淺談機(jī)械制造工藝中的合理化機(jī)械設(shè)計

徐正風(fēng)

摘 要：機(jī)械設(shè)計并不是一項單獨的學(xué)科，其設(shè)計過程中所設(shè)計到的學(xué)科眾多，是一項綜合性的學(xué)科，所以，有較高的專業(yè)性和難度。機(jī)械設(shè)計涉及的領(lǐng)域也很廣，比如，汽車制造業(yè)、化工、冶金、食品加工等，這充分體現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計在機(jī)械制造工藝中的重要性?；诖?，本文簡單闡述了機(jī)械制造工藝的相關(guān)知識以及機(jī)械制造工藝設(shè)計中的注意事項，最后著重分析提高機(jī)械制造工藝中的合理化設(shè)計的措施，希望對相關(guān)設(shè)計人員和機(jī)械制造企業(yè)有所幫助。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造工藝;機(jī)械設(shè)計;重要性;注意事項;建議

引言

工業(yè)革命以來，機(jī)械制造業(yè)一直在不斷發(fā)展，很多機(jī)械制造工藝也在不斷完善和創(chuàng)新。在新時期下，人們對于產(chǎn)品的功能性、美觀性、實用性的要求更高，這也促使機(jī)械制造工藝朝著多樣化的方向發(fā)展。而機(jī)械制造工藝性的核心便是機(jī)械設(shè)計是否合理，有合理的機(jī)械設(shè)計才能設(shè)計出完善的機(jī)械制造工藝，也就是說合理的機(jī)械設(shè)計對于機(jī)械制造工藝而言至關(guān)重要。

1機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)知識

1.1制造程序以及控制程序

機(jī)械制造過程可以分為兩個方面：制造程序、控制程序。制造程序是把基本材料加工成目標(biāo)產(chǎn)品的全過程，這其中包含了很多的階段，例如原材料的采購，運輸，材料的初加工成型和后面一系列的精加工等。而控制程序就是制造程序的補(bǔ)充，控制程序主要控制產(chǎn)品生產(chǎn)的整個過程，而每一階段的具體生產(chǎn)計劃則是由制造程序制定的。例如制造程序規(guī)定某一半成品要經(jīng)過半精車，精車，最后研磨才能成為最終的成品，而半精車采用什么車床，車削參數(shù)等都是控制程序決定的。

1.2零配件裝夾機(jī)

機(jī)械零配件的生產(chǎn)離不開適宜的夾具裝夾和機(jī)床，夾具裝夾是為了每一次操作固定零件，而固定的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性與最終與零件的質(zhì)量密切相關(guān)。因此，為了確保零件的穩(wěn)定和準(zhǔn)確，必須首先對其進(jìn)行裝夾操作，然后適當(dāng)進(jìn)行穩(wěn)固性處理。裝夾的作用是將機(jī)械零件夾緊并保持在某個位置，這一環(huán)節(jié)的成敗關(guān)乎零件的質(zhì)量，以及最終生產(chǎn)的成本及效率，由此可見其重要性。當(dāng)前常用的裝夾方法包括劃線找正式，直接找正式和夾具裝夾式等幾種。

1.3定位

機(jī)械制造加工流程中的工件定位是為了保證零件加工的準(zhǔn)確性，通過機(jī)械定位，使同一批工件逐次在夾具中有同一正確的位置，從而保證在機(jī)械加工中，零件加工的精度不受影響，能夠?qū)⒄`差降至最低。

1.4加工精度

加工精度是衡量機(jī)械制造水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，也影響著零件的加工質(zhì)量，因而是機(jī)械制造工藝中重要的工作之一。加工精度可以分為尺寸精度、位置精度、形狀精度和表面質(zhì)量等幾個方面，只有各方面的精度都達(dá)到要求才能保證整個零件的加工精度。由于加工精度分為多個方面，因而提高加工精度也要從多個方面努力，例如提高表面質(zhì)量可以采用分步加工法，提高位置精度可以采用合理的定位，提高尺寸精度可以采用更好地對刀方式。

2機(jī)械制造工藝中機(jī)械設(shè)計的注意事項

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)和前提，機(jī)械制造是依據(jù)機(jī)械設(shè)計對原材料進(jìn)行加工和制造的。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計時，要注意以下幾點：

第一，設(shè)計人員要明確即將設(shè)計零件的用途，明確零件的制造工藝，不能單從設(shè)計的角度出發(fā)，要和制造工藝聯(lián)系起來，要保證制造的可實施性。在整個設(shè)計過程中，要和零件制造人員多溝通，多接納他們的意見，從多方面進(jìn)行考慮，設(shè)計出科學(xué)的、合理的、可實施性強(qiáng)的圖紙和方案。

第二，設(shè)計過程中，要了解設(shè)計的用途和要求，根據(jù)實際需求對原有的零件或方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，對設(shè)計過程要做出合理的規(guī)劃，在保證運用的理論是正確的前提下，還要保證實施的可行性。

3提高機(jī)械制造工藝中的合理化機(jī)械設(shè)計的措施

3.1嚴(yán)格遵循機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則

相關(guān)機(jī)械設(shè)計人員要根據(jù)概念標(biāo)準(zhǔn)開展設(shè)計工作，按照機(jī)械產(chǎn)品實物的形態(tài)采取標(biāo)準(zhǔn)化的改良措施，同時還要注重機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品制造加工操作的規(guī)范性。在執(zhí)行程度上可以分為推薦執(zhí)行以及必須執(zhí)行兩類，推薦執(zhí)行大多是對機(jī)械設(shè)計方案進(jìn)行改善改良的合理化指導(dǎo)建議，而必須執(zhí)行是為保障產(chǎn)品功能和性能，所必須采取的設(shè)計內(nèi)容和加工措施。

