機械零件的工藝性及標準化研究的重要性

程海洋

（中鐵十六局集團北京建功機械有限公司，北京 101500）

1 引言

1.1 研究的背景

機械零件進行設計的時候需要考慮的內(nèi)容有很多，其中零件的工藝性和標準化就是必須要關注的內(nèi)容之一，機械零件的工藝性和標準化不但對機械零件的生產(chǎn)效率和精度有著十分重要的影響，而且還是機械零件在進入市場后投入使用的主要內(nèi)容。隨著機械加工自動化程度的提高，技術的革新與成熟完善，加工方式和加工條件有了許多改進和提升。然而機械零件的工藝性及標準化分析仍然占據(jù)著舉足輕重的地位。當今數(shù)控加工是國內(nèi)機械零件加工的主要生產(chǎn)方式，而對機械零件質(zhì)量有著重要影響的機械零件工藝性和標準化就顯得至關重要，所以十分有必要對機械零件的工藝性及標準化進行層層把控。

1.2 研究的目的意義

機械零件工藝制定時，不僅應滿足使用要求，即具備所要求的工作性能和工作能力，而且還應滿足生產(chǎn)要求，在保障機械零件加工質(zhì)量和精度的前提下盡可能簡化加工流程，降低加工難度和工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，只有這樣，機械零件才能稱為具有良好的工藝性。當今世界機械零件種類繁多，復雜多變，更加凸顯出機械零件的工藝性及標準化尤其重要，幾乎對每個參與者來說都益處多多。對機械零件生產(chǎn)企業(yè)來說，既減少了機械零件的品種，同時又能滿足客戶的各種需求，通過產(chǎn)品系列化、規(guī)模化生產(chǎn)，既降低了企業(yè)成本，又提高了生產(chǎn)效率，增加了企業(yè)的市場競爭力。對使用者來說，標準化的機械零件在市場上都能找到，增加了可選擇性，拓寬了采購渠道，降低了采購成本；從國家層面或整體層面來講，如果機械零件的標準化做得好，就能節(jié)省大量的物力和人力，實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，形成產(chǎn)業(yè)集群，同時又便于監(jiān)督和管理，為社會創(chuàng)造諸多效益。

1.3 機械行業(yè)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問題

目前國內(nèi)機械零件存在著市場供需不平衡的狀況，社會和科技發(fā)展日新月異，機械零件的產(chǎn)能不能滿足社會發(fā)展的需求，機械零件市場前景良好，基于廣闊的市場發(fā)展前景和發(fā)展空間，機械零件加工企業(yè)想要在未來占有一席之地，應該順應時代發(fā)展的潮流，做到與時俱進，從硬件和軟件兩個方面著手，打好基本功，提升企業(yè)自身的生產(chǎn)實力，方能從容應對未來市場發(fā)展的變化和挑戰(zhàn)，抓住市場機遇發(fā)揮自身優(yōu)勢，向縱深、多元化方面發(fā)展，做好機械零件的工藝性和標準化工作，嚴控產(chǎn)品質(zhì)量，做精做優(yōu)產(chǎn)品。當今市場上機械零件琳瑯滿目、種類繁多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，更有甚者假冒偽劣產(chǎn)品層出不窮，國家屢禁不止，花費了巨大的財力、物力和人力。質(zhì)量好的機械零件，價格較高，一些關鍵產(chǎn)品或零件存在技術壁壘，引進困難。特別是近幾年，以美國為首的一些西方國家對中國實行技術封鎖，對一些高新科技企業(yè)實行各項制裁，意圖阻止我國核心關鍵技術的發(fā)展與進步。因此，加強對機械零件的工藝性和標準化研究是一個比較突出和緊迫的問題。

2 機械零件的工藝性

2.1 工藝性的基本概念

機械制造工藝包含各種機械制造方法和各種機械制造過程兩個方面。即各種機械產(chǎn)品或零件在生產(chǎn)加工中，從材料經(jīng)過各個加工環(huán)節(jié)和各道工序等最終到形成產(chǎn)品或零件雛形，通過技術工人或機械等方法裝配成成品的總稱。所謂機械零件的工藝性，是指機電產(chǎn)品的制造和零件加工的難易程度或加工性能的相對優(yōu)劣。為實現(xiàn)工藝性評價量化工作，通常用生產(chǎn)的可行性和經(jīng)濟性來衡量。同時，國家標準GB/T4863-2008《機械制造工藝基本術語》中，對產(chǎn)品結構工藝性和零件結構工藝性做出了下面概括。產(chǎn)品結構工藝性——所設計的產(chǎn)品在能滿足使用性能要求的前提下，制造和維修的可行性和經(jīng)濟性。零件結構工藝性——所設計的零件在能滿足使用性能要求的前提下，制造和維修的可行性和經(jīng)濟性。機械零件的工藝性是一個十分復雜的課題，對工藝性基本概念和內(nèi)涵的理解目前也不盡相同。雖然國家標準對工藝性術語作了統(tǒng)一的規(guī)定并給出了定義，但在目前有關手冊、專著和參考文獻資料中對工藝性或結構工藝性所作出的解釋也各不相同。仁者見仁、智者見智，結構性工藝和工藝性兩個概念相對比較，工藝性的內(nèi)容要豐富很多，所以工藝性又稱為生產(chǎn)性。文章要討論和研究的工藝性是廣義的，即工藝性除了與產(chǎn)品或零部件的結構有關外，還與其他多種因素有關，再制定機械零件工藝性文件的前期要綜合考慮，做到相互兼容、取長補短。

