淺談機(jī)械制造工藝中的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)

謝海瑞

摘要∶隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，我國(guó)各個(gè)行業(yè)得到了快速發(fā)展，同時(shí)各個(gè)行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也愈發(fā)激烈，其中包括機(jī)械制造業(yè)。機(jī)械制造企業(yè)要想提高自己的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就要加強(qiáng)自己的機(jī)械制造質(zhì)量。機(jī)械制造質(zhì)量與機(jī)械設(shè)計(jì)息息相關(guān)，要想加強(qiáng)機(jī)械制造質(zhì)量，就要進(jìn)行合理的機(jī)械設(shè)計(jì)。本文對(duì)機(jī)械制造工藝中的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞∶機(jī)械制造工藝：合理化機(jī)械設(shè)計(jì)：加工工藝

一、機(jī)械制造加工工藝基礎(chǔ)概念

機(jī)械設(shè)計(jì)是指工程師按照工作需要對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，使成 品的性能最優(yōu)。機(jī)械制造工藝是指由專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)施，即將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。在進(jìn)行機(jī)械制造的過(guò)程中會(huì)涉及很多零件如螺母、螺釘（如圖1所示）等，還會(huì)涉及很多設(shè)備如車床（如圖2所示）等。為了保證施工的準(zhǔn)確性，每道工序都要確保由專業(yè)人員完成。

二、機(jī)械制造工藝中合理化機(jī)械設(shè)計(jì)的原則

想要在機(jī)械制造工藝中進(jìn)行合理化機(jī)械化設(shè)計(jì)，不僅要考慮各個(gè)零件 之間的優(yōu)化組合，還應(yīng)該遵循相應(yīng)的原則，主要是經(jīng)濟(jì)性原則和整體性原則。

（一）經(jīng)濟(jì)性原則

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，對(duì)于同一種工件可以有很多不同的設(shè)計(jì)方案，而不同的設(shè)計(jì)方案之間的差異很大。比如，不同的設(shè)計(jì)方案會(huì)使用不同的原材料、不同的加工流程以及不同的加工技術(shù)等，從而導(dǎo)致不同加工方案之間的成 本存在差異。為了為機(jī)械企業(yè)贏得更多的利益，在保證工件質(zhì)量和性能的 基礎(chǔ)上，要選擇成本較低的設(shè)計(jì)方案。

（二）整體性原則

工件從設(shè)計(jì)到制作完成要經(jīng)歷很多流程，也要應(yīng)用很多不同的原材料和施工技術(shù)。不同的原材料各有優(yōu)缺點(diǎn)，施工技術(shù)也有優(yōu)劣之分。所以，設(shè)計(jì)時(shí)就要充分考慮到整體性，要使整體最優(yōu)而不是局部最優(yōu)。

三、實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造工藝合理化機(jī)械設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題

在優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)方案的時(shí)候，不能一味地為了提高機(jī)械質(zhì)量或者是減少制造成本而優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，否則會(huì)造成嚴(yán)重后果。比如，設(shè)計(jì)方案只是 理論上優(yōu)化了，并沒(méi)有考慮實(shí)際情況，導(dǎo)致在實(shí)際中無(wú)法實(shí)施;為了達(dá)到想要的效果，夸大某個(gè)原材料的性能或者是夸大某項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)致在 實(shí)際施工時(shí)無(wú)法達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)等。基于存在的問(wèn)題，機(jī)械設(shè)計(jì)方案在優(yōu)化時(shí)要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。

（一）充分考慮現(xiàn)實(shí)情況

每件機(jī)械在設(shè)計(jì)出來(lái)后應(yīng)用的環(huán)境不一樣，所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到機(jī)械以后應(yīng)用的環(huán)境，然后根據(jù)環(huán)境的影響因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（二）尊重原材料的參數(shù)

