彭冬 陳翱 劉毅

摘要： 在工業(yè)4.0戰(zhàn)略發(fā)展背景下，我國需要加快機械制造產(chǎn)業(yè)信息化發(fā)展速度，變革機械化制造產(chǎn)業(yè)，提高機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)對于強化機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展效果具有重要的作用，因此有必要研究先進的機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)，以促進機械制造產(chǎn)業(yè)升級與轉(zhuǎn)型。

Abstract： Under the background of industrial 4.0 strategic development， China needs to speed up the development speed of machinery manufacturing industry informatization， change the mechanized manufacturing industry， and improve the development level of machinery manufacturing industry. Mechanical design and manufacturing process and precision processing technology have an important role in strengthening the development effect of the machinery manufacturing industry， so it is necessary to study the advanced machinery design and manufacturing technology and precision processing technology to promote the upgrading and transformation of the machinery manufacturing industry.

關(guān)鍵詞： 發(fā)動機;機械設(shè)計制造工藝;精密加工技術(shù)

Key words： engine;mechanical design and manufacturing technology;precision processing technology

中圖分類號：TH122 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）02-0200-03

0 ?引言

科學技術(shù)乃是第一生產(chǎn)力。在科學技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境下，應(yīng)緊緊地抓住科學技術(shù)發(fā)展的機遇，優(yōu)化機械設(shè)計制造工作以及精密加工技術(shù)，為機械制造產(chǎn)業(yè)注入升級與活力，切實增強機械制造產(chǎn)業(yè)實力，提升機械制造產(chǎn)業(yè)的國際競爭水平。對于機械制造企業(yè)來講，其需要著重構(gòu)建機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)應(yīng)用體系，從而科學地指導(dǎo)機械制造工作，保證自身生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

1 ?機械設(shè)計制造工藝與精密加工技術(shù)介紹

1.1 機械設(shè)計制造工藝

伴隨著社會發(fā)展，人類文明不斷進步。在此背景下，機械設(shè)計制造工藝也隨之而變。最初，人類只是使用自然工具滿足自身的生產(chǎn)、生活需求[1]。在生產(chǎn)技術(shù)進步的背景下，人類就可以依靠生產(chǎn)技術(shù)制造工具。而基于生產(chǎn)技術(shù)制造出的工具可以更好地滿足人類發(fā)展需求，同時還保證了企業(yè)經(jīng)濟效益。在現(xiàn)代社會下，計算機技術(shù)、智能化技術(shù)、信息技術(shù)等發(fā)展水平顯著提升。通過將這些技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)制造活動中，更是提高了機械制造水平。而在這些技術(shù)的作用下，設(shè)計制造工藝愈加先進。隨著科學家對人工智能技術(shù)的深入研究，工業(yè)機器人出現(xiàn)在公眾視野中。當前，工業(yè)機器人被應(yīng)用在了機械制造領(lǐng)域。工業(yè)機器人可以適應(yīng)復(fù)雜惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，也可以應(yīng)對復(fù)雜的生產(chǎn)制造工作。因此，工業(yè)機器人受到了機械制造企業(yè)的廣泛關(guān)注。

1.2 精密加工技術(shù)

通過將精密加工技術(shù)應(yīng)用在機械制造產(chǎn)業(yè)中，就可以提升加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。如今，應(yīng)用精密加工技術(shù)可以將加工的精度控制在0.1-10um，公差等級超過IT5，表面粗糙度控制在0.1μm[2]?？梢哉f，精密加工技術(shù)對于提高機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平具有積極意義。精切削加工和高光潔高精度磨削是精密加工技術(shù)的重要組成部分。精切削加工是通過利于性能好、精度高的機床與道具等切除工件表面的金屬。采用精切削加工技術(shù)切除的工件，其表面是十分光滑的。在精切削加工技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，切除工件金屬的厚度控制能力也在提高。高光潔高精度磨削是利用精度高、剛度強的數(shù)控機床，從工件表面切掉很小的細屑，同時還可以具有摸查拋光的作用，所以經(jīng)過高光潔高精度磨削工件的表面非常光滑[3]。由此可見，在精密加工技術(shù)下，可以很好地控制加工精度以及工件表面的光滑度，確保工件符合機械制造標準，有利于發(fā)揮機械設(shè)備的性能。

