現(xiàn)代機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)分析

王佳音 李一凡 任慶毅 梁世龍 劉泳杰 張凡

摘要：隨著光電子學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，高精密的光電子系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，對精密加工技術(shù)提出了更高的要求。超精密加工精度隨著加工技術(shù)進(jìn)步不斷提升，現(xiàn)代社會(huì)中超精密加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要部分，提高加工精度動(dòng)因是提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，促進(jìn)產(chǎn)品小型化，提高裝配生產(chǎn)效率。在激光器件及大規(guī)模集成電路等領(lǐng)域，功能晶體材料廣泛應(yīng)用，在材料科學(xué)領(lǐng)域中占有重要地位。激光系統(tǒng)的應(yīng)用中，對晶體表面完整性提出了嚴(yán)格的要求，要求較低表面粗糙度，無破壞層的超光滑表面。要滿足現(xiàn)代電子器件精度要求，必須應(yīng)用精密加工技術(shù)。目前強(qiáng)光源研發(fā)成為世界性趨勢，由于在光信息存儲(chǔ)、光顯示照明等方面具有廣泛應(yīng)用前景，對非線性光學(xué)晶體需求加強(qiáng)。我國晶體超精密加工方面落后，研究精密加工技術(shù)應(yīng)用具有重要意義。

關(guān)鍵詞：精密加工技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì)制造;應(yīng)用

引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對現(xiàn)代化機(jī)械制造工藝要求不斷提高?，F(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝應(yīng)用提升機(jī)械制造效率，對提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮重要作用。在可持續(xù)發(fā)展理念下，先進(jìn)工藝需要企業(yè)學(xué)習(xí)貫徹，提升企業(yè)競爭力。國家應(yīng)加強(qiáng)對機(jī)械制造業(yè)的重視，積極學(xué)習(xí)引進(jìn)先進(jìn)理論技術(shù)，提高應(yīng)用技術(shù)水平，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的發(fā)展。

一、在精密加工技術(shù)的發(fā)展

精密加工技術(shù)屬于先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域，精密工程是現(xiàn)代制造技術(shù)的前沿，超精密加工技術(shù)是新興綜合加工技術(shù)，使目前加工精度達(dá)到了納米級(jí)。精密加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要部分，是衡量國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志。超精密加工手段有超光滑表面拋光等，超光滑表面是表面粗糙度均方根值小于1nm的表面，具有亞表面無破壞良好特征，加工對象多為玻璃陶瓷等硬脆性材料。超精密加工技術(shù)向更高精度、微型化方向發(fā)展。

超精密加工技術(shù)發(fā)展促進(jìn)機(jī)械、半導(dǎo)體及材料科學(xué)的發(fā)展。工業(yè)發(fā)達(dá)國家工廠可穩(wěn)定掌握加工精度為1μm，通常將加工精度在0.1～1μm的加工方法稱為精密加工。加工表面粗糙度小于Ra0.01μm的加工方法稱為超精密加工?，F(xiàn)代機(jī)械工業(yè)致力于提高加工精度原因是可提高產(chǎn)品性能，促進(jìn)產(chǎn)品小型化，促進(jìn)自動(dòng)化裝配。精密加工技術(shù)在現(xiàn)代化武器制造中占有重要地位，如命中精度對導(dǎo)彈具有決定意義，命中精度由慣性儀表精度決定。美國民兵III型洲際導(dǎo)彈系統(tǒng)陀螺儀精度為0.03～0.05°/h，MX戰(zhàn)略導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)陀螺儀比民兵III型導(dǎo)彈高級(jí)，保證命中精度圓概率誤差為50m。大規(guī)模集成電路發(fā)展依賴于微細(xì)工程發(fā)展，集成電路發(fā)展要求電路元器件微型化，形成功能復(fù)雜的電路，提高精密加工水平成為提高電路繼承度的技術(shù)關(guān)鍵。

二、在精密加工技術(shù)的特點(diǎn)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝特點(diǎn)是現(xiàn)代化，制造工藝應(yīng)用成為中國生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展關(guān)鍵點(diǎn)?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝應(yīng)用可提高生產(chǎn)效率，包括應(yīng)用于中小規(guī)模機(jī)械制造與切削技術(shù)，主要通過特殊切削加工機(jī)械元件進(jìn)行切削。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝融入信息化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，做到機(jī)械工藝設(shè)計(jì)一體化發(fā)展。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，制造機(jī)械工業(yè)發(fā)展有了更高的要求。

