蔣馨

（貴州航天南?？萍加邢挢?zé)任公司，貴州 遵義 563000）

現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造工業(yè)的發(fā)展可以推動我國現(xiàn)代化建設(shè)，可以讓我國機(jī)械設(shè)計制造工業(yè)水平得到提升。而在機(jī)械加工中，精密加工技術(shù)占有重要地位，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對于機(jī)械產(chǎn)品的要求也在隨之提升，探討現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)，改造傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝，可以推動機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

一、精密機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計概述

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法主要是設(shè)計滿足機(jī)械結(jié)構(gòu)的使用要求和性能要求，基本原理是結(jié)構(gòu)在承受外在載荷時，其承受的計算應(yīng)力小于該結(jié)構(gòu)所使用材料的許用應(yīng)力。在保證產(chǎn)品安全可靠方面，一般是利用工程設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)，選擇安全系數(shù)來修正結(jié)構(gòu)的許用應(yīng)力，以降低結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障的概率。機(jī)械設(shè)備中，機(jī)械結(jié)構(gòu)的尺寸由于加工工藝的影響存在一定的離散性，結(jié)構(gòu)材料的性能也不是一成不變的，制造過程中的各個工藝環(huán)節(jié)也存在一定的不確定性，因此機(jī)械結(jié)構(gòu)自身的性能是存在隨機(jī)性的。此外，機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)際承受的載荷也會存在一定的隨機(jī)性，有些還會隨著時間的變化而變化。所以在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計和分析時，要充分地考慮這些不確定因素的影響，才能使設(shè)計出來的機(jī)械結(jié)構(gòu)更合理、更可靠?？煽啃栽O(shè)計方法就是充分地考慮了機(jī)械結(jié)構(gòu)的尺寸、材料性能和載荷數(shù)據(jù)等的分散性，以概率統(tǒng)計為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計的?？煽啃栽O(shè)計的基本任務(wù)是結(jié)合系統(tǒng)的特殊性研究適用的可靠性設(shè)計方法，定量地給出產(chǎn)品或零部件的可靠性情況，根據(jù)要求的可靠度水平設(shè)計符合要求的結(jié)構(gòu)或選擇合適的設(shè)計方案，從而保證系統(tǒng)的可靠性。

二、精密機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和精度可靠性設(shè)計研究

（一）精密研磨技術(shù)

研磨作為工件加工的最后一道工序，對研磨技術(shù)有較高的要求，尤其是對表面粗糙度有較高要求的工件而言，因?yàn)檠心ゼ庸さ谋砻鏋樽罱K表面，所以對研磨精度有更高的要求。對集成電路基板上的硅片加工有著較高的精度要求，表面粗糙度要小于2mm，而傳統(tǒng)的研磨技術(shù)已經(jīng)無法滿足這種加工精度的要求，需要進(jìn)行原子級拋光才能滿足要求。為了達(dá)到加工精度的要求，各種新型研磨技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。線修整固著磨料研磨和化學(xué)機(jī)械研磨都能對原件加工有較高的精度。

（二）電阻焊接技術(shù)

電阻焊接技術(shù)主要指的是在兩電極之間壓緊焊工件，通過電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面與鄰近區(qū)域產(chǎn)生電阻熱，可以讓其加工為塑性狀態(tài)與熔化狀態(tài)，進(jìn)而形成金屬結(jié)合。如電阻、電流密度、電極壓力、電極材料和端面形狀、通電時間等因素均會對電阻焊接技術(shù)的使用造成影響，其中焊接壓力、焊接電流與焊接時間為主要三大影響因素。如果焊接壓力過大，那么電阻焊接觸電阻就會減少，對融合產(chǎn)生影響，如果焊接壓力過小，就有可能產(chǎn)生氣泡；如果焊接電流過大，焊接部位就會變形，表面就會變污，如果焊接電流過小，那么焊接部位熱量相對不足，會對焊接強(qiáng)度造成影響；如果焊接時間過大，其就會有較大熱量損失，會讓焊機(jī)、電極受到損耗，如果焊接時間過小，那么就有可能影響焊接充分性和焊點(diǎn)強(qiáng)度?，F(xiàn)階段，依照焊接電流種類，可以將電阻焊接技術(shù)分為交流電流、直流電流和脈沖電流3種類型；依照對接頭形式與工藝方法，可以將其分為搭接電阻焊、對接電阻焊兩種類型；依照電源能量種類，可以將其分為電容儲能與磁場儲能兩種類型。

