现代机械制造工艺及精密加工技术解析

孟坤鹏　胡天帅

摘 要：机械制造行业对中国经济发展起着举足轻重的作用，在当前的机械加工领域中，超精密加工是一项十分重要且先进的技术手段。随着机械制造工艺不断提高，技术人员把现代机械加工和电子，信息、管理与其他技术的集成，获得了效率高，质量好的制造工艺，为保证机械制造产品能够适应市场需求，需要加强机械制造工艺技术的研究与探索，并不断优化和创新加工技术，进一步提高机械产品的质量，需要加强机械制造工艺和精密加工技术的研究，基于此，文章重点阐述了机械制造与精密加工当中应用的有关技术工艺，希望实现企业效益和社会效益的同步提升。

关键词：现代机械 制造工艺 精密加工技术

1 引言

在经济持续发展的背景下，我国机械制造行业也在开展改革，目前，机械设计制造都采用现代化技术，在生产中所采用的工艺也基本实现自动化、智能化，现代机械制造工艺及精密加工技术的发展创新增加了生产科技含量，促进了工业产品产出质量的提升。就现阶段而言，机械设计制造行业，现代化生产模式与管理理念要实现行业完美升级，必须充分运用新兴技术，并身体力行，不断调整、强化新技术研发和应用，才能够提升机械制造加工企业经济效益，增强生产能力。

2 现代机械制造工艺

2.1 焊接技术

在机械制造过程中，焊接技术应用最为广泛，主要是通过高温高压熔化金属材料或者热塑性材料，再与所需的连接材料进行对接，使得它们融为一体。由于焊接技术具有良好的性能、方便操作等特点，焊接技术被广泛应用于机械制造业中。焊接技术的进步，是机械制造工艺进步的一个重要指标。由于焊接设备价格昂贵，并且对操作工技术水平要求高，因此一直以来都没有得到广泛地应用。随着科技的进步，技术人员研制出一种焊接机器人，既提高工作效率，又提高质量，危险系数也有所减小。当前焊接操作中有三种较为典型的工艺，分别采用气体保护焊接工艺、电阻焊接工艺及埋弧焊工艺[1]。

第一、气体保护焊接工艺应用最为广泛。具有效率高、成本低等优点。气体保护焊接工艺最大的特点就是将金属焊丝熔化后，采用二氧化碳气体作保护气，是焊接黑色金属的一种重要手段。该工艺具有较高的工作效率，并且不会产生任何有害成分，所以被广泛采用。气体保护焊接工艺的费用比较低廉，且工件前期加工更容易，焊接时抗锈较强，冷裂纹产生的可能性较小。其中二氧化碳气体较为普遍，并且焊接时无色无味，便于操作人员的检查与操控，还方便对场地进行清理，所以被广泛的应用于焊接领域中。

第二、电阻焊和电渣焊已经成为目前焊接行业中最为普遍采用的两种焊接工艺。电阻焊接工艺多采用大电流熔化待焊的两焊件，当电流停稳时，使两焊件快速组合，以满足焊接要求，主要用于航天航空业等。电阻焊具有热输入小、热源分布均匀、焊缝成形好等特点。具有热量相对集中的优势，所需升温时间短，焊件变形程度较低，焊接后无需校正。埋弧自动焊工艺是通过对金属熔池施加外加磁场来改变熔池形状和大小的一种焊接方式。该焊接方式作业时技术手段较为简单，生产率较高，不产生有毒气体，比较适用于大批量加工。随着科学技术的不断发展和进步，焊接技术也得到了进一步发展。

第三、埋弧焊工艺就是把电弧置于焊剂层之下进行烧蚀的一种焊接方法，是机械化焊接中应用最为广泛的一种焊接方法。埋弧焊工艺能够有效地防止飞溅、气孔和裂纹等缺陷，并且焊缝质量好，热影响区很小。埋弧焊工艺焊接速度非常快，工作效率高，焊接时要求电流大，加之焊剂，将导致焊件熔深较大，所以适合比较粗的焊件[2]。另外，埋弧自动焊还可以通过控制送丝机构来实现焊缝成形要求。埋弧焊的最大优点在于相对较少依赖技术人员操作水平，工艺参数见表1。

