基于機(jī)械制造工藝的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)策略研究

李斌（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453000）

基于機(jī)械制造工藝的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)策略研究

李斌
（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453000）

論文介紹了機(jī)械制造工藝的概念、特征、流程，提出了機(jī)械制造工藝的合理化措施，并從機(jī)械制造工藝視角出發(fā)，探討分析了機(jī)械設(shè)計(jì)策略，其中包括提高機(jī)械加工精度、確保加工表面質(zhì)量、增強(qiáng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化水平、重視綠色化機(jī)械設(shè)計(jì)、把握機(jī)械制造發(fā)展趨勢等方面，希望能夠?yàn)闄C(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì)具體工作提供指導(dǎo)與借鑒。

機(jī)械制造；機(jī)械設(shè)計(jì)；合理化；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對機(jī)械制造工藝和機(jī)械設(shè)計(jì)的要求越來越高。為了促進(jìn)機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì)水平的提高，在具體工作中，除了考慮工業(yè)發(fā)展需要之外，還要重視先進(jìn)技術(shù)措施的運(yùn)用，把握機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工作要求，并采取有效措施，優(yōu)化制造工藝流程，提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，從而更好滿足工業(yè)發(fā)展需要，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)水平提高，推動(dòng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。下面將對這些問題進(jìn)行探討與分析，提出相應(yīng)的機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì)策略，以便更好地指導(dǎo)實(shí)際工作。

一、機(jī)械制造工藝的概念與特征

1.概念。機(jī)械制造工藝是按照機(jī)械設(shè)計(jì)和產(chǎn)品加工要求，采用相應(yīng)的技術(shù)措施和手段，完成機(jī)械加工制造的技術(shù)和方法的總稱。而機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)使用和加工要求，對機(jī)械結(jié)構(gòu)、性能、組成等進(jìn)行合理安排的策略。這兩項(xiàng)工作對整個(gè)機(jī)械工業(yè)發(fā)展具有重要作用，越來越受到人們重視。

2.特征。作為機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，機(jī)械加工制造具有自身顯著特點(diǎn)。一方面，該項(xiàng)工作離不開先進(jìn)技術(shù)手段的運(yùn)用，必須在先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，才能促進(jìn)設(shè)計(jì)水平的提高。另一方面，對整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量提高產(chǎn)生重要影響。通過機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工藝的輔助，能夠滿足機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)加工需要，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提高，從而有利于促進(jìn)機(jī)械設(shè)備質(zhì)量提高，更好滿足人們需要。

二、機(jī)械制造工藝流程

機(jī)械制造是在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，為確保機(jī)械制造水平提高，必須嚴(yán)格遵循工藝流程，做好質(zhì)量控制工作，把握每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量。具體來說，機(jī)械制造包括以下工藝流程:

1.原料加工。具體工藝流程如下:做好原材料和半成品保管，進(jìn)行毛坯制造，零部件加工和熱處理，部件加工和裝配，調(diào)試、檢測和包裝。通過完成原材料加工，能夠?yàn)榻酉聛淼墓ぷ髯龊脺?zhǔn)備。

2.工件裝夾。將工件擺放在機(jī)床或夾具準(zhǔn)確位置上面，正確定位，然后將工件緊固夾緊，這兩個(gè)過程稱為裝夾。常用方式為直接找正裝夾、劃線找正裝夾、夾具裝夾等，必須根據(jù)具體情況需要合理選擇正確的方式，確保裝夾效果，從而提高工件加工質(zhì)量，降低成本，促進(jìn)機(jī)械制造效益的提高。

3.工件定位。定位也是十分重要的工作，直接影響到工件加工精度。先根據(jù)加工工件具體情況，選好定位基準(zhǔn)，確定好工件和加工工具間的位置關(guān)系，為加工順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。定位方式包括直接找正、劃線找正、用夾具裝夾三種，要根據(jù)具體需要合理選擇。

4.加工精度。加工精度是機(jī)械加工制造的重要內(nèi)容，也是實(shí)際工作的重要目標(biāo)，對確保工件質(zhì)量、產(chǎn)品性能產(chǎn)生重要影響。加工精度具體體現(xiàn)為尺寸、形狀、位置、表面質(zhì)量四個(gè)方面，必須采取有效措施確保每個(gè)方面的精度，進(jìn)行促進(jìn)加工精度的提升。常用方法是試切法、調(diào)整法、定尺寸刀具法、自動(dòng)控制法，在實(shí)際工作中應(yīng)該合理選用，以促進(jìn)加工制造精度的提高，確保機(jī)械加工制造質(zhì)量。

