现代机械制造工艺及精密加工技术研究

刘 杨

(佳木斯防爆电机研究所有限公司,黑龙江佳木斯 154005)

0 引言

在众多针对现代机械制造发展的研究成果中,均提到精密加工是其得到发展的重要组成部分。一方面,现代机械制造工艺的加工要求,使机械类产品的精密性得到有效的提升,在对机械制造工艺提出较高要求的同时,进一步加强了精密加工技术在现代机械制造工艺中应用的必要性。另一方面,精密加工技术的发展对于现代机械制造工艺水平的提升具有良好的促进作用,在提升生产能力的同时,可以进一步提升机械制造产品的价值,从而使机械制造行业的可持续发展得到良好的保障。

1 现代机械制造工艺与精密加工技术之间的关系

1.1 发展方向的一致性

在现代机械制造工艺与精密技术发展的过程中,两者的发展方向具有明确的一致性。一方面,现代机械制造工艺与精密加工技术的先进水平越来越高,无论是在研发还是执行的流程过程中,机械制造工艺与精密加工技术都在朝着智能、精细、集成化的方向进行发展。虽然每个流程、环节具有一定的独立性,但由于在实现的过程中各个环节之间的关联、紧密联系,为机械制造工艺与精密加工技术的发展提供了良好的基础保障[1]。另一方面,现代社会对机械产品的需求发展过程中,同样重视创新性技术的发展。在更加广泛的角度上满足社会、市场的多方面需求,也就使现代机械制造工艺与精密技术在发展的过程中必须重视技术的高新尖的方向发展,为我国机械制造行业的全面发展提供良好的基础。

1.2 制造、加工过程的系统性

现代机械制造与加工的过程中,先进性与精密程度对于提升产品的功能性有重要的作用。同时,机械制造与精密加工均具有较高的复杂性,需要融入更多的创新性技术来取得良好的发展。而在发展的过程中制造与加工过程具有更强的系统性,需要从多个角度提升现代机械制造以及精密加工的水平,从而使最终的产品拥有更好的质量以及技术水平,使机械制造行业的发展得到充分的保障[2]。

2 精密加工技术与现代机械制造的应用

2.1 精密加工技术

2.1.1 纳米加工技术

纳米加工技术在现代精密加工技术发展的过程中是国际尖端物理、先进工程、精密加工技术的重要体现。但在应用的过程中,纳米相关的加工条件相对比较苛刻,加工的过程存在极大的难度。特别是在小于1nm平面的加工过程中,任何常规的抛光、磨削方式都无法满足纳米加工技术的实际要求。在此基础上需要进一步使用原子级别的抛光和加工技术,才能够进一步提升纳米加工技术的精度和等级。我国现阶段纳米加工技术处于追赶西方发达国家的过程中,相较于西方发达国家纳米加工技术的能力依然存在较多的问题。但同时,纳米加工技术在半导体材料等方面的应用是国际发展的重要方向,也是我国进一步追求技术革新与发展的重要基础方向。例如在光刻技术发展的过程中,微纳结构需要通过进一步的蚀刻或者镀膜,才能够获得高精度的结构或者元件。同时,现代微纳技术快速发展的过程中,微纳米级别的测试与测量,也对纳米加工技术的发展提出了更高的要求,并随着科技的快速发展,不同的纳米结构以及器件也会在更多的领域中发挥作用[3]。现阶段而言,纳米结构及器件主要用于超材料、超表面等材料加工的过程中,对其的研究也需要进一步加强微纳的研究,从而进一步提升纳米技术可应用的范围。

2.1.2 细微原子加工技术

在精密加工技术快速发展的过程中,可加工工件的外形和尺寸变得越来越小,越来越细微,但同时也进一步使设备的工作能力得到有效的提升。特别是在电子元器件发展的过程中,电子元器件的体积不断缩小到微体系微米、纳米级别,也因此使细微原子加工技术成为精密加工技术的主要发展方向之一。该加工技术意味着进一步突破材料的微观性质,并对其进行有效的控制。在精细加工技术快速发展的过程中,对细微原子加工技术的发展可能会建立全新的理论体系,甚至进一步产生与之相关的全新学科。但总的来讲,现阶段细微原子加工技术主要朝着半导体材料、器件的微型化加工过程方向发展,将单层原子进行单晶材料生长,并通过蚀刻、光刻等方式,将原子一个一个的剥离或者处理,从而使其满足半导体材料发展与使用的多方面要求。

