李玉安
(張家口機械工業(yè)學(xué)校,河北 張家口 075000)
在當今時代,世界各國都在積極地推進工業(yè)化的發(fā)展,對機械的使用非常廣泛,基本上已經(jīng)可以實現(xiàn)全機械化生產(chǎn),因而對機械的要求也在不斷地提高,其中比較核心的要求是機械的精密度。機械內(nèi)各個零件之間相互配合運轉(zhuǎn),精密度越高,配合會越流暢,精密度越低,則會越生澀。因此,現(xiàn)代機械制造業(yè)越來越看重制造工藝以及精密加工技術(shù)?,F(xiàn)代機械制造工藝強調(diào)的內(nèi)容主要是全新科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,而精密加工技術(shù)追求的是對單一技術(shù)的深入研究。二者從本質(zhì)上都是促進科學(xué)技術(shù)的進步,但是發(fā)展的方向完全不同,所以雖然是同一個領(lǐng)域的內(nèi)容,但實際的效果完全不同。同時,現(xiàn)代機械制造工藝和精密加工技術(shù)升級的時間比較晚,目前的實際應(yīng)用中,專業(yè)人員能力不足成為常態(tài),想要確保技術(shù)的應(yīng)用,還需要了解其具體應(yīng)用方法,才能更好地將其付諸實踐,真正地發(fā)揮效果。
現(xiàn)代機械制造工藝和精密加工技術(shù)是現(xiàn)代機械制造業(yè)的一部分,所以從本質(zhì)上來說,二者是一個統(tǒng)一的整體。在整體中,現(xiàn)代機械制造工藝是表,而精密加工技術(shù)是里?,F(xiàn)代機械制造工藝主要是將機械的主體部分進行制造和連接,確保機械的制造完成,其負責外部的工作內(nèi)容,包括焊接、組裝、加工等。而精密加工技術(shù)本身更注重內(nèi)在加工,比如對材料和零件的精細化加工,包括納米級加工技術(shù)和精細化的研磨、切割等,主要是對單個零件的完善。只有做好單個零件的加工,才能保證機械的整體質(zhì)量[1]。所以二者互為一體。
現(xiàn)代機械制造工藝和精密加工技術(shù)始終存在競爭,主要是兩種技術(shù)的應(yīng)用者都強調(diào)自身技術(shù)的重要性?,F(xiàn)代機械制造工藝的應(yīng)用者認為,機械的制造還是需要看重整體的制造,所以零件的細節(jié)誤差是可以允許的,只要現(xiàn)代機械制造工藝到位,就能很好地完成機械的制造。而精密加工技術(shù)的應(yīng)用者認為,在機械的制造中,由于機械本身的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,零件的誤差就非常重要。單個零件的誤差造成的影響可能并不大,但如果是多個零件的誤差疊加起來,影響可能就會非常大,甚至導(dǎo)致機械的制造徹底失敗。這兩種觀念都是正確的,但是從本質(zhì)上來看,兩種技術(shù)同樣重要,具備不可分割的特性[2]。
從具體的工作內(nèi)容上來看,兩種技術(shù)又是包容關(guān)系,現(xiàn)代機械制造工藝是機械制造的主要工程部分,而精密加工技術(shù)是其中的重要組成部分?,F(xiàn)代機械制造工藝中所使用的精密零件都需要依靠精密加工技術(shù)來實現(xiàn),也就是說,精密加工技術(shù)是現(xiàn)代機械制造工藝的輔助程序之一[3]。如果沒有在現(xiàn)代機械制造工藝中應(yīng)用精密加工技術(shù),使得部分零件的精密度不夠,現(xiàn)代機械制造工藝無法進行,從而導(dǎo)致機械的損壞。因此,現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術(shù)的關(guān)聯(lián)性非常高,任何一個部分缺少,都無法有效地進行機械制造。
