淺談傳統機械設計制造和現代化機械設計

孔德留 李振龍 王少軍 陳志良

【摘 要】傳統機械制造工藝的基礎知識：制作程序以及技術程序，零件裝夾，定位及加工精度。現代化機械設計正在向智能化、信息化發展，而不再是把實現機械某一個單一的功能來作為設計的目標。

【關鍵詞】傳統機械制造；制作程序以及技術程序；機械設計合理化措施；現代化機械設計；計算機輔助；系統化機械設計

一、傳統機械設計制造

（一）傳統機械制造工藝的基礎知識

1.制作程序以及技術程序。關于機器生產技術，制作程序具體是指原材料通過機器設備和勞動力的勞動轉化為可以在市場上進行銷售的商品。這一程序的內容比較豐富：制造工作開始實施的準備工作；原料與毛坯等材料的準備工作；半成品生產的基本操作；附加工作的具體實施環節；商品的包裝設計工作以及需要注意的工作細節問題。具體來說，機器生產技術程序是指用機器生產方式對已經經過加工的半成品進行操作，促進商品生產的完成。

2.零件裝夾。零件在進行生產之前，要先把工件放置在床或夾具的準確位置上，這一程序就是固定位置，并且為了能夠確保位置的準確性，還要把零件夾緊進行穩固，這個程序就是夾緊，所以這兩個步驟綜合起來就是裝夾。機器生產技術的零件裝夾是不是科學對零件的生產品質有著很大程度上的影響，并且還會對商品的生產速度、生產成本產生直接作用。

3.定位。作對于有效到達零部件的質量要求具有重要的作用，零件的定位方法有很多種，應該根據具體情況選擇適合的定位方式，通過對零部件的加工處理，促進裝備質量的提高。定位標準的確定對于定位的工作安排是非常關鍵的，可以通過選擇適宜的定位標準加強機械設備的質量。

4.加工精度。在機械制造工藝的具體工作當中，加工精度是重要的工作內容之一，對于影響加工的質量，保障加工的工作順利進行具有關鍵性意義。具體而言在加工的方式上，在尺寸、形狀、位置和表面質量等方面需要分門別類進行精度控制。有效的精度控制是加強機械質量工藝不斷提升的重要方面，需要多方面進行努力。

（二）機械設計過程中的注意事項

為了保障機械策劃的質量要求機器策劃的總體程序對于保障機械設計的整體流程的順暢具有比較關鍵，在機器策劃的整體規劃工作當中需要不斷對每個環節的工作進行規范，確保每個工作人員做好自己的基本工作，促進策劃方案的全面貫徹實施，就需要不斷在工作中完善體系、合理、適宜進行方案的有效策劃，工作中不斷進行注意：首先，工作基本要求符合策劃方案，做到實踐和理論的基本一致。其次，裝置的具體調解的控制管理。

（三）基于機械制造工藝的機械設計合理化措施

1.在刀具選擇的時候予以重視。為了保證加工表面質量的提高，在進行刀具選擇的時候，應該根據加工件的實際屬性選擇那些副偏角比較小、刀尖圓弧半徑比較大的刀具或者合適的精車刀、修光刃等等，選擇和工件材料適應性比較好的刀具能夠更好的降低工件表明的粗糙度。

2.在進行切削條件選擇的時候必須慎重。想要提高工件表面質量便必須根據材料的需要選擇合適的切削速度，盡量避免產生積屑瘤的產生，此外還可以降低進給量，采用那些效果比較好的切削液等方式來提高工件表面質量。

3.在一定程度上減少表面層變形強化。想要更好的減少表面層的變形，可以采取的方法是比較多的，在用刀具進行工件加工的時候，必須很好的控制切削用量和刀面的磨損寬度。

二、現代化機械設計

（一）計算機輔助機械設計方法

系統軟件處于整個軟件的核心內層，它的作用是對計算機資源進行自動管理和控制，主要包括操作系統和數據通信系統等。支撐軟件又稱為軟件開發工具，是一種軟件工具系統，它的作用是幫助人們高效率開發應用軟件。應用軟件是用于解決各種實際問題的程序，它是用戶利用計算機以及它所提供的各種系統軟件和支撐軟件自行編制的。計算機輔助機械設計首先要建立數學模型，雖然對于一般的機械零件有現成的數學模型可以使用，但對于沒有數學模型的就需要建立正確的數學模型，這是成功進行設計的第一步；接下來，根據手工計算的步驟設計程序框圖；然后根據程序框圖用高級語言編制程序；最后進入程序調試環節，程序編好后，要對源程序及程序適用范圍的邊界、轉折點進行試算，試算與手算結果要完全吻合。

（二）系統化機械設計方法

現代化機械設計正在向智能化、柔性化、系統化、信息化發展，而不再是把實現機械某一個單一的功能來作為設計的目標。在對傳統機械設備改造的過程中，系統化設計和控制技術的應用成為了不可或缺的重要因素。人們對于機械產品的功能的需求隨著科學技術的飛速發展日益增多，這就導致了機械構造變得越來越復雜，產品壽命期逐漸縮短，機械產品更替的頻率逐漸加快。盡管如此，機械產品實際上所展現出的功能仍然無法滿足現代社會的需要。現在，計算機輔助設計已經廣泛應用于整個產品設計的過程中，從最初的設計計算，到設計繪圖，再到生產規劃和加工制造，計算機輔助設計都充分表現了獨特的優勢并且成果喜人。然而，對于產品開發初期方案的設計，計算機輔助設計還是有著不足，不能完全滿足設計的預期需求。如何讓整個機械設計更加系統化，設計過程更有規律性，從而更好的應用計算機輔助設計，這是必須要考慮的問題。于是，系統化設計法應運而生，采用這種設計方法，可以將設計任務由抽象到具體，由淺入深進行層次的劃分，然后對每一層次的既定目標和所采取的方法進行規劃。系統化設計法的優勢在于，每一個設計都是相對獨立卻又保持著有機的聯系，這些個設計結合在一起，就構成了完整的機械系統設計。系統分解時需要注意：首先要把握好分解數和層次。分解數太少和太多都不可以，太少則導致子系統仍很復雜，不利于進行模型化和系統優化，太多又會對總體系統的綜合造成難題。其次，分界面不能過于復雜，可以在要素間結合枝數（聯系數）較少和作用較弱的地方選擇分界面。此外，通常機械系統工作時，能量、物料和信息三者之間存在著轉換關系，從系統輸入到系統輸出的過程中，按一定的方向和途徑流動，不可以中斷或產生紊流，即便分解成各個子系統，它們的流動途徑仍應暢通和明確，在設計過程中，必須保持能量流、物料流和信息流的合理流動途徑。最后，需要了解到，系統分解與功能分解的不同。