根據機械制造工藝科學性的機械設計

王佳智

（沈陽職業技術學院汽車分院，遼寧 沈陽 110015）

1 機械制造工藝詳盡加工過程研究

1.1 加工過程規劃

加工過程規劃指的是確定相關產品加工成型過程及技術推進過程內容，加工成型過程指的是機械加工制造產品由原材料轉化成最終成品的全部進程，該過程涉及過程和內容復雜多樣化，產品加工以前必須全面準備好原料和半成品件等籌備工作，毛坯件制造成型，確定了加工成型的解決方案，引入相應工藝方法，與此同時，包括成品包裝規劃等，均需要全方位考量。技術推進過程內容指的是確定最終成品種類、形式和外形尺寸等，根據多層次過程和技術作業完善提升，促進相關機械加工成型問題和熱處理等特定解決方案使用執行問題，進而科學設計和完善相關機械制造加工工藝方法[1]。

1.2 加工成型過程的精準度

針對產品工藝流程的設計來講，加工成型過程的精準程度是最值得相關工程技術人員重視的的關鍵點及難點，這是因為加工成型過程的精準程度和相關的加工成型技術的具體使用程度高度相關，并且制約著產品品質和加工成型的整個過程。在實際加工成型過程中，科學規劃設計且確定相關零件的最終成品的精準程度，是相關技術人員明確產品質量標準、長寬高尺寸、需要加工的區域、正確的工藝方案的技術關鍵點；需要控制好零件的加工成型精度，能夠顯著優化加工過程，提高成品的質量。例如：在車輛產品的零部件的機械加工成型過程之中，一定要在鍛造毛坯料時科學控制其正火的溫度，以此來保證該零件的加工精度。科學校準正火溫度來確保待加工零件的硬度指標，在零件硬度位于195 HB～205 HB，需要使用金屬切削加工工藝（如圖1 所示），以此保證相關產品品質，在使用42CrMnMo原材料進行切削加工時，可以連續升溫至875 ℃，在進行保持空氣冷卻工藝以后，在650 ℃～680 ℃的溫度達成回火工藝處理，使該零件明確符合切削加工工藝規范，以此提高機械加工精準度。

1.3 待加工零件的裝夾方法

在相關機械產品制造加工成型過程中，待加工零件裝夾步驟是一項最重要的工藝流程，此過程經過相關操作者的操作挑選出適當的加工位置，并在相關的機床等加工設備的此位置上固定毛坯原材料，以此保證機床制造加工成型的相關工藝流程順利有效地進行。零件的裝夾過程必須夾緊穩固相關的毛坯件，由于金屬零件在切削加工進程中會連續向毛坯件加載外力，所以科學妥善地進行裝夾工藝流程，能夠在生產加工成型過程順暢完成的前提下確保過硬的最終成品的優良品質。相關的工藝流程設計工作者需要根據相關產品加工成型過程中的實際情況，挑選出最適宜的裝夾模式。

圖1 金屬切削加工工藝

2 根據機械制造工藝的科學性機械相關設計研究

2.1 改善待加工表面的質量

為了達到科學合理的設計機械加工工藝流程的目的，需要強化針對待加工表面的表面品質的關注程度，尤其是必須要提高機械加工成型相關產品表面的一體性。在相關的機械產品加工成型的進程中，其待加工的表面的相關品質與最終成品的合格比率緊密聯系，因此在機械加工進程中，必須提高零件待加工表面的質量。金屬切削加工過程對相關產品的表面品質的影響比較顯著，必須在設計過程中選擇合適的金屬材料切削操作的工藝方法，有關工程師根據加工作業的具體情況正確選擇合理的切削液，并按照均勻的速率完成相關切削進給的動作；選用切削刀具要適當，為了達到科學性的機械加工設計，相關設計者需要詳盡分析研究相關零部件外形特征，根據相異的零部件的實際狀態選取合適的加工刀具，從而縮小圓弧的半徑和角度等若干尺寸偏差的目的，當中修光刃和精車用刀具均為最優的選項；科學性機械設計進程之中，還必須著重把控產品形變模式，因為若干零件形變將會引起表面品質的下降，所以在設計階段，必須切實把控形變量，以提升最終成品的品質[2]。

