现代化机械设计制造工艺及精密加工技术分析

现代化机械设计制造工艺及精密加工技术分析

邵帅

（天津市劳动保障技师学院，天津300162）

摘要：现代化机械设计制造工艺都是以自动化技术、智能化技术为主，其在当今机械制造领域中的应用愈加广泛，同时还有很大的发展空间。现代化机械设计制造工艺可以有效提高机械生产效率和质量，对推动我国机械化工业发展有着重要意义。基于此，文章首先提出现代化机械设计制造工艺发展现状，进而提出自动化机械设计制造工艺的应用效果，最后探究当代一些精密加工技术。

关键词：机械设计制造工艺；精密加工技术

引言

科学技术是第一生产力。在科技时代下，机械制造更多是采用现代化工艺，生产模式也逐渐朝向自动化、智能化方向发展，不仅提高了机械设计制造质量，同时还可以提高生产效能。由此可见，在机械设计制造领域中，合理的应用现代化机械设计制造工艺可以实现机械产业升级，这也是实现现代化机械生产的重要渠道。想要有效强化机械制造水平，需要充分利用现代化技术，并在实践当中不断加强新技术研发，推出性能更强的设备，提高机械生产企业的经济效益。

1现代化机械设计制造工艺

1.1集成化生产模式

在科学技术不断发展的背景下，自动化基础和机械技术的融合形成了现代化机械工艺技术，并从零散的自动化逐渐朝向集成化方向发展，并衍生出了多项技术。在机械设计制造领域中网络技术、通讯技术交叉作业，可以推动整个机械生产行业的发展。集成化生产模式是多个子功能结合而成，构成一个完整的生态系统，从而降低对人工劳力的依赖性。在现代化机械设计制造理念下，采用机械系统工程实现机械生产优化，结合数据库系统以及对应网络，不断对自动化生产流程、程序进行优化，丰富自动化生产系统以及操作便捷性，将过去分散的设计、生产单元整合为有机整体。自动设计生产体系可以有效降低企业生产成本，实现生产工艺的低碳升级，从而顺应行业发展进程。

1.2自动化焊接

在进行机械工件自动化焊接当中，在电弧周边会生成一定量的气体，而此气体可以实现焊头、工件表面保护，让电弧、空气、熔池相分离。气体保护可以降低外部空气对焊接工作的影响，保证焊接电弧能够充分燃烧。自动化气焊按照编程程序按照指定标准焊接，并且可以密闭焊接，将温度控制在200-350℃封闭环境下，保温3-5小时，焊后消除应力的回火温度可以稳定控制在600-650℃范围内，保持1-2小时，之后自动冷却。在自动化埋弧焊接当中，可以划分为自动焊接、半自动焊接方法。自动焊接主要是利用PLC系统控制焊接车将焊丝、移动焊弧送入，之后即可自动化焊接。在半自动焊接当中，需要人为辅助操作，通常不开坡口单面熔深可以达到20mm，采用机械将焊丝送入，人工作人员需要采用移动焊弧进行焊接。现代化机械制造当中多数采用全自动化焊接方法。

1.3低碳化生产模式

传统的高污染机械生产模式已经无法适应现代化工业发展要求，想要减缓机械生产造成的环境污染问题，就必须要加强绿色生产技术的研究与应用。习近平在十九大报告中明确指出：“加快生态文明建设与改革工作，构建美丽新中国”。机械生产行业作为推动国民经济增长的支柱型产业，要不断对机械工业生产环境展开绿色优化，减少机械生产中“三废”排放，尽可能让机械生产对环境的影响降到最低，推动机械生产行业长足发展。传统的机械生产由于技术上的不足、管理上的不足，“三废”排放不受节制，造成“三重”问题，即污染严重、损耗严重、浪费严重，低碳化生产模式可以做到“三低”，即污染低、排放量低、损耗低。通过科学的生产模式，缩短机械生产周期，从而降低碳排放，构建绿色机械生产链。

