探究现代机械制造工艺与精密加工技术

蒯超 冯梅 刘芳 李树生 陈挺

摘要： 常规的机械制造工艺技术很难适应当前机械制造行业发展速度。基于此，我国必须对传统的机械制造工艺技术进行优化和创新，向着现代化的机械制造工艺以及精密加工技术的领域进行转变。在社会主义市场经济体制不断完善的背景下，现代化机械制造工艺与精密加工技术的应用极大地提升了现代化企业的生产制造能力，提高了机械制造企业在市场中的竞争力。本文着重对现代机械制造工艺与精密加工技术进行分析，进而为行业的专业人员提供参考。

Abstract： Conventional mechanical manufacturing technology is difficult to adapt to the current development speed of mechanical manufacturing industry. Based on this， China must optimize and innovate the traditional mechanical manufacturing technology， and change to the field of modern mechanical manufacturing technology and precision machining technology. Under the background of the continuous improvement of the socialist market economic system， the application of modern machinery manufacturing technology and precision machining technology has greatly improved the production and manufacturing capacity of modern enterprises and the competitiveness of machinery manufacturing enterprises in the market. This paper focuses on the analysis of modern mechanical manufacturing technology and precision machining technology， so as to provide reference for professionals in the industry.

关键词： 机械制造工艺;精密加工;优势;应用

Key words： mechanical manufacturing process;precision machining;advantages;application

中图分类号：TH161                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）24-0209-03

0  引言

伴随着我国整体经济水平的提升，工业化水平不落其后，处于不断发展的状态。传统的机械制造工艺技术与现代化的加工机械制造技术相比，无论是在智能化、精密化、自动化程度上都略显逊色。现代机械制造技术的综合性和整体性更强，在机械制造领域逐渐被广泛应用开来。不过，现代化的机械制造技术的应用也存在着一些因素的影响，比如机械制造企业的现代化技术应用不够娴熟，操作现代化机械制造设备的人才比较匮乏等等，严重限制了企业的发展，这给我国机械制造行业的发展带来了很大的影响。因此，在全新的时代背景下，各大机械制造企业必须要加强现代化机械制造工艺技术的研究与相应人才的培养，才能够使现代机械制造技术更为广泛的应用在机械制造企业之中，推动我国工业和制造业的迅猛发展。

1  现代机械制造工艺与精密加工技术的特点

和常规的机械制造工艺以及技术相比，现代化的机械制造工艺有着卓越的优势，具体体现在以下几个方面。

1.1 整体性强

伴随着我国对于机械制造工艺以及精密加工技术的深入研究，该项内容的整体性和系统性越来越强。现阶段，大部分的现代机械制造工艺与精密加工技术都需要与科学技术进行配合使用，才能够发挥出其该项工艺技术的优势。

1.2 关联性强

传统的技术仅仅是在产品生产与制造过程中被使用，而这限制了机械加工制造技术的应用范畴。在人工智能技术的基础上，现代机械制造工艺与精密加工技术开始被广泛的应用到产品的各个体系之中，如产品调研、工艺设计、产品生产、产品销售以及产品售后等各个环节，因此现代化的机械制造工艺与精密加工技术更加凸显出一个关联性强的特点。这种关联性意味着任何机械制造生产的任何一个环节都不能出现问题，一个环节问题的出现会给整个生产体系带来严重的影响。

1.3 全球化趋势明显

伴随着经济全球化的趋势愈演愈烈，不同国家之间的竞争越发激烈，这种激烈的竞争已经不仅仅体现在经济上的竞争，還与科技、工业化进程等密切相关。我国想要在国际舞台上站得更高、站得更稳，就需要在技术层面不断进行创新，而现代机械制造工艺与精密加工技术也正是在此特殊形式下诞生的。

2  现代机械制造工艺与精密加工技术概述

2.1 现代机械制造工艺

伴随着科技时代的到来，人工智能技术以及自动化技术在工业领域的应用越来越广泛，这极大的促进了我国机械制造的水平。人工智能技术以及自动化技能实现了机械制造生产的自动化，显著提升了制造生产的效率和质量，降低了人工生产的成本，加快了企业智能化改革的水平，对于企业未来的发展是有着较为重要的促进作用。现代机械制造工艺的发展以及应用还能够提升我国的环保效果，更加科学合理的利用有限的资源，实现我国经济效益与生态效益的可持续发展。

