机械设计制造工艺及精密加工技术

机械设计制造工艺及精密加工技术

郁五

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摘要：科技进步可以不断推动工业发展，现如今在科技发展的时代浪潮下，机械设计制造工艺和加工技术向着自动化、智能化方向发展，促进现代工业的发展。自动化智能化的机械制造技术，可以提高生产制造的效率，提高机械设计与制造的质量。合理利用先进的机械制造技术，可以有效推进相关产业的发展。现在我国的机械设计制造工艺还存在不足，尤其是一些重要设备的技术，需要继续加大研究投入，努力发展机械制造业。通过研究新的技术，进一步提高群众获得的经济效益，促进社会繁荣。

关键词：机械；设计制造工艺；精密加工技术

随着近几年的快速发展，工业化的进程持续推进，工业的发展对于各种类型以及各种精度的机械有了更高的要求，多以我国对于机械有着非常高的需求。但是我国工业化快速发展的今天，与工业化相配套的机械设备却无法达到相应的要求，我国工业的发展时间较短，和西方发达国家相比存在着一定的差距，尤其是在精密仪器领域存在着不小的差距。我国国内针对精密仪器无论是制造能力，还是自主设计都受到了极大的限制，存在零件公差较大的问题，也因此国内生产的设备故障率较高，使得国产设备无法满足国内工业化发展的需要。基于此，应当及时加强针对机械设计的制造工艺，并尽可能的加强对精密加工领域的研究，以此进一步推动机械领域的标准化、现代化的发展。

1现代化机械设计制造工艺及精密加工技术理论概述

1.1现代化机械设计制造工艺概述

现代化机械设计制造工艺主要分为两个方面：一是制造中小型机械的自动化技术；二是采取特殊切削技术对机械内部构造进行加工。与传统的机械制造技术相比，现代化机械设计制造技术引入了自动化技术、信息化技术等，实现了设计自动化及工艺智能化生产，充分解放了人的大脑与双手，同时提升了生产加工过程中的节能效果，成为实现我国机械制造行业健康稳定发展的重要因素。

1.2精密加工技术概述

精密加工技术是高科技生产技术之一，是具有代表性的现代化工业加工制造技术，在当前的工业制造加工和高新科技装备制造行业中得到了广泛应用，如航空航天装备的制造加工、精密车床制造等。现代化机械设计制造生产对产品性能的要求较高，对产品加工的精密性要求也越来越高，推动了机械制造企业的可持续健康发展。

2现代化机械制造工艺及精密加工技术

2.1精密与超精密加工技术

超精密研磨加工技术主要应用于精密器件的加工，尤其是广泛应用于集成电路超精密基板硅片等精密器件的加工。这是因为传统集成电路抛光及研磨技术均不符合基板硅片的处理要求，集成电路需原子级的抛光研磨技术辅助处理。当今时代，集成电路技术飞速发展，使得集成电路超精密弹性发射研磨技术及其他相关技术获得了大幅改进，助推了超精密研磨工作的有效开展，为提升基板硅片的加工精度提供了更多的技术支持。例如，应用精密切削技术加工材料的过程中，工作人员需从3个阶段展开工作。首先，应提前检查机体精密度，保证机体刚度不因温度变化而发生改变。其次，确保机床加工过程中抗震效果持续提升。最后，应尽可能提高机床主轴的运行效率，有效控制精密定位，以选择最适当的操作技术手段。精密加工过程中主要以硬质合金、CBN、涂层硬质合金以及人造聚晶金刚石作为刀具材料，其中粉末冶金制成的硬质合金刀具粉末直径约在几微米，限制了刃口半径的最小尺寸。CBN刀具主要应用于黑色金属加工，但距离超精密切削水平尚有一定距离。人造聚晶金刚石的锋锐程度有限，仅能用于非金属和有色金属的精加工。在超精密切削加工中，天然及人造单晶金刚石是刀具的主要材料。这一材料能磨出极为锋利的刀刃，刃口半径可达到纳米级，能实现超光滑的镜面切割。这一材料制成的刀具对铜、铝等有色金属实施切割工作，能得到0.1μm数量级及表面粗糙度达到0.01μm数量级的超高精度加工面。

