现代化机械设计制造工艺及精密加工技术

王天宇

(华北理工大学工程教育实验班，河北 石家庄 050000)

1 现代化机械设计制造工艺及精密加工技术的含义

1.1 现代化机械设计制造工艺

对于现代化机械制造工艺而言，能够立足于2个方面进行分析。其一，自动化技术。该技术主要在中小型机械制造中进行运用。其二，切削技术。推动机械设计制造工艺的增强，可让施工设备维持稳定、精确的运行状态，提高工程最终完成质量。同时，与传统制造工艺相比之下，现代化制造工艺加强了对各类信息技术的运用，诸如信息自动化技术、机械自动化设备以及数字信息技术等。所以，现代化制造工艺能够在设计自动化的基础上，推动制造工艺向着智能化的方向进行发展，让机械设计、工艺设计以及工业产品检测、维修融合为一体，降低机械运转需要耗费的劳动力。

1.2 精密加工技术

精密加工技术属于现代化机械设计和制造工艺中的一种先进信息化技术手段，可促进机械生产设备准确性的提高。尽管现阶段许多产业均在生产过程中运用了精密加工技术，但精密加工技术的合理应用仍是目前机械设计与制造行业的一个关键问题。因为机械设计和制造发展前景良好，会导致行业竞争变得更加激烈，进而让机械生产设备竞争也随之增强。但对于我国现阶段机械行业发展情况而言，机械制造设施的重视程度好不够，进而使得工业产品在生产方面的硬件条件与理想要求不符。缺乏良好生产设施支持的工业产品，不具备产品内在灵魂以及改进动力，所以精密加工技术属于机械设计与制造工艺的重点。

2 现代机械设计制造工艺及精密加工技术

2.1 现代机械设计制造工艺

(1)气体焊接工艺。气体焊接工艺指的是把二氧化碳气体作为焊接物之间的保护层。具体焊接的过程中，电弧周围会形成二氧化碳气体，可通过此气体对焊接物进行保护，隔开空气与电弧，进而隔绝有害气体，避免对焊接工作的正常进行产生影响，不利于电弧的充分燃烧[2]。同时，此种气体焊接工艺存在操作简单、适合薄板焊接、熔池可见度好以及焊接变形小等相关特点。并且，需要投入的成本也不高，因为二氧化碳来源十分丰富、价格低，抗锈能力强，能够节约焊接辅助时间。但是运用此工艺时，极易出现烧毁合金元素的情况，进而形成气孔与飞溅等相关问题。

(2)电阻焊接工艺。电阻焊接工艺指的是在需要进行焊接的物体上连接电池，通电之后焊接物体和电池接触与焊接周围形成反应，融化焊接物，再把融化之后的焊接物融合起来。此方式需要运用焊接设备，花费的时间较短，并且焊接过程不会出现噪音污染，能够确保焊接质量，所以在汽车、电子设备、家电等相关领域中得到了广泛运用。但此种焊接成本较高，若焊接设备损坏，需投入较高的维修费用。

(3)埋弧焊接工艺。埋弧焊接工艺属于电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的工艺，此种焊接工艺存在着效率高、焊接质量稳定以及不会出现弧光、烟尘的情况，属于环保性强的焊接工艺，主要应用于压力容器、管段制造、箱梁等钢结构制作环节。

2.2 精密加工技术

(1)超精细研磨精密加工技术。对于超精密研磨精密加工技术而言，指的是通过磨削、研磨、抛光等相关工艺，提高工件加工精度与表面质量的工艺。现阶段，发达国家在精密切削工艺方面的精确度小于0.1 μm，粗糙度在0.02～0.1 μm。超精密研磨精密加工工艺施工过程中，采用较小的切削深度，常用微量切削的方法，达到切削超精密要求[2]。

(2)研磨加工技术。研磨加工技术属于把磨料嵌入，亦或是铺设在研磨工具表面，然后在磨料中添加适当润滑剂，加强研磨压力，凭借磨料作用使工件表面细微处进行切削，提高工件尺寸精确度、几何形状精确度。通过对研磨加工技术的运用，能够将工件尺寸误差控制在0.001 μm，表面粗糙度控制在0.1～0.4 μm，进而提高加工工件几何形状精度。

(3)纳米加工技术。纳米技工技术属于运用纳米级精度、纳米层进行加工，该技术属于我国现代机械设备精密加工的主要内容之一。在多面棱镜、大型天梯望远镜反射镜以及计算机磁盘等工件加工中需要采用纳米加工技术，才能达到加工标准。

3 以数控螺旋锥齿轮磨床加工为例的精密加工技术探讨

就弧齿锥齿轮而言，其属于机械传动方面的重要零件。齿轮设计与加工理论十分复杂。在计算机数控机床中进行磨齿属于螺旋锥齿轮加工的最后一道工序，磨齿磨床体积误差与螺旋锥齿轮加工精度之间存在着紧密的联系[3]。检测以及补偿螺旋锥齿轮轮齿形误差，能够促进螺旋锥齿轮磨床加工精度。检测空间误差主要涉及2种方式，即个别与复合误差检测。其中，前者属于通过激光测量仪以及电子准直仪对误差元件进行检测，后者则为将运动模型作为基础，通过柔性球仪以及几何激光器等对各个误差元件进行计算。国际标准化组织建议检测数控机床工作体积的身体对角误差，进而对体积误差进行快速检测与补偿，因为其涉及轴线平行方向以及垂直方向上的全部误差。

常规对角线法存在代表性，要想对机床溶剂性能进行快速评价，以及测流量体积误差，ASMEB5.54与ISO230-6标准中制定了常规机身对角线检测方式。对于数控机床三坐标轴而言，其行程程度能够构成一个长方体，即工作体。因为存在4条体对角线，各条对角线均涉及正负方向，所以难以将其和对角线误差区分开。和传统物体对角线法相比之下，激光矢量测量以及运动方面可以为不同方向。要想对机床加工精度进行了解，需要检测技工误差。弧齿锥齿轮误差主要涉及切向合成误差、积分误差、积分齿轮相交角误差、周期误差、k 齿积分节距误差、齿厚偏差、齿轮副切向积分误差、齿轮副间隙、法向侧隙、齿轮副间隙变化、齿轮轴间距偏差、齿轮副间角偏差等。

4 结语

综上所述，我国机械设计制造技术和精密加工技术的发展取得了许多成就，但依然处在发展与探索的阶段，所以需要注重对这些内容的研究，强化技术创新，提高工艺水平，进而推动机械制造稳定、持续地发展。