（三）納米加工技術(shù)

納米加工技術(shù)主要指的是納米級精度加工、納米級表層加工，在納米加工技術(shù)中，去除分子、原子，對其進(jìn)行搬遷與重組為重要內(nèi)容。納米加工技術(shù)是我國現(xiàn)代化機(jī)械精密加工技術(shù)中的重點(diǎn)內(nèi)容，如在激光核聚變反射鏡、多面棱鏡、大型天梯望遠(yuǎn)鏡反射鏡、計算機(jī)磁盤等構(gòu)件的加工生產(chǎn)中，都可以對其進(jìn)行納米級加工，與此同時，這種納米加工技術(shù)的發(fā)展可以進(jìn)一步促進(jìn)我國電子業(yè)、機(jī)械業(yè)、光學(xué)業(yè)、半導(dǎo)體業(yè)、測量技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。依照加工方式，可以將納米加工技術(shù)分為磨料加工、切削加工、復(fù)合加工與特種加工這4種主要類型，與此同時，還可以將其分為傳統(tǒng)加工、非傳統(tǒng)加工與復(fù)合加工。其中傳統(tǒng)加工主要指的是刀具切削加工，利用固有磨料與游離磨料進(jìn)行加工；非傳統(tǒng)加工主要指的是應(yīng)用多種能量來加工、處理材料；復(fù)合加工主要指的是復(fù)合應(yīng)用多種加工方法。在納米級加工技術(shù)中，可以對其進(jìn)行機(jī)械加工、化學(xué)腐蝕、復(fù)合加工、能量束交工以及隧道掃描顯微技術(shù)加工，在機(jī)械加工中，可以利用單晶金剛石刀具完成切削，利用CBN（CubicBoronNitride，立方氮化硼）砂輪與金剛石砂輪對其進(jìn)行超精密磨削。

（四）精密機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)接軸可靠性設(shè)計

橢偏儀屬于一種精密測量儀器，其中變角機(jī)構(gòu)為帶動儀器測量臂改變測量角度的運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其精度保持性是儀器需要重點(diǎn)考慮的問題。某型橢偏儀變角機(jī)構(gòu)示意圖如圖2所示，采用一個并聯(lián)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，滑塊為主動件帶動連桿，作用力經(jīng)連桿傳遞給轉(zhuǎn)接軸，轉(zhuǎn)接軸帶動從動轉(zhuǎn)臂完成變角。轉(zhuǎn)接軸是變角機(jī)構(gòu)的一個重要組成部分，起連接連桿與轉(zhuǎn)臂的作用，承載了轉(zhuǎn)臂的所有重量，是機(jī)構(gòu)中重要的薄弱環(huán)節(jié)之一。對于精密機(jī)械設(shè)備，精度是一個不容忽視的因素，該軸的變形會直接影響整個機(jī)構(gòu)的傳遞精度。因此，在進(jìn)行轉(zhuǎn)接軸的可靠性設(shè)計時，須同時考慮強(qiáng)度和精度的可靠性。

（五）模具成型技術(shù)

模具加工制造廣泛應(yīng)用于汽車、家電、儀表生產(chǎn)等工業(yè)領(lǐng)域中，模具成型技術(shù)有效提高了加工精度?，F(xiàn)階段，電解加工在模具成型技術(shù)中能達(dá)到微米級的精度，有效提升工件表面的質(zhì)量，尤其是對較為復(fù)雜的腔型模具加工也有很大的幫助。模具成型技術(shù)的應(yīng)用有效推動我國機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步，為促進(jìn)我國工業(yè)制造水平奠定良好的基礎(chǔ)。

結(jié)語

機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造工藝和精密加工技術(shù)也會不斷進(jìn)步。精密加工技術(shù)的概念具有相對性，隨著市場需求的變化，對加工精度、效率、質(zhì)量等方面還會有更高的要求，精密加工技術(shù)始終處于在變化中不斷升級的過程。