装备制造机械中的高精度加工技术及应用

装备制造机械中的高精度加工技术及应用

唐永航

120224199008103814

摘要：随着全球制造业的竞争日益激烈，高精度加工技术的发展，不仅推动了加工设备的更新换代，也促进了加工工艺的创新。通过采用先进的数控技术、精密测量技术和自动化技术，高精度加工技术能够实现对复杂零件的高效、精确加工，极大地提高了生产效率和产品质量。

关键词：装备制造机械；高精度加工技术；应用

引言

随着科技的不断进步，对机械零部件的精度要求越来越高，这不仅关系到产品的性能和质量，也是提升企业竞争力的关键因素。高精度加工技术通过精确控制加工过程中的各项参数，确保了零件尺寸、形状和表面质量的精确度，满足了航空航天、精密仪器、医疗器械等领域对零件精度的严苛要求。

1装备制造机械中的高精度加工技术

1.1数控加工技术

数控加工技术是一种通过预先编程的指令来控制机床和加工过程的技术。随着计算机技术的发展，数控技术已经从最初的硬线数控（NC）发展到计算机数控（CNC），极大地提高了加工的精度和效率。数控机床能够精确地执行程序中的指令，实现微米级甚至更高精度的加工。这种精度对于需要精密配合的零件尤为重要，如航空发动机零件、精密模具等。数控机床可以连续工作，减少了人工操作的时间，提高了生产效率。数控机床可以进行多轴联动加工，一次性完成复杂形状的加工，提高了效率。通过更换不同的加工程序，数控机床可以加工各种形状和尺寸的零件，这使得数控机床非常适合多品种、小批量的生产模式。

1.2精密磨削技术

精密磨削技术通过磨料颗粒对工件表面进行切削，以达到高精度、高表面质量的加工方法。精密磨削能够实现亚微米级的尺寸精度，对于精密零件如轴承、齿轮、刀具等的加工至关重要。磨削加工能够获得非常光滑的表面，这对于减少摩擦、提高零件的耐磨性和耐腐蚀性具有重要意义。精密磨削技术适用于各种硬度和脆性的材料，包括硬质合金、陶瓷、玻璃等难加工材料。从微小的精密零件到大型工件，精密磨削技术都能提供有效的加工解决方案。现代精密磨削设备越来越多地集成了自动化和智能化功能，如自动换砂轮、自动测量和补偿系统，以及通过传感器和控制系统实现的智能监控和调整。为了提高生产效率，精密磨削技术正朝着高速磨削、高效磨削的方向发展，同时也在探索新的磨削工艺和磨料。随着微电子、微机械系统（MEMS）等领域的发展，精密磨削技术也在向微细加工领域拓展，如微磨削和纳米磨削技术。

1.3激光加工技术

激光加工技术是利用激光束的高能量密度特性对材料进行加工的技术。激光加工具有非接触、高精度、高效率等特点，广泛应用于切割、焊接、打标、表面处理等领域。激光加工可以实现微米级甚至纳米级的加工精度，适用于精密零件的加工。激光加工是非接触式的，不会对工件造成机械应力，适合于薄壁、易碎或复杂形状的工件加工。激光加工适用于金属、非金属、复合材料等多种材料。现代激光加工设备正朝着多功能集成方向发展，一台设备可以实现切割、焊接、打孔等多种加工功能。为了提高加工效率和质量，激光加工技术正向更高功率和更高亮度的激光源发展。

1.4电火花加工技术

电火花加工技术是一种利用电火花放电产生的热能来去除材料的加工方法。电火花加工是非接触式的，不会对工件产生机械应力，适合于薄壁、复杂形状的精密零件加工。电火花加工适用于导电材料，包括硬质合金、钛合金、超硬材料等。电火花加工可以实现微米级的加工精度，适用于精密模具、微细孔加工等。电火花加工可以获得较好的表面光洁度，减少后续加工工序。为了提高生产效率，电火花加工技术正朝着高速、高效的方向发展，如采用多轴联动、高速脉冲电源等技术。通过集成传感器和智能化控制系统，电火花加工可以实现自动调节加工参数，提高加工的一致性和可靠性。随着微电子、微机械系统（MEMS）等领域的发展，电火花加工技术也在向微细加工领域拓展，如微细电火花加工技术。