2.2 工藝及工藝性工作的重要性

科學技術的發(fā)展和進步為社會發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展提供著源源不斷的動力，要想把各項科研成果轉(zhuǎn)變成實際成果、實現(xiàn)落地，就要靠著各項技術工藝生產(chǎn)制造過程來實現(xiàn)，而且工藝技術、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)設備等本身也是不斷在發(fā)展進步更新。技術改造和創(chuàng)新為企業(yè)和國家的可持續(xù)發(fā)展提供著源源不斷的動力。產(chǎn)品的生產(chǎn)是由各個工藝過程來實現(xiàn)和完成的，所以企業(yè)中的工藝及工藝裝備水平代表了企業(yè)的水平、生產(chǎn)力水平和產(chǎn)品質(zhì)量。隨著社會的進步，機械化水平、信息化程度、企業(yè)管理制度、現(xiàn)代制造工藝的日趨完善和成熟、產(chǎn)品的質(zhì)量也會越來越好，功能也會越來越多，與此同時產(chǎn)品的淘汰和更新也會越來越快。“工欲善其事，必先利其器”，工藝技術是機械制造行業(yè)的基礎。做好工藝技術的研究工作是新產(chǎn)品開發(fā)、老產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要技術保障。產(chǎn)品的水平是集研究、設計、制造工藝以及工藝管理等各種水平的綜合體現(xiàn)。在產(chǎn)品的發(fā)展過程中，有些可以通過技術引進，硬件購買來實現(xiàn)，但工藝技術和成分配方等技術往往是很難得到的，尤其是制造技術的關鍵技巧，更是保密，如芯片等。

產(chǎn)品或零部件的制造工藝水平是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要原因，大量的測試表明：產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，大部分取決于生產(chǎn)單位的工藝水平高低。由此可見，工藝和工藝性工作的重要性和做好此項工作的必要性。工藝技術和管理也是提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高經(jīng)濟效益的重要途徑。如，熱加工工藝是傳統(tǒng)技術，通過采用計算機技術控制工藝過程、優(yōu)化和調(diào)節(jié)工藝參數(shù)等，既保證了工藝質(zhì)量，又給工藝管理提出新的要求，促進工藝革新與進步。大量實踐證明：在現(xiàn)有的裝備、技術和人員素質(zhì)水平等條件下，通過加強公司管理、嚴格工藝紀律，可以使產(chǎn)品的質(zhì)量、經(jīng)濟效益、生產(chǎn)效率提升一個臺階。

3 機械零件加工工藝編制

3.1 機械零件工藝規(guī)程編制的規(guī)則

①規(guī)則：既能兼顧產(chǎn)品的品質(zhì)，又能縮短加工時間，提高單位時間內(nèi)的加工數(shù)量和降低各項消耗，起到降本增效的作用；②編制要點：確保機械零件能夠滿足社會發(fā)展的需求，保持先進性，又能提高機械零件的市場競爭力，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益，符合節(jié)能環(huán)保等要求。

3.2 編制機械零件工藝規(guī)程的方法

在機械零件規(guī)程擬定時，應做好下面幾點工作。

①機械零件的裝配圖和零件圖收集；②質(zhì)量驗收標準的收集；③生產(chǎn)綱領的收集；④毛坯資料的收集；⑤生產(chǎn)企業(yè)各項技術文件的收集、整理和歸納；⑥查閱相關的書籍和資料，對需要的各種技術進行收集和篩選。

3.3 機械零件工藝規(guī)程擬定的順序

①對零件的結構進行分析；②根據(jù)零件的特點、確定合理的毛坯制造方法；③編制加工流程，確定各流程的工序，找準基準；④對各工序主要參數(shù)、尺寸和公差要求進行復核；⑤選擇適合機械零件加工的工裝器具；⑥明確各加工環(huán)節(jié)、每道工序的進給量和加工時效；⑦明確每個流程和工序的檢驗方法和加工要求；⑧對以上資料技術收集、整理、匯總，形成工藝性文件。

