现代化机械设计制造工艺及精密加工技术研究

刘江林

（重庆顺安爆破器材有限公司，重庆 400700）

作为我国工业发展的重要战略产业，机械制造业仍存在不少问题和缺陷，其中主要体现在机械制造工艺无法保证加工产品精度，产品质量难以达到精密仪器加工要求，对提升我国机械制造业的国际市场竞争力造成一定制约和影响。通过精密加工技术的应用，能够使得机械加工零件的精度和质量有效提升，同时能够与现代机械制造工艺之间形成相互促进、相互依存、相辅相成、共同发展的关系，进一步提升机械产品加工质量及性能。

1 机械设计制造工艺与精密加工技术概述

1.1 机械设计制造工艺

随着社会经济建设及科学技术的不断发展和进步，机械设计制造工艺也随之不断发展变化，从最原始的工具使用、简单手工工具制作、机械制造加工工具，逐步向机械设备自动化运行等转变，这也是现阶段提升社会生产力的重要手段。现阶段为了更好地应对我国社会经济建设的转型升级，需要对传统机械制造工艺进行革新，对信息技术、计算机技术、自动化技术、控制技术等先进技术进行充分利用，使现代化机械设备实现智能化、自动化，使机械设备制造生产效率和质量有效提升。

在人工智能技术快速发展的背景下，机械设计制造工艺朝着智能化方向发展，进一步推动了机械制造技术的进步。如在工业领域中，通过工业机器人的研发应用，能够根据人类行为特点进行系统设计和编程，使设备具备拟人化特点，进而能够实现手抓、行走、转身等拟人动作，并将其应用于生产环境恶劣的作业条件下，或操作单一重复的装配、喷漆、焊接、搬运等设备作业生产线上，使其能够代替人类完成高难度、高风险的作业任务，或人类根本无法完成的作业任务，如太空作业、深海作业等，在工业生产条件有效改善的同时，使操作人员的人身安全得以切实保障。

1.2 精密加工技术

作为机械制造业的重要基础及核心内容，精密加工技术与加工产品质量密切相关，通过精密加工技术的有效应用，能够使加工产品的表面光洁度、精度等有效提升。此类加工技术包括了高光洁高精度磨削、精切削加工、精密加工等方面，能够对加工表面光洁度、加工精度等有效控制。其中在精密切削加工过程中，采用精细度高、性能良好的工具和机床，在工件表面进行金属层切削，其中需要对切削时残留应力、切削力、振动等所产生的不利影响加强控制，使其影响最大程度减少，使零件加工精度有效提升，同时在完成工件加工后，确保其表面无残留应力存在，有效降低加工零件表面的粗糙度。

在进行高光洁高精度磨削过程中，需要保证所采用数控技术的刚度和精度符合要求，并在磨削时，对砂轮进行精细修整，在极小的磨削压力及深度情况下，对工件表面进行极细小碎屑的切削，同时保证每个磨粒上能够形成多个等高的微切削刃，并保证其处于钝立状态下，能够摩擦抛光等作用，提高加工零件的加工精度及表面光洁度。因此通过精密加工技术的应用，能够使加工零件表面质量和精度有效提升。

2 设计制造工艺与精密加工技术特点分析

2.1 关联性

在机械制造业的产品制造技术中，制造工艺与加工技术两者之间有着密切的联系和相关性，并且其中所包括的内容较为广泛，涉及了机械产品调查、研发以及机械设备加工等方面。

在机械产品制造生产的各个环节中，两者之间也密切相关，需要保障各环节加工精密性的同时，促进生产各环节的有机结合，通过完整有机体的构建，使整个机械产品设计的科学性、有效性得以保障，进而使整个生产过程能够实现高效、稳定运转。另外机械产品生产过程中，如某一环节中存在问题，会对整个过程造成不利影响，因此需要对两者之间的关联性加强把控，使机械制造技术及机械制造产业实现可持续良性发展得以有效保障。

