机械结构设计与工艺性分析探究

机械结构设计与工艺性分析探究

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摘要：机械结构是机器产品的体现，是实现机器功能的媒介。在今天的经济发展中，有着不可或缺的贡献。随着技术的进步，对产品功能的额外要求也在增加。工艺设计人员也面临着新的挑战和新的机遇，例如所需产品功能的复杂性、产品的使用寿命要求以及新旧产品更新速度更快等。

关键词：机械；工件结构设计；工艺性

引言

随着机械加工技术的发展，经济发展进入快速发展阶段，构成经济的各种环境在这一发展过程中发挥着各自的作用。机械工业的不断发展进步，也必须与时俱进。如何使机械工件结构的设计更加合理和实用，是所有结构设计人员面临的问题。机械设计中最重要的就是结构设计，要做好机械设计，就要注意机器性能，确定其参数，然后用图纸来表示既定的方案。同时，使用相应的加工机进行图纸所示内容的设计，经过这一系列操作后完成机械结构设计。但是，为了进一步满足大众的真实需求，必须将工艺融入机械结构的设计中。

一、设计影响因素

对于一个机械零件结构的设计，它是一个多学科的任务，有很多要素。对此，在实际设计中必须考虑零件工艺分析、加工工艺研究等各种因素。在这方面，必须能够正确选择零件和材料，通过调整工艺路径，并使用成型方法进行设计。在这部分过程中也存在交互关系，对此，实际设计中应考虑以下因素：一是结构材料的选择。在未使用的材料的情况下，化学性质在性能和强度水平方面密切相关，这在实际应用中产生巨大差异。对此，产品选材完成后，需要考虑产品工艺性能来组织产品的生产工艺流程，并以此确定零件的基本结构。如果所选的结构材料与零件结构不匹配，不仅加工难度会大大增加，而且还会影响结构的工艺性能，增加成本，因此必须保证这一点。事实证明，两者具有良好的适应性。其次是毛坯的工艺方法。对于不同结构的毛坯，具体的毛坯成形工艺也存在显着差异，毛坯成形工艺在一定程度上影响机械零件的结构，形状设计的复杂程度取决于零件的具体结构，其次，加工技术。在加工机械零件时，必须根据零件的工艺要求确定具体的加工工艺。一般来说，要保证机器零件的结构能很好地适应零件的加工工艺，第四，生产批量。对于零部件，由于生产时的生产批次不同，在具体生产工艺的选择上也存在一定的差异，影响到结构的工艺性。在这种情况下，如果产品零件结构对生产批次的适应性好，对提高生产效率和扩大经济效益具有重要意义，五是质量技术指标。在产品质量和技术指标上，直接关系到生产成本和时间。换句话说，质量和技术指标越高，实际生产的成本和时间就越长。当质量指标超过一定范围时，相关成本和成本也随之增加，损害了经济效益。对此，应做好合理的产品质量指标的确定，在符合结构工艺设计的基础上，满足使用要求。在实际零件制造中，零件的结构和工艺会随着生产条件的变化而变化。这意味着即使在某些条件下具有更好结构可制造性的组件也会受到可制造性恶化的条件的影响。对此，需要在实际设计中把握好，使生产条件与结构和工艺相匹配。

二、机械结构设计问题分析

在设计过程中，由于设计者只分析满足工件相关设计的要求（只对刚度和强度进行了理论上的计算和分析），而忽略了工件的工艺，并且没有考虑是否适合实际的加工条件，不是从用户的角度考虑的，由于加工条件等限制，往往也难以达到整体设计的真正目的，而且当加工过程中出现无法解决的问题时，往往很难回过头来修改个别元素。个别设计师并没有完全理解审查工艺的重要性，在很多情况下，督促审查的负责人做不到认真审查工作。工艺是保证产品质量、实现产品设计、降耗节能的重要手段。相关的流程任务涉及多个学科，有很多任务环节，对一个产品的结构和流程进行有效的回顾是一个重要的环节，在后续流程任务的环节中起到重要的指导作用。仔细的生产审查对后续工作有重大影响，有时甚至会导致直接返工。产品结构的经济性审查应按以下程序进行： 工件的形位公差、尺寸公差和表面粗糙度应考虑产品的用途和结构并满足要求，并符合要求。否则，加工方法会增加和改进，制造成本会增加。工装生产的工件应经济考虑的原则是一组零件应基于相似的特性，尽可能对现有工装进行修改和设计，新结构应基于：如果数量足够大，可以考虑新的设计和生产专用工具，以供具体分析工件的数量。对于更少的新设计和生产工具以及外部协作处理，必须以更经济有效的方式进行权衡。

