重要的意义，若产品的毛坯内部具有相应的缺陷，则会对产品的加工质量产生较大的影响。例如，在进行机械产品的加工与锻造过程中，在进行热加工时内部材料会出现一定的变形，导致产品精密度受到影响。为防止上述问题的发生，需要选用强制冷却等精密加工技术提高产品的精密度，保證机械制造的质量，提高产品的性能和使用寿命。例如，在进行非接触研磨和弹性发射的加工过程中，依据相关的资料信息能够得出，汽车等制造电机设备会使用到模具的成型技术。在实际的生存过程中需要有较高的精密度，电解加工技术则能有效的提升模具的实际精度，从而提高工件的表面质量。

4.5 超精密剖光技术

超精密剖光技术分为超声波剖光、化学剖光以及电化学剖光三种。其中，超声波剖光在超精密剖光技术中应用最为广泛，借助声波实现材料表面的打磨，使得材料能够满足剖光效果。超声波剖光能够将产品的精度控制在0.02μm以内，而粗糙度偏差则能够控制在0.1到0.2μm左右，同时，超声波剖光技术对设备要求较低且操作较为简便，有助于提升工作效率。但超声波剖光技术的弊端在于只能对导电性能较差的硬质材料进行加工，当材料导电性较强时，加工的效率会大幅度降低。化学剖光能够将化学溶液与剖光工艺相结合，实现材料表面的剖光处理，化学剖光对设备无较高要求且操作较为简便，工作效率较高。通过化学剖光的方式能够将粗糙程度降低到0.18μm以内，主要在金属加工中应用较为广泛。但同时，如果大量使用化学溶液则会对人员、设备造成损害，甚至产生化学污染问题。电化学剖光通过对工件的表面进行相应的电化学处理，使得产品表面光洁平整，通过电化学剖光技术能够有效提高加工精度，其精度能够控制在0.18μm左右，平整度显著提升。除此之外，有效融入其他剖光技术时，能够降低粗糙度偏差，提升工件的性能[5]。

4.6 激光精密加工技术

机械精度和性能的提升离不开激光精密加工技术的应用，激光精密加工技术能够借助激光束冲击材料，实现小范围内的高精密能量的汇聚，甚至能量能够达到1200W/cm2。加工的工件放置在焦点位置后使用激光扫描设备进行元件的扫描，实现精密度较高的加工。对于激光精密加工技术来说，在应用过程中主要使用的是计算机控制技术，在工件加工前需要提前在设备中导入数据参数，计算机便能够自动依据参数进行加工。激光加工技术的优势在于加工效率较高但却对材料无较高要求，保证加工的偏差能够控制在0.02μm以内，有助于小工件的加工。

5  结论

总而言之，经济质量、科技水平的提升，对机械加工制造业也有了较高的要求。因此，为满足现代化的发展需求，需要重视机械制造工艺和精密加工技术的研发，确保能够在汽车机械制造领域有更深入的发展，通过精密加工技术和机械制造的有机结合，进一步提升机械制造的智能化、信息化水平，推动我国经济效益的提升和发展。

参考文献：

[1]张庆军.论提高机械设计制造及其自动化的有效途径[J].内燃机与配件，2021（19）：186-187.

[2]卫官，孔宁宁.绿色制造工艺在汽车零配件机械加工中的应用研究[J].内燃机与配件，2021（18）：200-201.

[3]洪留平.机械制造工艺基础教学的创新实践[J].电子技术，2021，50（09）：112-113.

[4]王友桂.现代机械制造技术及加工工艺的思考[J].中国设备工程，2021（17）：99-100.

[5]林建平，徐南婕，张凯，等.轻量化设计方法领域的革命——包含材料性能设计的机械设计新方法[J].模具工业，2020，46（12）：29-34.