淺談機械制造工藝中的合理化機械設計

徐正風

摘 要：機械設計并不是一項單獨的學科，其設計過程中所設計到的學科眾多，是一項綜合性的學科，所以，有較高的專業性和難度。機械設計涉及的領域也很廣，比如，汽車制造業、化工、冶金、食品加工等，這充分體現了機械設計在機械制造工藝中的重要性?；诖?，本文簡單闡述了機械制造工藝的相關知識以及機械制造工藝設計中的注意事項，最后著重分析提高機械制造工藝中的合理化設計的措施，希望對相關設計人員和機械制造企業有所幫助。

關鍵詞：機械制造工藝;機械設計;重要性;注意事項;建議

引言

工業革命以來，機械制造業一直在不斷發展，很多機械制造工藝也在不斷完善和創新。在新時期下，人們對于產品的功能性、美觀性、實用性的要求更高，這也促使機械制造工藝朝著多樣化的方向發展。而機械制造工藝性的核心便是機械設計是否合理，有合理的機械設計才能設計出完善的機械制造工藝，也就是說合理的機械設計對于機械制造工藝而言至關重要。

1機械制造工藝的基礎知識

1.1制造程序以及控制程序

機械制造過程可以分為兩個方面：制造程序、控制程序。制造程序是把基本材料加工成目標產品的全過程，這其中包含了很多的階段，例如原材料的采購，運輸，材料的初加工成型和后面一系列的精加工等。而控制程序就是制造程序的補充，控制程序主要控制產品生產的整個過程，而每一階段的具體生產計劃則是由制造程序制定的。例如制造程序規定某一半成品要經過半精車，精車，最后研磨才能成為最終的成品，而半精車采用什么車床，車削參數等都是控制程序決定的。

1.2零配件裝夾機

機械零配件的生產離不開適宜的夾具裝夾和機床，夾具裝夾是為了每一次操作固定零件，而固定的穩定性和準確性與最終與零件的質量密切相關。因此，為了確保零件的穩定和準確，必須首先對其進行裝夾操作，然后適當進行穩固性處理。裝夾的作用是將機械零件夾緊并保持在某個位置，這一環節的成敗關乎零件的質量，以及最終生產的成本及效率，由此可見其重要性。當前常用的裝夾方法包括劃線找正式，直接找正式和夾具裝夾式等幾種。

1.3定位

機械制造加工流程中的工件定位是為了保證零件加工的準確性，通過機械定位，使同一批工件逐次在夾具中有同一正確的位置，從而保證在機械加工中，零件加工的精度不受影響，能夠將誤差降至最低。

1.4加工精度

加工精度是衡量機械制造水平的重要標準，也影響著零件的加工質量，因而是機械制造工藝中重要的工作之一。加工精度可以分為尺寸精度、位置精度、形狀精度和表面質量等幾個方面，只有各方面的精度都達到要求才能保證整個零件的加工精度。由于加工精度分為多個方面，因而提高加工精度也要從多個方面努力，例如提高表面質量可以采用分步加工法，提高位置精度可以采用合理的定位，提高尺寸精度可以采用更好地對刀方式。

2機械制造工藝中機械設計的注意事項

機械設計是機械制造工藝的基礎和前提，機械制造是依據機械設計對原材料進行加工和制造的。在進行機械設計時，要注意以下幾點：

第一，設計人員要明確即將設計零件的用途，明確零件的制造工藝，不能單從設計的角度出發，要和制造工藝聯系起來，要保證制造的可實施性。在整個設計過程中，要和零件制造人員多溝通，多接納他們的意見，從多方面進行考慮，設計出科學的、合理的、可實施性強的圖紙和方案。

第二，設計過程中，要了解設計的用途和要求，根據實際需求對原有的零件或方案進行優化和調整，對設計過程要做出合理的規劃，在保證運用的理論是正確的前提下，還要保證實施的可行性。

