現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)應(yīng)用研究

劉海川，張媛，張傳勇

（中國(guó)石油集團(tuán)濟(jì)柴動(dòng)力有限公司，山東 濟(jì)南 250300）

當(dāng)前我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，科學(xué)技術(shù)應(yīng)用廣泛，極大地推動(dòng)了機(jī)械制造業(yè)的繁榮發(fā)展，但同時(shí)也對(duì)機(jī)械制造業(yè)的制造工藝、產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求。鑒于此，以往的制造工藝和相關(guān)加工技術(shù)都應(yīng)當(dāng)逐步提高以滿足當(dāng)前市場(chǎng)需求。因此，機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷引進(jìn)并創(chuàng)新機(jī)械制造工藝，發(fā)展技術(shù)含量更高的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝，逐步提高我國(guó)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，強(qiáng)化我國(guó)機(jī)械制造工藝，為將來(lái)全面實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化打下堅(jiān)實(shí)地基礎(chǔ)。

1 機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)的重要性

在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境下，機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)是機(jī)械制作企業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)離不開(kāi)制作工藝和精密加工技術(shù)，這是產(chǎn)品生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的保障。因此，只有不斷提高機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)，才能幫助企業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并且隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械對(duì)社會(huì)的依賴程度會(huì)越來(lái)越高，機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)也會(huì)更好地推動(dòng)我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。

2 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)的特點(diǎn)

2．1 系統(tǒng)性

與傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)不同，現(xiàn)代機(jī)械制造運(yùn)用的工藝及精密加工技術(shù)涉及許多現(xiàn)代科技，如現(xiàn)代傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)等，合理系統(tǒng)地運(yùn)用新型科學(xué)技術(shù)提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、銷售等，系統(tǒng)的幫助提高機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)工作，促進(jìn)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

2．2 關(guān)聯(lián)性

現(xiàn)代機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)不僅具備系統(tǒng)性，還具備關(guān)聯(lián)性。機(jī)械制造生產(chǎn)的每個(gè)工序都是環(huán)環(huán)相扣、有條不紊的，正因如此，產(chǎn)品的研發(fā)、規(guī)劃、生產(chǎn)、銷售等各環(huán)節(jié)的機(jī)械制造工藝和精美加工技術(shù)也是緊密關(guān)聯(lián)的。只有做好每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝制作和加工，才不會(huì)互相影響、降低產(chǎn)品質(zhì)量，才能給企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2．3 全球化

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，我國(guó)市場(chǎng)要想快速占領(lǐng)經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)地位，就必須結(jié)合國(guó)際先進(jìn)的機(jī)械制作工藝和精密加工技術(shù)，吸取國(guó)際技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，不斷發(fā)展提高我國(guó)的機(jī)械制造水平，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)快速發(fā)展。

3 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及其應(yīng)用特征

現(xiàn)代機(jī)械制造工藝是機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中的一系列技術(shù)統(tǒng)稱，涵蓋機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、精細(xì)加工、質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)管理、具體使用、后期服務(wù)以及故障回收等整個(gè)過(guò)程中應(yīng)用到的技術(shù)。當(dāng)前運(yùn)用較為廣泛的有氣體保護(hù)焊接工藝、電阻焊接工藝、埋弧焊接工藝、數(shù)控車工藝、車銑復(fù)合加工中心和5軸加工中心等，其中，氣體保護(hù)焊接工藝、電阻焊接工藝和埋弧焊接工藝等機(jī)械加工工藝是針對(duì)機(jī)械焊接變化的加工工藝，其本質(zhì)均是更好地提高焊接技術(shù)、保障焊接效果，以下將重點(diǎn)介紹數(shù)控車工藝、車銑復(fù)合加工中心和5軸加工中心等現(xiàn)代高新機(jī)械加工工藝。

3．1 數(shù)控車工藝

數(shù)控車工藝是當(dāng)前較先進(jìn)的一種自動(dòng)化工藝技術(shù)，完美結(jié)合了電子計(jì)算機(jī)與機(jī)械的一體化，利用電腦程序控制機(jī)器進(jìn)行加工操作。但這種加工工藝需要人工對(duì)機(jī)械加工過(guò)程進(jìn)行編程，然后，再運(yùn)用編好的程序來(lái)控制機(jī)床加工機(jī)械。數(shù)控車工藝因其能夠?qū)斎霐?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)有效的存儲(chǔ)、處理、運(yùn)算及邏輯判斷并完善加工的優(yōu)點(diǎn)而在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

3．2 車銑復(fù)合加工中心

車銑復(fù)合加工中心也是目前應(yīng)用較多的一種機(jī)械加工工藝，主要運(yùn)用于航空航天、軍工等領(lǐng)域，其特點(diǎn)是速度快、精度高、效率高以及復(fù)合化程度高，利用車銑復(fù)合加工中心可以一次裝夾復(fù)雜的零部件，極大地提高了加工精度和生產(chǎn)效率，并且能夠采用多種加工手段和復(fù)雜曲面加工，一定程度上給企業(yè)帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

3．3 5 軸加工中心

除上述兩項(xiàng)機(jī)械加工工藝外，還有一項(xiàng)精密度高、科技含量高的加工中心，便是5軸加工中心，也稱為5軸聯(lián)動(dòng)加工中心，主要是加工復(fù)雜的曲面，其在我國(guó)的精密器械領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、高精醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域以及科研領(lǐng)域等發(fā)揮著重要作用。