目前來看,現(xiàn)代機械制造工藝和精密加工技術(shù)也具有相異性。所謂相異性,就是指現(xiàn)代機械制造工藝和精密加工技術(shù)存在完全不同之處,其不同的一面在于研究的內(nèi)容完全不同?,F(xiàn)代機械制造工藝主要研究的是制造工藝,是全面的大型的工藝,是對大型技術(shù)的更新?lián)Q代和全新技術(shù)的使用。而精密加工技術(shù)主要是對某一項加工技術(shù)的全面鉆研,不斷開發(fā)具體的加工精度和制造工藝的精細化處理技術(shù),包括研磨、切割等基礎(chǔ)加工技術(shù)。故而二者雖然都是機械制造中的核心工藝,但是發(fā)展的方向完全不同,有著自己獨特的特點[4]。
二氧化碳保護焊焊接工藝是現(xiàn)代機械制造工藝中最普遍的一種,主要是利用二氧化碳來實現(xiàn)保護。其適合任何焊接工作,而且價格也非常低,所以被廣泛地使用。當前也出現(xiàn)了許多其他的保護氣體,被列入了氣體保護焊的行列之中。
在現(xiàn)代機械制造工藝中,全新的焊接工藝所能提供的幫助非常大,主要是因為當前的材料發(fā)生了巨大的改變,從原本單一的鋼鐵材料變成了現(xiàn)代的混合材料,如不銹鋼、鋁材、鍍鎳鋼板等,在焊接的過程中,不同的材料自然需要用不同的技術(shù)去處理,所以從本質(zhì)上來看,現(xiàn)代機械制造工藝就需要開發(fā)更多的焊接工藝。電阻焊焊接工藝是一個比較重要的焊接技術(shù),能很好地展現(xiàn)出當今時代焊接技術(shù)的進步。在現(xiàn)代化機械制造中,先進的工藝能夠有效地推動機械制造業(yè)的進步。尤其是先進材料的使用必須搭配先進的焊接工藝,如果焊接工藝不到位,那么再好的材料也無法發(fā)揮其優(yōu)勢作用,最終只能導(dǎo)致焊接的失敗。因此,在很長一段時間內(nèi),我國的現(xiàn)代機械制造工藝都在探索焊接工藝的內(nèi)容,強調(diào)利用焊接工藝的提升來促進制造水平的升級。我國的機械制造產(chǎn)業(yè)雖然龐大,但是整體的生產(chǎn)質(zhì)量不樂觀,如果不進行工藝創(chuàng)新,機械制造會走向惡性循環(huán)。因此,采用全新的現(xiàn)代機械制造工藝成為我國當前研究的重點,而焊接工藝是其中的一個代表,它能很好地展現(xiàn)出我國現(xiàn)代機械制造工藝的高水平。電阻焊焊接工藝的應(yīng)用在推動我國現(xiàn)代機械制造工藝發(fā)展方面起到了重要的作用,其解決了一些特殊材料的焊接難題,也讓焊接變得更加簡單,消除了傳統(tǒng)焊接工藝過于復(fù)雜并且危險性極大的問題,能很好地完成焊接工作。就電阻焊的具體方式來看,其主要是將被焊接的工件有效地壓緊在兩個電機之間,充分地利用電流來進行焊接催化工作,而不是按照之前的方式以氧氣等作為先決條件。它是利用電流流經(jīng)工件的接觸面及相鄰區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱,進而將其做熔化處理或者塑型的一種工藝方法。因為電阻本身會產(chǎn)生巨大的熱量,能起到熔化的作用,從而可以用來焊接。但需要注意的是,電阻焊也有一定的局限性,它主要用于焊接小型元件,而且材料的熔點不能過高,否則其熔化所需熱量超過電阻能提供的熱量,無法實現(xiàn)焊接。電阻焊的原理比較復(fù)雜,但是實踐操作非常簡單,而且其成本低廉,所以在現(xiàn)代機械制造中被廣泛利用。電阻焊焊接工藝是當前焊接技術(shù)的全面升級,代表了焊接工藝的全新發(fā)展趨勢[3]。
數(shù)控機床是當今時代最偉大的發(fā)明之一,也是現(xiàn)代機械制造工藝中的代表。其通過電子信息的錄入來操控機床,確保機床可以按照數(shù)據(jù)的內(nèi)容進行生產(chǎn),屬于典型的自動化加工技術(shù),能很好地滿足現(xiàn)代機械制造工藝的具體需求。
