试论现代机械制造工艺与精密加工技术

刘春伟，徐斌荣，杨琨

（中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司，陕西 宝鸡 721002）

机械加工制造工艺正在实现不断发展，传统的制造工艺及加工技术已经不能满足机械制造行业的快速发展，因此，需在加工制造过程中充分利用现代机械制造工艺及精密加工技术。机械制造及精密加工技术在当今各个领域发展中已经实现广泛应用，其在机械加工制造领域中占有十分重要的位置。

1 现代机械制造工艺与精密加工技术

1.1 现代机械制造工艺

现代机械加工是综合信息技术、现代机械制造技术形成的综合性制造技术，在机械产品的设计、加工、检测、应用、管理及服务等各个环节都会涉及现代机械制造工艺。

1.2 精密加工技术

精密加工技术属于一种极具技术性的加工技术，在产品加工过程中精密加工技术要求精度控制在1～0.1μm，产品表面粗糙度应控制在Ra0.1～0.01μm范围内。精度高是其主要特点，是机械制造领域非常先进的一种加工技术，应用范围广泛。

2 现代机械制造工艺及精密加工技术特点

2.1 全球性

制造行业一直以来被当成代表国家综合实力的一个指标。新世纪以来，经济全球化更加深入，国际关系也趋于复杂化，中国要想在新的国际环境中取得一定地位，就要从根本上有效提升机械制造水平，全面推动我国制造行业的快速进步。

2.2 关联性

机械生产制造本身属于一个非常复杂的过程，涉及很多生产制造环节，其中主要有设计、加工、检测、应用、管理等，上述几个环节之间互相之间存在紧密联系且相互影响的关系，某一环节产生问题必然会对后续环节的正常进行造成影响，进而对机械产品质量形成影响。

2.3 系统性

机械制造工艺及精密加工技术在实际应用中都需要得到信息技术、现代制造技术的支撑，且在机械生产制造中上述技术始终贯穿，形成一个整体，体现出极强的系统性，如果系统整体性遭到破坏，生产效率及产品质量也会受到极大影响。

3 现代机械制造工艺及精密加工技术存在问题

3.1 创新发展缓慢

随着我国社会经济的快速发展，制造行业对现代机械制造工艺及精密加工技术创新越来越重视，但以当前的创新发展程度来看，创新速度还远远落后于发达国家，仍然需要这对过程和技术创新程度进行不断强化。另外，市场经济的快速发展为机械制造行业带来了新的发展机遇，制造企业数量也在不断扩张，但是，由于缺乏先进管理理念，在且管理中仍然存在不足之处，导致企业机械加工技术出现发展不平衡现象，这对我国现代机械制造工艺及精密加工技术水平的提升形成了阻碍。

从生产实际角度看，我国制造业目前仍然应该集中精力提升自身的创新意识和创新能力，以此来满足制造业发展的需求。首先，要针对自身的机械制造及加工工艺不断优化，以高质量、低成本为基本原则实现企业经济效益的最大化；其次，企业需要针对生产制造设备质量进行不断提升，加工设备要尽可能保障质量标准，同时对设备工作性能进行重点测试。此外，制造企业要不断强化自身专业化技术研发团队建设，有效提升企业自身的研发能力。

3.2 自动化程度低

随着信息技术的不断发展，近年来，发达国家在机械制造自动化方面取得了巨大成果，也实现了自动控制技术、现代机械制造技术与精密加工技术的有效结合，例如，CNCA机床就是结合了机械制造自动化技术与智能化技术后形成了柔性加工工艺设备。

精密加工产品目前已经受到社会广泛关注，因此，针对精密加工技术首先要加大加工方法的改进，利用计算机系统实现加工过程中的自动化监控，这样能缩短加工周期，提升设备加工效率。其次，为了进一步提升加工效率，可以使用碳化钛硬质合金工具进行切削作业。最后，为了保障精密加工精度，提升加工效率，要进一步引入新型加工工艺和加工技术，例如，应用激光技术与EDM（电火花加工）技术。按照材料的不同来选择合理加工工艺，保障切削技术与加工实际相符。针对处理难度较大的加工材料，可以进行预热后进行切削。通过上述方式能有效提升加工自动化水平，也能保障产品加工质量和生产效率。

