機械制造工藝及精密加工技術(shù)3篇
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（一）
1.1現(xiàn)代機械制造工藝概述
隨著現(xiàn)代機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)代機械制造工藝特點
1.2.1高柔性
機械技術(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)控機床、工業(yè)機器人等自動化設(shè)備的產(chǎn)生，在機械制造系統(tǒng)中逐漸出現(xiàn)了機械柔性的概念，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)進行連接的。同時，主要就是通過計算機系統(tǒng)對各種零件的加工進行控制，實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)過程。在現(xiàn)代機械制造工藝中，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)代機械制造工藝中，高精度也是非常重要的特點。在現(xiàn)代機械制造工藝中，可以利用計算機科學(xué)、國防技術(shù)、航天航空技術(shù)等，提高機械制造工藝的精度，有效促進現(xiàn)代機械制造行業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展。
1.2.3高效率
在現(xiàn)代機械制造工藝中，高效率也是非常重要的特點。在現(xiàn)代機械制造工藝中，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，利用計算機系統(tǒng)進行一定的控制，保證切削加工程序的高效進行，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到10m/s之上，在一定程度上有效提高切削速度。三是，強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械制造，保證機械制造加工的有序進行。
2.1模具成型技術(shù)
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示，飛機、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械制造水平的主要指標之一。在模具成型技術(shù)中，數(shù)控電火花成型機床能夠?qū)﹄姌O自動更換相重復(fù)定位精度進行控制，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，就一定要加強刀具、工件、機床等外界因素的干擾。比如，要想有效提高機床加工的精度，就一定要保證機床本身具有很強的剛度、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)等先進技術(shù)的應(yīng)用，可以有效確保機械制造加工過程不會受到外界環(huán)境的干擾，實現(xiàn)機械制造加工的有序進行。
2.3超精密研磨技術(shù)
在進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)無法達到現(xiàn)代機械制造的需求，一定要進行相應(yīng)的改進。所以，出現(xiàn)了一種超精密研磨技術(shù)，在進行加些制造加工的時候，可以利用相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)進行研磨，保證零件具備相應(yīng)的表面粗糙度，實現(xiàn)機械制造加工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
2.4細微加工技術(shù)
為了達到機械運行的具體要求，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)用范圍的不斷擴大，其發(fā)展速度也非?？?。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)代機械制造行業(yè)的時候，一定要加強先進技術(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：秦皇島首鋼長白機械有限責(zé)任公司
（二）
一、現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)研究
（1）機械制造工藝。
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)符合標準，否則將會降低焊接工藝標準和冶金性能，另外，焊劑堿度也是電流種類、可焊鋼材等級技術(shù)標準的重要體現(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，具有很強的密封性，所以在現(xiàn)代機械制造業(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、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氣體保護焊焊接工藝。氣體保護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介質(zhì)是氣體。在進行氣體保護焊焊接過程中，電弧的四周會形成一種氣體保護層，氣體保護層能夠?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作為焊接的保護氣體，目前被作為保護氣體的CO2已在現(xiàn)代機械制造業(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。比如要進一步提升機床加工精度，機床就應(yīng)具備較高的剛度、較小的變形以及較強的抗振性能。因此，在機械制造過程中，有必要采用更為先進的加工技術(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到1~2mm，這就需要對硅片的原子級進行研磨拋光，超精細研磨技術(shù)集合了各種新方法和新原理，可利用機械加工液促進化學(xué)反應(yīng)的機械化研磨。
③模具成型技術(shù)。模具成型技術(shù)是衡量一個國家機械制造業(yè)技術(shù)水平高低的重要標志，其在機械制造和加工中扮演者重要角色。有關(guān)資料表明，飛機、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)控電火花成型機床則能解決電極自動更換重復(fù)定位精度的問題，當前已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜型腔加工中。
④精細加工技術(shù)。當前，機械運行對電子元件體積、速率、耗能提出了更高要求，利用精細加工技術(shù)能直接在半導(dǎo)體上進行加工，且加工精度較高，日本在該項技術(shù)上已取得了不錯成果，我國機械制造業(yè)尚需要在實踐中對精細加工技術(shù)進行探索和創(chuàng)新。
二、結(jié)語
總之，對于機械制造業(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)代機械制造工藝和精密加工技術(shù)，我們應(yīng)當正確認識到兩者的實用性和重要性，加強對其應(yīng)用，并不斷在實踐中進行創(chuàng)新，為機電控制系統(tǒng)的進一步運用創(chuàng)造條件，也為現(xiàn)代機械制造行業(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，在機械產(chǎn)品一般由標準件、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)的模式當然有有所區(qū)別，就如下圖所示。需要指出的是，在機械產(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及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進行設(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，很大程度上彌補了設(shè)計與施工間的空洞。當然，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)模型可建立機械產(chǎn)品的變型模型。
1.3機械幾何數(shù)據(jù)模型
在機械產(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確描述機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；而機械產(chǎn)品屬性信息數(shù)據(jù)量非常龐大，它采集了機械中大量的零件特征，不僅能夠?qū)ιa(chǎn)機械零件實施信息化操控，還能對精密加工技術(shù)過程等進行全程監(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)則是對機械形狀大小、空間位置及其拓撲關(guān)系進行描述表達的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1.4機械屬性數(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。基本屬性數(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)、地理坐標等構(gòu)成。此外，機械產(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，一舉找到和該機械相關(guān)的所有設(shè)備信息，很好地滿足了機械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)的快捷性和簡便性。
二、結(jié)語
針對機械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)要求，本章詳細介紹了參數(shù)化精密加工技術(shù)模型，并結(jié)合了FlexRIA方法分析了機械產(chǎn)品的精密加工技術(shù)表達模型。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，勢必有利于我國機械產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟效益，對機械產(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