三、機(jī)械制造工藝的合理化措施

要想促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)水平提高，提高設(shè)計(jì)工作水平，確保機(jī)械設(shè)計(jì)的高效與精確度，就必須在設(shè)計(jì)中做好統(tǒng)籌規(guī)劃工作?？紤]機(jī)械制造工藝要求，對不同部分進(jìn)行科學(xué)合理安排。具體來說，應(yīng)該把握以下幾個(gè)要點(diǎn):

1.掌握科學(xué)系統(tǒng)加工方法。在機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，要考慮機(jī)械制造需要，確保每個(gè)階段工作順利完成。把握每個(gè)要點(diǎn)，明確需要注意的事項(xiàng)，掌握系統(tǒng)、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。做好每個(gè)細(xì)節(jié)處理工作，從而促進(jìn)設(shè)計(jì)水平的提高。

2.設(shè)計(jì)滿足實(shí)際工藝需要。機(jī)械設(shè)計(jì)對后續(xù)機(jī)械制造產(chǎn)生重要影響，因而必須確保設(shè)計(jì)質(zhì)量。在每個(gè)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該嚴(yán)格按照工藝要求合理布置設(shè)計(jì)圖紙，加強(qiáng)與操作車間的溝通與聯(lián)系，了解工件具體生產(chǎn)過程。并在設(shè)計(jì)中加強(qiáng)與車間操作人員聯(lián)系，聽取他們的意見和建議，對方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平提高。

3.做好機(jī)械安裝調(diào)試工作。安裝調(diào)試是機(jī)械制造最后的工藝，必須嚴(yán)格遵守技術(shù)流程進(jìn)行。對調(diào)試中出現(xiàn)的問題及時(shí)改進(jìn)和完善，從而促進(jìn)機(jī)械制造工作水平的提高。設(shè)計(jì)人員參與這項(xiàng)工作，也可以獲取更好的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過調(diào)試和試運(yùn)行之后，對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能進(jìn)行評價(jià)，并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，也有利于提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平。

四、基于機(jī)械制造工藝的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)策略

為了推動(dòng)機(jī)械制造工藝發(fā)展，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)水平提高，在實(shí)際工作中應(yīng)該重視先進(jìn)設(shè)計(jì)理念運(yùn)用，促進(jìn)機(jī)械制造工藝合理化，從而有效指導(dǎo)機(jī)械制造具體工作，推動(dòng)整個(gè)機(jī)械工業(yè)發(fā)展。結(jié)合機(jī)械工業(yè)發(fā)展需要，筆者認(rèn)為今后應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手，采取合理化機(jī)械設(shè)計(jì)策略。

1.提高機(jī)械的加工精度。機(jī)械設(shè)計(jì)加工中，由于設(shè)備、工作人員等因素的制約，誤差是不可避免的。而要想控制誤差，滿足機(jī)械加工制造精度要求，就必須分析誤差成因。對此進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，并采取切實(shí)可行的措施，實(shí)現(xiàn)對誤差有效控制，減少甚至避免誤差的出現(xiàn)，提高加工件精度。在具體的機(jī)械制造過程中，為提高加工零件幾何精度，可以改進(jìn)所使用的夾具，改進(jìn)測量精度。通過這些措施，從而實(shí)現(xiàn)對誤差的有效控制，進(jìn)而提高加工精度。同時(shí)還要分析加工誤差，明確其產(chǎn)生原因，并有針對性地采取控制措施。一般來說，系統(tǒng)應(yīng)力、熱變形、刀具磨損、內(nèi)部應(yīng)力等情況都會(huì)導(dǎo)致誤差出現(xiàn)，應(yīng)該根據(jù)這些誤差的發(fā)生原因，采取有針對性的措施，盡量降低誤差。常用降低誤差的方法有誤差補(bǔ)償法，分化、均化原始誤差法。在加工制造中，要結(jié)合具體工作需要，有針對性地采取這些措施，降低誤差，提高機(jī)械加工精度。

2.確保加工表面的質(zhì)量。評價(jià)表面加工質(zhì)量的指標(biāo)是粗糙度，又稱為微觀不平度。該項(xiàng)指標(biāo)對加工件的物理化學(xué)性能、壽命、可靠性等產(chǎn)生直接影響。為此，在機(jī)械制造時(shí)，必須采取有效措施，確保表面質(zhì)量。具體措施如下:首先，合理選擇加工制造刀具。刀具選擇應(yīng)該考慮加工件屬性，使用刀尖圓弧半徑較大，副偏角較小的修光刃、寬刃精刨刀、精車刀，確保刀具選擇與工具材料加工相適應(yīng)，從而更好進(jìn)行工件加工，減小工具表面粗糙度。其次，恰當(dāng)選擇切削條件。根據(jù)工件材料不同，采用不同的切削速度，進(jìn)而減少和抑制積屑瘤產(chǎn)生，提高工件表面質(zhì)量。還可以減小進(jìn)給量，運(yùn)用高效切削液等措施，也是增強(qiáng)工件質(zhì)量的重要手段。最后，減少表面層變形。加工工件時(shí)，合理控制后刀面磨損寬度和切削用量。一般采用較小進(jìn)給量、較高切削速度、高效切削液，促進(jìn)切削順利進(jìn)行，提高工件加工質(zhì)量。

