機(jī)械制造工藝中的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)分析

王震　吳凡　王大號(hào)　蘇文婷　任偉倬

[摘? ? 要]機(jī)械制造領(lǐng)域一直以來(lái)都是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，直接影響到機(jī)械裝置是否可以發(fā)揮出應(yīng)有作用。高效的制造技術(shù)可以顯著提高生產(chǎn)效率，更好地把控產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化成本投入。縱觀機(jī)械制造的各項(xiàng)技術(shù)來(lái)說(shuō)，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)便是如何保證設(shè)計(jì)方案滿(mǎn)足目標(biāo)需求。本文針對(duì)機(jī)械制造的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行論述，探究機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)需要把控的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，并給出具體的設(shè)計(jì)建議，確保設(shè)計(jì)方案合理可靠，推動(dòng)機(jī)械制造領(lǐng)域快速前行。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械制造工藝;合理化;機(jī)械設(shè)計(jì)

[中圖分類(lèi)號(hào)]TH122 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）06–00–03

Analysis of Rationalized Mechanical Design in Mechanical Manufacturing Process

Wang Zhen， Wu Fan， Wang Da-hao， Su Wen-ting， Ren Wei-zhuo

[Abstract]The field of machinery manufacturing has always been an important link in promoting social development， which directly affects whether mechanical devices can play their due role. Efficient manufacturing technology can significantly improve production efficiency， better control product quality， and optimize cost input. Looking at the various technologies of mechanical manufacturing， the most critical point is how to ensure that the design plan meets the target requirements. This article discusses the related technology of machinery manufacturing， explores the key links that need to be controlled during mechanical design， and gives specific design suggestions to ensure that the design scheme is reasonable and reliable， and promote the rapid advancement of the machinery manufacturing field.

[Keywords]mechanical manufacturing process; rationalization; mechanical design

機(jī)械裝置生產(chǎn)過(guò)程中最為核心的就是機(jī)械制造技術(shù)，合理的機(jī)械制造方案可以顯著提高生產(chǎn)效率，減輕技術(shù)人員的工作壓力，優(yōu)化成本投入。機(jī)械制造技術(shù)主體采用的是機(jī)械生產(chǎn)，可以有效把控產(chǎn)品質(zhì)量，保證企業(yè)獲取到最大化的經(jīng)濟(jì)收益。

1 機(jī)械制造工藝的流程

機(jī)械制造技術(shù)指的是利用不同技術(shù)把基本材料加工成目標(biāo)產(chǎn)品的流程。在實(shí)際的機(jī)械裝置生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，技術(shù)選擇是最為核心的，可以顯著優(yōu)化成本投入，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。機(jī)械制造的過(guò)程可以分為2個(gè)方面：制造程序、控制程序。其中制造程序完成的是把基本材料加工成目標(biāo)產(chǎn)品的過(guò)程，而控制程序主要負(fù)責(zé)的是對(duì)半成品的再處理，并實(shí)現(xiàn)零件組合，完成產(chǎn)品的生產(chǎn)。機(jī)械制造技術(shù)可以將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，合理選取制造技術(shù)可以?xún)?yōu)化成本投入，確保質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)謀取最大化的經(jīng)濟(jì)收益。

1.1 制作和技術(shù)程序

機(jī)械制造工藝制作程序相對(duì)比較豐富，是將原材料通過(guò)機(jī)械設(shè)備、勞動(dòng)力生產(chǎn)轉(zhuǎn)換為可以進(jìn)行銷(xiāo)售的合格產(chǎn)品，包含機(jī)械實(shí)施準(zhǔn)備工作，原材料準(zhǔn)備工作，半成品生產(chǎn)制造，實(shí)施附加工作，產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)等。其中技術(shù)程序指在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)更改產(chǎn)品樣式、產(chǎn)品大小的方式，進(jìn)行多方面生產(chǎn)程序的完善。具體來(lái)講，是指通過(guò)對(duì)已經(jīng)加工的半成品進(jìn)行操作，進(jìn)一步促進(jìn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)完成。