2.2 科學提高零件加工精度

在進行機械制造加工的時候，不同條件下加工成型的零件存在差異，這種差異很難被整體去除，怎樣合理地降低這類差異，唯有提升機械產品的成型精度。提高機械產品成型精度的關鍵是進一步研究及證明差異存在的主要因素及客觀條件，找出各因素之間存在的聯系，進而大幅減少差異性，提高公差等級的有效性，從而保證相關零件加工的精度。機械零件加工誤差出現的主要因素有應力集中、刀具磨損、摩擦加熱導致形變等，因此提高機械加工精度的一般方案主要包括含：轉換初始誤差、補償誤差數值、分化誤差等。

2.2.1 機床刀具磨損的預防措施

在機械制造加工的過程中，機床刀具主要歸為兩大類，就是尺寸刀具和成型刀具，因為待加工零件的外形尺寸和形狀的品質均與加工精度密切相關。因此就有非常明確的標準規定夾具加工公差必須控制在零件1/3 以內。在機械制造加工以前，相關工程師必須提前準確查到相關公差等級，相關工程技術人員必須嚴格遵守相關法規及標準，對于不同實際應用要求，合理制定科學的設計方案。對于因非機械加工因素出現公差的零件來說，可以使用補償法進行修補，操作工人能夠在今后的工作中，人工控制制造公差等級，使二種情況相互抵消，進而最大限度地減少加工誤差，使其趨向近于零，提高加工精度。

2.2.2 加熱導致變形的預防措施

當機床在工作的狀況下，相互配合的機械摩零件會由于摩擦及運動導致產生熱量，此熱量會導致機械設備及零件溫度提升。為此，在科學進行機械設計的時候，必須給容易出現熱變形的區域加注冷卻液，依靠熱量流動的現象減少核心零件熱的內部壓力，進而保證機床安全平穩工作。與此同時，必須合理運行機床，在規定工作周期完成后，必須使相關機床停止工作，保證冷卻降溫過程時間充足。

2.2.3 受力引起形變的相關辦法

機械加工進程在重力等外界干擾的作用下，會有零件變形現象的出現，并且導致無法進行正常工作。對于系統強度來講，針對相關參數數據進行仔細分析，能夠使其和進給距離、進刀阻力之間形成縝密關聯。一般要素包括強度、進刀阻力和位移數值等。在實際進行機械加工時，機床頂部承載的壓力較小，因此位移數值及變形量均能夠認為是0。但是加工設備基座及切削刀具位置處的零部件加工變形情況比較明顯，可能顯著降低該設備的加工能力。機床變形過程實際是：當受力點在產生載荷以后，加工設備的某些零件的變形也會出現相對應的改變趨勢。所以，相關技術人員在從事機械加工成型設計工作時，要持續提高加工設備的核心零部件的材料強度，盡量減少設備負荷量，盡量降低形變程度[3]。

2.3 提倡節能環保理念的設計思路

應用綠色節能環保理念的設計思路推進設計任務，不僅可以減輕枯燥的機械加工成品外形針對自然環境的美觀性影響，并且有提高機械加工設計的高品質及準確率的效果。正確使用綠色設計方法，能夠提高機械加工的工作效率，加速機械加工成型制造行業相關工藝水平的進步，且在機械加工成型制造過程中加入新穎的環保設計元素。因此，只有相關設計人員堅持采用環保設計的思路進行進一步的工作，并合理采用模塊化的設計理念，增加環保的原材料作業基材的使用率，合理利用材料，減少能源消耗，才能夠大幅提高工作效率。

2.4 標準科學化技術研究

在機械制造工藝過程中，伴隨著相關行業的機械產品需求和性能需求持續提升，為了達到提升機械制造工藝作業效率的目的，機械產品規劃設計必須最大限度地實行標準科學化設計。將規劃設計發展到標準化階段，相關工程技術人員能在規范設計準則下，設計規劃出產品構造、外形尺寸、產品規格、性能參數等指標相同的機械零件。在零件和相關檢驗標準相一致的情況下，標準化作業模式將逐漸轉化成大規模作業模式，能夠增進相關零件機械加工效率的提高，還能夠節省生產作業成本，提升相關企業整體競爭力和經濟效益。

3 結語

在機械加工成型產品制造成型工藝流程升級改進的進程中，應用科學合理的機械設計理念，既能提升最終成品的品質，也可以減少相關能源的不必要的浪費，提高相關產品機械加工過程的作業效率，有效降低企業運營成本，因此合理的機械加工設計尤其受到相關工程技術人員的認可。進一步來看，雙方的有機結合不但能使機械制造工藝流程科學合理，還能加速設計思路持續改進，進而切實做到提升機械設計的制造品質，提高機械制造過程的精度及合格率，增加機械產品的正常使用期限，為相關機械制造企業帶來優異的經濟效益。