2.2 精密加工技术

精密加工技术是在伴随着科技发展而出现的一种全新的技术类型。在机械制造生产之中具有效率高、自动化、智能化的特点。这一技术的发展以及应用，极大水平地提升了企业制造生产的水平，推动我国工业科技向着现代化的方向发展，为其他产业的发展起到了促进和推动作用。在精密加工技术的基础上，我国制造领域的各个企业具有较为明显的竞争优势，极大程度地推动了我国机械制造业的向前发展。精密加工技术大约可以划分为以下几种。

2.2.1 精密研磨技术

精密研磨技术更多情况下是应用在电力组件的相关优化工作之中。在我国当前科技水平较高的状况下，精密研磨技术体现出了无可替代的优势。研磨利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工。研磨可用于加工各种金属和非金属材料，加工的表面形状有平面，内、外圆柱面和圆锥面，凸、凹球面，螺纹，齿面及其他型面。加工精度可达IT5～IT1，表面粗糙度可达Ra0.63～0.01微米。

2.2.2 微机械技术

微机械技术具有灵敏度高、分辨率精准且容易操作的特点，这种特点十分符合现代化机械制造行业发展的趋势。除此之外，该项技术还能够保证机械生产出来的成品更加符合完美标准。

2.2.3 纳米技术

目前，新型纳米技术比较火热，在各个行业之中都具有较高的研究价值以及应用价值，比如物理、工程技术行业对现代新型纳米技术的关注程度都比较高。目前，纳米技术研发越来越成熟，应用方向也越来越广泛。比如，在纳米技术的支撑下，利用硅材料制成的成品上能够刻字和刻画图案，这意味着我国机械制造领域正在向着更高的层次发展。

目前，机械制造工艺与精密加工技术对于企业的发展是尤为重要的。各种工业工具以及零件的生产都与这些现代化生产技术密切相关。正是因为这些生产工艺技术的不断进步，极大地改善了当前制造业产品生产的质量，扩大了生产的规模，让生产加工的作业效率不断提升，显著了降低了企业的生产成本。同时，在该项工艺以及技术的手段辅助下，企业还能够将大力发展具有本企业特色的工业产品，进而提升企业在是市场之中的地位。比如智能机器人的使用在一定程度上便实现了制造领域的无人化生产。

3  制造工艺与精密加工技术的应用

3.1 搅拌摩擦焊焊接工艺

搅拌摩擦焊焊接工艺出现的比较早，目前发展的已经十分成熟，在机械制造领域应用的也比较广泛。搅拌摩擦焊焊接工艺主要是依靠通过快速的旋转，使得接触面出现一定的热量，然后达到接触部位的塑性化。同时，在相应协调配合焊具的基础上，通过挤压进而达到焊接的目的。这项技术目前发展的尤为成熟，在使用的过程中，能够有效减少材料浪费显现的出现，且便于操作。也正是因为这些优势的存在，该项工艺除了在机械制造领域有着较大的应用价值以外，在其他一些新型产业之中也具有较大的应用效果。

3.2 二氧化碳气体保护焊工艺

二氧化碳气体保护焊工艺，顾名思义就是利用二氧化碳作为保护气体来进行焊接。该项焊接技术主要是将电弧作为焊接操作的热量来源，进而在二氧化碳的基础上实现对空气的隔绝，保障电弧能够达到充分的燃烧，有效减少了空气之中的某些成分对焊接的效果产生较为明显的不良影响。

之所以选用二氧化碳作为隔绝气体，不仅仅是因为二氧化碳作为惰性气体，性质比较稳定的特点，还因为它的成本比较低，因此二氧化碳气体保护焊接工艺凭借其成本低、焊接效果好应用比较广泛。例如，进行焊接的时候，如果焊接板的厚度不是很大，尤其是在小于12mm时，就需要采用工形坡口双面单道焊接的方式进行焊接。在焊接时，焊枪还需要横向摆动，以此来保证焊道的平整顺滑，防止薄板焊接的过程中会出现中间凸起的现象，从而出现没有焊透或者出现一定的缺陷。在进行角焊的过程中，焊脚不同的角焊缝其焊接操作上也会存在着一定的差异性。例如，6mm焊脚的焊缝，需要采用直线移动的方式进行焊接。8mm焊脚的焊缝，需要采用横向运动的方式运动。