2.2 系统性

随着科学技术的快速发展，现阶段我国机械制造产业中，机械制造工艺与先进技术加大了融合力度，同时人们对机械产品和设备的需求更加多元化，需要从机械产品设计、加工、销售等各方面入手，充分利用现代化技术手段，使两者之间系统性和关联性得以充分发挥，并对技术应用进行不断完善，从而使机械产品生产更加高效、精密。

2.3 全球化

随着近年来我国经济建设的快速发展，以及全球化进程的持续推进，机械设计制造行业面临着新的发展机遇和挑战。为了实现可持续稳定发展，需要对全球市场的实际情况进行全面了解，从提高技术先进性入手，使机械制造水平不断提升，进而使我国国家综合竞争力及实力不断增强，并进一步推动我国机械设计制造行业的进步和发展。

3 具体工艺及加工技术研究

3.1 焊接工艺

焊接工艺在制造工艺中极为常见，其主要包括了以下几种。

（1）气体保护电焊主要是指在焊接物焊接过程中，充分利用电弧两侧存在的气体，使其能够发挥保护焊接层的作用，而电弧则是焊接过程中的重要能量来源。在实际操作过程中，在电弧周围形成的气体即为能够发挥保护作用的气体。另外由于二氧化碳气体投入成本较少，且极容易提取，目前在现代机械制造行业中，其作为保护气体得到广泛使用。

（2）电阻焊焊接工艺作为重要工艺技术在现代机械制造行业中，得到广泛应用，通过焊接物正负级电池连接形成电流的方式，使电流运行过程中，对焊接物周边环境及中间位置产生影响，可利用电阻发热使焊接物熔化，进而使熔化的焊接物能够有效连接，进而形成整体。此工艺技术具有操作效率高、应用原理实简单、应用范围广泛等特点。应用优势主要体现在：

①工艺的熟练运用，充分发挥其特性，能够有效提升焊接物质量，进而使现代化机械生产工艺生产效率大幅度提高，对整个机械制造业的快速发展起到推动作用。同时此工艺与机械化操作密切相关，通过两者之间的相互配合，能够进一步提高机械制造的焊接工艺水平和质量。

②工艺的有效运用，能够使焊接时间大幅度缩短，焊接效率有效提升，并且能够降低噪声，使以往焊接技术应用时所产生的噪声污染问题得以有效缓解。

③工艺技术具有较高的普适性，能够不断拓展其应用范围和发展空间，现阶段此工艺技术应用领域不仅包括了机械制造领域，同时还包括汽车制造、航天航空等领域。

④在此工艺技术实际应用中，需要对其运行安全隐患、设备造价以及后续维护等方面进行充分考虑，由于通电加热过程中，通常需要利用超高压设备进行熔化焊接，因此其投资成本及后期维护成本较高。

（3）埋弧焊焊接工艺主要利用焊接材料以及燃烧的电弧进行作业，并使焊接工艺能够达到行业相关要求和标准。通常在此工艺技术实际运用过程中，可将其进一步细分为全自动焊接工艺与半自动焊接工艺两种。前者需要在生产车间对焊接车直接传送的电弧和焊丝进行焊接作业，整个作业过程中能够最大程度减少人为因素的影响，并且操作流程较为简单。后者在焊接作业时，相关技术人员在生产车间利用专业设备对焊丝和电弧等进行焊接，与前者相较之下，此工艺技术的操作流程较为复杂，并且需要投入更多的财力、物力和人力，同时焊接过程也极容易受到人为因素的影响，焊接质量和效率难以保障，因此在机械制造工艺中，此工艺技术应用率较低。

3.2 精密加工技术

（1）随着近年来我国机械制造业的快速发展，以及先进技术的不断进步，极大地促进了精密加工技术的应用和发展。作为新兴技术，精密加工技术现阶段仍处于发展及完善阶段，可具体细化为精密切削加工技术、超精细研磨精密加工技术、纳米技术等。

在现代机械设计制造工艺中，精密切削加工技术能够对传统切削技术存在的局限性予以突破，充分发挥其优势和特点。同时因制造工艺流程存在差异性，相关加工方式也有所不同，因此在实际切削环节中，需要根据被切削对象的加工方式及加工材料，对实际切削速度进行合理确定。