1.2 零件裝夾

零件裝夾操作是機(jī)械生產(chǎn)中不可忽視的一環(huán)。實(shí)際加工零件之前，需要控制好夾具位置。為了防止零件加工過(guò)程中出現(xiàn)位置偏差，就要保證夾裝牢固。夾裝操作也直接決定著最終的產(chǎn)品質(zhì)量，關(guān)系到制造效率和經(jīng)濟(jì)收益。

1.3 零件定位

縱觀機(jī)械制造的各個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，零件的位置確定至關(guān)重要。首先來(lái)說(shuō)，需要規(guī)劃好進(jìn)行加工的零部件，完成順序排列后即可進(jìn)行組裝。各個(gè)零部件是否達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。加工各個(gè)零部件的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)首先確定零部件的類(lèi)別和形狀，選取合理的加工方式進(jìn)行生產(chǎn)，做好定位工作保證零部件質(zhì)量滿(mǎn)足預(yù)期要求，不同的零部件在生產(chǎn)中的位置也不盡相同。對(duì)于不同零件來(lái)說(shuō)，要選取最為適宜的加工技術(shù)，否則難以體現(xiàn)定位作用，產(chǎn)品質(zhì)量也很難控制。

1.4 加工精度的深度控制

制造精度作為機(jī)械生產(chǎn)中最關(guān)鍵的影響因素，也是保證零件質(zhì)量的關(guān)鍵所在。經(jīng)由機(jī)械制造過(guò)程可以將基礎(chǔ)的零件材料轉(zhuǎn)變?yōu)榘氤善罚笤賹?duì)其精加工就完成了產(chǎn)品制造。根據(jù)制造要求嚴(yán)格把控加工精度，尤其是零部件的形狀參數(shù)、尺寸要求、位置確定等，保證零件質(zhì)量達(dá)到要求。通常在加工過(guò)程中，為了保證精度指標(biāo)，會(huì)采用試切、自動(dòng)加工等方式進(jìn)行把控，各項(xiàng)技術(shù)都有著自身優(yōu)勢(shì)，對(duì)精度也能很好把控，確保精度指標(biāo)滿(mǎn)足組裝要求。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)基本原則與重要性

2.1 綜合性原則

合理化的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造角度主要包括理論層和實(shí)踐層2方面，決定了后期制造中誤差產(chǎn)生的大小，因此，綜合性成為機(jī)械制造的基本原則，要通過(guò)對(duì)以往機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，理論設(shè)計(jì)與實(shí)踐工作加以結(jié)合，持續(xù)性提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，保證機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

2.2 整體性原則

機(jī)械制造設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)要從產(chǎn)品整體角度著手，遵循整體性原則，使各個(gè)步驟環(huán)節(jié)得以合理組合，制定出科學(xué)化的機(jī)械設(shè)計(jì)方案。

2.3 重要意義

機(jī)械設(shè)計(jì)是在原有的機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更為合理化的方案設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)人員全面了解客戶(hù)需求，全面掌握各類(lèi)理論要求，對(duì)前期已有方案進(jìn)行改進(jìn)，更新設(shè)計(jì)理念，制定出機(jī)械制造的整體規(guī)劃方案，對(duì)機(jī)械制造環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)方案全面實(shí)施非常有利，在保障產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)保證企業(yè)的生產(chǎn)效率。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)價(jià)值性分析

機(jī)械設(shè)計(jì)需要對(duì)機(jī)械制造工藝的各個(gè)工序進(jìn)行深入了解，經(jīng)過(guò)合理分析，利用科學(xué)方法將其工作原理、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)等各方面進(jìn)行總結(jié)。機(jī)械設(shè)計(jì)包含繼承性設(shè)計(jì)、新型設(shè)計(jì)和變形設(shè)計(jì)3方面。對(duì)于機(jī)械制造企業(yè)來(lái)講，提升機(jī)械設(shè)計(jì)是保障質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，也是提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要環(huán)節(jié)。

3.1 計(jì)劃制定階段

機(jī)械制造生產(chǎn)之前，進(jìn)行合理化機(jī)械設(shè)計(jì)至關(guān)重要，要求設(shè)計(jì)人員充分了解相關(guān)資料，保證后期機(jī)械設(shè)計(jì)工作可以安全、合理的完成加工。