这项技术具有操作方便、成本低等优势，目前在机械制造领域之中的应用同样比较广泛。不过在应用这项工艺操作的时候需要注意一点，那就是一定要防止出现风。风的出现会使焊接的效果难以达到预期目标。因此，在使用这项焊接工艺的时候尽可能的选在室内。

3.3 螺柱焊接工艺

螺柱焊接工艺技术主要是将管件与螺柱借助压力进行结合，然后通电，将焊接物体的表面融化掉之后，进行再度融合，最后，在螺柱的表面添加压力，进而完成了焊接。虽然说该项焊接技术用到了压力以及电流，但是相对来讲还是较高安全的，出现漏水或者漏电的现象几乎没有。常见的螺柱焊接工艺手段可以划分成为两种，一种是拉弧式的焊接，该项焊接方式在重工业之中运用的比较多;另外一种称之为储能式焊接，该项焊接手段主要是用来焊接薄板。

3.4 数控机床

机床是机械加工制造过程中非常重要的一个工具。在传统的机械加工制造过程中，主要是利用人工的机床，不仅需要耗费大量的人力、物力，而且生产效率还比较低。伴随着自动化技术和数字化技术的不断发展，在传统人工机床的基础上进行改革，通过添加人工智能自动化控制程度，实现了机床的數控化。数控化机床目前在制造企业之中的应用比较广泛，尤其是凭借其精度高、反应灵活、可操作性强等特点，可以实现很多人工机床无法达到的复杂操作，这是机床设备的一大进步体现。

3.5 电阻焊工艺

电阻焊技术主要是在对工件进行焊接，使其结合以后，需要利用电机对加工工件施加压力，进而使电流透过接触面，与相接处的区域产生大量的电阻热，从而进行焊接。该项焊接与传统的焊接方式存在着存在着很大的不同，它不需要使用传统的焊丝、焊条等填充金属作为媒介，也不需要氧、氢等焊接材料，因此焊接的成本比较低。加上焊接的方式比较简单，很容易便可以达到焊接自动化的目的。

3.6 模具成型工艺

机械加工制造中，模具成型工艺是一种重要的工艺，其能使产品更加规范，满足实际的使用要求。从另一个角度来看，该工艺的应用也能从一定程度上降低工艺成本。从应用来看，模具成型工艺在多个领域均有重要应用，如汽车制作、仪表制作、家用电器等。从其工艺特征来看，其主要依托电解方式成型，这种加工方式精确度比较高，能够控制在10-6纳米內，为了提高机械零件的精密度，相关人员还要合理控制切割模板的面积，一般情况下控制在80-100kg/cm2之间。在实际加工过程中，我们往往发现部分工件表面比较粗糙，针对这一情况，可引入模具成型工艺，通过该工艺能够改善工件表面的平整度，同时也能有效控制加工成本，全面提高生产效率。相关调查显示，机械加工中使用模具成型技术可以完成粗加工的75%和精细加工25%的任务。与此同时，该技术还能加快工件的塑形速度。此外，在实际制造过程中还可引入其他制造方式，如叠层实体制造方式，该方式主要作用材料为箔材，在该材料上综合运用数控激光机处理轮廓，将多余的部分切除，在此基础上再铺一层箔材，借助加热辊进行碾压，使工件表面的材料软化，同时还要借助固化粘结剂进行涂抹，保证整个材料的粘合度，其之梦融为一体，最后经多次切削后形成高质量的工件。

3.7 微机械技术

微机械技术具有很高的精确度，借助该技术能够优化微驱动设备的性能。从一定程度上看，该技术还联动了传感技术，通过该技术的应用也能使整个系统的辨别率提升。目前来看，微型传感器形式多样，如压力传感器、触觉阵列传感器等，这些传感器的应用能够提升整个系统的性能。从这些传感器的支撑技术来看，主要借助集成电路技术实现。一般情况下，微机械运用的材料多为硅，随着应用范围的不断加大，该材料的缺点也逐渐显现出来，主要体现在容易发生断裂，这种情况下需要更换材料，选择的替换材料为镍材料，这种材料能够有效解决断裂问题。从现阶段微机械运用的材料来看，多为镍。从另一个角度来看，能够制成微机械的材料有多种，是压电陶瓷、金属、记忆合金、高分子材料、多晶硅等。从制造工艺这一角度来看，在进行三维制造或组装过程中，还需要进一步研究加工、光造型法工艺，通过这种方式也能明确技术要领，全面提升工艺水平。