2.2 数控机床技术

当前，数控机床在机械制造业中占据主导地位，是机电一体化的典型代表。随着计算机技术和微电子技术在数控机床中的广泛应用，数控机床已从最初的简单加工逐步发展成为集自动化控制、智能化管理于一体的复杂系统。不但成功地取代了手工操作的传统机床，同时也确保了各部件的准确性。随着科学技术的不断进步，数控技术在机械制造领域得到广泛推广与应用。数控机床主要包括机床与控制系统。在加工过程中，数控机床可以实现自动化生产[3]。在加工过程中，技术人员在设置好所需零件加工程序之后，操作人员仅需按固定程序操作机床。在数控编程过程中，使用数控系统来控制刀具轨迹，并对工件进行精确的切削加工。数控机床较好地解决了零件加工的复杂性和精准度问题以及变化多端的问题，具有灵活性和加工精度。

使用数控机床对零部件进行加工之前，必须要经过一系列的步骤来确定具体的尺寸以及精度要求。在加工时机床各个零件都将严格遵循精准度标准进行操作，从而确保了产品质量。数控机床对部件适应性很强，特别适用于表面工艺比较复杂，一般机床加工不出精密复杂零件，方便批量加工这类零件。因此，在机械加工行业中，数控机床发挥着重要作用。数控机床技术有多种，按分类方式，机床作用也各不相同。其中数控铣削设备属于一种较为常见的机床形式。数控机床按工艺用途划分，可分为铣床，钻床和磨床，企业可根据需要选用适合自己的数控机床。从结构上划分，主要包括进给系统、主轴系统、夹具及刀具控制系统等。按运动方式划分，可分为点类控制、直线和轮廓控制[4]。对于数控加工中应用较为广泛的两种类型——直线控制以及輪廓控制技术进行了介绍。直线控制既可以控制点位和精确的点位，也确保了它的轨迹；轮廓控制可以实现对两个或多个运动点速度与位移的连续控制，使之更能适应生产的需要。目前市场上销售的普通数控车床都采用了这两种控制模式。按经济性能划分，可分普通型、中、高档型数控机床。普通型的经济型机床价格便宜，操作简单方便，但在加工效率上并没有优势。普通型经济性机床价位较低，适用于不太需要精度的地方。中档型机床价格比较昂贵，适用于一些精密加工场合，比如汽车零部件、模具等行业。高档型机床的价格较高，但功能较全，准确性较高。数控加工就是针对这类情况而开发出来的一种新的机械加工工艺。在科技日益发达的今天，数控技术在我国也有了一定提升，自动编程系统现已出现、数控技术，如计算机群控系统和天性制造系统。在数控加工中应用计算机技术不仅能有效地缩短产品生产周期，还能够大大提高工作效率。借助计算机，能使机械制造全自动化。数控设备在生产过程中发挥着重要作用，是现代制造业不可或缺的装备。今后数控机床机床的发展将更趋于高速化、信息化，精度化，更适应我国机械设备发展的需要。

3 现代机械精密加工技术

合理选择精密加工技术是影响机械设备加工质量最主要的一个因素。为确保机械设备和零配件能够顺利地完成工作任务，就必须选择合适的精密加工技术。按机械设备和零配件加工要求，所选精密加工技术各异。对于机械设备来说，其零部件主要由金属材料制成，所以要想提高机械设备零部件的精密度和准确度，就必须要选择合适的精密加工技术。而技术人员在加工机械设备和零配件时，还要根据实际加工情况，时刻调整精密加工技术中所涉及到的各个方面的数据，从而最大限度地确保机械设备和零配件加工质量。

3.1 精密研磨技术

超精密研磨技术有机械研磨、浮动式研磨，以化学工艺为基础进行机械研磨、各种精密加工技术，如弹性加工，电磁力研磨，采用超精密研磨，可达到无振动研磨效果，是肉眼无法看到振动的范围的一种状态，该技术具有温度控制精密，几乎不受环境影响，能够均匀且精细的进行研磨[5]。研磨技术主要是利用研磨介质与工件接触产生摩擦而将其磨光的一种方法，具有高效以及高精度的特点，能够获得良好的磨削效果。例如在某些芯片生产过程中，芯片自身体积小，因此，工作人员对零件表面粗糙度提出了更高的要求，为了使芯片粗糙程度保持在10～20μm之间，但是，对其他金属工艺品，工作人员还要对表面摩擦力，光滑度等进行控制，若采用统一装置，然后对不同产品进行打磨抛光，打磨抛光程度并没有达到理想设想，超精密之研磨技术，要求员工依不同之产品而换不同抛光设备，

