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

張務(wù)謹(jǐn)

摘要：中國經(jīng)濟(jì)水平在持續(xù)提升，逐漸加快了機(jī)械制造的發(fā)展速度，新時(shí)代背景下，精密加工技術(shù)和機(jī)械制造工藝更新在很大程度上推動(dòng)了中國工業(yè)化進(jìn)程。為此，文章詳細(xì)闡述了現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)應(yīng)用，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)業(yè)界人士提供有效參考。

Abstract： The continuous improvement of China's economic level has gradually accelerated the development speed of mechanical manufacturing. Under the background of the new era， the renewal of precision machining technology and mechanical manufacturing process has promoted China's industrialization to a great extent. Therefore， this paper expounds the application of modern mechanical manufacturing technology and precision machining technology in detail， hoping to provide effective reference for relevant people in the industry.

關(guān)鍵詞：精密加工技術(shù);現(xiàn)代機(jī)械制造;應(yīng)用;生產(chǎn)過程

Key words： precision machining technology;modern machinery manufacturing;application;production process

中圖分類號(hào)：TH1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）01-0181-03

0 ?引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，精密加工技術(shù)與現(xiàn)代機(jī)械制造工藝逐漸成熟，相關(guān)機(jī)構(gòu)件的加工精度也越來越高，與此同時(shí)伴隨著技術(shù)的持續(xù)更新，制造業(yè)工藝流程變得十分復(fù)雜。在此種情形下，企業(yè)如何立足于競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中，這背后需要相應(yīng)的技術(shù)作為支撐?；诖耍恼聦?duì)精密加工技術(shù)和現(xiàn)代機(jī)械制造工藝應(yīng)用進(jìn)行了深入研究與探討，依據(jù)市場(chǎng)實(shí)情，進(jìn)行了全方位的分析。

1 ?現(xiàn)代機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)的含義

1.1 現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝

對(duì)于現(xiàn)代化機(jī)械制造工藝而言，能夠立足于2個(gè)方面進(jìn)行分析。其一，自動(dòng)化技術(shù)。該技術(shù)主要在中小型機(jī)械制造中進(jìn)行運(yùn)用。其二，切削技術(shù)。推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的增強(qiáng)，可讓施工設(shè)備維持穩(wěn)定、精確的運(yùn)行狀態(tài)，提高工程最終完成質(zhì)量。同時(shí)，與傳統(tǒng)制造工藝相比之下，現(xiàn)代化制造工藝加強(qiáng)了對(duì)各類信息技術(shù)的運(yùn)用，諸如信息自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備以及數(shù)字信息技術(shù)等。所以，現(xiàn)代化制造工藝能夠在設(shè)計(jì)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，推動(dòng)制造工藝向著智能化的方向進(jìn)行發(fā)展，讓機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)以及工業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)、維修融合為一體，降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)需要耗費(fèi)的勞動(dòng)力。

1.2 精密加工技術(shù)

精密加工技術(shù)屬于現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工藝中的一種先進(jìn)信息化技術(shù)手段，可促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備準(zhǔn)確性的提高。盡管現(xiàn)階段許多產(chǎn)業(yè)均在生產(chǎn)過程中運(yùn)用了精密加工技術(shù)，但精密加工技術(shù)的合理應(yīng)用仍是目前機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵問題。因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)和制造發(fā)展前景良好，會(huì)導(dǎo)致行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)變得更加激烈，進(jìn)而讓機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)也隨之增強(qiáng)。但對(duì)于我國現(xiàn)階段機(jī)械行業(yè)發(fā)展情況而言，機(jī)械制造設(shè)施的重視程度不夠，進(jìn)而使得工業(yè)產(chǎn)品在生產(chǎn)方面的硬件條件與理想要求不符。缺乏良好生產(chǎn)設(shè)施支持的工業(yè)產(chǎn)品，不具備產(chǎn)品內(nèi)在靈魂以及改進(jìn)動(dòng)力，所以精密加工技術(shù)屬于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝的重點(diǎn)。

