機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)3篇

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（一）

一、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝概述與特點

1.1現(xiàn)代機(jī)械制造工藝概述

隨著現(xiàn)代機(jī)械制造水平的逐漸提高，相應(yīng)的制造工藝也得到一定的快速發(fā)展。高柔性、高精度、高效率已經(jīng)逐漸成為了制造工藝的主要特點，出現(xiàn)的這些特點，不僅可以提高制造工藝的效率，還可以使制造工藝在產(chǎn)品特性、科技領(lǐng)域等方面獲取更大的成就。

1.2現(xiàn)代機(jī)械制造工藝特點

1.2.1高柔性

機(jī)械技術(shù)的發(fā)展方向之一就是加工柔性化。加工柔性化指的就是加工的多樣性、靈活性、多適應(yīng)性。隨著各種數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等自動化設(shè)備的產(chǎn)生，在機(jī)械制造系統(tǒng)中逐漸出現(xiàn)了機(jī)械柔性的概念，并且得到了一定的實施。柔性制造系統(tǒng)可以分成柔性制造系統(tǒng)、柔性制造單元、柔性制造自動線，這些均是在數(shù)控設(shè)備的基礎(chǔ)上，利用自動運儲系統(tǒng)進(jìn)行連接的。同時，主要就是通過計算機(jī)系統(tǒng)對各種零件的加工進(jìn)行控制，實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)過程。在現(xiàn)代機(jī)械制造工藝中，柔性制造系統(tǒng)得到了快速、穩(wěn)定的發(fā)展，并且取得了一定的成績。

1.2.2高精度

在現(xiàn)代機(jī)械制造工藝中，高精度也是非常重要的特點。在現(xiàn)代機(jī)械制造工藝中，可以利用計算機(jī)科學(xué)、國防技術(shù)、航天航空技術(shù)等，提高機(jī)械制造工藝的精度，有效促進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展。

1.2.3高效率

在現(xiàn)代機(jī)械制造工藝中，高效率也是非常重要的特點。在現(xiàn)代機(jī)械制造工藝中，高效率特點主要體現(xiàn)在縮短工期、提高加工速度這兩方面。比如，冷加工工藝，主要可以采取三種方法：一是，多重加工方法。通過對各種設(shè)備加工方式的集中整合，利用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行一定的控制，保證切削加工程序的高效進(jìn)行，在一定程度上縮短加工周期和輔助時間。二是，提高切削速度。利用TIC硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具、陶瓷刀具等一些具備高性能的刀具，保證切削線速度能夠達(dá)到10m/s之上，在一定程度上有效提高切削速度。三是，強(qiáng)化新加工工藝的運用。比如，應(yīng)用激光、電火花、化學(xué)腐蝕等加工工藝展開相關(guān)的機(jī)械制造加工。除此之外，對于一些加工難度大、性能要求特殊的材料而言，也可以利用一些新加工工藝展開機(jī)械制造，保證機(jī)械制造加工的有序進(jìn)行。

二、精密加工技術(shù)

2.1模具成型技術(shù)

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示，飛機(jī)、汽車、家電、儀表等產(chǎn)品中，三分之一以上的零件均是利用模具的加工方式生產(chǎn)的，近些年來，產(chǎn)品精加工的四分之一、粗加工的四分之三均是利用模具進(jìn)行生產(chǎn)的。模具成型技術(shù)的關(guān)鍵就是有效提高自身的精度，同時也是衡量一個國家機(jī)械制造水平的主要指標(biāo)之一。在模具成型技術(shù)中，數(shù)控電火花成型機(jī)床能夠?qū)﹄姌O自動更換相重復(fù)定位精度進(jìn)行控制，實現(xiàn)了復(fù)雜性的加工。

2.2精密切削技術(shù)

在現(xiàn)代機(jī)械制造加工過程中，依然可以采用直接切削的方式，提高零件加工的精度。然而，假如要想利用切削實現(xiàn)表面粗糙度的高水平精度，就一定要加強(qiáng)刀具、工件、機(jī)床等外界因素的干擾。比如，要想有效提高機(jī)床加工的精度，就一定要保證機(jī)床本身具有很強(qiáng)的剛度、很小的熱變性、很好的抗震性。通過精密定位技術(shù)、精密控制技術(shù)、精密陶瓷導(dǎo)軌技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效確保機(jī)械制造加工過程不會受到外界環(huán)境的干擾，實現(xiàn)機(jī)械制造加工的有序進(jìn)行。

2.3超精密研磨技術(shù)