1.4螺柱焊智能生产工艺

螺柱焊工作可以划分为多种，其中，储能式、拉弧式焊接最为常见，储能式焊接当中熔深较小，所以在薄板焊接中应用最为广泛；拉弧式焊接熔深较大，通常都是在重工业领域中的广泛应用。作为一种单方面焊接方法，所以在焊接当中不需要打孔、粘结、钻洞，这样可以保证焊接物体不会产生漏气、漏水等问题。智能生产工艺融入了传感器、调控器，智能判断生产状态，并根据实际参数采用变压器进行智能降压处理，之后经过整流桥把交流电转化为直流电，通过双向流管、充电电阻向电容充电。智能化技术中的智能芯片可以控制可控硅，让储能电容将电量瞬间释放，从而智能化完成焊接。

2现代化机械设计制造精密加工技术

2.1超精度加工

想要提高切削工艺的精密度，需要确保加工机床、工艺、零件不受自然因素的影响，并按照一定逻辑比例关系进行细化处理，而通过智能化生产技术、专家库、模糊控制，即可实现超精度加工。智能化系统会严格控制机床主轴的旋转速度，机床转速可以根据系统智能判定自动切换。也可以引用先进的加工技术，如精度定位技术等，极大的保证了切削精度。在实际使用中可以对工件上细小粒子进行打磨处理，从而提高工件生产精度，系统会对工件研磨动压进行控制，工件粗糙度可以达到Ra0.63-0.01微米。在系统运行中可以将粗研磨压力控制在0.3MPa、精研磨压力要控制在0.03-0.05MPa范围内；粗研磨速度控制在30-110m/min，精研磨速度控制在10-30m/min，可以完全脱离人工实现超精度加工。

2.2超精密磨削

精密磨削在长期发展中衍生出了超精密磨削，该项技术的核心就是金刚石砂轮修整，在实际生产中可以确保磨粒的微刃性、等高性。该项技术应用十分广泛，特别是在高精度机械构件加工中可以充分发挥优势。被磨削之后，工件表面的磨削痕迹几乎不可见，之后再对工件进行摩擦、抛光，最后即可生成超精度加工面，当今超精密磨削可以加工出圆度为0.01μm工具，尺寸精度达到了0.1μm、表面粗糙度为Ra0.005μm圆柱零件。

2.3超精密研磨

超精密研磨技术包括机械研磨、化学机械研磨、浮动研磨、弹性发射加工、磁力研磨等多项技术。该项技术可以实现“无振动”研磨、精密温控、洁净环境、细小且均匀的研磨剂。该项技术所加工出的球面精度达到0.025μm，表面粗糙度为Ra0.003μm。

2.4超高速切削

超高速切削是指切削速度为传统切削速度5－10倍。因此，结合不同的加工材料和不同的加工方式，超高速切削速度范围也有规定。超高速切削包括超高速铣削、超高速车削、超高速钻孔与高速车铣等。目前，该项技术应用中，加工铝合金已达到2000－7500m/min；铸铁为900－5000m/min；钢为600－3000m/min；耐热镍基合金达500m/min；钛合金达150－1000m/min；纤维增强塑料为2000－9000m/min。该项技术能够极大提高切削效率、生产质量以及减少制造成本，同时，可以满足三维曲面形状高效精密加工要求，并为硬材料和薄壁件加工提供了新的解决方案。

3技术发展展望

（1）高精度、高效率。精密加工技术当今更多是应用在军工、航天等特殊领域，未来会逐渐向民用机械产品方向发展，由于当今精密加工技术生产效率低，未来会逐渐提升加工效率，采用EEM（嵌入式事件管理器）、CMP（单芯片多处理器）技术可以提升加工精度；（2）大型化与微型化。高精度机械部件生产需要大型精密加工设备，美国提出了加工直径为2.4-4m的大型机械超精密加工机床，可以实现精密机械部件量产，再加上微型电子技术发展，精密加工也会朝向微型化方向发展，如微型传感器、微型驱动元器件等；（3）智能化。现代化机械依然处于自动化朝向智能化过渡阶段，实现智能化生产可以提高机械生产的稳定性，这一点在精密加工中更加明显。

结语

在机械设计制造中，需要抓住设计生产工艺实施的每个要点，确保工件生产符合实际标准。同时，精密加工可以提高工件产品质量，但是实现起来较为繁琐，需要配合上先进的精加工工艺，工作人员在操作中也要认真尽责，这样才能够全面提高机械设计生产效能。

参考文献

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[2]程建文.机械设计制造工艺及精密加工技术探讨[J].中小企业管理与科技，2017，23（36）：149-150.