3.增強(qiáng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化水平。隨著機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展，當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)和加工標(biāo)準(zhǔn)化是一項(xiàng)重要趨勢，也是我們在設(shè)計(jì)中不可忽視的工作。在標(biāo)準(zhǔn)化趨勢指導(dǎo)下，機(jī)械零件的尺寸、規(guī)格、性能、結(jié)構(gòu)能夠得到有效統(tǒng)一，從而有利于機(jī)械設(shè)計(jì)和加工制造順利進(jìn)行。不僅能確保機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量，還能夠推動(dòng)機(jī)械加工順利進(jìn)行，從而降低成本，提高機(jī)械加工制造效益。因此，必須重視提高零件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)水平，從而更好地指導(dǎo)機(jī)械加工制造，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)競爭力的提高。

4.重視綠色化機(jī)械設(shè)計(jì)。開展機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，引入綠色設(shè)計(jì)制造理念逐漸成為一種趨勢。通過運(yùn)用該理念，不僅能夠降低對周圍環(huán)境的污染，還能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)成功率。通過在綠色設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)下，能夠推動(dòng)機(jī)械加工制造工藝的發(fā)展與進(jìn)步，提高加工制造效率，改進(jìn)機(jī)械制造工藝。與傳統(tǒng)工藝相比而言，綠色設(shè)計(jì)理念最為突出的特點(diǎn)是降低對環(huán)境的污染，在提高機(jī)械設(shè)計(jì)和制造水平的前提下，實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境的保護(hù)，促進(jìn)機(jī)械加工制造效率的提高，提高機(jī)械加工制造的綜合效益。因此，在設(shè)計(jì)中需要重視綠色設(shè)計(jì)理念的運(yùn)用，重視綠色產(chǎn)品開發(fā)，減少設(shè)計(jì)和制造中對環(huán)境所帶來的破壞。而要想實(shí)現(xiàn)綠色化機(jī)械設(shè)計(jì)理念，就要堅(jiān)持以綠色設(shè)計(jì)理念為指導(dǎo)，運(yùn)用系統(tǒng)化設(shè)計(jì)理念。原材料選擇時(shí)，重視對綠色環(huán)保材料的選擇，并提高原材料利用效率，降低對原材料的破壞與浪費(fèi)。同時(shí)還要改進(jìn)機(jī)械制造工藝，提高原材料利用效率，在保證原材料滿足保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上，能夠滿足機(jī)械制造的工藝要求，充分考慮產(chǎn)品回收利用。盡量降低對周圍環(huán)境的影響，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造綜合效益的提高。

5.把握機(jī)械制造的趨勢。隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械制造呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢，這是在設(shè)計(jì)中需要考慮的問題。其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)為自動(dòng)化、集成化、數(shù)字化、精細(xì)化、綠色化。這些趨勢的出現(xiàn)是機(jī)械制造的必然趨勢，在設(shè)計(jì)中需要把握好這些趨勢，根據(jù)發(fā)展趨勢的新需要，結(jié)合機(jī)械制造實(shí)際情況，提高設(shè)計(jì)水平。例如，為滿足綠色化發(fā)展趨勢，設(shè)計(jì)中需要重視對環(huán)境的保護(hù)工作，提高加工精度，降低對周圍環(huán)境帶來的破壞。為滿足數(shù)字化要求，設(shè)計(jì)中應(yīng)該重視計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化，從而促進(jìn)工作水平提高。

綜上所述，對整個(gè)機(jī)械工業(yè)來說，設(shè)計(jì)和制造工藝是不可忽視的重要內(nèi)容。今后在實(shí)際工作中，應(yīng)該認(rèn)識這兩項(xiàng)工作的重要作用。并根據(jù)具體需要，采取有效措施，優(yōu)化機(jī)械制造工藝流程，合理運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)策略。在提高產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，還需要重視現(xiàn)代技術(shù)措施的運(yùn)用，把握機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì)趨勢，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，為整個(gè)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展注入生機(jī)與動(dòng)力。

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1673-0046（2016）3-0185-02