现代化机械设计制造工艺和精密加工技术的应用

摘要：随着科技的日新月异，机械制造行业作为现代工业的重要组成部分，其技术水平和生产效率的提升对于整个工业体系的进步具有举足轻重的意义。在这一背景下，现代化机械设计制造工艺和精密加工技术的出现，无疑为机械制造行业的发展注入了新的活力。现代机械制造工艺不仅涵盖了传统工艺中的设计、制造和装配等环节，还融入了计算机技术、自动化技术、信息管理技术等高科技元素，实现了机械制造过程的全面优化。与此同时，精密加工技术的快速发展，使得机械零件的加工精度和表面质量得到了显著提升，进一步推动了机械制造行业的技术进步和产品升级。

关键词：机械设计；制造工艺；精密加工技术

引言

机械制造业是国民经济的重要支柱产业，是实现工业现代化的基础。随着科学技术的快速发展和市场竞争的日益激烈，传统的机械设计制造模式已难以满足日益增长的高精度、高效率、高质量、低成本等生产需求。因此，现代化机械设计制造工艺和精密加工技术应运而生，通过先进制造技术与信息技术的深度融合，不断推动机械制造业的转型升级和创新发展。

1现代化机械设计制造工艺

1.1火花加工工艺

在市场经济飞速发展与进步的时代背景下，为有效满足人民群众多样化的生产与生活需求，应该进一步革新以往单一的机械设计制造工艺模式，确保机械设备零件的应用性能，才能符合社会发展趋势，也能够在高精准度、高强度、高硬度等环境下为机械设备自身使用效能提升奠定更为完善的基础条件。工作技术人员要借助现代机械设计制造工艺中的电火花加工工艺手段，对硬质合金、钛合金等展开更为细致的管理工作，才能降低机械设备加工活动中各类制约性因素出现的可能性。如果模具局部型腔加工难度大，就应该科学运用线切割机床、电火花机床、电火花小孔机床等开展加工工作，进而为后续各个阶段工作质量与优势的提升提供支撑。电火花加工工艺中，加工对象不仅包括普通金属、高硬度合金，还包括更能够精准加工半导体、导电性陶瓷等材料。火花加工工艺的科学应用，能够改善传统机械设计制造中受形状限制的加工问题，为现代化机械设备加工中理论与实践经验的相互融合提供更为完善且有效的基础支撑。

1.2激光工艺

在现代化机械设备设计与制造工作中应用激光加工工艺，能够改善传统工艺模式中相对单一的表现形式。在加工热影响区间下，保证光束反向性良好且组织结构不发生明显变化，可以保证激光工艺在精密加工活动中的应用价值与优势体现。由于激光工艺机加工中自身的密度相对较高，所以加工的热作用时间相对较短，避免了对材料的损伤。在对透明材料色化加工活动中，只需要在激光工艺合理应用过程中自动调整与更换工作方向，就可以保证自动化连续作业工作的有效落实。激光光束能够有效聚焦微米级，调节输出功率，避免其他机械力对激光工艺加工造成不利影响。激光加工工艺在日常工作和活动中是不会受到电磁干扰影响的，能够在相对简单装置环境下，提高机械设备的整体加工效能。

1.3焊接制造工艺

1.3.1电阻焊接工艺

电阻焊接是一种金属焊接工艺，通过电流产生电阻热来连接金属件。焊前需要清洁平整焊接面，用酒精或溶剂去除油污和氧化物，提升焊接质量。电流与焊接时间是关键，控制温度分布，确保金属熔融并牢固连接。电阻焊接迅速，完成时间可达毫秒级，适用于高效生产线。保持适当压力确保焊接界面贴合度，促进热量均匀分布，保持连接紧密。焊接后处理包括去除焊渣、表面清理、非破坏性检测等，确保焊接连接质量和可靠性。