2装备制造机械中的高精度加工技术的应用

2.1航空航天领域

航空航天零件往往需要承受极端的温度、压力和振动，因此对材料和加工精度有着极高的要求。航空发动机中的涡轮叶片、燃烧室等关键部件需要使用精密磨削和数控加工技术来确保其尺寸精度和表面质量，以提高发动机的效率和可靠性。飞机的结构件如翼梁、机身框架等，需要通过高精度加工技术来保证其强度和轻量化设计，数控铣削和激光切割技术在此领域得到广泛应用。航空航天领域还需要高精度的测量设备来确保零件的加工精度，如三坐标测量机等精密测量仪器。

2.2汽车制造领域

随着汽车工业的快速发展，对汽车零部件的精度、质量和生产效率提出了更高的要求。发动机缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴等关键部件需要通过精密磨削和数控加工技术来确保其性能和寿命。车身覆盖件和结构件的加工精度直接影响汽车的外观和安全性，数控冲压、激光焊接和机器人装配等技术在此领域得到广泛应用。随着汽车电子化水平的提高，电子控制单元（ECU）等精密电子部件的加工精度要求也越来越高，精密磨削和微细加工技术在此领域发挥着重要作用。

2.3精密仪器制造

精密仪器制造领域对加工精度有着极高的要求，因为精密仪器的性能直接依赖于其零部件的加工精度。光学镜片、棱镜等光学元件的加工需要极高的精度和表面光洁度，精密磨削和抛光技术在此领域至关重要。测量仪器如三坐标测量机、精密天平等测量仪器的制造，需要使用高精度的数控加工技术和精密装配技术来确保其测量精度。医疗成像设备、手术器械等精密医疗设备的制造，也需要高精度加工技术来保证其性能和安全性。

2.4电子设备制造

随着电子设备向小型化、集成化方向发展，对电子元件和电路板的加工精度要求越来越高。半导体芯片的制造过程中，光刻、蚀刻、薄膜沉积等工艺都需要高精度的加工技术来实现微米甚至纳米级的加工精度。印刷电路板（PCB）的制造需要通过数控钻孔、激光切割等技术来确保电路的精度和可靠性。微电子封装过程中的精密焊接、切割等工艺，也需要高精度加工技术来保证封装的质量和性能。

3装备制造机械中的高精度加工技术的发展趋势

智能制造是当前制造业的重要发展方向。高精度加工技术正越来越多地集成先进的传感器、控制系统和人工智能算法，实现加工过程的实时监控、自动调整和优化。这不仅提高了加工精度和效率，还降低了人工成本和操作错误。为了满足复杂零件的高精度加工需求，多轴联动加工技术正得到广泛应用。通过多轴联动，可以在一次装夹中完成多个面的加工，减少了装夹次数和误差累积。复合加工技术，如激光与铣削的结合，也在提高加工效率和精度方面展现出巨大潜力。随着微电子、微机械系统（MEMS）和纳米技术的发展，微细加工和纳米加工技术在高精度加工领域的重要性日益增加。

结束语

装备制造机械中的高精度加工技术是现代制造业不可或缺的关键技术，它通过精确控制加工过程，确保了零件的高精度和高质量，满足了高端制造业对零件精度的严格要求。随着技术的不断进步，高精度加工技术将继续向更高精度、更高效率的方向发展，为装备制造业的创新和升级提供强有力的技术支持。

参考文献

[1]孟坤鹏,胡天帅.现代机械制造工艺及精密加工技术解析[J].时代汽车,2023,(19):133-135.

[2]谭健.机械制造金属加工技术系统化教学[J].铸造,2023,72(09):1226.

[3]杨润成.探究机械制造工艺与精密加工技术[J].模具制造,2023,23(09):61-64.

[4]刘鹏,马立强,李峰西.激光加工技术在工程机械制造中的应用[J].锻压装备与制造技术,2023,58(04):61-64.

[5]钱峻.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术研究[J].机械工业标准化与质量,2023,(08):43-45.