機械制造加工工藝合理化的機械設計制造探析

付生輝

關鍵詞：機械制造加工工藝 機械設計 合理化

伴隨著當代社會生產力水平持續不斷提升，機械工業化程度也在積極穩健地向前發展。需要使用可便捷操作、高效安全、經濟環保的機械設備，更需要配合以優化的機械制造加工工藝加上合理的機械設計制造方案，才能滿足機械工業化水平積極穩步發展的需求。而合理的機械制造加工工藝，有利于降低機械制造的投資成本，更利于保障最終生產產品的質量，在一定程度上避免了資源的浪費，因此需要根據客戶實際的要求不斷完善機械設計制造方案。所以，相關機械設計工作人員一定要不斷地學習不斷地豐富自身的設計水平和機械制造加工工藝知識，唯有對于產品進行不間斷的開發和創新，長久的經驗積累設計出合理化的機械設計制造的加工工藝，才能夠使得機械生產企業獲得最大化的經濟利益和社會效益。

1 機械制造加工工藝基礎知識

1.1 機械設計概念

機械設計（machine design），根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程[1]。

1.2 機械制造加工工藝的概念與特點

1.2.1 概念

機械制造加工工藝是由加工機械零件時所運用的各種方法和采取所有技術手段組成的。舉個簡單的例子，切削加工工藝就包括了去皮的加工方法、后續加工工序的安排、每道工序加工余量的確定、每道工序裝夾及定位的方法、每道工序設備/ 刀具/ 夾具等工藝裝備的選擇以及切削液種類用量等等。

1.2.2 特點

機械加工制造作為機械工業保證生產的非常重要的手段，其具有以下顯著特點。特點一，擁有高水平的設計才能運用先進的技術手段去完成機械加工制造工作。所以為了促進設計水平的提高，必須以先進技術和完善的設計理念作為指導，不斷地在實際機械加工制造工程中探索前行，形成良性循環，相互促進。特點二，采用何種機械加工制造手段，直接影響機械產品最終的質量。通過機械設計和制造工藝的輔助，能夠滿足機械產品生產加工需要，促進產品質量提高，從而有利于促進機械設備質量提高，更好滿足人們需要[2]。

1.3 機械設計制造原則

機械設計制造時，一定要運用整體性的眼光來對待各個環節的設計制造工作，根據機械產品每一工序的數據以及對零件的要求，提高機械設計的整體精準度，在保證各個部件組合合理的基礎上，研究出最終的設計制造方案[3]。

進行機械設計制造時，應將機械理論知識與實踐經驗充分恰當地結合，使得設計制造出的機械產品不但滿足最終實際使用的需求，還能在一定程度上提高機械產品的質量，為機械生產企業能獲得更多的經濟利益和社會效益，才能使得機械生產企業穩定持續發展。

2 機械制造加工工藝合理化機械制造設計必要性

當前，我國工業現代化在穩步迅速發展，持續推進了我國城市化建設，為進一步加快城市化建設，就離不開作為國民經濟的支柱行業的機械工程行業，而機械工程行業需要使用越來越多的更加先進的機械設備。機械設備是機械工程行業的重要組成部分，而機械設備需要使用合理化的機械制造設計方法產生優化的機械制造加工工藝才能生產出高質量、成本低的機械產品。而機械設計作為機械制造的第一道工序，對于機械設備的生產制造是至關重要的，機械設計的方向直接影響后續生產加工的形式和產品質量。因此，機械生產企業進行機械制造過程中進行合理化的機械設計制造對企業的經濟發展有百利而無一害，而整個機械工程行業都采用合理化的機械設計制造，那么對于國民經濟就是一個巨大的推動。合理化的機械設計制造還對機械行業的從業人員及使用人員的學習、工作和生活有著很直接地影響，因此，推動實行機械制造加工工藝合理化的機械設計制造是非常必要的。

