现代化机械设计制造工艺及精密加工技术分析

秦志恒 徐飞 刘金宝

摘要：机械设计制造及精密加工是与时俱进的工艺技术，在信息化、智能化的新时代背景下，二者皆呈现出欣欣向荣的发展态势。文章通过梳理相关文献总结现代化机械设计制造中常用的电阻焊接、埋线焊接、熔化极气体保护电弧焊及激光焊接工艺，并阐释现代化机械制造中基本的精密加工技术，具体包括研磨加工技术、精密切削技术、微细加工技术及纳米加工技术，旨在为机械制造的现代化与高质量发展奠定理论基础。

关键词：现代化;机械设计制造;工艺;精密加工;技术

机械制造是我国社会经济发展的支撑力量，伴随着时代的发展，我国机械设计制造及精密加工领域获得了新的契机.新技术、新设备、新仪器及新思想的引入，机械制造技术的逐渐成熟与工艺的完善使得我国机械制造水平逐渐提升，保证加工精度的同时明显提高了加工制造效率。通过梳理相关文献发现，我国现代化机械设计制造工艺以焊接工艺为主，并能够适应不同的机械制造条件与环境。同时，精密加工技术进一步发展，形成了较为完善的技术格局并积累了丰富的实践经验。

一、现代化机械设计制造工艺

（一）电阻焊工艺

电阻焊是现代化机械设计制造中常用的工艺，其工艺原理为：以电流在接触点的电热效应作为热源将焊件局部加热至熔化或塑性状态，进而形成金属结合的焊接工艺。该工艺在实际应用中无需外加金属，具有节约资源、焊缝质量佳、操作简单、适应范围广的优势。但在电阻焊工艺应用中需注重电流大小与焊接质量之间的关系，在通电且焊件局部熔化后需通过断电锻压的方式保证焊点致密、无质量缺陷[1]。

（二）埋线焊工艺

埋线焊接工艺具有效率高的优势，一般应用于钢结构的焊接作业中，具有焊缝无夹渣等质量问题的优势。与此同时，埋线焊接工艺在实际应用中需要根据钢结构的类型、原材料特质等选择适宜的焊丝，为在最大程度上提高埋线焊接工艺的技术水平，还需以合适的比例配置焊丝与焊剂。

（三）熔化极气体保护电弧焊工艺

在机械制制造加工焊接工艺中，焊缝可能因空气温湿度、粉尘等影响出现较为明显的质量缺陷，降低机械制造整体的技术水平。因此在环境较为恶劣、粉尘含量较高的情况下可采用熔化极气体保护电弧焊工艺，其将外加气体作为电弧介质，避免熔滴、熔池及焊接区高温金属受到外界因素的不利作用。按照保护气体可将熔化极气体保护电弧焊分为熔化极活性气体保护电弧焊（以氧气、二氧化碳的混合气体作为保护气）、二氧化碳保护焊（以二氧化碳为保护气）两种类型，前者焊缝的美观性、焊接过程的稳定性优于后者，但经济性低于后者。因此在机械设计制造中一般选择二氧化碳保护焊工艺。

（四）激光焊工艺

激光焊接属于精密焊接工艺的范畴，其以高能量密度激光束作为热源，通过控制激光束宽度、能量等相关参数使焊件局部熔化或塑性改变。激光焊工艺在现代化机械设计制造中应用十分广泛，主要原因在于其可节省或省去金属填料的使用、无需考虑电极污染或受损情况、可焊接不同属性的两种金属、可精准对位焊件，且焊缝美观。在机械设计制造中，一般将激光焊与熔化极气体保护电弧焊联用，可降低单独应用激光焊的成本，实现大熔深焊接，并且显著提升焊缝质量。

二、现代化精密加工技术

（一）研磨加工技术

研磨加工技术一般应用于工件尺寸的微型调整中，其技术原理为：将研磨磨料按照一定的顺序加入工具中，以不同粗糙程度的磨料打磨工件的表面，使其表面平整且尺寸符合设计要求。与此同时，在研磨作业中需适时添加工业润滑油保护工件表面，避免摩擦力过大导致其表面出现划痕等质量缺陷。除此之外，磨料的选择也会直接影响研磨加工质量，技术人员需要根据工件尺寸调整的幅度、磨料的特性等安排好磨料添加的顺序与数量，以此保持研磨加工精度[2]。

（二）精密切削技术

精密切削技术的应用需配合高精度加工机床，其技术原理与普通切削加工相同，均以刀具为主要的加工工具，但切削的方法存在明显差异。精密切削方法为微量切削，以刀具刃口圆弧作为受力点，工件在水平与垂直两个方向力的共同作用下发生轻微偏移，刀具刃口与工件挤压形成切屑。精密切削加工精度可精确到微米级别，工件表面光滑、尺寸與设计标准高度契合。

（三）微细加工技术

微细加工，亦被称为微小件加工，常用于医疗及电子机械的精密加工中。在机械设计制造中常用的微细加工技术包括微波加工、电子束加工、等离子加工等，其技术原理为借助高精度定位及微量移动去除工件表面的个体单位。因所加工的工件体积较小，需格外注重工件材料的热敏感性，以此为基础选择合适的微细加工方法，避免因温度过高导致工件变形。

（四）纳米加工技术

随着机械设计制造行业的信息化、精密化与智能化发展，国内外关于纳米加工技术的研究愈加广泛，并积累了充足的实践经验。我国机械制造领域对纳米加工技术的研究虽然起步较晚，但当前也取得了丰硕的研究成果。如应用于医疗领域的微型机器人便以纳米加工技术生产，突破了纳米加工技术应用中各部件连接的技术瓶颈，以小体积机器人进行相关手术操作可提升手术精确程度。除此之外，纳米加工技术还被应用于航天、光学器材等领域，是现代化机械设计制造研究的焦点。

三、结束语

随着时代的发展，现代化机械设计制造工艺及精密加工技术应用范围愈加广阔，所积累的实践经验也更加丰富。当前我国机械制造水平已跻身世界先列，未来应继续在精密加工、智能化机械设计制造方面深耕细作，不断提升我国机械制造质量与效率，为我国工业化发展蓄势赋能。

参考文献：

[1]刘维平.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术分析[J].科技风，2021（15）：185-186.

[2]方建荣，杨玉贵.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术分析[J].大众标准化，2021（09）：250-252.

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