3.2 方案制定階段

機(jī)械設(shè)計(jì)方案使為了保證機(jī)械設(shè)計(jì)完整性，保障生產(chǎn)產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)要求，這個(gè)環(huán)節(jié)的機(jī)械設(shè)計(jì)不是最終設(shè)計(jì)方案，在下一階段可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行檢查與合理分析，之后最終確定設(shè)計(jì)方案。

3.3 技術(shù)設(shè)計(jì)階段

技術(shù)設(shè)計(jì)需要結(jié)合總裝設(shè)計(jì)草圖和技術(shù)性文件，融入設(shè)計(jì)中可以?xún)?yōu)化的部分進(jìn)行進(jìn)一步完善，確保設(shè)計(jì)方案有效性與合理性，決定了最終機(jī)械制造加工工藝。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

機(jī)械設(shè)計(jì)也是機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中不可忽視的一環(huán)，關(guān)系到產(chǎn)品制造是否可以順利完成。方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面考量機(jī)械制造技術(shù)的各項(xiàng)規(guī)定，把控零件設(shè)計(jì)的精度標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要綜合考量問(wèn)題，尤其是方案分析時(shí)，要把控好各項(xiàng)影響因素。

4.1 機(jī)械設(shè)計(jì)要和制造工藝相貼合

機(jī)械設(shè)計(jì)作為生產(chǎn)制造的前提，只有確定好相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案后，才可以有序開(kāi)展零件制造。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要結(jié)合具體情況，把控好現(xiàn)有的加工技術(shù)來(lái)制定方案。設(shè)計(jì)的零件參數(shù)必須要滿(mǎn)足技術(shù)規(guī)定，便于后續(xù)步驟的開(kāi)展和產(chǎn)品組裝。設(shè)計(jì)人員不可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中憑空捏造數(shù)據(jù)，要落到實(shí)處，同制造人員深入交流，把控好生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，充分考量零部件的技術(shù)要求。

4.2 安裝調(diào)試

根據(jù)設(shè)計(jì)方案生產(chǎn)的零部件，不管質(zhì)量是否滿(mǎn)足要求，都需要通過(guò)具體的調(diào)試測(cè)定才可以判定是否合格。安裝測(cè)試也是機(jī)械制造的最后一步，更是測(cè)定技術(shù)質(zhì)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)方案能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，要根據(jù)實(shí)際的調(diào)試檢驗(yàn)才可以判定。實(shí)際進(jìn)行調(diào)試檢驗(yàn)時(shí)，要把控好各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合具體情況對(duì)問(wèn)題予以處理。零部件的安裝需要嚴(yán)格遵循方案設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也可以驗(yàn)證方案的合理性。設(shè)計(jì)人員通過(guò)調(diào)試檢驗(yàn)也可以增強(qiáng)自身的技術(shù)水平，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)能力。

5 機(jī)械合理化設(shè)計(jì)相關(guān)辦法

機(jī)械設(shè)計(jì)作為生產(chǎn)制造的前提，設(shè)計(jì)過(guò)程要從整體進(jìn)行把控，結(jié)合具體的任務(wù)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成。設(shè)計(jì)人員必須要在保證零部件質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)成本進(jìn)行合理管控。

5.1 更新設(shè)計(jì)理念

機(jī)械制造設(shè)計(jì)技術(shù)不斷發(fā)展，需要持續(xù)性采納新型設(shè)計(jì)理念，同時(shí)，要優(yōu)先選擇可持續(xù)性的新型加工理念，降低生產(chǎn)污染影響，將綠色理念、節(jié)能環(huán)保技術(shù)融入設(shè)計(jì)工作中，摒棄不合理的認(rèn)知，創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路，積極在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中采用最佳環(huán)保型材料，并對(duì)報(bào)廢機(jī)械產(chǎn)品，采取有效措施回收再利用。

5.2 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代化的機(jī)械制造工藝中，機(jī)械設(shè)計(jì)需求量、功能需求、種類(lèi)數(shù)量都在不斷增大，今后機(jī)械制造工作效率成為關(guān)鍵因素，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)推行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)非常重要。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，使設(shè)計(jì)人員可以在統(tǒng)一化的標(biāo)準(zhǔn)情況下，設(shè)置出具有統(tǒng)一性的結(jié)構(gòu)、尺寸和規(guī)格的機(jī)械零件，保持產(chǎn)品加工制造的一致化。使設(shè)計(jì)的零件產(chǎn)品更符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，形成規(guī)模化生產(chǎn)，提升車(chē)間生產(chǎn)效率，降低機(jī)械制造工藝的成本支持，進(jìn)一步提升機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力。