3 機械制造加工工藝合理化機械設計制造內容

3.1 重視綠色環保機械設計

綠水青山就是金山銀山，這是國家倡導的綠色環保的總基調。那么機械制造加工行業也需要保持同樣的步調，必須重視綠色環保，倡導綠色環保，踐行綠色環保。為滿足綠色環保要求，推行機械制造企業的綠色環保文化，企業中的機械設計師應主動參與其中，不但積極主動在設計制造過程中融入綠色環保設計理念，尤其需要在機械制造加工工藝中，提高原材料的利用率，選擇合理的加工工藝，保證整個生產過程綠色環保，而且最終產出綠色環保的機械加工產品。而對于機械制造企業，在機械制造過程中原材料及加工設備的投入是影響企業運營成本非常重要的組成部分，因此在實際的機械設計工作中，必須從產品的性能要求和制造加工工藝著手，采用合理的綠色環保的設計理念，合理配置原材料的投入使用量，挑選適當的加工工藝，避免在后續加工過程中，出現非必要的原材料浪費，以及加工工藝不當而追加加工設備等情況。除此之外，設計人員還應主動監督控制機械制造過程中產生的污染物的種類和數量，保證其維持在較低的水平，使得整個機械制造過程充分體現綠色環保的理念。另外，對于原材料在制造過程中，一定要盡可能多地運用綠色節能環保的材料。比如可降解材料、無污染材料，這些都是隨著各行業對于綠色環保越來越重視而不斷開發出來滿足綠色環保要求的產物。盡可能地利用節能、環保和無污染材料能夠有效提高機械制造工藝中環保性，也有利于提高企業核心競爭優勢，使得企業在獲得良好的經濟效益的同時，也能在市場競爭中樹立的良好的綠色環保的企業想象。能夠使得企業緊跟國家倡導的綠色環保的大潮流，健康可持續發展。

3.2 提高加工方法及改進技術手段

機械制造加工工藝是由加工機械零件時所運用的各種方法和采取所有技術手段組成的。仍以切削加工為例，其工藝就包括了去皮的加工方法、后續加工工序的安排、每道工序加工余量的確定、每道工序裝夾及定位的方法、每道工序設備/ 刀具/ 夾具等工藝裝備的選擇以及切削液種類用量等等。對于不同類型的機械加工產品采用的加工方法和技術手段，肯定不盡相同。而設計人員要做的是對于不同類型的產品根據其性能要求，詳細分析出與現有產品的加工工藝方法不同，結合現有技術手段，合理制定出最優化的加工制造工藝設計方案。比如精密齒輪產品，因要求配合精度提高，相當于增加了齒輪制造的標準，因此設計人員就不能完全借用以前的加工工藝，需要及時調整再熱處理后增加精滾齒工藝，這樣使得加工出的齒輪提高了齒面的粗糙度從而滿足了配合精度。如果實際生產中不提高加工方法及改進技術手段，如前文所說的增加齒輪的精滾齒工藝，就會導致實際生產的齒輪不滿足性能要求，嚴重會引起實際使用中的失效等事故。

3.3 增強機械設計和加工工藝的標準化

上一小節我們闡述的是不斷提高加工方法和改進技術手段，但事物總是相對的。當前隨著機械工程行業的發展，機械設計和加工工藝標準化是一個重要的發展趨勢。既然機械設計和加工工藝標準化是發展的必然趨勢，那么機械設計人員也不應忽視。企業如果能夠采用標準化的設計和加工工藝，機械零件不僅能夠從尺寸、規格、結構方面甚至性能方面都能實現標準統一化，這樣機械設計和加工制造在不必投入新的加工手段前提下就能簡便順利地進行。不但減少了設計人員的重復確認工作，既提高了機械設計質量也提高了機械加工制造按統一標準的順利運行，而且降低了非標準設計及加工制造工藝帶來的成本投入，提高了機械加工制造效益，增加了企業的經濟效益。再比如，對于生產類似使用要求的齒條，設計人員就沒必要針對于每一個小品種重新設計，重新制定加工工藝，而是制定有效統一的設計，采用統一的加工工藝去實現，這樣就減輕了設計人員的工作負擔，也減少機械加工設備、工裝、夾具的投入，從而提高了機械加工的制造效益，為企業帶來了明顯的經濟效益。因此，設計人員必須重視提高相似件零件的標準化設計水平，這樣才能更好地指導機械制造加工工藝的標準化，提高了企業同樣類型零件的加工體量和質量，提升了企業的競爭力水平。

4 結語

在機械設計過程中，設計人員首先要對零部件要求有全面理解，提出合理化的機械設計方案，其次要對機械制造加工工藝全面了解，確定出機械制造工藝的加工方法和技術手段，結合以往的經驗，就會形成對機械參數和機械加工工藝合理化的機械設計[3]。在機械設計中運用綠色環保設計理念，兼顧標準化的機械設計和加工工藝方法，并不斷針對于越來越高的技術要求而不斷地提高加工方法及改進技術手段，使得生產出的零部件產品的精度及質量，能夠更好地滿足客戶需求，同時改善了生產過程中的綠色環保性，不但促進企業在機械制造中獲得最大的經濟效益，也在市場競爭中樹立了良好的綠色環保的企業形象。企業有了綠色環保的形象也就符合了國家綠色環保發展的號召，企業也會健康、科學、持續地發展。