在進(jìn)行各類集成電路基板硅片制造加工的時候，一般均要求其表面粗糙度維持在1-2mm之間，同時需要對其展開原子級研磨拋光，傳統(tǒng)的一些研磨、拋光、磨削等技術(shù)已經(jīng)無法達(dá)到現(xiàn)代機(jī)械制造的需求，一定要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。所以，出現(xiàn)了一種超精密研磨技術(shù)，在進(jìn)行加些制造加工的時候，可以利用相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行研磨，保證零件具備相應(yīng)的表面粗糙度，實現(xiàn)機(jī)械制造加工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.4細(xì)微加工技術(shù)

為了達(dá)到機(jī)械運行的具體要求，以及電子元件體積小、耗能低、效率高的要求，細(xì)微加工技術(shù)應(yīng)運而生，并且在電子原件半導(dǎo)體的制造加工中得到了廣泛的應(yīng)用，有效提高了其制造工藝的精度，達(dá)到了幾百埃的水平。

2.5納米技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)代物理與工程技術(shù)得到了很好的融合，并且形成了一種交叉產(chǎn)品，也就是納米技術(shù)。隨著其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，其發(fā)展速度也非常快。在硅片上刻寫納米級寬的線，可以有效儲存相關(guān)信息，有效提高了信息數(shù)據(jù)的密度等級。

三、結(jié)束語

總而言之，隨著現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)的快速發(fā)展，越來越重視其制造工藝與精密加工技術(shù)，所以，在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)的時候，一定要加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，不斷創(chuàng)新制造工藝，提高精密加工的技術(shù)水平，實現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

作者：姚慶 單位：秦皇島首鋼長白機(jī)械有限責(zé)任公司

（二）

一、現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)研究

（1）機(jī)械制造工藝。

①埋弧焊焊接工藝。埋弧焊焊接工藝是焊劑層下燃燒電弧來進(jìn)行焊接的，這種焊接工藝可分為自動和半自動兩種焊接方式，其中自動埋弧焊接過程中焊絲的送進(jìn)和電弧的移動主要依靠小車實現(xiàn)，而半自動埋弧焊接則需要人工手動送進(jìn)焊絲和移動電弧，由于半自動埋弧焊接方式勞動力成本過大，生產(chǎn)效率較低，當(dāng)前已被淘汰。以焊接鋼筋為例，以前采用的手工電弧焊已經(jīng)被電渣壓力焊替代，電渣壓力焊作為一種自動焊接方式其生產(chǎn)效率和焊縫質(zhì)量都很高，勞動生產(chǎn)率也大大提升。在實際生產(chǎn)過程中若選用埋弧焊焊接工藝，必須做好焊劑的選擇，特別是焊劑堿度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，否則將會降低焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)和冶金性能，另外，焊劑堿度也是電流種類、可焊鋼材等級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要體現(xiàn)。

②螺柱焊焊接工藝。采用螺柱焊焊接工藝時，首先要將螺柱的一端與板件表面相接觸目引通電弧，直到螺柱與板件的接觸面融化，然后在螺柱上施加壓力而達(dá)到焊接目的。螺柱焊焊接工藝分為儲能和拉弧兩種焊接方式，儲能式比較適用于焊接薄板，拉弧式則可應(yīng)用于重工業(yè)中，兩者都是單面焊接，不需要打孔、粘結(jié)、鉆洞、鉚接，具有很強(qiáng)的密封性，所以在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。

③電阻焊焊接工藝。電阻焊焊接工藝主要是借助電流融化被焊接物體的接觸面，然后將其與金屬結(jié)為一體，最終實現(xiàn)物體焊接，這是一種壓力焊接工藝，機(jī)械化程度、焊接效率和焊接質(zhì)量都非常高，加熱時間短，無噪聲、無污染，在飛機(jī)、汽車、家電等制造業(yè)中都有應(yīng)用，但是電阻焊焊接工藝具有成本、維修難度高的缺點，缺乏無損檢測技術(shù)支持，必須慎重使用。

④氣體保護(hù)焊焊接工藝。氣體保護(hù)焊焊接工藝多以電弧為熱源，其最主要的特征就是被焊接物體的保護(hù)介質(zhì)是氣體。在進(jìn)行氣體保護(hù)焊焊接過程中，電弧的四周會形成一種氣體保護(hù)層，氣體保護(hù)層能夠?qū)㈦娀?、熔池和空氣分割，從而避免有害氣體對焊接帶來不利影響，以確保焊接過程中電弧的穩(wěn)定性，使電弧充分燃燒。由于CO2價格較低，所以將CO2作為焊接的保護(hù)氣體，目前被作為保護(hù)氣體的CO2已在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

