現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)分析

秦志恒 徐飛 劉金寶

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及精密加工是與時(shí)俱進(jìn)的工藝技術(shù)，在信息化、智能化的新時(shí)代背景下，二者皆呈現(xiàn)出欣欣向榮的發(fā)展態(tài)勢。文章通過梳理相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造中常用的電阻焊接、埋線焊接、熔化極氣體保護(hù)電弧焊及激光焊接工藝，并闡釋現(xiàn)代化機(jī)械制造中基本的精密加工技術(shù)，具體包括研磨加工技術(shù)、精密切削技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)及納米加工技術(shù)，旨在為機(jī)械制造的現(xiàn)代化與高質(zhì)量發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化;機(jī)械設(shè)計(jì)制造;工藝;精密加工;技術(shù)

機(jī)械制造是我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐力量，伴隨著時(shí)代的發(fā)展，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及精密加工領(lǐng)域獲得了新的契機(jī).新技術(shù)、新設(shè)備、新儀器及新思想的引入，機(jī)械制造技術(shù)的逐漸成熟與工藝的完善使得我國機(jī)械制造水平逐漸提升，保證加工精度的同時(shí)明顯提高了加工制造效率。通過梳理相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝以焊接工藝為主，并能夠適應(yīng)不同的機(jī)械制造條件與環(huán)境。同時(shí)，精密加工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，形成了較為完善的技術(shù)格局并積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

一、現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝

（一）電阻焊工藝

電阻焊是現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造中常用的工藝，其工藝原理為：以電流在接觸點(diǎn)的電熱效應(yīng)作為熱源將焊件局部加熱至熔化或塑性狀態(tài)，進(jìn)而形成金屬結(jié)合的焊接工藝。該工藝在實(shí)際應(yīng)用中無需外加金屬，具有節(jié)約資源、焊縫質(zhì)量佳、操作簡單、適應(yīng)范圍廣的優(yōu)勢。但在電阻焊工藝應(yīng)用中需注重電流大小與焊接質(zhì)量之間的關(guān)系，在通電且焊件局部熔化后需通過斷電鍛壓的方式保證焊點(diǎn)致密、無質(zhì)量缺陷[1]。

（二）埋線焊工藝

埋線焊接工藝具有效率高的優(yōu)勢，一般應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的焊接作業(yè)中，具有焊縫無夾渣等質(zhì)量問題的優(yōu)勢。與此同時(shí)，埋線焊接工藝在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的類型、原材料特質(zhì)等選擇適宜的焊絲，為在最大程度上提高埋線焊接工藝的技術(shù)水平，還需以合適的比例配置焊絲與焊劑。

（三）熔化極氣體保護(hù)電弧焊工藝

在機(jī)械制制造加工焊接工藝中，焊縫可能因空氣溫濕度、粉塵等影響出現(xiàn)較為明顯的質(zhì)量缺陷，降低機(jī)械制造整體的技術(shù)水平。因此在環(huán)境較為惡劣、粉塵含量較高的情況下可采用熔化極氣體保護(hù)電弧焊工藝，其將外加氣體作為電弧介質(zhì)，避免熔滴、熔池及焊接區(qū)高溫金屬受到外界因素的不利作用。按照保護(hù)氣體可將熔化極氣體保護(hù)電弧焊分為熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊（以氧氣、二氧化碳的混合氣體作為保護(hù)氣）、二氧化碳保護(hù)焊（以二氧化碳為保護(hù)氣）兩種類型，前者焊縫的美觀性、焊接過程的穩(wěn)定性優(yōu)于后者，但經(jīng)濟(jì)性低于后者。因此在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中一般選擇二氧化碳保護(hù)焊工藝。

