现代加工工艺及精密化加工技术研究

王禹天

（长春大学，吉林 长春 138000）

0 引言

随着社会对现代机械工业需求的不断变化，需要提高生产技术和精密机械技术，使之具有现代特色和技术水平，满足实际生产需要。目前我国在应用领域和技术深度上还处于发展的初级阶段，因此要进一步加强技术的应用才能提高。由于技术的基础相对薄弱，有必要对现代和精密机械技术进行深入研究。

1 现代工艺与精密加工技术

1.1 现代工艺

现代化技术是为了实现低消耗、高质量目标而将制造、信息和现代技术从产品设计到应用服务的整个过程，实现灵活清洁生产，并在动态变化的市场中具有竞争力和适应性。

1.1.1 气体保护焊工艺

气体保护电弧焊是一种电弧焊接技术，它充分利用电弧的保护作用，在实践中借助气体产生电弧和焊接区域，通常采用二氧化碳作为气体介质，有效地降低了成本，在实践中得到广泛应用。该工艺具有焊接速度快、操作舒适、焊接过程自动化、机械化、几乎无熔渣、无大的光辐射等优点，但对设备要求高，投资成本高[1]。

1.1.2 电阻焊工艺

电阻焊的主要目的是使两个电极之间的焊接部分紧密接合，并在接触表面和相邻区域产生电阻热。焊接电流进入塑性或熔融状态。金属粘合通常由金属车床将两个表面分开，在凝胶表面形成的普通颗粒数量：足够。电阻焊具有操作方便、焊接成本低、不再需要加热时间、易于实现自动化和机械化、效率高等优点，但也存在一些不足，如设备成本高、缺乏无损检测程序、维护困难等。

1.1.3 单面电弧焊

低弧焊接（SAW）是一种利用电弧燃烧在河床下实现焊接的方法，通常有自动焊接和半自动焊接两种方式。然而，由于半自动锯必须手动送丝，因此目前很少使用。该工艺具有生产率高、烟尘少等优点，是生产管段、压力容器、箱梁、柱等钢结构的首选焊接工艺。为了满足焊接材料的技术要求，最重要的是选择准确的河流碱度[2]。

1.2 精密加工技术

近几年超精密加工精度由0.14米提高到0.01米。由于超大规模集成电路（VLSI）的发展以及对微加工的要求，人们对其精度的期望已达到或超过0.01hm，可以说亚微米级的纳米级超精密加工已得到发展（如表1）。在1980年代，美国空军军械研究所和国防部LLNL实验室提出了一项POMA精度改进计划，目的是将直径为800mm的大型非球面镜片形状精度从1.5LM提高到0.1HM以上。如今，POMA计划的价值并不低。世界领先的纳米生产水平已经被记录下来了，但这仅仅是实验阶段的数据。在机械拆卸的过程中，似乎不能超过0的限制。未来超精密加工精度的目标值将取决于其在生产中的精度[3]。

表1 日本精机学会提出的精加工等级

1.3 现代工艺与精密加工技术

近代科技与精密加工不仅在许多领域得到应用，而且在冶金、电子等领域也逐渐得到应用，随着科技的不断发展和完善，现代科技与精密加工也将得到更快、更好的发展，社会对机械产品的质量要求也将逐渐提高。近代科技和精密加工已有一定的发展。伴随着工业化进程的加快，现代机械产品的应用也越来越广泛。通过对相关技术的深入研究，推动科技的快速发展，对加快工业化进程，推动社会进步，有着非常积极的作用。

2 现代工艺与精密加工技术的特点

2.1 系统性

精密加工包括各种技术，包括计算机技术、传感器、自动化和生产技术。这些技术的集成具有强大的系统性，通过密切合作，可以在加工精度控制方面发挥重要作用。

2.2 关联性

关联性是现代技术和精密加工的主要特征之一，随着社会的快速发展，技术不仅应用于产品，而且对精密加工也有很强的相关性。由此可见，关联性越来越强，作用越来越重要，逐渐成为现代制造业的发展特点。