2 ?機械設(shè)計制造工藝及精度加工技術(shù)的特點

2.1 關(guān)聯(lián)性

機械設(shè)計制造工藝與精度加工技術(shù)都是屬于被應(yīng)用在機械制造領(lǐng)域中的工藝、技術(shù)。兩者具有相互依存、相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系。其中，兩者在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、加工制造等方面具有一定的聯(lián)系。若是在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、加工制造等方面忽略了機械設(shè)計制造工藝及精度加工技術(shù)兩者之間的聯(lián)系，就容易降低產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、加工制造水平。

2.2 系統(tǒng)性

機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)涉及諸多工作，屬于系統(tǒng)性的工藝以及技術(shù)。從機械設(shè)計制造工藝的角度分析，機械設(shè)計制造工藝包括嚴格設(shè)計制作標準、流程[4]。機械設(shè)計制造工藝研究者以及實操者都需要兼顧各自要素，系統(tǒng)性地推進工作。從精密加工技術(shù)的角度分析，精密加工技術(shù)包括技術(shù)實施標準、技術(shù)操作流程等。在實際生產(chǎn)加工制造中，應(yīng)遵守精密加工技術(shù)的實施標準、技術(shù)操作流程等，嚴謹?shù)亻_展加工制造活動。除了機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)本身具有系統(tǒng)性特征之外，在實際應(yīng)用機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)時還需要兼顧兩者共同的系統(tǒng)，否則就容易影響生產(chǎn)加工制造水平。

2.3 全球性

機械制造產(chǎn)業(yè)是我國產(chǎn)業(yè)重要組成部分，是推進我國經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)的力量，是提高我國實力的要點。在經(jīng)濟全球化背景下，我國實施了一系列支持機械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展政策，鼓勵企業(yè)優(yōu)化升級機械制造產(chǎn)業(yè)，以便提高機械制造產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平[5]。為促進自身健康發(fā)展，增強國際競爭力，企業(yè)積極地引進先進的技術(shù)，以此確保機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)發(fā)展效果。其中，在機械設(shè)計方面，企業(yè)應(yīng)用了PS、AI、FLASH、CAD、3DMAX等軟件開展機械設(shè)計工作[6]。通過應(yīng)用這些軟件，不僅提高了設(shè)計效率，而且保證了設(shè)計質(zhì)量。在這情況之下，企業(yè)就容易更好在地激烈的國際競爭環(huán)境之中占據(jù)一席之地。

3 ?現(xiàn)代機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)

3.1 現(xiàn)代機械設(shè)計制造工藝

3.1.1 氣體焊接工藝

氣體焊接工藝是通過將二氧化碳氣體作為兩個焊接物之間保護層的方式開展焊接工藝活動。在應(yīng)用氣體焊接工藝時，電弧周圍會產(chǎn)生二氧化碳氣體。而在二氧化碳氣體的作用下，就可以更好地保護焊接物體，確保焊接活動的順利開展。同時采取氣體焊接工藝可以增強焊接物體的抗銹能力，提高焊接效率。為此，要高度地重視氣體焊接工藝，科學地在焊接的過程中應(yīng)用氣體焊接工藝。值得注意的是：在應(yīng)用氣體焊接工藝時，容易發(fā)生飛濺的問題，這會在一定程度上威脅焊接人員的人身安全，因此一定要謹慎操作氣體焊接工藝，同時還需要佩戴好安全器具，便于保護好焊接人員安全[7]。

3.1.2 電阻焊接工藝

電阻焊接工藝指的是利用電池的作用開展的焊接工作。在應(yīng)用電阻焊接工藝時，焊接物體與電池相接觸和焊接周圍將會產(chǎn)生反應(yīng)，進而把焊接物融化。而在焊接物融化后，就可以有效開展焊接工作。電阻焊接工藝的優(yōu)點包括：焊接的效率高，可以滿足焊接工作對時間的要求。另外，焊接具有無噪音污染的特點。此外，采取電阻焊接工藝還可以保證焊接質(zhì)量。不過，電阻焊接工藝也具有一定的應(yīng)用劣勢，即在焊接設(shè)備損壞后，就需要花費很高的維修費用對設(shè)備進行維修。而這樣無疑會增加焊接成本。

