机械生产率的设计及机械工艺分析

机械生产率的设计及机械工艺分析

杜哲张勇史笃山

武汉圣禹排水系统有限公司湖北省武汉市430000

摘要：在机加工过程中，产生误差是不可避免的。只有对误差产生的原因进行详细的分析，才能采取相应的预防措施以尽可能地减少加工误差，从而有效提高机加工的精度。随着社会的发展、人们思想观念的更新和科学技术的发展而提出，对节能、环保、改进产品性能和增加产品市场竞争能力等方面的重要性而受到越来越多的重视。

关键词：机械生产率；设计；机械工艺；分析

由于人们对各个机械要求的不断增加，使得设计手段就显得优点力不从心，跟不上时代发展的需要。在当前的设计中，主要是采用计算机技术的辅助进行设计和研制，主要的手段是通过设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划来进行系统化和流程化的设计方法，这种方法在当前设计中已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，但是由于当前各种更新的不断增加使得当前产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。因此在当前的设计过程中提高计算机技术的发展是实现机械设计的前提与基础。

1机械加工精度的概念及内容

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。它们之间的差异称为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低。误差越大加工精度越低，误差越小加工精度越高。

生产对象是指原材料、毛坯、铸件、焊接件、冲压件、关键件、试件、工艺用件。采用何种样件完成机械制造,是我们首要考虑的问题。有些零件的制造可焊、可锻、可铸、可车,在满足其工艺要求的前提下,进行成本估算。当然首要原则要达到材料对力学方面的要求,如强度、塑性、韧性、屈服极限等等,以及在高温、高压、强酸强碱的工况下,是否达标,并且考虑生产对象的加工性能。

加工精度包括三个方面内容：尺寸精度指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度；形状精度指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度；位置精度指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想。在相同中的各种因对准确和完足产品加工方法的生产条件下所加工出来的一批零件,由于加工素的影响,其尺寸、形状和表面相互位置不会完全一致,总是存在一定的加工误差。同时,从满作要求的公差范围的前提下,要采取合理的经济以提高机械加工的生产率和经济性。

2工艺方法

工艺方法是制造手段,有铸造、锻造、热处理、机械加工及电加工。因加工精度和对金属组织的要求采用不同的方法制造,一般依照机械制造行业标准制造。现对这5种加工方法进行论述并说明其主要特点。

⑴铸造是将熔融金属浇注入型腔,待凝固得到一定形状和性能。它包括刻模、刷涂料层、浇注、热处理,其环节复杂且环环相扣。制定每一个工种规范工艺,可以达到借鉴和总结经验的作用,不断地改进和提高。刻模规范的下料,合理设置浇冒口,涂料的化学性能和物理性能及涂层的厚度,浇注温度的把握及如何合理利用热效益。

⑵锻造是在加工及工具的作用下,使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形,以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件加工方法。它可以局部改善材料的材质,有较好的强度及表面硬度,对材料损耗消耗较小。

⑶热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却,以改变其整体或表面组织,从而获得所需要性能的加工方法。热处理种种工艺知识的普及对优化制造可降低成本。

⑷机械加工是利用去除材料加工方法得到,依照零件形状位置和加工精度选择合适的加工方法。充分了解车床的加工性能,及机床各个部分正确的使用方法,减少机床的磨损和刀具的损坏,同时可以提高加工的精度。

⑸电加工是直接利用对工件进行加工的方法。我们常用的有等离子加工和刷镀。

3提高加工精度的工艺措施

3.1减少原始误差。提高加工零件所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形产生的误差，减少刀具磨损、内应力引起的变形误差，尽可能减小测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取相应的解决措施。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形；对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。

3.2误差补偿法。对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。

3.3分化或均化原始误差。为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。

3.4转移原始误差。该方法的实质就是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去。转移原始误差至非敏感方向。各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向，则可大大提高加工精度。转移原始误差至其他对加工精度无影响的方面。

4现代设计方法

4.1创新设计。创新是设计的本质，随着科学技术突飞猛进的发展，产品的市场竞争也日益激烈。们消费观念不断变化，产品的创新性，创新产品能满足甚至创造出新的需求宜人性等因素愈来愈受到重视，大量科技成果转化为生产力，在竞争中占据着突出地位。在这种形势下，创新设计是产品适应新的市场形势的最好途径，因而必然有较强的市场竞争力。

4.2机械产品模块化设计是为了满足市场的需求而出现的,它是对一定界限内的不同产品的性能、规格进行分析得出一系列的功能模块,这些模块成为基础,通过对它的选择,重新组合构成不同的产品,以满足市场需求。模块化设计可以增加产品的种类和规格,减少产品的设计和生产时间,为早些推向市场赢得时间。模块化设计还可以为产品的更新换代和产品的开发方面做出贡献,提高产品质量,降低生产成本,增加企业的市场竞争力。

4.3响应设计。随着市场竞争的加剧，使得产品的更新换代不断加快，市场寿命周期不断缩短。现代科技的日新月异，建立快速捕捉市场动态需求信息的决策机制。实施快速响应设计技术，适应市场环境的变化，面对瞬息万变的市场环境，用户需求的转移，增强企业市场竞争的有效途径。更要求企业具有高度的灵敏性，不断地迅速开发新产品，能抓稍纵即逝的机遇，变被动适应用户，这样才能保证企业在竞争中立于不败之地。在这种时代背景下，市场竞争的焦点就转移到速度上来，快速提高更高的性能/价格比产品的企业，将具有更高的竞争力。为提高快速响应能力，企业首先应当能迅速捕捉复杂多变的市场动态信息，并及时作出正确的预测和决策。

4.4智能化设计方法。智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行，也难以用数学模型进行完整的描述，而需根据产品特征进行形式化的描述，借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此，欲实现计算机辅助产品的方案设计，必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题，由此形成基于产品特征知识的设计方法。目前，智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计，直观性较好，开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中，要求软件具有较高的智能化程度，或者有丰富经验的设计者参与。

5结语

优化机械加工是保障产品质量,节能降耗的重要手段;它涵盖加工操作、技术应用、工艺设计和实施、材料分析等方面的知识,为产品上质量、上水平、并不断创新提高效益奠定基础。机械优化设计是在进行某种机械产品设计时，根据规定的约束条件，优选设计参数，使某项或几项设计指标获得最优值。企业竞争力的关键在于适应市场需求,不断地推出新产品,而新产品的出现又需要产品设计方法的创新,只有如此,才能保障企业的竞争力,促进企业发展。

参考文献：

[1]乔固.机械自动化控制系统浅谈[J].科技风，2010，（07）.

[2]裴韶光.机械自动化技术发展中的几个要点[J].企业导报，2010，（02）.