機械制造工藝中的合理化機械設計與探討

孫凌夫 戰中學 劉澤林 李海豹 宋亞輝 孫全喜 吳紅 陸益軍

摘要：機械設計作為機械制造重要環節，對機械制造質量有著至關重要的影響。為此，在新的歷史時期，機械制造業想要尋求新的發展，就必須不斷創新機械設計，進而確保機械制造質量。通過對機械設計技術創新，能夠減少企業開支，提高制造效率，為企業謀取更多經濟效益。文章結合機械設計和制造的要求，著重就機械制造工藝中的合理化機械設計進行了分析。

關鍵詞：

引言

隨著機械設備在社會生產生活中應用比重的提高，機械設備成為社會經濟高速發展的核心推進器，因此，隨著計算機技術的發展大批設計優良的機械設備被應用于社會生活的各個部分，但機械設備的制造精度以及生產工藝卻大不相同，甚至同一類型及生產標準下的機械設備制造精度都不相同，這些問題基本都是由于機械設計時沒有進行系統的合理化分析造成的，降低了工業生產效率，同時也降低了機械設備使用的便捷性，甚至會降低機械設備的使用壽命，對社會生產生活造成極大困擾。

1機械制造合理化機械設計的影響因素

1.1人員因素

人員是機械制造合理化機械設計工作的實施者，他們自身能力水平的高低對于機械設計的質量有著最為直接的影響。如今，我國的機械設計人員還存在諸多的問題，主要體現在以下幾個方面。一是機械設計人員培訓不到位，而這也會影響到他們的機械設計能力。二是機械設計在技術方面的問題。雖然機械制造行業發展速度很快，但是專業機械設計人員的發展卻跟不上要求，不管是從質量上還是數量上來說都有著很大的缺口，并且很多的機械設計人員都是由農民工擔任的，這些人雖然經驗比較豐富，但是沒有接受過系統的培訓，理論知識比較匱乏，影響了機械制造的創新和發展。

1.2生產設備精度不高

一般而言，在評判機械產品的中主要考慮的是產品的質量是否達到預期水平，如果能夠達到就說明質量是有所保障的。但是目前國內的機械制造加工的生產設備相較于國外還有一定的差距，在精度以及效率方面還存在較大的進步空間。這些設備的存在會造成機械制造加工企業的生產存在許多不可控的風險，輕則會影響產品的生產效率，重則會引發各種安全生產問題，生產的產品自然也會存在一定的質量問題，最終造成機械制造加工企業的客戶大量流失，嚴重制約企業的生產和發展。

2在機械制造工藝當中合理化進行機械設計的措施

2.1采用標準化機械設計

傳統的機械設計中，特別是標準化機械設計制造過程中，實際的機械設備制造與機械設計標準間通常會存在差異，容易導致機械設備成品難以滿足工業生產的標準要求，造成產品質量低下等問題，若上述差異偏差較大時還會對工業生產安全性造成影響，引發工業生產安全問題，造成不必要的財產損失。鑒于上述問題，采用合理化的機械設計時應首先保證機械設備制造的標準化需求，即合理化機械設計策略應在滿足機械制造標準要求的前提下確立機械設計的目標、精度以及準度，并根據實際生產情況適時調整上述三者之間的平衡性，以最大化保證機械設備成品的優品率。以加工中心為例，作為數控加工平臺的高端設備，它實現了自動化技術的集成應用，在輸入程序之后，該加工中心能夠根據程序中的設置，調動其中的各個單元，以較高的效率和質量完成整個生產過程，最大程度地保障產品的質量。

2.2使用標準化零件

機械制造產品質量不僅由完善的機械設計策略決定，還受實際機械制造中原材料質量影響。原材料或者設備半成品其自身的材質、規格等性能參數是影響機械設備制造質量的重要環節，傳統的機械設計策略中，對原材料的性能參數等標準要求沒有系統性的研究，因此為提升機械設計的合理性，應盡可能選取標準化制造的原材料零件，使零件具有統一的材質以及規格等性能參數，在提升機械設備制造質量的同時還有效降低了不同材料進行標準化加工的經濟投入，有效提升了機械制造效率。

2.3提高加工精度

加工精度就是指加工之后零件的幾何參數（形狀、尺寸、位置）和合理零件的幾何參數中的一致程度。受目前技術水平的限制，在兩者之間都存在的偏差，所以稱之為加工的誤差。其解決的方法主要是研究和改進機床的刀具誤差、幾何誤差、定位誤差與熱變形誤差等等。

2.4提高加工表面質量

機械零件的粗糙度會直接影響零件加工性能和加工質量，因此，為了能夠提升零件表面加工質量需要著重做好以下幾個方面的工作：第一，科學選擇刀具。為了能夠提升零件表面加工質量，需要根據加工件的屬性來選擇刀尖圓弧半徑大、幅偏角較小或者適合的寬刀來作為加工刀具。通過選擇適合的刀具來最大限度上減少加工工件的表面粗糙度。第二，選擇適合的切削條件。在機械工件加工操作的時候為了能夠有效提升工件的表面質量，需要根據材料不同來確定切削速度，目的是在最大限度上抑制積削瘤的產生。第三，減少加工零件表面層的變形強化。在零件加工的過程中可以應用恰當的方式來減少表面層的變形。特別是在使用刀具進行工件加工的時候需要相關操作人員注重控制后刀面的磨損寬度和切削用量。在一般情況下會應用較快的切削速度和較小的進給量、適當的切削液來削弱零件變形。第四，提升設計的規范化標準。在零件加工設計的過程中規范化是影響零件設計成效的一個重要因素，在按照標準加工設計零件不僅能夠提升加工產品的加工品質，而且還能夠縮小產品的加工制造成本。

3案例分析

以我國某機械設計制造企業為例，在機械設計過程中，做好統籌規劃，將相應的設計工作分為整體計劃、設計計劃、草案圖、計劃圖、零件圖、制造、檢查等過程，及時明確機械制造活動的主要內容，確定設計活動的內容，樹立創新型的設計理念，在圖紙上科學繪制方案簡圖，制定有效的機械生產信息，這為設計工作提供了指導意見，在圖紙上進行試組裝，根據設計要求，仔細檢查設計問題，做好自身工作，保障整個設計工作的順利開展。在建設計算機綜合機械設計制造系統過程中，考慮到計算機綜合機制及設備構成，將自動化技術引入到其中，以現代化電子信息技術，結合先進原材料供應及科學管理，形成以傳感器、計算機控制、自動化技術支持的現代綜合企業管理模式，對生產中物料、信息及作業實現高效控制，可提高企業產品質量效率，提高企業整體經營效率，為其他機械設計制造產業轉型發展提供寶貴經驗。

結束語

在科學技術多元化發展的背景下，機械制造技術的水平不斷提高。在一定程度上，該領域的智能化機械設計以及生產水平取得了很大的成果。即使跟發達的國家相比較還是屬于發展緩慢的，但如果跟之前比較有很大的進步的，并且取得了巨大發展以及突破，自動化賀智能化都已經實現了。可見，在智能制造時代的背景下，可以從技術機制的構建、創新、發展等方面入手建立機械設計技術優化的體系，也與國家環保設計相呼應。根據以上情況，更加保證了技術的應用效果，從而實現了社會的效益和經濟效益的雙贏。

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