2.1.3 精密切割技术

相较于纳米和细微原子加工技术,精密切割技术在现代工业生产过程中更加常见,精密的部位切割,可以使材料的加工变得更加精细,从而生产出符合实际要求的工件模型。精密切割技术在应用的过程中具有操作简便等特点,在加工的过程中,精密切割技术通常不会受到外界因素的影响。但同时,在展开精密切割的过程中,还需要对材料的硬度、塑形、规格等参数进行有效的研究,从而选择符合加工精度的机床以及加工工艺,避免在加工过程中因温度过高或者部件的振动等客观原因对工件加工精度带来的不良影响[4]。为了进一步提升精密切割技术的应用水平,还需要充分利用自动化监测系统,实施监测机床、加工设备的运行情况,了解各方面的运行参数,判断设备的工作状态,从而避免因设备工作效果不佳而导致的加工质量问题。

3 现代机械制造技术

3.1 焊接技术

焊接技术作为传统的机械制造工艺,是保障机械制造水平的重要工艺。除了最常见的焊接技术,现代机械制造技术中还进一步应用电阻焊、气体保护、螺柱、埋弧等焊接技术,以进一步提升机械加工制造的最终效果。

3.1.1 电阻焊

该工艺在应用的过程中,需要将电源的正负极接入到焊接物中,在电流的影响下实现对工件的焊接。相较于传统的气焊、热焊,电阻焊不会因加热而受到空气、湿气等方面的影响,从而使焊接的质量得到有效的提升。同时电阻焊也不会产生过大的噪音以及光污染,因此具有良好的应用前景。同时,电阻焊在应用的过程中可以用于多种机械设备的制造过程中,焊接的精度相对较高,但焊接的成本也相对较高,为了进一步发展电阻焊,应当加强对电阻焊焊接成本的控制研究[5]。

3.1.2 气体保护焊

该技术可以有效避免在焊接过程中因氧化对焊接质量带来的影响。在使用气体保护焊接的过程中,电弧燃烧的充分性得到有效的保障,从而减少焊接过程中造成的氧化问题,使焊接的质量得到有效的提升。现阶段气体保护焊最常用的保护性气体为二氧化碳,一方面由于二氧化碳的隔绝性能较好,能够起到良好的保护性作用。另一方面则由于二氧化碳的应用成本较低,可以发挥良好的经济效益。

3.1.3螺柱焊

该工艺主要针对螺柱以及分管件的连接展开。在焊接的过程中用电弧融化连接部位的表面,然后使用焊接螺柱提升其的强度,从而确保焊接质量符合连接的实际要求。通常情况下,该工艺主要用于金属材料的焊接过程中,能够有效保证焊接的质量与焊接的效果。

3.1.4 埋弧焊

该技术利用埋接料展开焊接。相对于传统的焊接模式,该焊接技术更加方便简洁,在焊接的过程中也不会花费较大的人力物力。因此具有较高的安全性。

3.2 数控机床技术

数控机床技术在现代机械制造工艺发展的过程中应用比较常见,取代了传统人工操作型的机床,通过数字程序的控制来保障生产过程的精准性与可靠性。在大幅提升工作效率的同时,可以通过进一步的设置和模块化的加工手段,实现数控机床的柔性加工。在实际机械制造行业的发展过程中,数控机床可以根据各部分零件的数据标准,采取针对性的程序设计方式,使机床能够针对零件的加工要求展开加工,因此具有良好的适应性。特别是在对结构较为复杂、加工难度较大的工件加工过程中,数控机床可以发挥良好的精度控制作用,并进一步保障该类型零件的加工效果,提升现代机械制造工艺的加工能力和加工水平[6]。

3.3 微机械技术

微机械技术是现代机械制造微型化的重要体现,但现阶段主要用于半导体以及相关设备的制造与生产过程中。利用微机械技术可以制造微米级别的机械部件,但同时也需要对加工的过程和包装的方法进行严格的要求,一方面需要采用先进的控制与加工技术,确保产品加工的精细级别能够满足微机械加工技术的实际要求,使产品的质量以及加工精度得到有效的保障。另一方面,现代微加工技术作为一种信息规模较大、应用范围较广的加工类型,受到各行业的充分重视。除去半导体行业,在很多大型工业零件的加工过程中微机械加工技术也得到了充分的重视。只有在满足微机械加工精度要求的基础上,才能进一步提升微机械技术的工作能力和工作水平。

4 结语

综上所述,现代科技的快速发展,使机械制造工艺以及精密加工技术的加工能力得到快速的提升。总体而言,现代机械制造工艺与精密加工技术的发展方向有较大的相似性,两者之间具有系统性的关系。在我国,现代机械制造工艺虽然有一定的基础,但并没有获得全面的发展。为了进一步提升我国机械制造工艺能力和水平,需要进一步思考精密加工技术及现代机械制造工艺的发展路径。合理利用相关技术,投入到机械制造工艺的创新与发展过程中,从而有效掌握行业的未来发展机遇,为提升我国现代化机械制造加工的水平,做出良好的理论和技术保障。