（2）精密加工技術(shù)。

①精密切削技術(shù)。精密切削技術(shù)是一種高精度的切削方法，但是由于該技術(shù)容易受外界、刀具、機(jī)床以及工件等因素的影響，必須將這些影響因素排除才能獲得更高精度和高水平的表面粗糙度。比如要進(jìn)一步提升機(jī)床加工精度，機(jī)床就應(yīng)具備較高的剛度、較小的變形以及較強(qiáng)的抗振性能。因此，在機(jī)械制造過程中，有必要采用更為先進(jìn)的加工技術(shù)，比如精密定位和控制技術(shù)、微驅(qū)動技術(shù)、空氣靜壓軸承技術(shù)等，也可將調(diào)節(jié)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，將其提高到一定水平。

②超精密研磨技術(shù)。集成電路極板的硅片的表面粗糙度一般要達(dá)到1~2mm，這就需要對硅片的原子級進(jìn)行研磨拋光，超精細(xì)研磨技術(shù)集合了各種新方法和新原理，可利用機(jī)械加工液促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)械化研磨。

③模具成型技術(shù)。模具成型技術(shù)是衡量一個國家機(jī)械制造業(yè)技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志，其在機(jī)械制造和加工中扮演者重要角色。有關(guān)資料表明，飛機(jī)、汽車、家用電器、儀表等產(chǎn)品的三分之一以上的零件都是采用模具成型加工技術(shù)加工的，而未來幾年內(nèi)產(chǎn)品粗加工的四分之三和精加工的四分之一將由模具完成。模具加工最為關(guān)鍵的是要保證加工精度，而電解加工工藝就能使模具加工精度達(dá)到微米級，能夠?qū)⒐ぜ砻尜|(zhì)量問題有效解決，此外，數(shù)控電火花成型機(jī)床則能解決電極自動更換重復(fù)定位精度的問題，當(dāng)前已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜型腔加工中。

④精細(xì)加工技術(shù)。當(dāng)前，機(jī)械運行對電子元件體積、速率、耗能提出了更高要求，利用精細(xì)加工技術(shù)能直接在半導(dǎo)體上進(jìn)行加工，且加工精度較高，日本在該項技術(shù)上已取得了不錯成果，我國機(jī)械制造業(yè)尚需要在實踐中對精細(xì)加工技術(shù)進(jìn)行探索和創(chuàng)新。

二、結(jié)語

總之，對于機(jī)械制造業(yè)來說，要實現(xiàn)發(fā)展，要想在激烈的市場競爭中處于有利地位，最為關(guān)鍵的就是現(xiàn)代機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)，我們應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)識到兩者的實用性和重要性，加強(qiáng)對其應(yīng)用，并不斷在實踐中進(jìn)行創(chuàng)新，為機(jī)電控制系統(tǒng)的進(jìn)一步運用創(chuàng)造條件，也為現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

作者：曹環(huán)軍 王海港 單位：商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院

（三）

一、機(jī)械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)策略

1.1零件分類及其變型模式

機(jī)械產(chǎn)品零件通常都是大規(guī)模定制生產(chǎn)，這就必須在保證零件資源特性的基礎(chǔ)上，滿足不同客戶、不同功能的需求，在機(jī)械產(chǎn)品一般由標(biāo)準(zhǔn)件、通用件與定制件三類組成零件。不同類型的零件，其精密加工技術(shù)的模式當(dāng)然有有所區(qū)別，就如下圖所示。需要指出的是，在機(jī)械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)階段，首先應(yīng)該保證通用件的變型可以記住已有實例做出取代變型模型，并且在不具備重用條件或已有實例難以滿足變型需求的條件下，零件變型主模型就必須通過參數(shù)化變型得到滿足機(jī)械產(chǎn)品定制的需求。