2.2微细加工技术

随着相关行业的迅速发展，经济建设工作的开展对机械制造领域提出了更高标准，对机械体系中元器件精细化程度的有关要求越来越高，使得元器件体积和精密程度要求不断提升，因此元器件的精密化发展成为主流趋势。微细加工技术充分降低了能源消耗，保障了元器件的运行速率。因为机械微细加工受限于尺寸、刀具和制度，所以它对更微小尺寸的加工工作无能为力。这时特种微细加工工具的作用得到凸显。特种微细加工工具有射束小、能量密度高的特点，能够实现分子级和原子级的加工切除工作。例如，电火花微细加工技术十分适应微米级结构尺寸的加工工作。这一技术一般以棒状电极电火花或线状电极电火花加工各微小复杂结构及微细轴类零件。电火花微细加工技术的材料加工尺寸一般在10μm之内，也可加工聚晶金刚石和CBN等超硬材料。电火花微细加工技术要应用于微细加工需满足3个条件：一是要建立能让电极以稳定微步距进给的高精度伺服系统；二是需具备能够产生超微电流且稳定性极高的脉冲电源；三是需具备高微精度电极的生产制造工艺。当代电火花微细加工领域以CNC电火花微细加工技术为主要发展趋势。有关科研团队应积极开展加工过程最优化技术及适应控制的有关研究，并进一步着手开发行星式电火花微细加工技术。

2.3纳米技术

近年来被应用广泛的技术是纳米技术，它的应用范围不断扩大。通过广泛应用纳米技术，在机械制造行业取得了很好的成果，纳米技术应用在精密加工的过程中可以提高产品精密度。利用此技术生产的机械产品质量非常好，使用寿命更长，而且比以往的加工产品更加精美。要有效应用纳米技术，就要进一步分析探究现代化机械设计制造过程，将纳米技术融合到机械设计制造中，推动机械设计制造行业的不断发展，进一步提升机械加工技术。

3现代化机械制造工艺及精密加工技术发展策略

3.1绿色制造

机械制造工艺以及加工技术的进步，大大提高了产品的生产质量和效率，提高了企业的经济效益，但是也消耗了很多的资源，造成了环境的污染。在机械设计制造过程中要控制好资源的消耗，重复利用资源，保护好自然环境，也就是进行绿色制造。绿色制造包括多个方面，如设计、生产、包装等。绿色生产就是在机械产品生产时，注意避免废水废气的随意排放，改良生产设备。绿色设计就是设计产品时要遵循可持续发展的理念。绿色包装就是要求包装材料尽量使用可循环使用的材料，减少环境污染。保护地球要靠大家，绿色制造日益受到人们的欢迎。

3.2智能化

在机械设计制作过程中，智能化技术主要应用于机械研发和设计阶段，用电子信息技术模拟产品生产和制作过程。在现代化生产系统中加入人工智能技术，构建智能、无人值守的生产系统，这样即可实现全自动化机械生产设计形式，只需要技术人员初步操作，如设定参数、输入机械设计参数等，此时智能系统会对生产链条进行分析，利用智能终端替代人脑进行判定和决策。有关部门在生产之前模拟生产过程，可以发现更多的问题，便于在实际生产时解决，这样可以降低生产成本。而且利用智能化技术可以推动械制造技术的进步，提高生产能力，促进我国经济发展。

4结语

综上所述，随着人们生活水平的提升，人们对产品的性能及造型要求也在不断提升。因此，在产品加工过程中需要不断提升精密度，同时开发与应用先进的机械生产设备，将现代化的机械生产技术和精密加工技术充分应用于制造行业，从而不断提升我国的机械制造水平，提升我国机械制造行业的竞争力，推动我国机械制造行业可持续健康发展。

参考文献

[1]王峰.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术探讨[J].内燃机与配件，2018（12）：135-136.

[2]陈刚.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术研究[J].南方农机，2019（5）：89-94.