现代机械制造技术与加工工艺的应用探析

引言

机械制造业是工业体系的核心支撑，其技术水平与加工工艺直接决定产品质量、生产效率及市场竞争力。随着制造业向智能化、高端化转型，传统机械制造依赖人工操作、单一工艺、高能耗生产的模式，已难以满足航空航天、汽车、高端装备等领域对高精度、复杂化产品的需求。现代机械制造技术如数控技术、工业机器人、3D 打印技术，以及精密加工、绿色加工等工艺的出现，为破解传统制造局限提供了技术路径。

一、现代机械制造技术与加工工艺的发展现状与局限

1.1 技术融合不足，协同性差

当前部分制造企业虽引入数控设备、工业机器人等现代技术，但技术间缺乏有效融合。数控加工设备与生产管理系统未实现数据互通，设备运行参数、生产进度等信息需人工传递，导致生产调度滞后；工业机器人仅用于单一装配工序，未与检测、搬运等环节联动，无法形成全流程自动化生产线。技术碎片化应用不仅难以发挥协同效应，还增加设备维护成本与操作复杂度，制约生产效率提升。

1.2 工艺适配性低，精度控制难

不同产品对加工工艺的需求存在差异，但部分企业缺乏工艺适配能力。加工航空航天领域薄壁零件时，未根据材料特性调整切削参数，导致零件变形、精度不达标；复杂曲面加工中，传统铣削工艺难以满足表面粗糙度要求，且易出现刀具磨损过快问题。工艺参数优化依赖人工经验，缺乏科学分析手段，导致同一产品不同批次加工精度波动大，合格率难以稳定提升。

1.3 绿色制造水平低，资源消耗大

部分制造企业仍沿用高能耗、高污染加工模式，绿色制造技术与工艺应用不足。切削加工中使用的切削液未经过滤回收直接排放，造成环境污染；零件加工余料未进行再利用，导致原材料浪费；设备运行中未采用节能技术，能耗远超行业平均水平。随着环保要求日益严格，传统高能耗工艺不仅增加企业环保成本，还制约其可持续发展。

二、现代机械制造技术与加工工艺的核心应用场景

2.1 智能制造技术的应用

智能制造技术以数据驱动为核心，实现制造过程自动化、智能化管控。数控技术广泛应用于零件加工，通过计算机编程控制机床运动轨迹，替代人工操作，可加工复杂曲面、高精度孔系等传统工艺难以完成的结构，同时减少人为误差，提升加工精度与一致性。工业机器人在装配、搬运、检测等环节发挥重要作用，例如汽车制造中，机器人可完成车身焊接、零部件装配等工序，不仅提升装配效率，还能保证焊接强度、装配间隙等参数的稳定性；在检测环节，机器人搭载视觉检测系统，可实时识别零件尺寸偏差、表面缺陷，替代人工检测，减少漏检、误检。3D 打印技术适用于个性化、复杂结构产品制造，如航空航天领域的异形零件，通过逐层堆积材料直接成型，无需传统模具，缩短产品研发周期，降低定制化生产难度。

2.2 精密加工工艺的应用

精密加工工艺聚焦产品精度提升，满足高端装备对零件尺寸、形位公差的严苛要求。高速切削工艺通过提高切削速度、进给量，减少切削力与切削热，降低零件加工变形，适用于铝合金、钛合金等难加工材料，可提升加工效率的同时，保证零件表面粗糙度与尺寸精度；在模具制造中，高速切削可直接加工模具型腔，减少后续抛光工序，缩短生产周期。精密磨削工艺通过超细磨料砂轮，实现零件表面高精度加工，例如轴承滚动体加工中，通过精密磨削可使表面粗糙度控制在极低范围，提升轴承旋转精度与使用寿命。

2.3 绿色制造工艺的应用

绿色制造工艺以资源节约、环境友好为目标，减少制造过程中的能耗与污染。清洁切削工艺通过采用干切削、低温切削等技术，替代传统切削液冷却方式，例如在钢件加工中，干切削可避免切削液排放造成的污染，同时减少切削液采购与处理成本；低温切削通过冷却介质降低切削区域温度，减少刀具磨损，延长刀具寿命。再制造工艺对废旧零件进行修复、加工，使其恢复性能，例如汽车发动机零部件磨损后，通过激光熔覆技术修复磨损表面，再经精密加工恢复尺寸精度，实现资源循环利用，减少原材料消耗。

三、现代机械制造技术与加工工艺的优化策略

3.1 推动技术协同融合，构建智能生产体系

制造企业需搭建技术协同平台，实现不同现代技术的数据互通与联动。例如，将数控设备、工业机器人、生产管理系统接入同一物联网平台，实时采集设备运行参数、生产进度、质量检测数据，通过数据分析实现生产调度优化；当数控设备出现参数偏差时，系统可自动调整机器人搬运节奏，避免生产中断。引入数字孪生技术，构建虚拟生产场景，模拟产品加工过程，提前优化工艺路径与设备布局，减少实际生产中的试错成本。

3.2 优化工艺适配能力，提升加工精度稳定性

企业需建立工艺参数数据库，根据不同产品材料、结构、精度要求，制定标准化工艺方案。针对高强度合金零件加工，数据库需明确切削速度、进给量、刀具类型等参数，避免依赖人工经验导致的工艺波动；通过工艺试验不断优化参数，将验证有效的工艺方案纳入数据库，实现工艺标准化管理。引入自适应控制技术，在加工过程中实时监测切削力、温度、振动等参数，自动调整工艺参数，如当检测到零件加工变形时，系统可自动降低切削速度、调整进给量，减少变形量，保证加工精度稳定性；在复杂曲面加工中，自适应控制可实时修正刀具路径，提升曲面加工质量。

3.3 强化绿色制造理念，推动可持续生产

企业需加大绿色技术与工艺的投入，逐步替代高能耗、高污染生产方式。例如，逐步推广干切削、低温切削工艺，配套建设切削液回收系统，对仍需使用的切削液进行过滤、净化后循环利用；针对加工余料，建立分类回收机制，将可再利用余料用于小型零件加工或通过 3D 打印技术制成辅助工具，提升资源利用率。加强设备节能改造，对老旧设备进行变频、余热回收等技术升级，降低单位产品能耗；建立绿色生产评价体系，将能耗、污染物排放、资源利用率等指标纳入生产考核，激励车间与员工主动践行绿色制造，推动企业从被动环保向主动节能转型。

结语

现代机械制造技术与加工工艺是推动制造业转型升级的核心动力，其应用水平直接决定企业竞争力与行业发展高度。本文通过分析技术工艺现状局限，阐述智能制造、精密加工、绿色制造等核心应用场景，提出技术协同、工艺优化、绿色转型的优化策略，得出以下结论：现代技术与工艺的深度融合可突破传统制造瓶颈，显著提升加工精度与效率；构建标准化、智能化的工艺管理体系，能稳定产品质量，降低生产波动；践行绿色制造理念，可实现资源节约与环境友好，助力企业可持续发展。

参考文献

[1] 王硕, 曲洋,冯吉存. 现代机械制造技术与加工工艺的应用探析[J].现代制造技术与装备,2025,61(08):175-177.DOI:10.16107/j.cnki.mmte.2025.0528.

[2] 李 超 . 现 代 机 械 制 造 工 艺 及 精 密 加 工 技 术 应 用 研 究 [J]. 中 国 高 新 科技,2025,(14):89-91.DOI:10.13535/j.cnki.10-1507/n.2025.14.27.