1.2以CAD系統(tǒng)作為快速精密加工技術(shù)產(chǎn)品信息工具

計算機(jī)輔助設(shè)計，英文名稱ComputerAidedDesign，一般簡稱為AutoCAD，是在設(shè)計過程中利用計算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計工作，使用它在繪制平、立面過程中，可以很簡單地通過繪圖命令完成，機(jī)械產(chǎn)品各部分尺寸、紋樣的設(shè)計。通過AutoCAD繪制的平面圖與立面圖，不但可以準(zhǔn)確地表明設(shè)計者的意圖，還能根據(jù)圖紙定義顏色生成三維模型，很大程度上彌補(bǔ)了設(shè)計與施工間的空洞。當(dāng)然，AutoCAD繪制出來的圖形難免存在一些不足，因此在設(shè)計界還常利用Photoshop來繪制平面的效果圖。在機(jī)械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)開發(fā)中，利用幾何數(shù)據(jù)模型和屬性數(shù)據(jù)模型可建立機(jī)械產(chǎn)品的變型模型。

1.3機(jī)械幾何數(shù)據(jù)模型

在機(jī)械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)中，不但要對產(chǎn)品固有的生產(chǎn)屬性進(jìn)行數(shù)據(jù)化管理，而且將各個數(shù)據(jù)之間的層次分布關(guān)系整理清楚。所以說，精密加工技術(shù)模型既包含了機(jī)械生產(chǎn)屬性信息，同時也包括了零件圖形信息。零件圖形信息可以準(zhǔn)確描述機(jī)械零件的各個尺寸大小，這一系列工作在CAD技術(shù)可以得到很好的表示；而機(jī)械產(chǎn)品屬性信息數(shù)據(jù)量非常龐大，它采集了機(jī)械中大量的零件特征，不僅能夠?qū)ιa(chǎn)機(jī)械零件實施信息化操控，還能對精密加工技術(shù)過程等進(jìn)行全程監(jiān)控，反映在幾何數(shù)據(jù)模型中，這些精密加工技術(shù)工作都是由幾何圖形表示，他們都是點、線、面的對象集合，而且通過這些地物可以組合成為礦區(qū)環(huán)境下的所有機(jī)械產(chǎn)品，并分別具有各自的屬性特征與幾何特征。通常我們都可以將具備集合特征的數(shù)據(jù)分類為層次數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)。層次數(shù)據(jù)可以帶有屬性，是把各采集到的圖形按照各自的特征、需求歸類分層，最終得到的結(jié)果，同時也是屬性與圖形的關(guān)鍵結(jié)合點。幾何數(shù)據(jù)則是對機(jī)械形狀大小、空間位置及其拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行描述表達(dá)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.4機(jī)械屬性數(shù)據(jù)模型

復(fù)雜環(huán)境下，屬性特征無疑是描述各物體要素特征、形態(tài)和分布關(guān)系的最直接數(shù)據(jù)。而機(jī)械產(chǎn)品屬性同圖形信息關(guān)系極其密切。實體對象與圖層信息都擁有單向的屬性數(shù)據(jù)。這里首先介紹屬性數(shù)據(jù)與客觀數(shù)據(jù)間的聯(lián)系?；緦傩詳?shù)據(jù)一般可以分成公共屬性、獨享屬性、共名或共值屬性、可否傳播屬性、傳值屬性和傳名屬性，共計八種類型。而根據(jù)分類和層次關(guān)系，我們可以將各屬性數(shù)據(jù)又分做兩大類，比如說，機(jī)械產(chǎn)品屬性數(shù)據(jù)主要是由各設(shè)備的名稱編號、賦予原值、生產(chǎn)狀態(tài)、地理坐標(biāo)等構(gòu)成。此外，機(jī)械產(chǎn)品中屬性特征模型的邏輯結(jié)構(gòu)，因為各數(shù)據(jù)間存在著各式各樣的映射關(guān)系，如需要提取某種設(shè)備狀態(tài)信息的時候，我們可以進(jìn)行分層查找，并根據(jù)確定設(shè)備的地理位置，最終獲得該設(shè)備的屬性信息與圖形信息，一舉找到和該機(jī)械相關(guān)的所有設(shè)備信息，很好地滿足了機(jī)械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)的快捷性和簡便性。

二、結(jié)語

針對機(jī)械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)要求，本章詳細(xì)介紹了參數(shù)化精密加工技術(shù)模型，并結(jié)合了FlexRIA方法分析了機(jī)械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)表達(dá)模型。通過其中的屬性數(shù)據(jù)模型可以很好地對傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品屬性實施開展數(shù)據(jù)管理，幾何數(shù)據(jù)模型則清楚地概括了機(jī)械產(chǎn)品各零件間的分布層次關(guān)系，系統(tǒng)界面可視化、操作性強(qiáng)，勢必有利于我國機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，對機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)工作會有非常好的借鑒與指導(dǎo)意義。

作者：袁靜 單位：鶴崗誠基水電熱力有限責(zé)任公司