精密机械加工技术及其发展动向
精密机械加工对于整体国家工业水平有着较高的要求，在精密机械加工过程中，精密器械零部件的大小精确到毫米，这需要从事精密机械加工的国家拥有精密机械加工技术设备，并掌握相关加工工艺。近年来，我国精密机械加工行业迅速发展，精密机械加工的品种和类型也越来越丰富。但是，由于我国精密机 械加工行业起步较晚，技术经验积累相对薄弱，当前我国精密机械加工领域与发达国家相比具有较大的差 距，为此需要找准差距， 分析精密机械的未来发展趋势，进而不断提升我国精密机械加工技术水平。
1 精密机械加工技术概述
精密机械加工技术通常需要经过切削加工、打磨加工以及连接加工等流程，具有特殊用途或者特殊要求的精密器械部位还需要经过特种加工技术才能够实现，除了加工的流程较为复杂，精密机械加工制作材料通常较小，操作误差则要控制在几百纳米的范围内。因此在精密机械加工的过程中，需要将相关设备的精 准度调试到纳米级别，同时相关机械操作人员也要做 到零失误，否则就会导致机械加工出现质量问题，影响精密机械的生产和使用。近年来，随着计算机技术的发展，计算机技术在精密机械加工行业普及应用，计算机技术能够进一步提升精密机械加工过程中对尺寸大小把控的精准程度，同时计算机技术配合人工智 能技术还有望实现自动化精细加工，代替部分人工加工操作，降低人工操作失误率，提高精细化加工质量。
2 精密机械加工工艺介绍
2.1 精密机械加工工艺分类
(1)按照加工流程分类。精密机械在加工过程中需要经过多个加工步骤才能够完成，精密机械加工工 艺按照加工的流程可以分为切削加工、焊接加工、打磨加工、抛光加工以及雕刻加工。在进行精密机械加工时，通常使用设备将机械原材料切割成预计加工的体积大小，再使用相关设备对完成切割后的材料进行打磨，使原材料的细节形态符合精密机械加工要求的标准，然后对材料表面进行抛光处理，使机械部件表 面更加光滑，符合精密机械的使用要求。大多数精密机械加工产品经过抛光后就完成了所有的工序，但部分产品出于各种原因，还需对精密机械加工后的产品进行雕刻，例如高端机械手表属于精密机械加工产品， 为了彰显高端手表的价值和精密机械加工程度，可能会在表盘等位置进行雕刻。
(2)按照工艺使用工具分类。精密机械加工根据加工工艺所使用的工具类型的不同可分为传统工具与特种工具。精密机械加工中使用的传统工具一般是对传统工具进行改良、对其生产工序进行优化而来的，通过这样的方式提高传统工具加工的精细程度；而特种工具则是使用新型的技术或者工具来完成产品的加工，包括金刚石切削、激光切削、激光焊接等技术类型。
2.2 具体精密机械加工工艺介绍
(1)电火花加工。在电火花加工技术中，多轴联动数控电火花机床的应用非常广泛，其主要的功能是加工相关产品的机械模型。随着多轴联动数控电火花机床的发展，当前机床所加工和生产的机械部件的精确程度能够达到微米级别，对于推动我国航空航天产业的进步具有重要意义。电火花切割机是电火花加工技术的重要应用设备。慢走丝线切割机是电火花切割机的典型代表，随着工业领域对细微精细程度要求的进一步提升，当前相关研究者对慢走丝线切割机的电丝极进行了细化研究。
(2)激光加工。激光加工技术在精密机械加工领域主要被应用在两个方面，一是应用在焊接领域，二是应用在微细精密金刚石拉丝膜制造方面。目前，在汽车领域以及船舶制造领域需要焊接相关零部件时，主要采用的方式都为激光技术，而使用激光束进行微细精密金刚石拉丝膜制作能够一次完成相关工作，显著提升了微细精密金刚石拉丝膜的性能。尽管当前激光加工的应用场景和范围越来越广泛，但是激光在应用的过程中仍存在激光能量使用效率较低的问题，当前对于激光能量的使用效率仅为15%左右。基于此，国外相关研究者开始对电子束进行深入研究，并通过试验将电子束能量的利用率程度提升到了 80% 左右，可以预见电子束未来发展前景广阔。
(3)微细超声加工。微细超声加工目前的使用范围较为狭窄，但随着对细微超声加工的深入研究，当前细微超声加工有了一定的突破。根据相关研究表明，细微超声加工在加工陶瓷、玻璃等材料的过程中有较强的优势。日本学者经过相关研究已经成功使用细微超声加工技术在陶瓷材料中加工出了微米级别的微孔；之后我国研发人员也对细微超声加工技术展开了研究，加工出了细微孔。除此之外，超声加工在金刚石加工领域也得到应用，通过使用超声加工技术制作聚晶金刚石拉丝模微细孔，能够降低相关材料破碎概率。
(4)电化学加工。电化学加工在精密机械加工领域主要有两个方面的应用，一是微细电解加工，通过超短脉冲(纳秒级)电源、低浓度酸性电解液，并辅助其他相关技术，控制脉冲和电解液作用的范围，能够将微细电解加工控制在微米级别的加工范围内；二是微细电铸，通过使用高脉冲加以冲液的方式使电铸的金属微粒沉积得更加紧密，从而提升电铸的精密 程度。
3 精密机械加工的影响因素