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 關(guān)聯(lián)性

在整體的機(jī)械制造業(yè)生長過程中，制造工藝在整個(gè)生產(chǎn)過程都有十分重要的價(jià)值，而且每一個(gè)生產(chǎn)過程都與制造工藝有著巨大的聯(lián)系，如果整個(gè)流程中的一個(gè)部分出現(xiàn)問題，都會(huì)對(duì)整體的生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)造成一定的影響，只有將制造工藝以及精密加工技術(shù)進(jìn)行緊密的結(jié)合，才能進(jìn)一步促進(jìn)整個(gè)機(jī)械制造工藝以及加工技術(shù)的提升。

2.2 全球性

經(jīng)濟(jì)全球化是這個(gè)時(shí)代的一個(gè)特征和趨勢(shì)，機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與換代已經(jīng)成為全球相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)的一個(gè)重點(diǎn)。精密加工技術(shù)的進(jìn)步對(duì)于推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)業(yè)來說是一個(gè)重點(diǎn)，對(duì)于經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展也是一個(gè)重點(diǎn)。機(jī)械全球化得到很多地區(qū)的關(guān)注。對(duì)于我們國家的機(jī)械化發(fā)展來看，這項(xiàng)技術(shù)極大地推進(jìn)了我國機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，全球都在研究精密技術(shù)，利用精密技術(shù)改善人的生活，提高產(chǎn)品的升級(jí)換代速度。國家之間的交流互動(dòng)也在不斷深入，技術(shù)上的互動(dòng)更有利于機(jī)械制造業(yè)在交流和改進(jìn)中成長。

2.3 組合性

現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝與精密加工技術(shù)的結(jié)合大大的提高了工程的效率，除此之外，由于我國的人才市場(chǎng)越來越豐富，提供的機(jī)會(huì)越來越多，未來相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會(huì)越來越好。

3 ?現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝

3.1 氣體保護(hù)焊工藝

氣體保護(hù)焊工藝是指使用電弧進(jìn)行焊接操作的工藝。在焊接過程中，在電弧周圍產(chǎn)生氣體保護(hù)層，該氣體保護(hù)層充當(dāng)焊接對(duì)象之間的保護(hù)介質(zhì)。以實(shí)現(xiàn)電弧，空氣和熔池的分離。該過程不僅可以消除焊接過程中有害氣體的影響，而且可以提高電弧臻燒的效率。目前，它被廣泛應(yīng)用于汽車制造、化學(xué)機(jī)械制造等行業(yè)。它主要適用于低碳鋼或低合金鋼和其他黑金屬的焊接。通常，低成本二氧化碳用作氣體保護(hù)焊工藝的主要?dú)怏w。實(shí)現(xiàn)最大化焊接效率。

3.2 埋弧焊工藝

埋弧焊工藝是通過電弧燃燒在助焊劑層下進(jìn)行焊接的工藝。此過程可以分為兩種方式：自動(dòng)和半自動(dòng)。半自動(dòng)埋弧焊主要使用機(jī)械來送入焊絲，然后操作人員將移動(dòng)的電弧發(fā)送到焊劑層。該操作成本相對(duì)較高，因此目前使用較少;采用自動(dòng)埋弧焊技術(shù)時(shí)，使用焊車將所需的焊接材料運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?，自?dòng)完成埋弧焊工作。埋弧焊工藝具有焊接效果好，質(zhì)量穩(wěn)定，污染少的特點(diǎn)。但是，在使用埋弧焊技術(shù)時(shí)，應(yīng)特別注意焊劑的種類和用途，并應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膲A度焊劑以確保可以焊接焊接界面。符合現(xiàn)代機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 攪拌摩擦焊接工藝

攪拌摩擦焊接工藝是利用在相應(yīng)金屬與高速旋轉(zhuǎn)攪拌頭之間的摩擦過程中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的工藝。在整個(gè)過程中，僅消耗混合頭材料，不消耗其他材料，可以大大減少焊接過程中的材料消耗，達(dá)到節(jié)約材料的目的。目前，該工藝已廣泛用于汽車、輪船、鐵路等制造業(yè)，隨著攪拌摩擦焊技術(shù)的不斷發(fā)展，其適用領(lǐng)域也在逐漸擴(kuò)大。

