淺談機(jī)械零件工藝結(jié)構(gòu)的合理性

寧浩浩 潘雷 崔冬冬 馬永峰

摘 要：近年來，我國(guó)制造業(yè)得到了飛速的發(fā)展，這極大地促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展。機(jī)械零件是機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)，只有保證機(jī)械零件的合理，才能確保機(jī)械產(chǎn)品的正常使用，因此，在進(jìn)行機(jī)械零件設(shè)計(jì)、加工時(shí)，必須保證其工藝結(jié)構(gòu)的合理性，下面就機(jī)械零件工藝結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行全面分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件；工藝結(jié)構(gòu)；合理性

引言

對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品加工是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，不僅要保證機(jī)械產(chǎn)品性能、功能滿足相關(guān)需求，還需要保證產(chǎn)品的各個(gè)零件結(jié)構(gòu)合理，這樣才能保證產(chǎn)品的正常應(yīng)用。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品而言，結(jié)構(gòu)工藝合理的零件，能有效地降低產(chǎn)品加工成本并提高產(chǎn)品的綜合性能，反之若結(jié)構(gòu)不合理的零件則會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的正常使用造成很大影響，因此確保機(jī)械零件工藝結(jié)構(gòu)的合理性是十分重要的。

1機(jī)械零件工藝性設(shè)計(jì)影響因素

結(jié)構(gòu)材料：結(jié)構(gòu)材料的性能受到化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)因素的影響，所以說在選擇機(jī)械零件結(jié)構(gòu)加工材料的時(shí)候，要根據(jù)所選材料的性能狀態(tài)來制定相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，選擇與機(jī)械零件基本結(jié)構(gòu)相一致的結(jié)構(gòu)材料，如果出現(xiàn)不一致的狀況，需要及時(shí)的采取補(bǔ)救措施，從而保證機(jī)械零件的加工質(zhì)量。毛坯成型方法：機(jī)械零件的工藝性還會(huì)受到毛坯成型方法的影響，不同結(jié)構(gòu)形狀的毛坯對(duì)應(yīng)不同的成型工藝設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械零件產(chǎn)品的生產(chǎn)加工質(zhì)量有著決定性的影響。因此，在選擇毛坯成型方法的過程中，要按照工件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性來確定，保證機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與零件加工工藝路線一致，確保機(jī)械零件的加工質(zhì)量不受其他因素影響。質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)：機(jī)械零件產(chǎn)品的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)決定著機(jī)械加工生產(chǎn)的時(shí)間和成本，因此必須要控制質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)來實(shí)現(xiàn)控制生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期的目標(biāo)。在進(jìn)行機(jī)械零件產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，為了能夠滿足結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)的需求，首先就要科學(xué)合理的制定質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，從而達(dá)到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

2機(jī)械零件工藝結(jié)構(gòu)的合理性

2.1合理的選擇毛坯

機(jī)械零件都是從毛坯加工而來的，毛坯是機(jī)械產(chǎn)品加工最基礎(chǔ)的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此，在進(jìn)行機(jī)械零件加工設(shè)計(jì)時(shí)，必須合理的選擇毛坯，這樣才可以保證機(jī)械零件工藝結(jié)構(gòu)的合理性。在選擇毛坯時(shí)，首先要結(jié)合零件的具體要求，選擇合理的加工原料和加工方法，然后結(jié)合零件設(shè)計(jì)圖紙，確定毛坯尺寸、形狀、大小等，這樣才能保證加工出來的機(jī)械零件滿足實(shí)際需求。在選擇毛坯時(shí)，主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行：

2.1.1毛坯的尺寸形狀

在確定毛坯尺寸形狀時(shí)，為了保證機(jī)械零件的加工效率，要盡可能地保證毛坯的尺寸、形狀與機(jī)械零件本身的尺寸。形狀相似，避免因毛坯過于粗糙，而加大機(jī)械零件的加工量。在進(jìn)行機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量選擇先進(jìn)的毛坯加工手段，這樣就能保證在批量加工機(jī)械零件時(shí)，獲得良好的加工效果。

2.1.2毛坯的結(jié)構(gòu)

對(duì)于毛坯的結(jié)構(gòu)，是由機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)直接決定的，由于毛坯結(jié)構(gòu)對(duì)零件的加工有很大的影響，因此，在進(jìn)行機(jī)械零件加工設(shè)計(jì)時(shí)，必須注重毛坯結(jié)構(gòu)的選擇。在選擇毛坯結(jié)構(gòu)時(shí)，為了良好的掌握結(jié)構(gòu)的難易程度，可以選用合并、分解的方法。也就是說，在進(jìn)行毛坯結(jié)構(gòu)加工時(shí)，將幾個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的零件組合起來，合并成一個(gè)新的零件，或者將一個(gè)結(jié)構(gòu)比較大的毛坯切削成多個(gè)小的零件，從而滿足機(jī)械零件加工的需求。這樣一方面能減少毛坯加工的次數(shù)，另一方面還能節(jié)省原料的使用量。例如：在加工車床絲杠螺母合口瓦與活塞環(huán)時(shí)，可以先加工長(zhǎng)套筒與整個(gè)毛坯，在進(jìn)行合口瓦加工時(shí)，將其切削成兩部分，當(dāng)長(zhǎng)套筒半徑符合規(guī)定后，在進(jìn)行車床加工，并切割出滿足要求的活塞環(huán)。