3.1 原材料质量
原材料质量的好坏直接影响后续精密机械加工进程以及精密机械的质量，因此在进行精密机械加工之前需要检查购买的原材料质量，确保原材料的化学性能、物理结构以及可加工性达到相关标准。原材料的质量不达标，会影响原材料加工质量，还可能影响精密机械产品的质量，导致最终产品达不到客户要求，进而给从事精密机械加工的企业造成较大的损失。
3.2 加工工艺机理
在精密机械加工过程中，加工工艺主要分为两大类型，一类加工工艺是由传统的加工工艺演变而来，通过对传统的加工工艺进行改良，使得传统加工工艺更加精细和精密，从而使传统加工工艺能够达到精密机械加工所要求的标准；另一类是使用特殊加工工具进行精细加工，例如金刚石切削、激光切削、超声波研磨以及磁力抛光等类型。
3.3 质量检测
机械零部件经过加工处理后需要对精密机械加工完成后的机械零部件进行质量检测，一般来说，机械零部件需要经过离线检测、在线检测以及在位检测三个检测流程才能够确定精密机械零部件是否合格。同时，在质量检测过程中，对于机械零部件的质量检测 要求以及检测仪器的精确度水平也会影响质量检测的精准程度。
3.4 加工设备
在精密机械加工过程中，加工设备的精确程度是影响精密机械加工质量的一大重要因素，因此在加工精密机械前，需要对相关设备的精确程度进行调试，确保加工设备能够满足相关精密机械的加工要求。除此之外，加工设备的稳定性以及自动化程度也对精密机械加工有一定的影响。
3.5 操作环境
由于加工过程中所处环境的湿度、温度、防电磁干扰的程度以及环境的清洁程度都会对精密机械的加工过程产生影响。为此，精密机械加工通常在专门的场所进行，且需要将加工场所中的温度、湿度控制在合理的范围内，并进行防电磁干扰处理，保持加工场所的清洁程度。
4 精密机械加工技术的发展方向
4.1 高精度发展趋势
当前，工业产品逐渐向微型产品发展，因此对精密机械加工产业的精密程度要求也越来越高，精密机械加工企业为了迎合工业生产发展的需要，必须进一步升级相关加工技术，从引进高精密程度、自动化智能化设备、提高质量检测标准以及操作环境标准着手，全面提升精密机械加工技术水平。在精密机械加工行业内，大部分企业的加工标准在微米级别内，而随着精密机械加工技术的进一步发展和进步，精密机械加工行业将朝着纳米级别的标准发展。
4.2 智能化发展趋势
过去对精密机械的技术水平要求较低，加之相关辅助技术落后，因此精密机械加工操作主要由人工来完成，而人工操作存在弊端，一是培养熟练操作精密机械工人的难度较大，二是工人生产效率并不稳定， 三是人工操作可能会出现一些人为失误。随着智能化技术的不断发展和成熟，精密机械加工领域也开始使用智能化技术进行自动化生产，这些技术的出现改变了精密机械加工行业过去依靠人工操作的模式，且与人工操作相比，智能化加工能够使机械生产质量和效率更加稳定。除此之外，智能机械的操作更加标准化，能够将加工的精细级别提高到纳米级别。随着智能化技术在精密机械加工领域的广泛应用，未来在航空航天等精密机械制造的生产过程中，智能化加工技术的应用将更加普遍。
4.3 定制化发展趋势
随着我国社会的发展，未来农业、工业、交通、航空以及军事领域将越来越多地应用智能化和自动化技术，而在智能化和自动化技术实现的过程中需要依赖精密机械加工的设备才能够完成。因此，在未来需要进行精密加工的机械类型将越来越多，精密机械加工行业也将迎来定制化发展潮流。精密机械加工企业需要根据各行业客户不同的要求和标准，生产差异较大的个性化精密机械。
4.4 大型化与微型化发展趋势
尽管在大部分领域，精密机械加工技术都呈现微型化发展趋势，不但加工的标准朝着微型化发展，而且加工机械的体积也朝着微型化方向发展，但相关精密机械的体积是朝着大型化方向发展，因此必须建立大型的加工设备机床才能够实现对相关设备的精细化加工。
4.5 绿色发展趋势
过去我国在工业发展过程中忽视了对自然环境的保护，这导致近些年我国环境问题频发，北京雾霾问题以及水污染等相关新闻频频出现，使人们逐渐开始意识到环境保护的重要性。在此背景下，我国政府对环境保护的力度也日益增强，先后出台了多项关于环境保护的文件，同时对于污染较大的企业的取缔力度也不断加大。因此，在未来精密机械加工产业发展的过程中，需要更加重视对环境的保护，通过使用环保新材料、清洁新能源，加工新技术可进一步降低生产污染，并正确处理生产过程中所产生的废品以及污染物，履行精密机械加工企业应该承担的保护环境的义务，降低精密机械加工对环境造成的破坏。
5 结束语
精密机械加工在一定程度上体现了一个国家的工业发展水平，同时也是推动一个国家工业社会发展和进步的重要力量，因此我国需要加大在精密机械加工技术方面的投入力度，培养相关领域的专业人才，从而推动我国精密机械加工行业朝着微型化、绿色化、 智能化的方向发展，抢占未来精密机械加工领域的发展先机。