机械制造工艺中机械设计的合理性探讨

机械制造工艺中机械设计的合理性探讨

甘武平 宿连霞

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266000

摘要：改革开放后，我国机械制造进入了新的发展时期，机械制造与设计工艺逐步提升，推动了现代机械制造行业的发展。机械设备在生产生活领域的广泛应用，使得各个机械设备的可靠性得到了人们的关注，机械的合理性设计关系着机械制造工艺能否得到有效应用。机械设计的合理性不仅能够满足机械制造成本控制的要求，还能够有效提升机械的整体性能，满足生产的各种需求。机械设计的合理性要求各个设计人员需要充分考虑各种因素，保障设计质量。

关键词：机械制造工艺；合理性；机械设计

中图分类号：TH16

文献标识码：A

引言

随着时代的发展，我国不断推进智能化工业，应用机械程度越来越高，尤其是机械制造工艺复杂性较强，对技术具有较高要求。而机械设计作为其中的重点，如若方案存在问题，则必定会对机械制造质量造成严重影响，其制造产品无法满足民众需求，增加经济损失。因此，设计人员应当结合标准准则，实现全面设计，结合机械产品性能，以多样方式加强设计效用，进而降低生产成本，延长设备使用寿命。

1机械制造工艺的流程

1.1零件装夹

机械制造工艺中，零件装夹的操作标准化、流程合理性直接影响着机械产品制造质量。在零件装夹期间，技术人员应在加固处理前期，将零件放置在加工机床、磨具等夹具内的合理区域中，并且在位置调整无误后进行加固处理。另外，应保证零件加工期间位置选定的精确性、放置后零件的稳定性，从而避免产生零件变形情况。零件装夹不仅影响着机械产品制造水平，关系着生产有效率、加工企业的经济利益，所以需坚持“科学严谨”的基本态度，严格把控各环节加工质量。

1.2加工精度的深度控制

机械制造环节，加工精度控制极为重要。机械设备中的零部件数量很多，属于精密型加工作业。如果零件加工精度难以实现，将影响整个零件的质量，最终降低机械设备的性能。在机械制造程序结束后，零件需经历毛坯到半成品、成品的过程。从半成品到成品的过程中，加工精度的控制极为重要，主要需要控制零部件尺寸、形状、位置等。加工精度的控制中，采用的控制方法相对多样，包含基本试切法、固定标准刀、自动形成法等，而形状精度控制多采用成形法和轨迹法。

1.3零件的定位

零件作为机械制造业中的重要组成部分，其定位的准确与否，将直接影响制造过程的精确度和产品的质量。故此，在进行机械制造加工时，操作人员首先要做到的就是对零件进行精准的定位，只有确保万无一失，才能够促进后续工作的顺利进行，使产品质量得到保证ＩＵ。在具体的定位中，要严格遵守设计方案中的要求，选择标准应以各类零件的使用说明及安装方法为准，然后根据实际情况进行准确的定位与安装。

2机械制造工艺中机械设计的合理性

2.1提高加工精度

为确保机械设计的合理性，需重视机械零件、机械产品加工精度的提高。加工精度具体指零件加工制造后，位置、尺寸、形状等参数与零件生产标准中相关参数的契合度。由于机械制造行业中，部分加工技术尚未发展成熟，机械加工标准零件仍会产生相应误差，而加工精度的提高则是对相关误差所进行的控制。一方面，技术人员应基于影响机械产品加工精度的因素及常见加工误差，深入分析加工误差的产生原因、产生规律，从而采取对应解决措施，避免误差的产生。另一方面，需从测量工具选择、机械产品结构分析、加工工具的创新优化等方面，控制机械产品加工精度，使其加工制造符合相关标准。技术人员可通过对原始误差的有效处理，提高机械产品加工精度。首先，在机械设计、加工制造中减少原始误差。机械设计者应系统分析原始误差产生原因，并通过完善加工设备功能、提高加工用具精度等方式，避免原始误差的产生。如在机械加工制造中，持续优化加工机床，提高夹具、刀具等机械零件加工或使用精度，或是通过增强设备散热能力、改善机械零件受力等方式减少原始误差，提高加工精度。其次，均分机械制造环节的原始误差。实际加工作业中，工序误差、毛坯误差的产生及零件材料性能的变化，均属于原始误差。为有效解决原始误差或避免误差扩大化，应使用“分组调整、均分误差”的方式，按照原始误差大小将其评分分为n组，从而在加工制造环节中将原始误差范围调整为1/n，之后可结合各加工小组误差情况完善加工工序。最后，应于产品加工制造初步结束后，以标准件为参照物，对比二者特征，随后通过精准校对、修正等方式，缩小加工零件误差。