3.8 超精密衍磨技术

该技术常以油砂条作为衍磨头制作的关键。根据物品用途的不同，会适当调整加工压力。在衍磨过程中，衍磨头会在元件的表面进行活动，通过参数调整控制，达到基本的加工要求。与一般加工技术而言，超精密衍磨技术具有高精度、高质量等优点，不仅能适宜各种粗糙度的元件，而且整体偏差值控制在0.4μm以内，保证了加工元件与设备的融合度。但同时，由于各个环节的复杂程度不同，对元件硬度要求较高，使得该技术多用于铸铁、钢材等领域。

3.9 超精密剖光技术

超声波剖光。作为当下应用广泛的重要技术，超声波剖光技术主要是借助声波发射、反馈来实现对元件的打磨、加工。与其他加工手段相比，超声波剖光技术对设备技术要求较低，且操作简单，容易上手，工作人员只需要根据具体的加工要求，输入对应的参数即可。同时，加工完的元件偏差值在0.01-0.02μm之间，粗糙度的偏差也在0.1μm以内。但与传统机械加工技术不同的是，超声波剖光技术对外界环境、元件特性要求较为严苛，多适用于陶瓷等导电性差的硬质材料，若材料具有导电性或自带微电量，则会扰乱超声波剖光技术自有的磁场，导致加工精读出现偏差，影响产品实际质量。

化学剖光。化学剖光主要借助了化学药剂，通过化学反应以达到元件加工的目的。该技术操作简单，偏差值稳定在1.5μm左右，一般用于金属元件加工。但同时，需要相关工作人员具有良好的实验安全意识与专业操作能力，从而降低化学污染对工作环境的影响。

3.10 激光精密加工技术

激光技术为机械加工的重要技术，随着时代的发展，该种技术不断发展起来，且该技术能够显著提升工件的精确性，实现高精度的加工，从该技术的应用情况来看，其主要依托激光束冲击材料，将能量聚集在小范围内，通过这种方式也能提升整个能量，甚至可以达到1000W/cm2以上。在实际应用过程中，可以在焦点位置放置多个需要加工的元件，在此基础上再借助激光扫描设备扫描整个元件，进而实现高精度的加工。整个过程需要计算机控制，同时还要根据实际情况调整各项参数。从另一个角度来看，光加工技术效率比较高，且对材料要求不高，这种情况下也能显著减小误差，将误差控制在0.01μm以下，在小元件加工中应用比较广泛。

3.11 3D打印机械制造技术

传统机械制造技术工艺比较复杂，且对人力、物力要求比较高，从一定程度上增加了企业的生产成本。而3D打印技术的应用革除了这一现状，其智能化特征显著，能够减少制造过程中的人工涉入，借助立体化打印技术实现批量零件的制造，这种情况下也能提高制造效率，与此同时，该技术的应用也能简化工艺加工流程，使各种零件形状更为规范，对于企业经济效益的提升有重要作用。对此，机械制造业可充分发挥3D打印技术的优势，在此基础上提高机械制造效率。

4  结论

通过上面的分析，我们可以发现现代机械制造工艺以及精密加工技术在机械制造领域的应用越来越广泛。正是因为这些机械制造工艺技术的应用不仅提升了企业的生产制造和效率，还提升了企业在市场中的竞争力，对于我国工业化发展产生了极大的促进作用。

参考文献：

[1]殷海访，王振华.现代机械制造工艺与精密加工技术[J].设备管理与维修，2020（22）：124-125.

[2]管梅.现代机械制造工艺及精密加工技术的应用分析[J].南方农机，2020，51（20）：72-73.

[3]高志凯.关于现代机械制造工艺与精密加工技术的思考[J].设备管理与维修，2020（18）：139-140.

[4]邹建森.现代机械制造工艺与精密加工技术探究[J].中国设备工程，2021（2）：129-130.

[5]王琳琳.现代机械制造工艺与精密加工技术探究[J].内燃机与配件，2021（2）：101-102.

[6]王媛媛.现代机械制造工艺与精密加工技术探究[J].时代汽车，2021（9）：144-145.

[7]周冬，张海飞.现代机械制造工艺与精密加工技术探究[J]. 黑龙江科学，2017，8（6）：116-117.