5.3 機(jī)械設(shè)計(jì)合理化流程的提升

縱觀機(jī)械制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，規(guī)范化、質(zhì)量化是最為核心的兩個(gè)要求，也是機(jī)械制造的根本所在。在產(chǎn)品零部件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求明確零部件的形狀參數(shù)、尺寸標(biāo)準(zhǔn)和定位信息等，采用標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)手段完成設(shè)計(jì)。由此便可以更好的把控技術(shù)質(zhì)量，確保產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，做好成本管理。從實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，要合理確定零部件的尺寸參數(shù)，不斷優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)機(jī)械制造領(lǐng)域的穩(wěn)定前行。

5.4 完善機(jī)械制造的表面質(zhì)量

機(jī)械加工產(chǎn)品表面是否存在粗糙和不平整，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的總體質(zhì)量具有較大關(guān)聯(lián)性，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量決定制造產(chǎn)品的市場(chǎng)銷(xiāo)量、產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。由于產(chǎn)品表面要求較為嚴(yán)苛，一旦在測(cè)試中出現(xiàn)凹凸不平的問(wèn)題，就會(huì)判定質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。同時(shí)平整度還直接關(guān)系到后續(xù)環(huán)節(jié)是否可以順利完成，同產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)。由此來(lái)說(shuō)，實(shí)際加工時(shí)，要盡可能把控好表面質(zhì)量，防止平整度出現(xiàn)問(wèn)題。選擇最為合適的刀具參數(shù)，或?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行精修處理，保證外部質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

5.5 提高機(jī)械加工的精度

實(shí)際的機(jī)械加工，常常會(huì)存在一些無(wú)法優(yōu)化的問(wèn)題，致使精度指標(biāo)不滿(mǎn)足方案要求。針對(duì)這一問(wèn)題，要從源頭上進(jìn)行把控，找出問(wèn)題的根本原因，通過(guò)合理的方式予以處理。具體的工作方式可以采用夾具或改進(jìn)測(cè)量工具等，盡量可能控制誤差。工作人員可以提前檢查工藝系統(tǒng)是否存在受熱變形、受力變形或者磨損等情況，采取相應(yīng)措施進(jìn)行整改，具體實(shí)施辦法包含誤差轉(zhuǎn)移法、誤差補(bǔ)償法和誤差平均法。只有確保零件加工的精度指標(biāo)符合方案規(guī)定，才可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，期望改善誤差，會(huì)優(yōu)化夾具和測(cè)量設(shè)備。

5.6 推行綠色設(shè)計(jì)

機(jī)械制造工藝過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生較大能源消耗，不可避免產(chǎn)生污染環(huán)境的現(xiàn)象發(fā)生，目前，環(huán)境保護(hù)和綠色文明的思想更為深入人心，機(jī)械制造行業(yè)如果需要進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)步，綠色制造理念需要擺放到新的高度，加大環(huán)保材料使用，在源頭上將環(huán)境污染控制在最小范圍中，這樣以來(lái)，不但可以滿(mǎn)足社會(huì)持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，做到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)同時(shí)開(kāi)展，促進(jìn)且經(jīng)濟(jì)效益最大化。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在機(jī)械制造過(guò)程中，合理化的設(shè)計(jì)會(huì)給整個(gè)制造流程提供重要的指導(dǎo)，提升了工作效率，降低了生產(chǎn)成本。機(jī)械制造工藝的合理化設(shè)計(jì)在制造業(yè)中會(huì)得到越來(lái)越好的發(fā)展，這是一種趨勢(shì)。只有不斷提升機(jī)械設(shè)計(jì)的科學(xué)合理化，創(chuàng)新機(jī)械制造工藝技術(shù)，才能讓整個(gè)機(jī)械制造流程更具競(jìng)爭(zhēng)力。

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