2.2提高加工方法及改进技术手段

机械制造加工工艺是由加工机械零件时所运用的各种方法和采取所有技术手段组成的。仍以切削加工为例，其工艺就包括了去皮的加工方法、后续加工工序的安排、每道工序加工余量的确定、每道工序装夹及定位的方法、每道工序设备/刀具/夹具等工艺装备的选择以及切削液种类用量等等。对于不同类型的机械加工产品采用的加工方法和技术手段，肯定不尽相同。而设计人员要做的是对于不同类型的产品根据其性能要求，详细分析出与现有产品的加工工艺方法不同，结合现有技术手段，合理制定出最优化的加工制造工艺设计方案。比如精密齿轮产品，因要求配合精度提高，相当于增加了齿轮制造的标准，因此设计人员就不能完全借用以前的加工工艺，需要及时调整再热处理后增加精滚齿工艺，这样使得加工出的齿轮提高了齿面的粗糙度从而满足了配合精度。如果实际生产中不提高加工方法及改进技术手段，如前文所说的增加齿轮的精滚齿工艺，就会导致实际生产的齿轮不满足性能要求，严重会引起实际使用中的失效等事故。

2.3渗入环保理念

随着环保理念的深入人心，我国各个行业与领域的发展方向越来越重视生态和经济效益的相互结合，各行业和领域也比较重视培养和该行业的生态发展相匹配的的技术，使行业发展方向可以和国家发展方向相一致，其中机械制造工艺中的生态发展理念就包含了环保意识，比如在制作产品的过程当中与制作环境中积极采用绿色环保的材料，降低了对地球环境的影响，也减少了企业在环境保护方面的投入成本，从而实现了经济效益、社会效益、生态效益以及环境效益的和谐发展。

2.4优化设计方式

合理性机械设计时，要提高机械设计的整体质量。相关设计人员必须在日常工作中加强设计经验积累与学习，不断提高设计质量。提高加工精度能够大大提高机械设计的合理性。但是，在当前的机械制造、零部件加工过程中，常常会受到人为因素的影响产生加工误差。因此，在机械制造中要有效避免各种加工误差，逐步优化设计方式，从根本上控制加工精度。设计方式的科学应用能够提高设计的整体质量，为制造加工提供重要的保障。近年来，在机械设计中要保障设计的合理性，逐步开始推广标准化设计。机械行业虽然在我国经历了多年发展，但是设计标准的不统一难以保障机械零部件的质量，最终影响了机械产品的性能。在未来的机械设计中，必须逐步建立标准化设计体系，优化设计方式，实现设计成本、产品质量与效率的控制，为机械相关企业创造更大的利润空间。当前，数字化程序等信息技术逐步被应用于机械设计领域，不仅提高了机械设计的整体质量，也逐步提升了设计的标准化水平。

结束语

在市场经济中，各行业对机械制造量、机械设计质量提出了更多更高的要求。为促进机械制造工艺的深入优化与发展，突出机械在社会经济中的应用价值，技术人员需确保机械制造工艺中机械设计的合理性，持续提高机械产品设计水平。

参考文献

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