超精密研磨加工技术还能够将产品的制造过程自动化。一方面，超精密研磨加工技术能够利用智能化系统，对所制造零件表面粗糙程度做出权威检测，将不同研磨程度的制品区别开来，并根据不同判别结果采用不同装置研磨，打磨，大大地提高了工作效率，使职工劳动时间缩短。另一方面通过磁性悬浮装置将物体吸附起来，然后利用磁性来改变工件与磁性介质之间的相对运动速度，使其能够被快速的去除，进而避免了机械摩擦造成材料的浪费。利用磁力将制品磨细，则基本不存在设备损失问题，打磨精度可控制到最小，由此增加了零件使用年限。

3.2 纳米加工技术

纳米加工技术在精密加工技术中具有高水准和先进性，它的加工成本较高，标准亦较为理想。目前，世界范围内对纳米技术的研究与开发都比较活跃，并取得了一定的成果。纳米加工技术在这一阶段，通常仅用于石墨烯这种比较有价值纳米级材料的加工。纳米加工技术无法广泛应用于机械设备制造和加工行业的原因，一方面，由于纳米加工技术建立在显微镜之上，技术应用设备等、制约资金成本，使得它只能应用在某些比较有价值的场合、重点材料加工工程，另一方面是由于缺乏纳米加工技术专业人员，目前，纳米加工技术并没有特别成熟的技术，国内相关产业亦未针对纳米加工工艺技术特点制定人才培养计划，但是纳米加工技术的未来发展具有更可观的前景，有助于促进机械制造加工行业走向新时代。

3.3 微细精密加工

精密加工技术对于材料制造加工行业来说可以发挥出极为显著的效果，在这些行业，微细精密加工技术在电子类机械产品生产加工过程中得到了更广泛的运用。随着我国社会经济水平不断提升，人们对于电子产品的需求量越来越大，这使得电子类精密机械类产品的产量和种类也得到了快速的增加，从而进一步促进了相关产业的迅速发展。电子类机械产品本来尺寸很小，而每一种零配件对于精准度要求也格外严格，传统加工技术根本不能适应电子类机械产品生产的需要，所以，微细精密加工技术应用于电子类精密机械产品制造、在加工过程中起着举足轻重的作用，透过微细精密加工技术，不但可以再缩小电子类机械产品之尺寸，也能确保其制造，加工的质量，促进微型机械和电子类产品制造行业发展。

3.4 激光精密加工技术

在各项先进技术日益发展的今天，精密加工技术亦日趋发达，激光精密加工技术是一种研究和发展起来的新加工技术，它采用激光光束与化学设备相结合，技术人员可以利用激光光束在对应的加工设备中加工处理目标元件。该技术主要是以光学为基础，将激光器作为热源，通过控制装置调节激光光斑大小来实现零件的精细加工。而激光精密加工技术也可以借助计算机技术实现自动化的应用，有关装置仅需按事先编译的步骤，则可自动加工处理元件，不但可以减少元件的加工成本，也可以在确保加工质量前提下，促进加工效率的提高，促进精密加工有关工作的顺利开展。

4 结语

现代化科学技术的应用使得机械加工制造业得到快速发展，并逐渐成为推动经济发展的支柱性产业之一。然而伴随技术的日益进步、基础理论研究和有关研究设备层出不穷，给科技革新带来了巨大的冲击。因而，在今后现代化机械加工的方向上，还必须进一步深入现代機械加工制造和精密加工工艺的的预测和思考，从而促进了我国生产制造工艺水平的提高。更好为社会提供优质、高效、安全的产品。

参考文献：

[1]王国伟.现代机械制造工艺及精密加工技术研究[J].现代制造技术与装备，2022，58（11）：167-169.

[2]欧玲，黄柳红.现代机械制造工艺及精密加工技术探究[J].科技创新与应用，2022，12（26）：176-178+182.

[3]高翊.现代机械设计制造工艺和精密加工技术[J].中国金属通报，2022，64（03）：70-72.

[4]胡乃法，刘永刚，任增.现代机械制造工艺与精密加工技术思考研究[J].中国设备工程，2022，90（02）：124-125.

[5]蒯超，冯梅，刘芳等.探究现代机械制造工艺与精密加工技术[J].内燃机与配件，2021，48（24）：209-211.