4 機械零件的標準化

4.1 機械零件標準化的概念

國家標準《標準化工作指南第1部分：標準化和相關活動的通用詞匯》（GB/T20000.1-2014）對“標準化”的定義是：“為了在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對現(xiàn)實問題或潛在問題制定共同運用和反復運用的條款的活動。”同時在定義后注明：①上述活動主要包括從文件起草等各個相關環(huán)節(jié)到最后頒布實施的一系列過程；其主要的意義為不斷改進優(yōu)化產(chǎn)品的結構和性能，防止商業(yè)壁壘，并促進相互間的技術交流合作。標準化是指在各個領域和層面以及生產(chǎn)實踐過程中，對大家形成共識的且出現(xiàn)頻率比較高的事物和看法，進行相應的規(guī)定，以便于管理和規(guī)范化，產(chǎn)生最大的效益和最優(yōu)的社會秩序。遵照GB/T19000建立質(zhì)量保證體系，把好產(chǎn)品質(zhì)量關，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，保護社會公共和消費者利益；完善工藝、優(yōu)化設計，進一步提高生產(chǎn)效率；使產(chǎn)品具有互換性，達到通用化，方便使用維護；打破技術和貿(mào)易限制，在標準化逐步實施的過程中，難免會遇到一些這樣或那樣的各種矛盾和利益沖突，但應遵照“個人利益服從集體利益，集體利益服從國家利益”工作原則，顧全大局，堅決服從國家的整體規(guī)劃和部署。

4.2 標準化的意義

機械零件在工藝性和標準化等方面做的比較突出的，既能利于生產(chǎn)，又能同時有效促進質(zhì)量和效力的雙提升，更進一步降低成本，增強市場競爭力；因而對機械零件的設計和加工工藝性及標準化進行研究具有十分關鍵的現(xiàn)實意義。標準化與社會的發(fā)展和科技的進步密不可分。不僅能使機械加工的質(zhì)量和效力達到雙提升，在降低成本方面也能做出應有的貢獻，促使產(chǎn)品更具有競爭力，促進產(chǎn)品和工程質(zhì)量的提升；增強機械零件的互換性和通用性，便于在使用過程中檢修和更換。利于新工藝的推廣和新技術以及科研成果的轉(zhuǎn)化和運用，加強交流和合作。機械零件如果實行國際化標準，也就意味著不管在世界任何國家和地方產(chǎn)品都能直接使用，為世界經(jīng)濟發(fā)展和進步做出貢獻。

4.3 機械零件標準化的分類

在社會生產(chǎn)或生活中通常比較常見的國際標準、國家標準、專業(yè)標準和企業(yè)標準是根據(jù)應用范圍進行劃分的。此處要說的管理標準、技術標準和工作標準是根據(jù)其應用對象進行劃分的。對標準化領域中需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一的管理事項所制定的文件通常稱之為管理標準。對標準化領域中需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一的技術事項所制定的文件通常稱之為技術標準。對工作的權利、責任、范圍、程序、質(zhì)量要求、效果、檢查及考核辦法所制定的文件通常稱之為工作標準。此外，也包含崗位和部門工作標準。

4.4 機械零件標準化的方向

根據(jù)國家“十四五”規(guī)劃以及中國制造2025和裝備制造業(yè)標準化和質(zhì)量提升規(guī)劃要求，向世界先進一流企業(yè)學習，淘汰陳舊生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設備，秉承綠色節(jié)能環(huán)保的理念引進新工藝、新標準，提升機械零件加工質(zhì)量。加強技術力量儲備，加大科研投入，改進或引進新的生產(chǎn)設備或生產(chǎn)線，專注新技術新標準的探究和制定，不斷創(chuàng)新，形成系列化產(chǎn)品。通過努力實現(xiàn)向中國質(zhì)量、中國創(chuàng)造、中國品牌三大轉(zhuǎn)變和邁進。

5 結論

當前機械零件設計和加工以數(shù)控加工形式為主，機械零件設計及加工質(zhì)量直接影響著機械加工質(zhì)量，所以對機械零件的設計和加工工藝進行嚴格的控制是十分必要的。機械零件的設計和加工工藝水平是判定機械零件質(zhì)量的重要依據(jù)，零件自身構造的合理性和精細度對機械加工有著關鍵的影響。現(xiàn)代零件結構越來越復雜，促使機械零件的工藝性及標準化尤其重要，幾乎對每個參與者來說都益處多多，對機械零件生產(chǎn)企業(yè)來說，既減少了機械零件的品種，同時又能滿足客戶的各種需求，通過產(chǎn)品系列化、規(guī)模化生產(chǎn)，這樣既降低了企業(yè)成本，又提高了生產(chǎn)效率，增加了企業(yè)的市場競爭力；對使用者來說，標準化的機械零件在市場上都能找到，增加了可選擇性，拓寬了采購渠道，降低了采購成本；從國家層面或整體層面來講，如果機械零件的標準化做得好，就能節(jié)省大量的物力和人力，實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，形成產(chǎn)業(yè)集群，同時又便于監(jiān)督和管理，為社會和國家創(chuàng)造諸多效益；通過對機械零件工藝性和標準化研究，在多方面、多層次來提升機械的各項性能。總而言之，機械工藝性及標準化程度的高低與優(yōu)劣直接影響著零件加工的難易程度、企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時，也從多個方面影響著企業(yè)的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟效益，以及機械零件的市場競爭力和銷售前景，因而對機械零件的工藝性及標準化研究起著十分關鍵的現(xiàn)實意義。