現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)

◎楊宏偉

引言：由于在現(xiàn)代社會發(fā)展的過程中，相關(guān)制造業(yè)快速進(jìn)步，對于機(jī)械制造的工藝水平和精密加工的總體水平要求越來越高，如果誤差較大或是工藝不合格，那么很容易造成成本較高，也難以滿足現(xiàn)代社會機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。因此為了實現(xiàn)國家現(xiàn)代化的制造，對其相關(guān)工藝和精密加工技術(shù)進(jìn)行研究，不斷創(chuàng)新技術(shù)水平，提高自身的穩(wěn)定性具有很重要的現(xiàn)實意義，同時也在一定程度上代表了機(jī)械制造業(yè)的高端程度。

一、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)的發(fā)展特點

1.系統(tǒng)性。在以往的機(jī)械設(shè)計制造工藝當(dāng)中，往往各部分相對較為獨立，由于機(jī)械生產(chǎn)制造的水平比較低，再加之流水線生產(chǎn)的模式不夠完善，導(dǎo)致其效率比較低下，成本也比較高，同時也面臨著精度問題。而在現(xiàn)代社會發(fā)展的過程中，機(jī)械設(shè)計制造工藝已經(jīng)呈現(xiàn)出較為明顯的系統(tǒng)性特點，所謂系統(tǒng)性只能是在整個制造流程當(dāng)中，無論是具體的工藝還是相關(guān)技術(shù)，相互之間的聯(lián)系比較緊密，呈現(xiàn)出較為系統(tǒng)性的特性。尤其是在整個流程當(dāng)中采用全自動化的生產(chǎn)方式，更是使得系統(tǒng)化的特點比較明顯。而從未來的發(fā)展趨勢上來看，由于各部分生產(chǎn)工藝之間的聯(lián)系較為緊密，在全自動化生產(chǎn)當(dāng)中，系統(tǒng)性的趨勢也是未來的主要發(fā)展方向。因此在后續(xù)工作的過程中，提高其工藝水平的基礎(chǔ)之上，研究其系統(tǒng)性的指導(dǎo)方案，也能夠促進(jìn)現(xiàn)代社會機(jī)械制造工藝的高質(zhì)量發(fā)展。

2.技術(shù)關(guān)聯(lián)性。在現(xiàn)代社會的機(jī)械設(shè)計制造工藝當(dāng)中，各個工藝環(huán)節(jié)以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，前后之間的順序較為明顯，尤其是在流水線上進(jìn)行生產(chǎn)時，更是體現(xiàn)出了各階段技術(shù)的關(guān)聯(lián)性技術(shù)。關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)，則代表其整體性越強(qiáng)，從生產(chǎn)工藝角度進(jìn)行分析，關(guān)鍵性較強(qiáng)也使得其成本較低，生產(chǎn)效率較高，在實際的加工過程中更是能夠提高各個零部件以及整個產(chǎn)品的品質(zhì)。當(dāng)然在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，如果哪部分出現(xiàn)了問題所產(chǎn)生的連鎖反應(yīng)也是較為明顯的，牽一發(fā)而動全身，所導(dǎo)致的質(zhì)量問題更是較為突出，可能會使得其成本較高，在后續(xù)的工序當(dāng)中也可能會出現(xiàn)其他問題。因此在后續(xù)的技術(shù)研究過程中，本著相互關(guān)聯(lián)的原則，對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，既采用關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的生產(chǎn)制造方案，同時也要獨立的看待各環(huán)節(jié)的技術(shù)工藝，能夠保證成本較低，也能夠保證效率較高。

3.高效性。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝當(dāng)中，往往因為水平較低所導(dǎo)致成本問題比較嚴(yán)重。同時效率也是較為低下的，不利于現(xiàn)代社會各個行業(yè)的高速發(fā)展。而在目前的機(jī)械制造工藝當(dāng)中，高效性的特點還是比較明顯的。主要是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，各行各業(yè)對于機(jī)械制造工藝的要求比較高，同時對于精密加工的要求也是比較高的。自動化的生產(chǎn)模式以及流水線式的生產(chǎn)方案應(yīng)用較為廣泛，在一定程度上提高了機(jī)械制造工藝的整體效率。通過對比分析可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的機(jī)械制造加工工藝當(dāng)中，受人為因素的影響比較嚴(yán)重，可能會產(chǎn)生一定的誤差，導(dǎo)致后續(xù)成本問題比較嚴(yán)重，也可能因為重新加工帶來時間成本問題。而在現(xiàn)代社會的機(jī)械制造工藝當(dāng)中，效率更高，能夠縮短時間，同時也能夠進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，保證機(jī)械制造加工的順利推進(jìn)，可以說目前的生產(chǎn)模式以及生產(chǎn)方案都是較為先進(jìn)的，能夠保證機(jī)械制造工藝的順利使用。

