機械制造工藝中的合理化機械設計分析

吳冠軍

摘要：機械制造工藝能夠去實行機械的合理化設計，而機械設計是制造工藝的參考，這兩者是互相聯系、互相影響的。本篇文章是從這兩者相互影響的角度出發的，從而分析了制造工藝的流程以及合理化進行機械設計的原則，并且還給出了關于機械制造工藝中合理化機械設計的重點。

關鍵詞：機械制造工藝;合理化;機械設計

前言：在對機械進行設計的時候，需要從事設計的人員根據標準化的原則來對機械中的每一項工作來進行設計，與此同時也還要把機械的使用性能參考進去，最后再實行不同的方法來滿足它的實際性應用需求。為了實現提升機械制造工藝整體的質量以及效率的目的，需要從兩個方面來進行：第一，從精確度和加工工藝這兩方面進行;第二，通過提升機械設計的合理化程度的方法間接的來簡化其制造的工藝，從而達到目的。

一、機械制造工藝與機械設計兩者之間的互相影響

其一，前者對后者有限制性的作用。在機械行業中經常使用的設計軟件為GATIA，軟件自身所蘊含的功能是非常強大的，它能夠去描繪出各種類型的工件，而且在航空以及汽車制造等其它方面的領域都能夠被廣泛性的應用。雖然這個軟件可以繪制出各種類型的工件，但是機械制造工藝并不具備把這些工件都給制作出來的能力，而這主要是因為：一方面，我國在這個行業中所使用的儀器以及設備本身的精密度較低，另一方面就是成本，部分企業在制造一些比較復雜的工件時需要的成本較高，這不符合一些企業“降本”的需要。因此在進行機械設計的時候，還應該把機械制造的能力也參考進去。了解了工件的加工方法，同時又是在機械制造的能力范圍之內進行的，這樣的設計才算是真正的可行。

其二，后者可以去簡化前者的流程。在制造機械的過程中，我們會需要使用到各種類型的設備，并且其中的一些工序是需要人工才能夠完成的。例如，為了給切削設備降溫，我們需要用到切削液。另外，一個工件從開始設計到最后的加工完成的全部過程，需要耗費大量的人力、物力、財力，而且同時也還會對使用設備的可使用年限產生影響。但如果在前期，關于工件的設計如果是符合功能性的要求的，而且還可以做到結構簡單，那么就可以大大的簡化機械制造的工藝流程，從而達到提升效率的目的，并且還可以降低成本。

二、機械制造工藝的流程以及合理化機械設計的原則

機械制造工藝的流程主要是先按照機械設計的要求，把原有的材料去進行加工，最后做成成品，這一整個的流程中，既有機器方面的加工，還有人工方面的加工。另外在制造的過程中，有“零件裝夾”這一步驟，主要是指要對其中的零件去進行位置的固定;在加工的過程中，有“定位”這一環節，指的是要把零件和工具兩者之間的位置來進行確定，這是直接的決定了最后加工出來的成品精度，與最后成品工件的質量是直接聯系的。

而合理化機械設計的原則體現在以下的兩個方面：

第一，經濟性原則。進行合理化的機械設計需要堅持經濟性原則的原因是：1.在前期的設計中，為了能夠滿足工件的基本功能，基本情況都會有多種的設計方案，但是每種的方案都會對應著不同的加工方式，因此所對應產生的費用也是不一樣的;2.由于每種方案對材料的用量、性能要求是不一樣的，而這也在最后會反應到成本方面上來。因此在進行機械設計的時候，也需要把工件所產生的費用考慮進來。

第二，整體性原則。在進行合理化的機械設計時，我們需要堅持整體性的原則。比如說在選擇方案的時候，我們要根據加工的方式來進行。工件在被制造的過程里，會經過有多種的工序，因此在進行機械設計的時候也要把工序的順序考慮在內。另外，我們也需要把不同部位的加工方法也考慮在內，避免后一個會對前一個的結果產生不利的影響。與此同時，我們也要去考慮不同種類的加工程序所產生出來的成本，例如沖壓件邊上的毛刺，既可以采用機加方式，也可以采用翻邊的方式來處理，但是前者與后者相比是不利于“降本”的。

三、機械制造工藝中合理化機械設計的重點

（1）要做到控制誤差

在機械制造工藝中，影響最后生產出來產品的質量的一個重要因素就是誤差。由于我們國內所用于進行機械加工的儀器精密度低，因此最終成品的合格率可能不會與預期中的效果相一致。基于此現象，設計人員在進行設計的時候，就需要把影響儀器精密度的所有因素都考慮在內，例如環境的溫度、所用材料本身的性能等等。另外設計人員在進行設計的時候需要結合著工藝的水平，利用分差法或者是補償法來進行計算，其次在制造工藝中也需要把設備的參數進行一個嚴格的控制，最后就是要盡量的把設計簡化，不要過于復雜，否則就會多一些沒有必要的步驟，從而使得偏差增大。

（2）要做到控制外觀質量

最終成品的外觀質量也是屬于質量控制中的一個重點，外觀質量主要是與粗糙度有關系的。在進行加工的時候，如果使用片角小的道具，就可以使粗糙度降低，另外把切削的速度降低或者是增加切削液的使用量也可以使得表面的粗糙度降低。但由于外觀粗糙所形成的質量問題是不能夠被避免的，所以在進行設計的時候也需要把握好工件的功能，確認好對功能的影響程度，從而給出一個較為合理的表面粗糙度值。

（3）要做到低碳環保

在對成品進行加工的時候，會大量的消耗電力、原材料等等，而且也會產生噪音，并且在高溫的狀態下切削液也會被蒸發，這些都會使得資源被浪費，而且還有關于噪音和空氣的污染。在當下一個“低碳環保”的新興理念下，設計的人員需要做到用合理的設計來減少加工過程中所發生的能源消耗現象以及各種類型情況的污染等。因此設計人員就需要做到用最簡單的方法來進行設計，做到減少非必要的設計部分，降低加工難度、成本等，而且一些不必要的設計也可以在一定的程度上減少誤差，對提升產品合格率也會有幫助。

結束語：

總的來說，進行機械設計的人員在前期進行設計的時候不僅需要依據標準化的準則，還需要把制造工藝的流程考慮在內，而且還要考慮加工的方式，這樣就是用一種整體性的思維來考量設計的合理性的。一旦合理性得到提升，那么在制作的過程中所遇到的困難度也會降低，最后成品的合格率也會得到提升。因此，設計人員需要做到去充實自己在機械制造工藝方面的理論知識，深入性的了解制造工藝里的實際性情況，通過這些來使自己的設計水平得到提升，從而能夠降低最終制造工藝的難度。

參考文獻

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