2.3 全球化

这类竞争的规模不仅在经济竞争方面，而且在科技方面都在提高。企业在全球化背景下，要想获得竞争优势，就必须进行技术创新，以现代技术与精密加工全球化为特征，以因特网技术和科学技术的迅猛发展为特征，现代精密加工具有智能化的特征。在计算机的控制下运行，可实现加工过程的自动化操作，促进加工过程的规范化和科学化，从而起到很大的作用。现代技术和精密加工的主要特点是智能化，智能化与现代技术的进步和现代工业的发展密切相关。

3 现代工艺分类与应用

“现代技术”是指在机械产品的生产加工过程中，为保证产品质量，达到最大效率、低消耗、高质量的效果而采用的制造技术的一般概念。目前的技术涉及面广，应用于冶金、焊接、汽车零部件、精密零部件等设备。

3.1 二氧化碳气体保护焊接工艺

焊缝时，电弧产生的热能有效地隔绝空气，从而保护了电弧和弧焊接区。二氧化碳作为一种保护气体，在节约成本的基础上，可以防止污染物进入焊接零件，从而获得焊缝，保证焊接材料的充分燃烧，避免有害气体影响焊工的健康。该工艺难度系数低，操作速度快，光污染小，但设备精良，成本高[4]。

3.2 电阻焊接工艺

该方法的原理是利用接触表面内外产生的电阻热能，将正、负极之间的待焊体压在焊接电流周围，使焊缝达到熔化或塑性状态，促进金属的熔化和粘合，焊接过程简单、费时、无有害气体排放。但是，缺乏可靠的NDT程序，很难进行后续维护。所以一般用于家用电器，电子，医疗产品，航空航天等高科技精细行业。

3.3 埋弧焊接工艺

低弧焊接（包括浸弧表面涂层和电渣涂层）是在电弧层下进行焊接的工艺。它是一种焊接工艺，用于生产重要的钢结构，如高压容器、梁和柱以及管段。不同的焊接条件和材料可分为自动电弧焊和半自动电弧焊。自动电弧焊不需要手动操作，例如点火、送丝和移动方向。在半自动电弧焊中，手动完成电弧的转动，同时送丝机械关闭。另外，半自动焊一般用于焊接某些弯曲或狭窄焊缝。低弧焊稳定性好，焊接效率高，污染小。但其操作要求高，需要有经验的操作者才能操作。

3.4 搅拌摩擦焊接工艺

摩擦焊接技术是指焊接接头高速旋转时与金属表面接触的焊接技术。由于摩擦，接触面融化了，而摩擦搅拌头焊接时，搅拌头会有一定的磨损，但其他材料能得到有效保养，能显著降低材料消耗，达到节材的作用。目前摩擦焊接技术已广泛应用于铁路、造船、航空等领域

3.5 精密加工技术

3.5.1 精密切削技术

从当前精密加工的具体内容来看，精密加工可以从微细加工、成形等几个方面进行总结和研究，而精密加工技术主要是指合理应用切削技术，实现机械精密切削。另外，精密切削作为一种最常用的切削技术，也是应用最广泛的一种直接对各种材料进行切削以满足尺寸要求的加工方法。该技术可有效避免其它外部因素对切削加工的影响。加工体的具体使用精度主要取决于刀具的刚度，在温度及刀具本身抗震性能的影响下，应降低刀具的变形[5-6]。

3.5.2 超精密研磨加工技术

这类技术主要是指采用多种方法来满足集成电路中硅片元件的特定抛光要求。同时，实施超精密磨削技术需要实时观察化学反应，有效控制相关物料的磨削速度。

4 结语

总之，为了有效地促进工业的发展，必须重视高精度加工技术和先进技术的研究，在借鉴其他成功经验和先进技术的同时，也要注重精髓，并引进有助于提高工业市场竞争力和鼓励工业现代化的技术。