3.1.3 埋弧焊接工藝

埋弧焊接工藝是電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的工藝。該工藝的優(yōu)點具體如下：應(yīng)用埋弧焊接工藝不僅可以提高焊接的效率，而且可以保證焊接的質(zhì)量。另外，在埋弧焊接工藝時，不會產(chǎn)生弧光和煙塵[8]?？梢?，埋弧焊接工藝還具有環(huán)保的優(yōu)點。

3.2 精密加工技術(shù)

3.2.1 超精細研磨精密加工技術(shù)

在精密加工技術(shù)快速發(fā)展的背景下，精密加工技術(shù)的應(yīng)用價值不斷提升。超精細研磨精密加工技術(shù)屬于精密加工技術(shù)。國外在超精細研磨精密加工技術(shù)方面取得了不錯的成績，其中，可以將加工表明粗糙度控制在0.02-0.1μm[9]。我國與國外的超精細研磨精密加工技術(shù)發(fā)展水平存在差距。為促進機械制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，我國有必要認真地研究國外的超精細研磨精密加工技術(shù)，并根據(jù)自身的技術(shù)發(fā)展需求、要求等，優(yōu)化超精細研磨精密加工技術(shù)，從而更好地指導(dǎo)機械制造加工工作。

3.2.2 研磨加工技術(shù)

研磨加工技術(shù)是將磨料嵌入或者鋪設(shè)在研磨工具的表面，同時在磨料中添加適當?shù)臐櫥瑒瑥亩岣哐心毫?。通過把研磨加工技術(shù)應(yīng)用在機械制造加工中，就可以有效的控制零件的尺寸，保證零件表面更光滑。為此，需要積極地應(yīng)用研磨加工技術(shù)開展機械制造與加工活動。

3.2.3 納米加工技術(shù)

在納米技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，納米加工技術(shù)隨之形成，并且得到了發(fā)展?，F(xiàn)如今，納米加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了機械制造加工領(lǐng)域。通過應(yīng)用納米加工技術(shù)，可以大幅度地提升機械制造加工水平。因此，一定要注重關(guān)注納米加工技術(shù)，合理地應(yīng)用納米加工技術(shù)。

4 ?機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)——以發(fā)動機

為例

4.1 零件的制造與加工

4.1.1 毛坯精化

在發(fā)動機零件的制造中，需要制造零件的毛坯。為保證毛皮外形符合發(fā)動機制造生產(chǎn)標準，有必要應(yīng)用精密鍛壓技術(shù)，開展發(fā)動機的盤、軸、葉片等的制造工作。發(fā)動機中的高溫合金個鈦合金渦輪盤、壓氣機盤以及整體渦輪的制造水平同樣關(guān)系著發(fā)動機的制造水平，因此需要重視這些零件的制造加工工作，其中就需要應(yīng)用等溫模鍛和超塑性等溫模鍛，進行這些零件的制造加工活動。在制造加工技術(shù)發(fā)展的背景下，熔模鍛造技術(shù)的發(fā)展水平日益提升。當前，主要應(yīng)用熔模鍛造技術(shù)切削余量小甚至無余量的鈦合金零件、導(dǎo)向器等。除此之外，應(yīng)用定向凝聚技術(shù)制造定向柱晶、單晶葉片等。通過應(yīng)用這些先進的零件制造與加工技術(shù)，就可以精華毛坯，提高毛坯制造與加工水平，從而確保發(fā)動機質(zhì)量[10]。

4.1.2 切削加工

為確保發(fā)動機制造與加工效果，滿足人們對發(fā)動機性能的需求，就需要關(guān)注切削加工技術(shù)。當前，在發(fā)動機制造與加工中需要保證金屬材料切削的精度以及切削后金屬零件表面的光滑度。為實現(xiàn)該目標，有必要應(yīng)用新型的刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)。與此同時，還需要采取先進的切削工藝，推進切削加工工作。比如，可以應(yīng)用強力磨削磨出渦輪葉片的榫頭齒形;可以應(yīng)用高速拉削切去氣機葉片榫頭。在數(shù)字化技術(shù)發(fā)展水平提高的背景下，切削加工所用的機床的數(shù)字化發(fā)展程度逐漸加深。通過將數(shù)字化機床應(yīng)用在切削加工中，就能夠保證切削加工的精度，提高切削加工的效率。從此可知，技術(shù)的進步與發(fā)展帶動了切削加工技術(shù)的優(yōu)化升級。