3.4 螺柱焊接工藝

螺柱焊接工藝可分為拉弧焊接方式與儲(chǔ)能焊接方式兩種。拉弧式螺柱焊的前焊接熔深較大多應(yīng)用在重工業(yè)焊接中：儲(chǔ)能式螺柱焊的焊接熔深較小，多應(yīng)用于板焊接中。一般而言，這兩種焊接方式均為單面焊接，無需打孔、鉆洞、粘結(jié)，可以有效避免漏氣、漏水等問題的發(fā)生，提高了焊接質(zhì)量，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。

4 ?精密加工技術(shù)

4.1 超精細(xì)研磨精密加工技術(shù)

對(duì)于超精密研磨精密加工技術(shù)而言，指的是通過磨削、研磨、拋光等相關(guān)工藝，提高工件加工精度與表面質(zhì)量的工藝?，F(xiàn)階段，發(fā)達(dá)國家在精密切削工藝方面的精確度小于0.1μm，粗糙度在0.02-0.1μm。超精密研磨精密加工工藝施工過程中，采用較小的切削深度，常用微量切削的方法，達(dá)到切削超精密要求。

4.2 研磨加工技術(shù)

研磨加工技術(shù)屬于把磨料嵌入，亦或是鋪設(shè)在研磨工具表面，然后在磨料中添加適當(dāng)潤滑劑，加強(qiáng)研磨壓力，憑借磨料作用使工件表面細(xì)微處進(jìn)行切削，提高工件尺寸精確度、幾何形狀精確度。通過對(duì)研磨加工技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)⒐ぜ叽缯`差控制在0.001μm，表面粗糙度控制在0.1-0.4μm，進(jìn)而提高加工工件幾何形狀精度。

4.3 納米技術(shù)

納米技術(shù)集中體現(xiàn)了多種納米工程學(xué)科的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，其中主要包括了物理學(xué)和納米工程技術(shù)等。現(xiàn)在隨著我國納米工程科學(xué)電子信息技術(shù)事業(yè)發(fā)展的進(jìn)步，工業(yè)技術(shù)發(fā)展的程度也已經(jīng)得到了很大的現(xiàn)代化和提升，納米工程機(jī)械電子信息技術(shù)在目前我國的工業(yè)技術(shù)發(fā)展的整個(gè)過程當(dāng)中已經(jīng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用，并且也取得了卓越的技術(shù)成就，在納米硅片上刻畫的一個(gè)納米數(shù)量級(jí)的線條已經(jīng)成功的實(shí)現(xiàn)，由此可見目前我國信息的儲(chǔ)存和技術(shù)也已經(jīng)得到了明顯的現(xiàn)代化和進(jìn)步，可以從整體上很好的促進(jìn)我國的納米工程科學(xué)電子信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。

4.4 模具成型技術(shù)

在現(xiàn)代精密加工技術(shù)中模具成型技術(shù)是其中一項(xiàng)重要的加工技術(shù)，在復(fù)雜曲面、多變的形體的加工中運(yùn)用比較多。這項(xiàng)技術(shù)可以將工件的精準(zhǔn)度控制在很小的范圍，有效保證工件的性能。對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械制造來說，模具成型技術(shù)起著重要的作用，其鍛造的工件使用壽命也比較長，模具成型技術(shù)也是評(píng)價(jià)一個(gè)國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。

5 ?實(shí)際應(yīng)用研究

5.1 應(yīng)用背景

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和需求的不斷提升，精密加工已呈現(xiàn)專業(yè)化發(fā)展方向，對(duì)零部件精度要求和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的微型化需求越來越高。DeburringTec去毛刺&表面精加工展專注于如何實(shí)現(xiàn)“高速·高效·精密·微細(xì)·自動(dòng)化·綠色化”的現(xiàn)代精密加工技術(shù)體系，推出系列前沿創(chuàng)新的技術(shù)、工藝、設(shè)備和應(yīng)用，為工業(yè)零部件去毛刺、表面精加工與精密清洗等表面處理提供高效和可持續(xù)的技術(shù)與案例參考。