4.分工明確。在全球化經(jīng)濟(jì)的今天，各個國家之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系比較緊密，在各個行業(yè)發(fā)展的過程中聯(lián)系也是比較緊密的。因此在整個機(jī)械制造工藝當(dāng)中，分工較為明確也是其重要的特點。雖然各個國家在機(jī)械設(shè)計制造工藝當(dāng)中競爭越來越激烈，但不可否認(rèn)的是在各領(lǐng)域當(dāng)中分工合作仍然是比較明顯的趨勢。不同國家有不同的科技優(yōu)勢，在發(fā)展的過程中想要實現(xiàn)獨立的生產(chǎn)，其實是比較困難的，因此在整個機(jī)械制造加工工藝當(dāng)中也呈現(xiàn)出了全球化的特點。分工明確雖然是主要的發(fā)展趨勢，但各個國家之間也在相互競爭，在不同的領(lǐng)域當(dāng)中也在開拓創(chuàng)新，希望能夠?qū)崿F(xiàn)獨立自主的生產(chǎn)，不斷的改進(jìn)現(xiàn)代化的機(jī)械制造工藝，希望能夠獲得較強(qiáng)的競爭力，同時也能夠獲得較好的市場空間。由此可以看出，整個機(jī)械制造工藝以及具體的精密加工還需要從全球化的特點角度進(jìn)行分析，探索目前的主要發(fā)展趨勢。

二、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝概述

1.電阻焊焊接工藝。在目前的機(jī)械制造工業(yè)當(dāng)中，電阻焊焊接技術(shù)還是相對較為常見的?？傮w上可以分為點焊，縫焊和對焊，各自有不同的特點。例如縫焊主要是通過對接接頭的方式，在兩個電極之間進(jìn)行滾動，從而完成焊接工作，而對焊則包括電阻對焊，閃光對焊等等。通常來講，電阻焊接工藝相對較為簡單，成本比較低，但精細(xì)化程度不高，在實際使用的過程中需要考慮到自身的適用場合，并根據(jù)實際需求綜合性的分析成本問題，精度問題的，進(jìn)而完成機(jī)械制造的工作。

2.攪拌摩擦焊接。在實際焊接的過程中，攪拌摩擦焊接工藝也相對較為常見。該工藝主要是通過攪拌的方式和金屬材料直接接觸，通過互相碰撞的方式產(chǎn)生大量的熱，進(jìn)而完成焊接工作。由于在實際的工業(yè)當(dāng)中，其焊接工序相對較為簡單，同時也不需要浪費大量的金屬材料，在應(yīng)用的過程中對技術(shù)人員的要求也是不高的。在我國目前的車輛制造，造船生產(chǎn)當(dāng)中都是相對較為常見的，同時在鐵路焊接的過程中也是相對較為常見的。可以說攪拌摩擦焊接技術(shù)比較簡單，在應(yīng)用的過程中降低了推廣的難度，同時也在一定程度上避免了成本較高的問題，在一些特定的領(lǐng)域當(dāng)中還是相對較為常見的。在未來發(fā)展的過程中，可以結(jié)合一些其他的機(jī)械制造工藝，盡可能的提高其精密化的水平，也能夠為各行各業(yè)的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。

3.螺柱焊接工藝。在螺柱焊接的過程中，主要是通過將接觸面和螺釘?shù)亩嗣嫦嗷?，通過使用電極的方式施加壓力，能夠完成具體的連接。在應(yīng)用的過程中，可以將其分為拉弧式和儲能式兩種方案，方法較為簡單，在使用的過程中融化的連接深度也是較為合理的，在各領(lǐng)域當(dāng)中都具備一定的實用價值。另外在焊接的過程中不要求打孔，也不需要進(jìn)行振動處理，因此在實際使用的過程中不會產(chǎn)生漏氣及漏水的問題，可以給我國的機(jī)械制造行業(yè)帶來一定的幫助。