三、机械结构工艺设计原理

3.1结构必须与所用材料相适应

在设计过程中有许多不同的材料，它们都有不同的功能。包括物理性能、机械性能、工艺性能和化学性能。因此，一旦确定了产品的材料，在产品及其零部件的后续结构设计中，就非常有必要考虑所选材料的工艺性能。从某种意义上说，产品结构从根本上决定了材料，同时也决定了相应的材料加工性能和相关的生产工艺。因此，与被加工工件结构相对应的可制造性必须与所选材料相匹配。

3.2结构设计应与毛坯成型方法一致

要生产具有不同结构外观的毛坯，必须采用不同的毛坯成形设计工艺。因此，从某种意义上说，毛坯的成形过程对工件的结构起着不可比拟的作用。铸造和成型新产品时通常使用的工艺的灵活性和可变性允许批量生产相对复杂的工件，通常具有不同的结构。由于型芯制造过程的可变性，特别是在铸造过程中，工件本身形成复杂的内腔提供了可能性。因此，铸造方法形成的工件的结构可以根据工作和使用环境的不同要求设计更复杂。在设计过程中，可以采用中空结构来实现工件的刚性，同时减少材料的使用量。

3.3结构必须与质量的相关技术指标相适应

在一般的制造过程中，要达到机械产品质量和技术指标的水平，相应的生产工艺、成本和所需的工时也是成正比的。往往当某项技术指标高到一定水平时，为了提高相关要求，相应的劳动时间急剧增加，大大降低了生产效率，增加了单位生产成本。所以，从经济上来说，这并不理想。在机械产品设计中，相关质量指标指标的最终确定必须与结构和可制造性相适应，以能够满足用户要求为基础。结构设计应该使我们使用的加工工艺更加经济，提高最终质量。

四、在结构工艺上采取的措施

1、面对设计好的工件图纸的相关尺寸表示，产品设计者必须尽量使用设计标准与未来的生产加工定位标准相互匹配。尺寸的粗糙度和精度也进行了匹配和调整，使操作人员更容易处理，有利于工艺准备。设计结构时必须考虑产品零件的系列化、通用化和标准化。2、技术人员需要认真研究业务，提高专业技术知识和业务能力。要了解过程以及产品的设计。有充分的理由可以说服相关设计师改进设计，实现工艺的合理性，预防为主。3. 继续提高相关人员对工艺评审重要性的认识，强调设计轻工艺，突出产品设计工艺，形成原创性创意，使设计工艺成为判断先进特性变化的重要指标，审查过程应充分考虑经济因素，生产质量和成本尽可能科学合理，以保证生产过程中的产品质量，尽可能降低生产成本，提高生产的经济效益。

结语

总之，机器结构的技术设计是降低生产成本、提高经济效益的关键。机械工件结构的工艺设计必须考虑很多因素，只有将材料选择、施工方法设计、工艺流程和设计过程综合设计，才能合理确定各工艺的具体方案，确保计划的可行性和经济性，最终确保机械工件结构的功能和质量符合标准，节省时间，提高工作效率，取得良好的经济效益。

参考文献：

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［2］唐林，龚京忠，吴宝中，李国喜．交互式零件结构工艺性协同评价系统研究［J］．机械制造，2020，12：65～69

［3］王逸．浅析机械零件设计及加工工艺性［J］．科技经济导刊，2020，10：70