4.1.3 鈑金形成和焊接

鈑金形成和焊接是發(fā)動機制造與加工的重點。在發(fā)動機制造與加工中，需要積極地研究鈑金形成和焊接制造與加工的要點，以強化發(fā)動機制造效果。研究發(fā)現(xiàn)，通過把鈑金形成和焊接方法應(yīng)用在零件制造工作可以提高制造效率。比如，在應(yīng)用鈑金形成和焊接方法后，燃燒室、氣冷式鈑焊空心葉片等的制造效率能夠提升百分之二十左右。這些零構(gòu)件屬于鈦合金、耐熱鋼等材料，而在應(yīng)用這種類型的材料開展加工制造的過程中，容易遇到問題。為順利地應(yīng)用這種類型的材料開展加工制造工作，就需要將熱成形、超塑性成形方等工藝方法指導(dǎo)加工實踐活動。發(fā)動機零件的焊接水平影響著發(fā)動機的性能、故障發(fā)生率等。為確保發(fā)動機應(yīng)用水平，需要認真地研究關(guān)于發(fā)動機零件的焊接技術(shù)。氬弧焊、電子束焊、真空焊等屬于可靠性的焊接技術(shù)。在焊接發(fā)動機零件時，有必要根據(jù)焊接需求、要求等，選擇合適的焊接技術(shù)，從而最大限度的保障焊接水平。

4.1.4 特種加工

特種加工屬于機械加工的補充加工方法。在發(fā)動機制造的過程中，可以采取特種加工的方式指導(dǎo)制造工作。從目前現(xiàn)狀來看，電加工與激光加工這兩種方式屬于先進的特種加工方式。在對發(fā)動機進行特種加工時，可以應(yīng)用這些特種加工方式進行加工活動。發(fā)動機的燃燒室、葉片和冷卻管上均帶有大量的冷卻小孔，這無疑會加大加工制造難度，為解決該加工制造問題，可以利用電加工或者激光加工的方式進行打孔處理。倘若對小孔的深度、孔徑要求嚴格，可以采用電加工的方式開展制造加工工作。

4.1.5 熱處理和表面處理

飛行器對發(fā)動機的性能要求比較高，在制造與加工飛行器的發(fā)動機時，有必要對所有的零件進行熱處理，以便消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，提高飛行器的運行水平。在對所有的零件進行熱處理時，可以采用真空熱處理的方式。為保證熱處理效果，防止熱處理對零件造成不良的影響，需要在保護氣體中開展熱處理工作。隨著科學技術(shù)發(fā)展以及研究分人員對熱處理技術(shù)的深入研究，熱處理技術(shù)取得了長足進步。比如，滲金屬、多元素共滲技術(shù)等都獲得了極大的發(fā)展。將這些先進的技術(shù)應(yīng)用在發(fā)動機熱處理工作中，就可以提升零件的性能。比如，經(jīng)過鋁-硅共滲技術(shù)處理的渦旋葉片的抗高溫、抗腐蝕的性能大幅提高。除了共滲技術(shù)得到了發(fā)展之外，表面涂層技術(shù)也獲得了發(fā)展。通過把涂層技術(shù)應(yīng)用在發(fā)動機的制造中，可以保證發(fā)動機零件的耐磨性、抗氧化性、抗腐蝕性等。

4.2 裝配試車

發(fā)動機的性能影響著機械設(shè)備的應(yīng)用效果。為提升發(fā)動機的應(yīng)用水平，應(yīng)當把握發(fā)動機的空間結(jié)構(gòu)，制定完善的裝配工作體系，從而順利地指導(dǎo)發(fā)動機裝配工作。在裝配發(fā)動機的過程中，一定要避免對所裝配的零部件進行整修，而是依靠本身零件的構(gòu)造進行裝配。而在完成裝配后，還需要開展檢查工作，保證發(fā)動機符合生產(chǎn)制造標準。比如，在完成火箭的發(fā)動機后，就需要檢查氣密性，防止火箭發(fā)動機在運行的過程中出現(xiàn)故障。另外，還需要檢查零件的數(shù)量，避免遺留零件。如果發(fā)現(xiàn)所裝配的發(fā)動機在運行的過程中發(fā)現(xiàn)磨損問題，就需要及時采取合理的措施處理這些問題。在裝配檢驗合格后，就需要開展檢驗性試車活動，待性能合格，就可以出廠。為規(guī)范發(fā)動機的制造與加工工作，保證發(fā)動機的性能，就需要定期開展抽樣檢查工作。