现阶段经密切削加工技术在我国机械制造领域中得到广泛应用，同时在实际生产过程中，对操作工具的精密度提出了更高的要求。操作工具包括了简单的金刚石刀具、复杂的高精度仪器设备等。现阶段此技术所运用的切削方式较为多样，在针对铝合金、钛合金、铸铁、纤维增强塑料等各种加工材料时，应根据不同材质，对切削速度进行合理调整。另外此技术在机械设计制造精密加工环节中应用，需要根据机床实际情况，有效控制机床表面光滑度，提升机械制造业生产质量。需要在切削前，对切削工件加强检测，并充分利用相关辅助设备，使切削作业质量得以保证。如在精密切削加工技术应用时，借助激光扫描机等科学设备，通过其辅助作用的充分发挥，使技术应用成效得以保障。

对机床刚度加强重视，应保证所使用中的机床具备良好的抗振性能，并且在常规环境下，机床整体性质不会因机床温度的变化而发生改变，否则对于提高加工精密性会存在一定的负面影响。因此在实际应用过程中，应根据此加工技术的具体要求，对机床进行合理选择。

随着机械零件精准度要求的不断提高，促进了超精密研磨加工技术的发展和应用，此新型技术对机械精密程度有着极高的要求，在具体加工施工过程中，可采用微量切削的方法，利用较小的切削深度，使切削超精密要求得以有效满足。

（2）在机械加工制造过程中，通常采用传统的磨削、研磨技术，而在后期制造过程中，加强了对抛光技术的应用，使传统加工技术中存在的诸多局限性得以突破，使加工技术精密程度有效提升。根据现阶段我国机械制造行业的实际发展情况，相关技术人员、科研人员通过对抛光技术的应用，进一步推动技术改革和创新，在现代化机械制造工艺中，充分发挥其应用优势，使机械设计需求得以有效满足。

在硅片加工零件抛光中，通过抛光技术的应用，能够使研磨过程一次性完成的同时，使传统研磨流程及加工制作步骤有效简化，使机械零件生产质量切实提升，并使人力、财力、物力投入大幅度减少。现阶段此技术在现代化机械制造行业中得到广泛应用，并对机械制造行业的可持续发展起到促进作用。

通过对研磨、磨削、抛光等工艺的应用，能够使工件表面质量和加工精度有效提高，其中研磨加工技术通过在研磨工具的表面进行磨料嵌入或者铺设，并对润滑剂进行适当添加，使研磨压力加大，通过磨料的作用，能够对工件表面的细微处进行切削处理，使工件几何形状的准确度、尺寸精确度有效提升。

（3）随着科学技术的快速发展，纳米技术在各行业领域中的应用范围不断扩大，其中在现代化机械设计制造工艺中，相关技术人员通过对纳米技术的引入，对制造工艺进行不断革新，并进一步提高此技术的应用成效。现阶段，在机械制造的精密加工领域中，通过此技术的应用，能够大幅度提升机械设备的精密性。

在实际应用中，纳米技术与其他先进电路设计的有机结合，能够使其他加工技术无法满足的小零件加工要求得以实现，同时精密度不断提高，使零件强度、质量、外观精美度以及使用寿命等各方面特质更具优越性。

在现代化机械设计制造业发展过程中，应对精密加工技术情况加强了解和把握，对制造工艺与技术之间的关联点加强分析，通过技术的合理运用，进一步为我国机械设计制造行业可持续发展起到推动作用，使我国机械制造业的国际市场竞争力不断提升。

4 结束语

随着社会经济建设水平的不断提高，以及全球化发展的不断深入，为了增强我国综合实力，对现代化机械设计制造工艺及精密加工技术提出了更高的要求。因此需要对机械设计制造相关技术不断优化和完善，充分发挥现代机械制造工艺和精密加工技术的应用优势，并使两者能够实现共同进步、共同发展，进而对我国现代化机械设计制造行业的可持续发展提供有效保障。