2.2機(jī)械零件工藝性設(shè)計(jì)方法

經(jīng)驗(yàn)法：經(jīng)驗(yàn)法是機(jī)械零件工藝性設(shè)計(jì)的一種普遍方法，主要是在全面歸納的前提下給出經(jīng)驗(yàn)公式，并進(jìn)行對(duì)比分析，從而選擇合適的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)方法要求設(shè)計(jì)人員具有相當(dāng)豐富的零件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)才能夠保證經(jīng)驗(yàn)公式的可靠性，因此雖然經(jīng)驗(yàn)法的可行性較強(qiáng)，但是仍然不夠完善，而且經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性并不強(qiáng)，所以在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)中還需進(jìn)一步地完善。模型法：機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，而且有些零件的質(zhì)量和體積都比較大，因此對(duì)于這些零件的設(shè)計(jì)一般采用模型法，目前構(gòu)建零件模型主要是通過實(shí)驗(yàn)的方式，在應(yīng)用模型法的過程中，設(shè)計(jì)人員必須要注重與機(jī)械化實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系，根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)狀況確定模型，以免影響零件的結(jié)構(gòu)性能。理論設(shè)計(jì)法：理論設(shè)計(jì)法是建立在目前零件結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)上的。零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到很多學(xué)科的知識(shí)，例如機(jī)械原理、材料力學(xué)、金屬學(xué)等等，因此在應(yīng)用理論設(shè)計(jì)法的過程中，首先要確定零件的荷載，并根據(jù)荷載情況確定零件的尺寸，例如需要考慮直桿在拉伸情況下剖面受力情況，并利用相應(yīng)的力學(xué)公式，來計(jì)算直桿零件的相關(guān)系數(shù)。

2.3機(jī)械零件加工工藝的內(nèi)容

目前，我國(guó)的機(jī)械零件加工普遍采用的是數(shù)控的生產(chǎn)方式，因此要想保證機(jī)械零件加工的質(zhì)量，必須要在機(jī)械零件加工之前詳細(xì)地了解機(jī)械零件的加工工藝，并根據(jù)機(jī)械零件實(shí)際的設(shè)計(jì)和加工要求，合理地制定加工方案。對(duì)于機(jī)械零件加工工藝的內(nèi)容，首先在進(jìn)行機(jī)械零件的加工之前就要選擇合適的數(shù)控機(jī)床，根據(jù)機(jī)械零件的實(shí)際情況，恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)行選擇，在確定數(shù)控機(jī)床之后，再進(jìn)行具體加工工序的設(shè)計(jì)，由于不同種類的機(jī)械零件的加工工序都不盡相同，因此必須要在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)完成之后，再開始加工操作；其次在確定好機(jī)械零件加工方案之后，要對(duì)機(jī)械零件加工圖紙進(jìn)行仔細(xì)地分析，從而確定最合適的加工技術(shù)，保證整個(gè)加工工作的順利進(jìn)行；最后要對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行加工工藝的設(shè)計(jì)，機(jī)械零件加工工藝的設(shè)計(jì)直接影響著機(jī)械零件的教工質(zhì)量，是整個(gè)機(jī)械零件加工的核心步驟，所以在對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要做好基準(zhǔn)的選擇、工具的選擇、工序的確定和安裝實(shí)施的步驟，做好這些工作才能夠確保機(jī)械零件的質(zhì)量。

結(jié)語

總而言之，隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備越來越先進(jìn)，機(jī)械零件的加工也越來越重要，對(duì)機(jī)械零件設(shè)計(jì)及加工工藝性都提出了更高要求。要想提高機(jī)械零件的設(shè)計(jì)和加工水平，就必須重視研究工作，從經(jīng)濟(jì)性能需求、工藝性能需求、使用性能需求、設(shè)計(jì)需求等多個(gè)角度進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)，改善零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝，從而提升機(jī)械零件的加工質(zhì)量，保證機(jī)械零件加工的安全性，減少材料浪費(fèi)、有效地降低機(jī)械零件加工成本，從而提升加工效率，全面提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械零件行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

第一作者：寧浩浩（1996.06.30），男，漢族，學(xué)生，河南省焦作市沁陽市山王莊鎮(zhèn)新店村，單位：鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，專業(yè)：機(jī)械工程，研究方向：機(jī)電一體化

第二作者：潘雷（1997.05.11），男，漢族，學(xué)生，河南省信陽市新縣陡山河鄉(xiāng)爛泥沖村潘，單位：鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，專業(yè)：機(jī)械工程

第三作者：崔冬冬（1996.06.05），男，漢族，學(xué)生，河南省焦作市沁陽市山王莊鎮(zhèn)萬南村，單位：鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，專業(yè)：機(jī)械工程

第四作者：馬永峰（1997.12.17），男，漢族，學(xué)生，河南省焦作市沁陽市崇義鎮(zhèn)蘭戶鋪村，單位：鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，專業(yè)：機(jī)械工程