三、常見精密加工技術(shù)分析

1.微細(xì)加工技術(shù)。通常來講，可以將微小尺寸的零部件加工技術(shù)統(tǒng)稱為微細(xì)加工技術(shù)。在實際工作的過程中，微細(xì)加工技術(shù)相對于以往的一些精密加工方法而言呈現(xiàn)出不同的特點，而且微細(xì)加工技術(shù)在目前的半導(dǎo)體領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用相對較為廣泛，在此基礎(chǔ)上建立完善的機(jī)械加工體系，給有關(guān)領(lǐng)域帶來了一定的幫助。在具體加工的過程中，其使用的刀具以及機(jī)加工的模型要求都是比較高的，而且經(jīng)過復(fù)合加工等方式，能夠保證其自身的性能比較好。

2.研磨技術(shù)。精密研磨技術(shù)在現(xiàn)代社會的精密加工當(dāng)中也是相對較為常見的，從基本的技術(shù)角度進(jìn)行分析，精密研磨技術(shù)是通過高精度處理等，廣泛的應(yīng)用在各種各樣的機(jī)械零部件當(dāng)中。而現(xiàn)代社會由于技術(shù)水平較高，精密研磨技術(shù)基本成熟，在使用的過程中也能夠和其他領(lǐng)域的工作進(jìn)行融合，不僅僅能夠在集成電路以及高精密零件等領(lǐng)域進(jìn)行使用，還可以結(jié)合其他的制造業(yè)進(jìn)行一些創(chuàng)新，進(jìn)一步的擴(kuò)大精密研磨技術(shù)的使用范圍，從而達(dá)到降低成本，提高效率的目的。

3.機(jī)密切削。精密切削技術(shù)主要指的是通過切割等方法對于機(jī)械零部件進(jìn)行相應(yīng)生產(chǎn)，尤其是在機(jī)械制造工藝當(dāng)中，精密切割技術(shù)更是較為常見，如果出現(xiàn)誤差，哪怕是很小的誤差，但不在允許的范圍之內(nèi)，也會影響到零部件的精密程度，在后續(xù)使用過程中出現(xiàn)一系列的問題。因此在實際生產(chǎn)的過程中，需要對機(jī)械設(shè)備的抗震程度，耐熱程度等進(jìn)行一系列的測試。通過精確控制的方法將誤差控制在允許的范圍內(nèi)，進(jìn)行更好的精確施工，能夠為機(jī)械設(shè)備的大批量生產(chǎn)以及其他行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4.納米技術(shù)。納米技術(shù)在目前的精密加工當(dāng)中也是比較常見的，所謂的納米技術(shù)主要指的是通過納米構(gòu)造方法對機(jī)械零部件進(jìn)行生產(chǎn)，一方面要保證自身的便捷性，另外一方面要保證其自身的高效性。因此在實際生產(chǎn)的過程中，需要保證機(jī)械零部件的體型比較小，同時保證自身的穩(wěn)定性，才能夠應(yīng)用在各行各業(yè)當(dāng)中，以此來凸顯出納米技術(shù)的優(yōu)勢。

5.模具成型。在目前的機(jī)械加工技術(shù)當(dāng)中，為了實現(xiàn)精密加工，對模具進(jìn)行成型處理也是十分重要的。尤其是機(jī)械制造工業(yè)當(dāng)中模具是十分關(guān)鍵的，在應(yīng)用的過程中幾乎每個零部件都是依靠模具進(jìn)行生產(chǎn)制造的，才能夠獲得較低的成本，同時也能夠提高其自身的精準(zhǔn)度。因此模具本身的精度以及模具本身的成型技術(shù)在一定程度上也決定了機(jī)械制造加工工藝的總體水平。在我國目前發(fā)展的過程中，模具成型工藝主要是利用電解加工工藝方法進(jìn)行生產(chǎn)，一方面能在很低的誤差內(nèi)實現(xiàn)其精確的加工，另外一方面能夠保證零部件表面的光滑性，在使用的過程中效果比較好。在未來發(fā)展過程中，仍需進(jìn)一步的探索模具成型技術(shù)，一方面保證穩(wěn)定性，另外一方面保證其高精度性，在實際運用的過程中才能夠為機(jī)械零部件的生產(chǎn)帶來一定的幫助，避免在源頭上產(chǎn)生問題。