機(jī)械制造是從事動(dòng)力機(jī)械、化工機(jī)械及其他機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)工業(yè)部門，隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。我國機(jī)械制造行業(yè)技術(shù)發(fā)展是從簡單到復(fù)雜的過程，生產(chǎn)方式呈現(xiàn)從機(jī)械控制自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化發(fā)展脈絡(luò)。我國是制造大國，機(jī)械制造行業(yè)中，高級(jí)技術(shù)將取代落后技術(shù)，精密加工技術(shù)在機(jī)械制造中推廣非常必要。精密加工技術(shù)應(yīng)用廣泛，精密加工技術(shù)發(fā)展遵循社會(huì)發(fā)展規(guī)律，制造工藝更加精準(zhǔn)是大勢所趨?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝具有關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性等特點(diǎn)。關(guān)聯(lián)性是精密加工技術(shù)具有密切關(guān)聯(lián)，每個(gè)環(huán)節(jié)彼此影響;適應(yīng)性體現(xiàn)在新技術(shù)替代傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)，現(xiàn)代機(jī)械制造工藝特點(diǎn)融合計(jì)算機(jī)絲等形成整套系統(tǒng)。

三、在機(jī)械制造中精密加工技術(shù)的應(yīng)用

精密加工技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中，有著廣泛的應(yīng)用，主要技術(shù)包括微機(jī)械技術(shù)、精密研磨技術(shù)與切削技術(shù)。生產(chǎn)中通常對原材料進(jìn)行處理，原材料具備較高切削精度便于后期生產(chǎn)，切削中應(yīng)用精密加工技術(shù)非常必要。如在生產(chǎn)中原料形狀不統(tǒng)一會(huì)降低生產(chǎn)效率。如生產(chǎn)中長期使用原有切割方式，會(huì)影響產(chǎn)品的使用質(zhì)量。為保證生產(chǎn)質(zhì)量，可在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用精密切削技術(shù)?？蓱?yīng)用激光切割技術(shù)提高準(zhǔn)確度，保證每批次產(chǎn)品符合對應(yīng)要求。

機(jī)械加工生產(chǎn)中，要對產(chǎn)品表面打磨拋光，要求控制產(chǎn)品粗糙度。如生產(chǎn)硅芯片表面粗糙度要求不同于其他原材料，需要保證金屬平面光滑。生產(chǎn)中對不同原材料有不同處理要求，對生產(chǎn)設(shè)備統(tǒng)一要求難以滿足不同需求，不斷調(diào)整設(shè)備會(huì)影響生產(chǎn)效率?？梢赃\(yùn)用精密研磨技術(shù)創(chuàng)新，研磨技術(shù)優(yōu)勢是利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)零件進(jìn)行控制，對生產(chǎn)轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整，保證生產(chǎn)質(zhì)量。研磨技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用，推動(dòng)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展。研磨技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備不能達(dá)到的研磨精度。提升產(chǎn)品粗糙度要求，可以對產(chǎn)品表面細(xì)致打磨，應(yīng)用磁懸浮技術(shù)保護(hù)生產(chǎn)加工設(shè)備。設(shè)備產(chǎn)品不用直接接觸，通過磁力打磨處理產(chǎn)品表面，減少機(jī)械設(shè)備打磨磨損。

現(xiàn)代精密加工技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用包括微機(jī)械技術(shù)，其特點(diǎn)是響應(yīng)速度快，相比大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)精細(xì)度高，可生產(chǎn)大規(guī)模設(shè)備不能生產(chǎn)的產(chǎn)品。通常應(yīng)用于電子設(shè)備生產(chǎn)中，由于電子設(shè)備對零件精細(xì)度要求高，絲毫誤差會(huì)影響電阻率，電子設(shè)備生產(chǎn)應(yīng)用微機(jī)械技術(shù)可達(dá)到要求。微機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備表現(xiàn)出很強(qiáng)的信息捕捉能力，在機(jī)械制造生產(chǎn)中可監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)過程，檢測出問題可及時(shí)調(diào)整。應(yīng)用中可根據(jù)不同要求調(diào)整，如生產(chǎn)要求較高，應(yīng)用微機(jī)械技術(shù)，發(fā)揮不同技術(shù)優(yōu)勢，提高機(jī)械制造水平。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造對工藝技術(shù)提出了更高的要求。現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝應(yīng)用推動(dòng)了機(jī)械制造加工效果的提升。機(jī)械制造業(yè)是衡量國家科技力量的標(biāo)準(zhǔn)之一，工業(yè)革命后，各國對機(jī)械制造中的工藝技術(shù)要求不斷提高。機(jī)械制造業(yè)發(fā)展需要精準(zhǔn)先進(jìn)的技術(shù)，以往技術(shù)漏洞多，精密加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，對機(jī)械制造業(yè)發(fā)展具有重要意義。

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