1.3.2埋弧焊接工艺

埋弧焊接的成功离不开充分的准备工作，如清洁、平整焊接表面以消除杂质。采用自动化设备，如焊接枪和焊丝供给系统，并设定合适的电流、电压等参数，确保电弧条件的稳定。其中埋弧焊接有三种主要布置方式——纵列式、横列式及直列式。纵列式焊接即焊缝沿工件长度方向（纵向）进行焊接的方法。该方式适用于长条形、大型板材或管道等结构的连续焊接，能够显著提高生产效率，减少焊缝数量，增强结构的整体强度。该方法适合长距离、大批量的焊接作业。横列式焊接是指焊缝方向垂直于工件长度方向（横向），常用于焊接板状结构的边缘或拼接部位。此方式灵活性强，便于处理复杂形状和多方向的焊缝。该方法适用于多种形状和尺寸的工件。而直列式焊接技术指的是焊接枪或电极沿直线路径移动进行焊接的普遍情况，具体取决于焊缝的布置方向。

1.3.3螺柱焊接工艺

在进行螺柱焊接前，需要清洁焊接表面，去油脂、氧化物，选对焊接方法，如气保焊、电弧焊、激光焊，确保焊接质量。其中，气保焊选用惰性气体护焊区，电弧焊、激光焊精度高、速度快。选择适当设备并控制相关参数，如电流、电压、速度，保证焊接热量足够且不过热。操作员需要持续监控焊接质量，通过调整参数确保焊接强度稳定，焊后可进行非破坏性和破坏性检测验质量[8]。焊后处理包括去除焊渣、表面处理、热处理，提高焊接美观性和质量。

2机械精密加工技术的应用

2.1超精密切削技术

超精密切削是一种高精度、高效率的切削加工技术，利用单点金刚石刀具或立方氮化硼刀具，在特殊设计的超精密机床上，以纳米级进给量和微米级切削深度，对工件进行切削加工。与传统切削相比，超精密切削可以获得纳米级至亚纳米级的超光滑表面，加工精度可达到纳米量级，表面粗糙度可低至纳米级别，这是传统切削工艺难以企及的。超精密切削技术在光学元件加工领域有着广泛的应用，利用超精密切削可以加工出高精度的非球面镜、自由曲面镜、棱镜、透镜等光学元件，这些元件被广泛用于天文望远镜、显微镜、激光器等高端光学设备中。

2.2磨削

磨削基于砂轮与工件的相互作用，通过砂轮表面的切削刃切削工件表面。砂轮种类、硬度、颗粒大小以及结构等参数的选择直接影响磨削效果。磨削力包括切削力、磨削阻力以及辅助力，它们与砂轮材料、结构、切削速度及工件材料的性质紧密相关。磨削过程会产生大量磨屑和磨削热，需采用冷却液降低温度，减少热变形和残余应力，确保磨削过程的稳定性和精度。

2.3电化学加工

电化学加工核心在于电解液的选择。电解液的导电性、黏度、化学成分直接影响加工效果，高导电性的电解液能够降低欧姆压降，减少能量损失，提高加工速度。常见的提高电解液导电性的方法包括添加适量的导电盐类（如氯化钠、硫酸钠等）或采用离子液体等新型电解液体系。此法特别适用于硬质合金和导电陶瓷等难加工材料，能有效避免热变形，是微细加工的理想选择。

2.4超声波加工

超声波加工凭借高频振动实现高精度加工，其传播特性引发材料集中机械振动，实现精密定向。该技术通过超声波换能器将电能转换为高频机械振动，并传递给工具或工件，使工具与工件之间产生高频冲击和摩擦，从而实现材料的去除或表面改性。超声波加工具有加工精度高、材料去除率低、热影响小、适用于硬脆材料等优点，在微细加工、复杂形状加工及难加工材料领域展现出巨大潜力。

结束语

随着科学技术的不断突破和市场需求的日益增长，精密加工技术在提高产品质量、生产效率及降低成本方面展现出巨大潜力。精密加工技术能够显著提高机械设计与制造的精度，实现微米至纳米级制造。精度加工技术在提高机械零件性能的同时，能够增强市场竞争力，推动自动化进程，在减少人为失误的同时，有效提高了生产效率，从而有效利用资源。综合现阶段机械设计制造工艺与精密加工技术的应用特点，应该掌握好每一种制造工艺与加工技术的应用方式，为现代市场环境下机械设备零件的精细化要求奠定基础，从而带动相关领域在市场竞争中地位的提升。

参考文献

[1]肖自斌.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术研究[J].现代制造技术与装备，2023，59（12）：137-139.