4 现代机械制造工艺及精密加工技术

4.1 现代机械制造工艺

（1）气体保护焊。气体保护焊应用的热源是电弧，通过电弧来实现加工部件的焊接连接。气体保护焊具有以下一些特征：使用气体作为焊接对象的保护介质，也就是在焊接中，焊接对象会受到气体保护层保护。焊接保护实际应用需对以下几点给以高度重视：电弧加热焊接过程中会自动形成气体保护层，该保护层能将空气与电弧熔池进行有效隔离，以此实现焊接对象的有效保护，这样在焊接过程中空气中的有害杂质等就不会对焊接对象造成危害。由于二氧化碳本身存在价格低廉、性能良好的现象，因此二氧化碳气体保护焊也在当今机械加工领域中得到广泛应用。

（2）电阻焊。电阻焊在应用中是将焊接对象紧紧固定在正负极间，通电后，焊接对象与正负极接触周边因电阻会产生热效应而发热，进而融化加热物让其与金属熔接。其焊接原理是通过高电阻、高电流形成热效应产生热量来完成焊接施工。电阻焊属于一种传统焊接方式，在现代机械制造行业中同样实现了广泛应用。

电阻焊的焊接质量好、焊接效率高，且具有较高的机械化程度，焊接施工中不会产生噪声或者烟尘污染。但电阻焊对设备要求较高，因此设备一旦出现故障，也许整改难度较大。

（3）埋弧焊。埋弧焊焊接工艺主要指的是电弧在焊剂层下的焊接施工工艺，埋弧焊焊接工艺主要分为自动及半自动两种工艺，半自动埋弧焊指的是在人工的协助下进行焊接施工，但是，半自动埋弧焊本身的工序复杂，流水化是焊接施工实现难度较大，因此其推广应用范围也会受到影响。埋弧焊由于具有焊接质量高，焊接效率高，焊接施工中污染小等一些优点，因此在钢结构制品的焊接施工中，埋弧焊的应用非常广泛。

4.2 精密加工技术

（1）精密切削技术。直接切削的方法应用仍然非常广泛。但是，随着切削产品对表面粗糙度要求的不断提升，在加工过程中就要对设备、工件以及外界因素的干扰进行排除。

例如，机床本身的刚度会对加工精度产生一定影响，机床刚度不足会因加工中温度升高而导致变形，另外，为了提升切削精度，还需要机床具备较高的抗震性能。要想达到上述要求，首先可以针对机床主轴转速进行合理提升，这也是当前机械加工另计精密加工机床转速已经达到几万转的主要原因，其次，是要引进空气静压轴承、微驱动、微进给、精密定位等先进技术。

（2）超精密研磨技术。在针对经过研磨抛光的原子级硅片进行加工的过程中，如果使用传统磨削、研磨或者抛光等加工技术很难达到要求。因此，要使用新加工技术，创新加工原理，超精密研磨技术就能达到这种加工要求。

4.3 微机械技术

（1）微机械传感技术。微机械不仅要求传感器实现微型化，而且对传感器的灵敏度、分辨率以及数据密度要求都比较高。当前，在进行压力传感器、触觉阵列传感器等微型传感器加工过程中，集成电路技术的应用非常广泛。

（2）微机械材料技术。微机械制造中使用的材料最初为硅材料，但是这种材料存在易断裂等缺陷，而镍可以有效克服这一缺点，因此在微型齿轮等微机械制造过程中镍逐渐取代了硅。当前，微机械制造中使用的材料已经出现了金属、高分子材料、记忆合金、多晶硅等多种类型。

5 结语

综上所述，在我国科学技术水平不断提升的情况下，要进一步针对机械制造工艺及精密加工技术不断加大研发力度，在机械制造领域中实现精密加工技术与机械制造工艺的有效结合，全面提升机械制造自动化水平，这样才能全面提升我国机械制造水平。