5 ?質(zhì)量控制措施

在制造與加工發(fā)動機的過程中，需要制定完善的質(zhì)量控制體系，制約制造與加工工作。本次主要從以下方面研究了發(fā)動機制造與加工的質(zhì)量控制要點：①檢測方面?？梢詰?yīng)用多坐標數(shù)控測量機開展零件的檢測工作，如果發(fā)現(xiàn)零件尺寸、外形等不符合生產(chǎn)質(zhì)量標準，則需要及時處理問題。零件檢測技術(shù)不是單一的，而是多樣的。比如，X射線探傷技術(shù)、超聲探傷技術(shù)、熒粉探傷技術(shù)、激光全息攝影技術(shù)等都屬于檢測技術(shù)。相關(guān)人員可以根據(jù)檢測要求選擇合適的技術(shù)。②制造方面。需要認真地研究發(fā)動機制造圖紙，根據(jù)圖紙順利的推進發(fā)動機零件制造工作。③監(jiān)督管理方面，可以制定科學的監(jiān)督管理制度，明確監(jiān)督管理責任，便于有條不紊地明確監(jiān)督管理工作。④明確制造責任。可以明確制造責任，如果不能夠較好地完成自己的職責，相關(guān)人員就可以追究其責任。

6 ?機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)發(fā)展方向

6.1 提升工藝精密度和技術(shù)先進性

時代在發(fā)展，社會在變化，我國對機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)的發(fā)展要求也在提升。為助力機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，滿足我國對機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)的發(fā)展需求，需要不斷地提升工藝精密度和技術(shù)先進性。其中，就需要引進先進的科學技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、制造技術(shù)等，以此保證提升工藝精密度和技術(shù)先進性。在這種情況之下，機械制造產(chǎn)業(yè)才可以獲得更好的發(fā)展。

6.2 提升制造工藝和技術(shù)的綠色性

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，環(huán)境污染越加嚴重。環(huán)境的發(fā)展水平關(guān)系著當代人與后代人的利益。為促進社會可持續(xù)發(fā)展，提升人們生活質(zhì)量，我國實施了環(huán)保政策，大力支持環(huán)境保護工作。各行各業(yè)應(yīng)當秉承可持續(xù)發(fā)展理念，推進可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。機械制造領(lǐng)域也不例外。我國需要從環(huán)保的角度出發(fā)升級與優(yōu)化機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)，從而提高環(huán)境發(fā)展水平。

7 ?結(jié)束語

綜上所述，機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)在提升機械制造水平方面發(fā)揮著不可或缺的作用。為推動機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，應(yīng)深入地研究機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)。而在發(fā)動機的制造中，有必要從毛坯精化、切削加工、鈑金形成和焊接、特種加工、熱處理和表面處理等方面研究機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)。對于機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)研究人員，其一定要把握正確的機械設(shè)計制造工藝和精密加工技術(shù)發(fā)展方向，以此有效升級工藝與技術(shù)，激發(fā)機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展活力。

參考文獻：

[1]張強.農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造工藝與精密加工技術(shù)分析[J].南方農(nóng)機，2020，51（22）：40-41.

[2]管梅.現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的應(yīng)用分析[J].南方農(nóng)機，2020，51（20）：72-73.

[3]張軍，李俊才，吳雪飛.現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2020（15）：118-119.

[4]王正宇.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)[J].湖北農(nóng)機化，2020（13）：144-145.

[5]楊秋平.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)探討[J].時代農(nóng)機，2020，47（06）：54-56.

[6]禹強.現(xiàn)代機械制造工藝與精密加工技術(shù)探究[J].中國設(shè)備工程，2020（10）：191-192.

[7]韓倩倩，魏倩倩.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)分析[J].中國金屬通報，2019（04）：220-221.

[8]李世文，張翔宇，譚積明.現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)研究[J].中國設(shè)備工程，2020（08）：112-113.

[9]孫晶，高剛毅.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)的思考[J].南方農(nóng)機，2018，49（21）：56，61.

[10]張明慧，李淵.現(xiàn)代化機械設(shè)計制造工藝及精密加工技術(shù)[J].設(shè)備管理與維修，2018（20）：127-128.