各種原材料都有其獨(dú)特的性能，且其性能指標(biāo)可由各項(xiàng)參數(shù)予以體現(xiàn)。 因此，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格按照各個(gè)原材料的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不應(yīng)該對(duì)原材料"超額使用"。

（三）加工精度

加工精度是衡量機(jī)械制造水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，影響著零件的加工質(zhì)量，是機(jī)械制造工藝中的重要工作之一。按照加工精度大小，它可以劃分為模 具的尺寸精度、位置精度、形狀精度和表面質(zhì)量等方面。只有各方面的精度都達(dá)到要求，才能保證整個(gè)零件的加工精度。由于加工精度分為多個(gè)方 面，因此提高加工精度需從多個(gè)方面努力。例如：提高表面質(zhì)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 以采用更好的對(duì)刀方式。此外，可以通過(guò)改進(jìn)機(jī)械制造工藝提高加工精度。 例如，先進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工，其次淬火、回火組，最后進(jìn)行最終的加工工序。這是因?yàn)闊崽幚泶慊鸷螅慵捕却螅贿m合進(jìn)行機(jī)加工。 若將淬火和回火都先于粗加工，那么將無(wú)法消除最終機(jī)加工產(chǎn)生的零件內(nèi) 應(yīng)力，影響零件的加工精度。

四、機(jī)械制造加工工藝合理化機(jī)械設(shè)計(jì)的制造內(nèi)容

要想使機(jī)械設(shè)計(jì)合理化，可以重點(diǎn)從3個(gè)方面人手，分別是重視綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)、提高加工方法及改進(jìn)技術(shù)手段、增強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)和加工工藝的標(biāo)化。

（一）重視綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)先選擇綠色原材料，以免后續(xù)造成不良的影響。 在環(huán)境污染嚴(yán)重的今天，實(shí)行綠色發(fā)展顯得尤為重要。機(jī)械制造工藝需要 引人環(huán)保概念，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)盡可能采用環(huán)保材料，做到環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同步。在機(jī)械設(shè)計(jì)上，要盡可能利用材料，減少?gòu)U料的產(chǎn)生，且做好系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，將某一工序產(chǎn)生的廢料應(yīng)用于其他工序，以做到廢物利用，將污染控制到最小。

（二）提高加工方法及改進(jìn)技術(shù)手段

我國(guó)正處于信息和科學(xué)技術(shù)不斷更新的時(shí)代，所以在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)要從"舒適圈"跳出來(lái)，充分了解新的科學(xué)技術(shù)，詳細(xì)分析其優(yōu)缺點(diǎn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，且可使用其他技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)其缺點(diǎn)。

（三）增強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)和加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化

在企業(yè)內(nèi)部，每個(gè)部門都會(huì)生產(chǎn)不同的零件，然后組裝成新機(jī)械。但 是，組裝過(guò)程中時(shí)常會(huì)因?yàn)槊總€(gè)零件的尺寸不同而需要反復(fù)確認(rèn)，不僅浪 費(fèi)時(shí)間，并且在選擇錯(cuò)誤時(shí)還會(huì)造成零件無(wú)法正常組裝的問(wèn)題。為了避免上述問(wèn)題，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)各個(gè)工藝進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，以便在選擇零件時(shí)只要按照設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行選擇即可。

（四）提高加工表面質(zhì)量的工藝措施

表面質(zhì)量指的是一個(gè)塑料零件經(jīng)過(guò)打磨加工后材料所在部位及其表面的粗糙度，是衡量加工水平的重要因素。例如，軸、軸承、齒輪等各種機(jī)械零件都需要進(jìn)行緊密嚙合，快速運(yùn)轉(zhuǎn)。若是粗糙度高，將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生大量的熱，直接導(dǎo)致零件失效，甚至可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，這些機(jī)械零件對(duì)表面粗糙度的控制要求較高。為提高表面質(zhì)量，可以使用精度更高的刀具，也可以減小加工機(jī)床的振動(dòng)，還可以增加零件表面精細(xì)加工工序。

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