遵循安全性化準(zhǔn)則的主要目的是保障制造加工操作人員的人身安全，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)備的正常、高效運轉(zhuǎn)。另外一方面，安全性準(zhǔn)則化原則也不僅僅是針對人身安全，還注重對環(huán)境的影響，旨在實現(xiàn)污染有效預(yù)防及零部件的平穩(wěn)運行，降低設(shè)備能耗，形成綠色環(huán)保的設(shè)備制造加工模式，深入貫徹落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略;技術(shù)性能準(zhǔn)則通常是機(jī)械設(shè)計制造過程中，對其所應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行規(guī)范，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。遵循技術(shù)性準(zhǔn)則的主要目標(biāo)是保障各項機(jī)械設(shè)計技術(shù)的執(zhí)行得到規(guī)范，從而確保機(jī)械產(chǎn)品的整體質(zhì)量得到提高，實現(xiàn)機(jī)械制造加工的合理化和科學(xué)化，穩(wěn)定發(fā)揮機(jī)械產(chǎn)品的實際應(yīng)用性能和功能。比如在齒輪零件的生產(chǎn)加工工藝中，其技術(shù)要求為無毛刺、無飛邊、齒輪精度符合設(shè)計工藝等級等，將公差誤差控制在允許范圍內(nèi)，有效處理銳角和鈍角等，以保障機(jī)械設(shè)計制造的合理性。

3.2提高加工表面質(zhì)量

3.2.1選擇適合的刀具

為了使設(shè)計更加合理化，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)機(jī)械零件尺寸特性和實際加工情況，選擇合適的刀具，減少加工圓弧部位和倒角時的誤差，可以選擇精度相對較高的修光刃和精車刀，提高加工表面的質(zhì)量。

3.2.2選擇合適的切削條件

切削條件包括切削速度、切削液種類選擇等，切削條件也是影響加工表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。應(yīng)在保證滿足生產(chǎn)計劃的前提下，選擇合適的切削速度和進(jìn)給量，并在切削液的輔助下進(jìn)行切削，保證均勻切削，盡量減少積屑瘤的產(chǎn)生。

3.2.3降低表面層變形強(qiáng)化

在加工的過程中，刀具會磨損，為了達(dá)到降低機(jī)械零件的表面層變形強(qiáng)化，應(yīng)將刀具的變形和磨損量控制在合理范圍內(nèi)，這樣也能提高加工表面的質(zhì)量。

3.2.4提高加工精度

機(jī)械零件的加工質(zhì)量在很大程度上受到加工精度的影響，所以，為了提高加工零件的質(zhì)量，使設(shè)計更加合理化，應(yīng)注意控制零件的加工精度。提高加工精度的方法有下列幾種：

選擇合理等級的零件測量器具，測量器具的精度要達(dá)到設(shè)計要求，要高于零件尺寸的精度，這樣有利于保證零件尺寸的精度達(dá)到要求，從而保證零件的加工質(zhì)量。

設(shè)計過程中，要科學(xué)管理加工工具和裝夾工具，不同的零件加工需要不同的裝夾和加工工具，加工人員應(yīng)在加工過程中不斷提高零件和工具的契合度，致力于優(yōu)化和調(diào)整加工方式。

機(jī)械制造過程中的加工誤差是無法避免的，切削環(huán)節(jié)、制造加工環(huán)節(jié)、加工刀具的磨損等都會影響零件的加工精度，因此設(shè)計時要注意對不同的零件要采用不同的控制方式，提高零件加工的精度，降低加工過程中的誤差。

3.3綠色制造工藝

綠色環(huán)保是當(dāng)今時代的主題，在機(jī)械制造工藝中的機(jī)械設(shè)計中也要有所體現(xiàn)。設(shè)計人員應(yīng)不斷創(chuàng)新自己的設(shè)計理念，不斷調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計手段，切實將綠色環(huán)保理念運用到機(jī)械設(shè)計中去，在滿足設(shè)計要求的前提下，盡量采用更加新型、更加環(huán)保的設(shè)計方法。并且，要同時兼顧經(jīng)濟(jì)和環(huán)保這兩個方面，制造過程中，肯定會有少量原材料的剩余，不要直接將剩余原材料丟棄，應(yīng)在下次制造時盡可能利用起來，節(jié)約制造企業(yè)的成本。設(shè)計過程中，不可污染性較大的原材料，優(yōu)先選擇綠色環(huán)保材料和可降解的原材料，并且要提高環(huán)保材料的利用率。只有這樣，才能符合當(dāng)今環(huán)保的主題，利于制造企業(yè)更好的發(fā)展。

結(jié)語

機(jī)械制造過程中，合理化的機(jī)械設(shè)計會給整個制造流程提供重要的指導(dǎo)，提升了工作效率，降低了制造成本。只有不斷提升機(jī)械設(shè)計的科學(xué)合理化，創(chuàng)新機(jī)械制造工藝技術(shù)，才能使我們生產(chǎn)的產(chǎn)品更具市場競爭力。

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