螺柱焊焊接工藝是全新的焊接工藝之一,其本身是一種快速焊接處理的技術(shù)。直接將接頭放在需要焊接的地方,然后全斷面融合,即可完成焊接。整體的焊接效果非常不錯,而且便宜好用,目前被廣泛地使用。
當前機械制造業(yè)中,很多零件都是獨立成型的,所以在切割的過程中,一定要做到絕對的精確,精度要在合理的范圍內(nèi)才能符合零件制造的要求。因此,當前的精密加工技術(shù)中,精密切割技術(shù)被提出,它利用電子控制來完成切割,雖然無法做到絲毫不差,但精度已經(jīng)能夠達到零件的使用要求。
隨著時代的發(fā)展,現(xiàn)在的零件都已經(jīng)不再是通過傳統(tǒng)的鑄造方式來生產(chǎn),而是利用模具直接一體成型。其中的難點是模具的制造。一般來說,需要嚴格地搜索對應(yīng)資料,然后制造模具,后續(xù)的零件生產(chǎn)只需要在模具之中澆筑即可,能保證零件的大批量生產(chǎn)。同時,只要精度足夠,生產(chǎn)的零件都可以直接使用,所以模具技術(shù)的核心仍舊是精度[4]。
精密加工技術(shù)主要是對單獨領(lǐng)域的極致強化。很多機械產(chǎn)品的制造過程都需要對材料進行研磨,但是研磨過程中會出現(xiàn)兩個相對的問題,一個是研磨得過薄,一個則是研磨得不到位,它們都會影響實際的使用,所以需要注意研磨的效果。因此,基于研磨本身而進行的精密加工技術(shù)革新就催生出了超精密研磨技術(shù),從而實現(xiàn)了研磨技術(shù)的全面升級。在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)中,超精密研磨技術(shù)有著比較突出的利用價值。因為多數(shù)材料需要在研磨以后才能真正地使用,如果研磨工作做得不好,那么零件的使用壽命就會相當有限。就此技術(shù)的具體應(yīng)用來看,它能夠通過不同的工藝以及手段,實現(xiàn)集成電路中硅片元件等所需要的原子級拋光。這已經(jīng)是當前可以做到的最極致的研磨,而突破原子級的拋光技術(shù)目前還不能被廣泛地使用,所以在精密加工技術(shù)中,原子級的拋光已經(jīng)是目前技術(shù)的上限。就此工藝的具體執(zhí)行過程來看,整個過程是基于加工液所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),在化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上達到器件研磨的目標,從而提升研磨的精度。
在精密加工技術(shù)中,納米級加工工藝是全新的內(nèi)容,主要通過現(xiàn)有的顯微手段來實現(xiàn)納米級材料的加工。目前來說,最頂尖的材料處理技術(shù)就是對石墨烯的處理,但是此類技術(shù)還無法實現(xiàn)工業(yè)化的使用,所以納米級材料的應(yīng)用成為當前精密加工技術(shù)中的最高級別技術(shù)內(nèi)容,代表了一個時代的發(fā)展。
我國的現(xiàn)代機械制造業(yè)已經(jīng)非常發(fā)達,現(xiàn)代機械制造工藝比較完善,其中主要涉及二氧化碳保護焊焊接工藝、電阻焊焊接工藝、數(shù)控機床工藝和螺柱焊焊接工藝四個方面,而精密加工技術(shù)主要包括精密切割技術(shù)、模具成型技術(shù)、超精密研磨技術(shù)和納米級加工工藝。以上各種技術(shù)出現(xiàn)的時間不同,且涉及了不同的領(lǐng)域,所以具體應(yīng)用的效果完全不同。為了更好地展現(xiàn)這些技術(shù)的應(yīng)用效果,目前來看,最好的辦法就是充分探究每一項技術(shù)的應(yīng)用原則,并將其推廣給每一個技術(shù)人員,從而提升現(xiàn)代機械制造業(yè)的生產(chǎn)水平。