5.2 技術(shù)案例名稱

HEULE精密刀具DL2用于？覬1.00-？覬2.10mm孔正反去毛刺。

5.3 詳細(xì)內(nèi)容

瑞士的鐘表行業(yè)很繁榮，在鐘表的生產(chǎn)中有需要微小的孔需要去毛刺，這是一個(gè)很艱苦的過程，當(dāng)毛刺在背面難以檢測(cè)和接近，傳統(tǒng)的人工去毛刺既費(fèi)時(shí)又低效。好優(yōu)利公司和瑞士一家著名的鐘表制造商合作成功開發(fā)了DL2刀具，填補(bǔ)了在該領(lǐng)域微小孔去毛刺的空白。

好優(yōu)利DL2（如圖1）方案核心用于1.00-2.10mm孔正反去毛刺，在單次工序即可完成孔的正反去毛刺，盡管尺寸很小，但是它滿足了客戶對(duì)工藝可靠性及去毛刺質(zhì)量的高要求。DL2的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)強(qiáng)壯、操作簡(jiǎn)單及刀片可快速更換。優(yōu)點(diǎn)如下：

①單次工序中完成小孔的正反去毛刺;

②刀片可更換且更換簡(jiǎn)單易操作;

③刀片為硬質(zhì)合金涂層刀片;

④刀具帶內(nèi)冷。

目前，解決方案一經(jīng)問世就取得良好的進(jìn)展。DL2最初是與一家著名的瑞士鐘表制造商合作，為表殼的加工而研發(fā)。經(jīng)過開發(fā)階段和批量生產(chǎn)測(cè)試，驗(yàn)證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。應(yīng)用案例（如圖2）如下：

產(chǎn)品名稱為表殼，加工部位為2-？覬1.00mm孔背面去毛刺，相關(guān)要求為去除毛刺，去毛刺尺寸小于0.15mm，被加工材料為XCrNiMo，冷卻為乳化液（內(nèi)冷），切削參數(shù)為S=9600rev/minF0.007mm/rev，壽命為20，000孔。

DL2研發(fā)過程中也遭遇過阻力，但工程師們就像最初制造鐘表的精密機(jī)械一樣，保持熱情與縝密的工作思路，克服以下兩個(gè)難點(diǎn)：

①刀桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如何在如此有限的空間內(nèi)容納刀片且保證刀具的剛性。

②如何設(shè)計(jì)刀片既能滿足刀片的使用功能且易更換。

為此HEULE在DL2的設(shè)計(jì)上采用了全新理念。刀片的定位及安裝與HEULE現(xiàn)有的刀具完全不同。DL2的開發(fā)者利用有限的空間確保提供極佳的穩(wěn)定性。例如好優(yōu)利在刀具的設(shè)計(jì)中放棄了傳統(tǒng)的彈簧機(jī)構(gòu)（如圖3）。

一體式刀片和彈簧片（如圖4）。為了保證刀片的導(dǎo)向及切削力，彈簧和刀片采用了一體化的設(shè)計(jì)。這種組合保證了所需的彈簧張力。同時(shí)為了保證刀片的耐磨性及彈性，HEULE在刀片材質(zhì)的選擇上做了很多探索。

內(nèi)冷（如圖5）。刀片的冷卻是小尺寸去毛刺刀具重大挑戰(zhàn)。對(duì)于DL2刀具，冷卻液通過刀體直接引導(dǎo)至硬質(zhì)合金切削刃。冷卻是在大批量生產(chǎn)中保證工藝安全的一個(gè)重要的方面。

6 ?結(jié)束語

總而言之，針對(duì)精密加工技術(shù)和現(xiàn)代機(jī)械制造工藝，相關(guān)機(jī)械制造生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行正確看待，不能厚此非彼。兩者是相互促進(jìn)，相互補(bǔ)充的關(guān)系。在具體生產(chǎn)過程中，需強(qiáng)化對(duì)兩者的應(yīng)用，在應(yīng)用期間需注意，必須要讓兩者成為一個(gè)完整的統(tǒng)一體。希望通過本文的研究與探討，能夠?yàn)榻窈蟮木芗庸ぜ夹g(shù)和現(xiàn)代機(jī)械制造工藝的相關(guān)事業(yè)添磚加瓦。

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