四、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工常用策略

1.CAD 技術(shù)的應(yīng)用。在目前的信息技術(shù)應(yīng)用的過程中，使用CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計是提高其精密加工程度的重要方案。在以往進(jìn)行設(shè)計的過程中，由于計算機(jī)技術(shù)水平不高，存在很大的誤差，在設(shè)計階段出現(xiàn)了一定的問題，給后續(xù)的生產(chǎn)工作以及制造工作造成了嚴(yán)重的影響。而使用CAD 技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計，從最初的設(shè)計階段就可以按照要求進(jìn)行高精度的繪制，因此在產(chǎn)品整個設(shè)計階段，由設(shè)計師使用電子計算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計和零件的設(shè)計，能夠保證其自身的精度較高。而且在初始生產(chǎn)的過程中，能夠更加完善的觀察到立體結(jié)構(gòu)，平面構(gòu)造等，更好的傳遞相關(guān)信息，能夠把設(shè)計意圖以及設(shè)計方案進(jìn)行有效的銜接，在工作的過程中保證其自身的精度。如果CAD 軟件無法滿足相關(guān)要求，也可以結(jié)合其他的信息技術(shù)，如PS 等進(jìn)行調(diào)整，能夠建立更加完善的數(shù)學(xué)模型和幾何模型，在應(yīng)用的過程中提高自身的精度，保證其更加完善。

2.幾何模型的建立。在機(jī)械制造的過程中，為了保證其精密加工水平較高，也需考慮到幾何數(shù)據(jù)模型的設(shè)計，幾何數(shù)據(jù)模型當(dāng)中包括自身的屬性，也包括其自身的相關(guān)數(shù)據(jù)，對各層次的數(shù)據(jù)進(jìn)行緊密的聯(lián)系，整合相關(guān)的信息，能夠更好的分析零部件的屬性以及形狀等，在后續(xù)生產(chǎn)的過程中，對于長度造型等進(jìn)行有效的表達(dá)，能夠給有關(guān)技術(shù)人員帶來更好的幫助。另外對于一些特殊的信息也可以進(jìn)行全程的管理，在應(yīng)用的過程中使用幾何數(shù)據(jù)模型，給工作人員帶來一定的便捷，提高其設(shè)計效率和生產(chǎn)效率，進(jìn)而達(dá)到精密加工的重要目的。

3.機(jī)械屬性模型。在精密加工的過程中，機(jī)械屬性的數(shù)據(jù)模型建立工作也是十分重要的。一些復(fù)雜的零部件內(nèi)部比較精密，在生產(chǎn)的過程中需要進(jìn)行準(zhǔn)確的繪制，但由于圖紙繪制可能出現(xiàn)一定的問題，為了更加形象地描述其內(nèi)部形狀以及分布關(guān)系，通過對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行有效的優(yōu)化，能夠更好的描述機(jī)械的屬性。另外在實際工作的過程中，研究相關(guān)的屬性，對其進(jìn)行標(biāo)識，能夠使得零部件更加明確。利用坐標(biāo)信息，產(chǎn)品屬性信息，將其和幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行更好的標(biāo)定，給有關(guān)技術(shù)技術(shù)人員提供一定的幫助，以此來實現(xiàn)精密加工。

五、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工的發(fā)展方向

1.綠色制造。在以往的機(jī)械制造工藝以及具體的精密加工技術(shù)當(dāng)中，往往存在著環(huán)境污染問題，同時也面臨著比較嚴(yán)重的資源浪費問題。首先從環(huán)境角度進(jìn)行分析，在機(jī)械制造過程中產(chǎn)生廢氣和廢水相對較為嚴(yán)重，而隨意排放必然會給環(huán)境造成影響，一方面是破壞了水資源，另外一方面是破壞人們的空氣質(zhì)量，這并不符合現(xiàn)在機(jī)械制造工藝的基本發(fā)展目標(biāo)。而從資源浪費角度進(jìn)行分析，一些機(jī)械制造領(lǐng)域當(dāng)中對于材料要求比較高，同時對于工藝要求比較高，在使用相關(guān)設(shè)備時可能會浪費大量的能源。一些不可再生能源的反復(fù)利用，必然會使得其成本較高，也會給能源造成嚴(yán)重的損失，因此綠色制造成為了現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)以及精密加工的主要發(fā)展方向。而所謂的綠色制造必然是環(huán)境友好型的，一方面是節(jié)約能源，另外一方面是不會對環(huán)境造成破壞，才符合現(xiàn)階段機(jī)械制造工藝的基本發(fā)展方向。在具體的綠色制造策略當(dāng)中，一方面要保證生產(chǎn)的質(zhì)量，另外一方面保證自身的環(huán)保力度，避免造成破壞。比如在生產(chǎn)過程中，對于整個生產(chǎn)工藝流程，維修使用，運輸?shù)拳h(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制，在實際工作的過程中盡可能的降低污染程度，使得其材料以及資源的利用程度最大化，在工作的過程中才能夠降低成本，保護(hù)環(huán)境。而在整個機(jī)械制造工藝當(dāng)中，可以將其分為設(shè)計，生產(chǎn)和包裝等幾個方面，一方面是減少廢氣的排放，另外一方面是對生產(chǎn)設(shè)備的經(jīng)營改造，對其生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化，能夠避免廢水的排放，才能夠全流程的進(jìn)行綠色發(fā)展，進(jìn)而達(dá)到更高水平的機(jī)械制造。