4 精密加工技術(shù)的分類與應(yīng)用

精密技術(shù)加工與普通制造工藝不同，是根據(jù)具體生產(chǎn)要求對(duì)機(jī)械設(shè)施進(jìn)行精細(xì)化加工的技術(shù)，涵蓋的技術(shù)范圍廣，包括精密切削加工、微細(xì)加工、超精密研磨加工及納米加工等。為了適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展需求，已經(jīng)逐步將中國(guó)精密加工技術(shù)引入現(xiàn)代機(jī)械制作中。

4．1 精密切削加工技術(shù)

精密切削加工技術(shù)是通過(guò)固定的設(shè)備將材料切削，保證機(jī)械產(chǎn)品的材料長(zhǎng)寬厚等各項(xiàng)尺寸指標(biāo)均達(dá)到精準(zhǔn)要求。這種精密加工技術(shù)能夠大幅度減少機(jī)械產(chǎn)品制造過(guò)程出現(xiàn)不必要的損耗，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和精細(xì)度。機(jī)械制造對(duì)精密切削加工操作的機(jī)器運(yùn)行精度要求較高，因此，對(duì)機(jī)床的各方面性能尤其是剛度和抗震性要求顯著，同時(shí)也要求技術(shù)人員在加工中時(shí)刻關(guān)注機(jī)床主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的速率。

4．2 微細(xì)加工

隨著信息通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種各樣的電子機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，這些新型電子產(chǎn)品不僅體積小、使用便捷、制作費(fèi)用少，而且精度高、運(yùn)行速度毫不遜色與以往大型體積的電子產(chǎn)品，這主要依賴于微細(xì)加工。微細(xì)加工能在確保各方面性能的同時(shí)在體積較小如日本所產(chǎn)的半導(dǎo)體這樣的材質(zhì)上進(jìn)行加工，是現(xiàn)代小型電子機(jī)械的福音。

4．3 超精密研磨加工

超精密研磨加工是指通過(guò)一定技術(shù)操作將集成電路中的硅片元件進(jìn)行研磨，達(dá)到原子級(jí)別拋光效果的加工技術(shù)。其原理化學(xué)反應(yīng)，在加工的元件上添加適當(dāng)?shù)募庸ひ夯ハ喾磻?yīng)起到化學(xué)研磨的作用。這種技術(shù)適用于硅片粗糙度需求不高于2NM時(shí)，解決了硅片精細(xì)加工難題，給機(jī)械制造提供新型加工技術(shù)，極大地推動(dòng)了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

4．4 數(shù)控機(jī)床加工

現(xiàn)階段還有一項(xiàng)精密加工技術(shù)運(yùn)用范圍較廣，并逐漸發(fā)展為高新技術(shù)的核心，最先實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的智能化、自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床工藝的自動(dòng)化很大程度上解放了人工勞動(dòng)力，數(shù)控機(jī)床智能操作加工，不僅縮短了加工時(shí)間，提高了工作效率，而且與傳統(tǒng)機(jī)床相比，任務(wù)完成度更高、涉及的加工操作更復(fù)雜，且具備高精確度、高質(zhì)量和高靈活性的特點(diǎn)，給企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益非常明顯，因此是當(dāng)前企業(yè)優(yōu)先選擇的精密加工技術(shù)之一。

5 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝與精密加工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化

5．1 保障技術(shù)統(tǒng)一性

前文提及現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)具備關(guān)聯(lián)性，在整個(gè)機(jī)械制造的最初設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、 生產(chǎn)制造、精細(xì)加工、質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)管理等多個(gè)環(huán)節(jié)，甚至還涵蓋了后期投入使用、售后服務(wù)及故障回收等，因此，對(duì)機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)整體運(yùn)用的協(xié)調(diào)性要求也較高。每個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)用的制造工藝和精密加工技術(shù)不同，合理利用整個(gè)各項(xiàng)技術(shù)的關(guān)聯(lián)性，以保障每個(gè)加工環(huán)節(jié)的生產(chǎn)質(zhì)量。企業(yè)可以根據(jù)制造的機(jī)械特性，制定生產(chǎn)設(shè)計(jì)方案，配備合理的加工技術(shù)，整體把握機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)的運(yùn)用，促進(jìn)技術(shù)統(tǒng)一，

合理達(dá)成生產(chǎn)目標(biāo)及生產(chǎn)所需的技術(shù)水平。

5．2 保障材料優(yōu)質(zhì)性

現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)不僅要合理利用制造工藝及精密加工技術(shù)，還要結(jié)合環(huán)境與資源和諧發(fā)展的原則合理選擇優(yōu)質(zhì)的加工材料。制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)綜合考量企業(yè)發(fā)展目標(biāo)及生產(chǎn)成本，在合理選擇機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)時(shí)，要慎重選擇原材料，將先進(jìn)的技術(shù)與優(yōu)質(zhì)的材料相結(jié)合，才能更好地保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，企業(yè)應(yīng)當(dāng)選擇對(duì)環(huán)境污染程度低、性價(jià)比高、能夠回收利用的材料以及耗能低、排污小的設(shè)備，不僅可以減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)消耗，還能帶動(dòng)企業(yè)長(zhǎng)久可持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)語(yǔ)

自改革開(kāi)放以來(lái)，全國(guó)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)都得到了飛躍性的進(jìn)步，并且隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的政策邁上了國(guó)際舞臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，各行業(yè)的發(fā)展勢(shì)態(tài)一片大好，機(jī)械制造業(yè)也得到了促進(jìn)，作為行業(yè)發(fā)展核心的機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)得到了充分的重視，只有不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)科學(xué)的機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)，才能提高我國(guó)機(jī)械制造水平，推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。