（四）激光焊工藝

激光焊接屬于精密焊接工藝的范疇，其以高能量密度激光束作為熱源，通過控制激光束寬度、能量等相關(guān)參數(shù)使焊件局部熔化或塑性改變。激光焊工藝在現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用十分廣泛，主要原因在于其可節(jié)省或省去金屬填料的使用、無需考慮電極污染或受損情況、可焊接不同屬性的兩種金屬、可精準(zhǔn)對(duì)位焊件，且焊縫美觀。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，一般將激光焊與熔化極氣體保護(hù)電弧焊聯(lián)用，可降低單獨(dú)應(yīng)用激光焊的成本，實(shí)現(xiàn)大熔深焊接，并且顯著提升焊縫質(zhì)量。

二、現(xiàn)代化精密加工技術(shù)

（一）研磨加工技術(shù)

研磨加工技術(shù)一般應(yīng)用于工件尺寸的微型調(diào)整中，其技術(shù)原理為：將研磨磨料按照一定的順序加入工具中，以不同粗糙程度的磨料打磨工件的表面，使其表面平整且尺寸符合設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)，在研磨作業(yè)中需適時(shí)添加工業(yè)潤滑油保護(hù)工件表面，避免摩擦力過大導(dǎo)致其表面出現(xiàn)劃痕等質(zhì)量缺陷。除此之外，磨料的選擇也會(huì)直接影響研磨加工質(zhì)量，技術(shù)人員需要根據(jù)工件尺寸調(diào)整的幅度、磨料的特性等安排好磨料添加的順序與數(shù)量，以此保持研磨加工精度[2]。

（二）精密切削技術(shù)

精密切削技術(shù)的應(yīng)用需配合高精度加工機(jī)床，其技術(shù)原理與普通切削加工相同，均以刀具為主要的加工工具，但切削的方法存在明顯差異。精密切削方法為微量切削，以刀具刃口圓弧作為受力點(diǎn)，工件在水平與垂直兩個(gè)方向力的共同作用下發(fā)生輕微偏移，刀具刃口與工件擠壓形成切屑。精密切削加工精度可精確到微米級(jí)別，工件表面光滑、尺寸與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高度契合。

（三）微細(xì)加工技術(shù)

微細(xì)加工，亦被稱為微小件加工，常用于醫(yī)療及電子機(jī)械的精密加工中。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中常用的微細(xì)加工技術(shù)包括微波加工、電子束加工、等離子加工等，其技術(shù)原理為借助高精度定位及微量移動(dòng)去除工件表面的個(gè)體單位。因所加工的工件體積較小，需格外注重工件材料的熱敏感性，以此為基礎(chǔ)選擇合適的微細(xì)加工方法，避免因溫度過高導(dǎo)致工件變形。

（四）納米加工技術(shù)

隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的信息化、精密化與智能化發(fā)展，國內(nèi)外關(guān)于納米加工技術(shù)的研究愈加廣泛，并積累了充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。我國機(jī)械制造領(lǐng)域?qū){米加工技術(shù)的研究雖然起步較晚，但當(dāng)前也取得了豐碩的研究成果。如應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的微型機(jī)器人便以納米加工技術(shù)生產(chǎn)，突破了納米加工技術(shù)應(yīng)用中各部件連接的技術(shù)瓶頸，以小體積機(jī)器人進(jìn)行相關(guān)手術(shù)操作可提升手術(shù)精確程度。除此之外，納米加工技術(shù)還被應(yīng)用于航天、光學(xué)器材等領(lǐng)域，是現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究的焦點(diǎn)。

三、結(jié)束語

隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)應(yīng)用范圍愈加廣闊，所積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也更加豐富。當(dāng)前我國機(jī)械制造水平已躋身世界先列，未來應(yīng)繼續(xù)在精密加工、智能化機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面深耕細(xì)作，不斷提升我國機(jī)械制造質(zhì)量與效率，為我國工業(yè)化發(fā)展蓄勢賦能。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉維平.現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)分析[J].科技風(fēng)，2021（15）：185-186.

[2]方建榮，楊玉貴.現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝及精密加工技術(shù)分析[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2021（09）：250-252.

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