2.信息化制造。在上文分析的過程中，探索了具體的機(jī)械制造方案以及其具體的策略，其中CAD 技術(shù)以及計算機(jī)輔助技術(shù)等都是信息化策略應(yīng)用的具體體現(xiàn)，傳統(tǒng)的設(shè)計制造工作當(dāng)中往往受人為因素的影響，同時效率比較低下，容易造成成本問題，也不利于提高其自身的精度。而為了實現(xiàn)更好的精密加工，保證現(xiàn)代機(jī)械制造工藝更加完善，可以考慮信息化的策略，這也更加符合目前的信息社會發(fā)展要求。在整個工作的過程中，對于一些較為復(fù)雜的設(shè)計問題，可以考慮使用計算機(jī)進(jìn)行模擬仿真，通過反復(fù)測試，隨后進(jìn)行加工，能夠保證自身的安全性。既降低了成本，同時提高了其精密程度，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的誤差。但不可否認(rèn)的是，一些信息化設(shè)備以及智能化設(shè)備的復(fù)雜程度比較高，在實際應(yīng)用的過程中不夠穩(wěn)定也成為了主要問題。在未來發(fā)展的過程中，通過構(gòu)建平臺的方式進(jìn)行模塊化的分析方案，同時采用大量數(shù)據(jù)分析方法，能夠降低誤差，同時也能夠提高自身的標(biāo)準(zhǔn)化程度和規(guī)范化的程度。在未來發(fā)展的過程中，可以參考集成電路等領(lǐng)域當(dāng)中的方案，采用模塊化的設(shè)計，即以知識產(chǎn)權(quán)的形式進(jìn)行整合，在后續(xù)的加工的過程中，能夠以更加完善的平臺進(jìn)行創(chuàng)新，既提高了工作效率，同時也降低了成本，也更加有利于機(jī)械制造工藝的創(chuàng)新。因此在實際的發(fā)展過程中，充分的研究信息化技術(shù)的相關(guān)方案，并探索更好的平臺設(shè)計方法，能夠保障后續(xù)的機(jī)械制造工藝更加可靠。

3.智能化制造。智能化必然是整個制造業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，尤其是機(jī)械制造工藝及精密加工，更是屬于制造業(yè)當(dāng)中的重中之重。因此在信息化的基礎(chǔ)上探索智能化的加工模式以及智能化的設(shè)計策略，更加具有現(xiàn)實意義。在產(chǎn)品生產(chǎn)之前，通過虛擬化的技術(shù)進(jìn)行仿真分析，不僅能夠降低成本，同時也能夠加強(qiáng)創(chuàng)新，為后續(xù)工作帶來一定的幫助。當(dāng)然也在減少了材料的浪費，降低了實際的生產(chǎn)成本。而在后續(xù)的加工工藝當(dāng)中，利用自動化設(shè)備以及智能化設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場的流水線加工，同時進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控，能夠在一定程度上減少人為因素的影響，也能夠避免出現(xiàn)誤差，更加符合現(xiàn)代化機(jī)械制造工藝以及精密加工的發(fā)展趨勢。

結(jié)束語：綜上所述，在目前的機(jī)械制造工藝及精密加工領(lǐng)域當(dāng)中，比較常見的焊接技術(shù)應(yīng)用較為成熟，而且不同的焊接工藝呈現(xiàn)出不同的特點，例如電阻焊焊接工藝，攪拌摩擦焊接等，都在各自的領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮出作用。而精密加工技術(shù)中的微細(xì)加工研磨技術(shù)以及納米技術(shù)等等也相對較為成熟，在各自領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮了作用。在未來發(fā)展的過程中，繼續(xù)探索計算機(jī)輔助的機(jī)械制造工藝以及精密加工技術(shù)，并研究其綠色發(fā)展方向等，都能夠給機(jī)械制造領(lǐng)域帶來更好的幫助。