3提高機械制造工藝中的合理化機械設計的措施

3.1嚴格遵循機械設計標準和準則

相關機械設計人員要根據概念標準開展設計工作，按照機械產品實物的形態采取標準化的改良措施，同時還要注重機械設備產品制造加工操作的規范性。在執行程度上可以分為推薦執行以及必須執行兩類，推薦執行大多是對機械設計方案進行改善改良的合理化指導建議，而必須執行是為保障產品功能和性能，所必須采取的設計內容和加工措施。

遵循安全性化準則的主要目的是保障制造加工操作人員的人身安全，實現產品設備的正常、高效運轉。另外一方面，安全性準則化原則也不僅僅是針對人身安全，還注重對環境的影響，旨在實現污染有效預防及零部件的平穩運行，降低設備能耗，形成綠色環保的設備制造加工模式，深入貫徹落實可持續發展戰略;技術性能準則通常是機械設計制造過程中，對其所應用的技術進行規范，達到相關標準和要求。遵循技術性準則的主要目標是保障各項機械設計技術的執行得到規范，從而確保機械產品的整體質量得到提高，實現機械制造加工的合理化和科學化，穩定發揮機械產品的實際應用性能和功能。比如在齒輪零件的生產加工工藝中，其技術要求為無毛刺、無飛邊、齒輪精度符合設計工藝等級等，將公差誤差控制在允許范圍內，有效處理銳角和鈍角等，以保障機械設計制造的合理性。

3.2提高加工表面質量

3.2.1選擇適合的刀具

為了使設計更加合理化，設計人員應根據機械零件尺寸特性和實際加工情況，選擇合適的刀具，減少加工圓弧部位和倒角時的誤差，可以選擇精度相對較高的修光刃和精車刀，提高加工表面的質量。

3.2.2選擇合適的切削條件

切削條件包括切削速度、切削液種類選擇等，切削條件也是影響加工表面質量的關鍵因素之一。應在保證滿足生產計劃的前提下，選擇合適的切削速度和進給量，并在切削液的輔助下進行切削，保證均勻切削，盡量減少積屑瘤的產生。

3.2.3降低表面層變形強化

在加工的過程中，刀具會磨損，為了達到降低機械零件的表面層變形強化，應將刀具的變形和磨損量控制在合理范圍內，這樣也能提高加工表面的質量。

3.2.4提高加工精度

機械零件的加工質量在很大程度上受到加工精度的影響，所以，為了提高加工零件的質量，使設計更加合理化，應注意控制零件的加工精度。提高加工精度的方法有下列幾種：

選擇合理等級的零件測量器具，測量器具的精度要達到設計要求，要高于零件尺寸的精度，這樣有利于保證零件尺寸的精度達到要求，從而保證零件的加工質量。

設計過程中，要科學管理加工工具和裝夾工具，不同的零件加工需要不同的裝夾和加工工具，加工人員應在加工過程中不斷提高零件和工具的契合度，致力于優化和調整加工方式。

機械制造過程中的加工誤差是無法避免的，切削環節、制造加工環節、加工刀具的磨損等都會影響零件的加工精度，因此設計時要注意對不同的零件要采用不同的控制方式，提高零件加工的精度，降低加工過程中的誤差。

3.3綠色制造工藝

綠色環保是當今時代的主題，在機械制造工藝中的機械設計中也要有所體現。設計人員應不斷創新自己的設計理念，不斷調整和優化設計手段，切實將綠色環保理念運用到機械設計中去，在滿足設計要求的前提下，盡量采用更加新型、更加環保的設計方法。并且，要同時兼顧經濟和環保這兩個方面，制造過程中，肯定會有少量原材料的剩余，不要直接將剩余原材料丟棄，應在下次制造時盡可能利用起來，節約制造企業的成本。設計過程中，不可污染性較大的原材料，優先選擇綠色環保材料和可降解的原材料，并且要提高環保材料的利用率。只有這樣，才能符合當今環保的主題，利于制造企業更好的發展。

結語

機械制造過程中，合理化的機械設計會給整個制造流程提供重要的指導，提升了工作效率，降低了制造成本。只有不斷提升機械設計的科學合理化，創新機械制造工藝技術，才能使我們生產的產品更具市場競爭力。

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