機械設計制造中存在的問題和建議解析

劉磊

（駐馬店職業(yè)技術學院（機電工程系），河南 駐馬店 463000）

機械的研發(fā)和應用，使得人們在面對復雜工作時更加的容易，保障工作的效率和質量，還能夠降低勞動強度。在機械運行時，內部組成的各個部分處于相對運動的狀態(tài)，而機械設計與制造階段，只有達到質量的標準，才能保證各個部件運行更加的穩(wěn)定與高效，滿足人們的使用需要。只要是機械存在問題，都會給后續(xù)的使用產生不利的影響，不僅造成較大的經濟損失，還會給人們的生命安全帶來不良的影響。因此，機械制造前需要綜合分析與了解，保證產品和結構達到標準的要求，發(fā)揮出最高的價值。

1 機械設計制造問題分析

1.1 技術相關問題

從目前實際情況分析，我國機械化水平有了很大的提升，總體來說是比較高的，但是，還有一些方面存在著嚴重的問題，不能達到機械生產效率和質量的要求。此外，我國有很多尖端的技術依然依賴進口，而這些國家的技術堡壘導致我國很多方面發(fā)展環(huán)境，極大地影響機械生產的穩(wěn)定性與安全性。

1.2 裝備相關問題

現代社會發(fā)展中，數控技術有了很大的進步，但是，其加工成本比較高，有些企業(yè)依然是手動操作機械作為主導進行加工作業(yè)。在某些專用機械生產時存在著嚴重誤差的情況下，需要專業(yè)技術人員開展維修工作，一旦大范圍的出現問題，會造成設備的質量和效率無法滿足要求，還會誘發(fā)人員傷亡的事故。裝備相關問題的存在也比較常見，其主要原因就是我國機械自動化水平不高，極大地影響了設計制造自動化領域的發(fā)展。因此，我們需要隨時更新機械制造裝備技術，緊隨時代的發(fā)展，提高自動化水平，為我國生產加工效率和質量的提升奠定堅實的基礎。

1.3 加工精度問題

因為零部件加工系統(tǒng)是企業(yè)專業(yè)技術人員按照加工方案進行的，只要是系統(tǒng)設計時有著一定的偏差，哪怕這一偏差非常微小，都會導致整個加工產生嚴重的影響，零件的精度也有著很大的問題。對于有些加工環(huán)境異常復雜的條件下，比如，噪音污染嚴重、機械振動明顯、數控機床的穩(wěn)定性不足等，會導致機床加工環(huán)節(jié)產生一定的偏移，導致零件加工精度無法滿足要求。此外，數控編程作業(yè)人員對于數控機床操作系統(tǒng)的掌握度不熟練，沒有及時根據零件結構做出調整，導致機床加工階段產生偏離影響。如果機床刀具磨損嚴重，且有一定的變形問題，也會產生加工精度不足的問題。

1.4 人才培養(yǎng)問題

機械設計制造領域需要秉承長遠發(fā)展戰(zhàn)略，達到這一要求離不開高素質人才的支持。但是，我國的人才素質總體來說較低，高素質、專業(yè)化的人才所占比例較少，行業(yè)發(fā)展水平相對較差，無法滿足機械制造領域的發(fā)展，所以加強人才培養(yǎng)是解決這一問題的關鍵措施。

2 機械設計制造的要點

在機械設計制造的過程中，需要考慮結構的強度以及相關剛度需求，并且需要按照實際情況，對各個方面的內容細化，以保證設計效果得到預期的目標需求。

2.1 結構的強度和剛度

機械設備需要長期加工運行，所以其結構的強度必須滿足要求，這是機械設計制造的基礎條件。為了保證機械結構強度符合要求，設計與制造階段選擇強度性能較高的材料加工各個結構部件，保證截面尺寸符合要求，零件截面的形狀設計符合設備工作要求，提高各個方面的運行性能。此外，還可以選擇應用熱處理、化學處理等方式保證材料力學性能得以提升。保證機械結構強度滿足要求后，還要達到零件加工精度的要求，有效地降低機械運行中的動載荷，保證各個部件在運行中的受力得以合理的分配，促進加工穩(wěn)定性與安全性的提升。除了要達到結構強度要求，還要做好剛度的計算，零件剛度可以分解成為變形剛度、表面接觸剛度兩個方面。要想保證機械加工的零件變形剛度滿足要求，需要采取措施增加零件的截面尺寸，保證慣性矩符合要求，從而促進整體結構強度達到要求。對于接觸剛度的提升方面，最主要的措施就是增加貼合面的方法，可以減小壓力，通過精加工的方法保證各個部件性能達到，不會存在影響總體加工效果的問題。

2.2 結構的精度

精度設計是機械設計制造的重點內容，確保誤差、磨損量不會產生疊加的問題，而進行精度設計就要保證導軌的精度符合要求，其主要是通過大量的滾珠作為支撐以滿足導軌的運行。同時，在精度計算環(huán)節(jié)，摩擦力在兩條導軌上保持力矩平衡，可以設置在正中心，滿足結構運行的穩(wěn)定性。

2.3 人機結構的分析

機械設計制造是為了讓人們的工作更加的輕松，加工的部件精度更高，歸根結底是為了人類的發(fā)展而做出貢獻。人機結構要體現出人性化的理念，保證機械操作的手柄位置上設施儀表顯示器裝置，結合工作臺的具體高度，應該保證和人體符合協(xié)調一致性的要求，操作桿不能設置過大的力矩，否則，將會導致操作難度升高，也容易產生疲勞感。機械按鈕設計需要和機械的各個部件達到協(xié)調性的要求，根據要求調解亮度，保證人在加工時能夠清晰地觀察儀表數據信息，保證操作人員工作順暢進行。

3 機械設計制造的要點分析

3.1 壽命分析

機械設計制造中，對于機械零件的壽命存在影響的原因有很多，常見的就是疲勞損害、各種腐蝕、表面磨損嚴重等。很多機械零部件都會長期受到變應力的持續(xù)性影響，所以疲勞會導致機械發(fā)生損壞問題，這也是主要的原因。在零部件強度數據分析計算時，首先，需要分析疲勞的問題。零部件發(fā)生疲勞損壞，多數都是因為應力集中，其各個部件的尺寸與表面質量無法達到運行的要求，而外部環(huán)境也是重要影響因素。因此，機械設計制造中，綜合分析上述影響因素，選擇合適的結構尺寸，保證結構部件性能合格。

3.2 鑄造結構的分析

機械設計制造中，鑄造的方法應用較為廣泛，是很多部件的制造方式，因此，加強鑄造結構分析非常的重要。在鑄造結構分析過程中，對于澆筑位置的確定需要遵循幾個原則：其一，鑄件放置時需要保證寬大面向下、薄壁面向上。其二，極易發(fā)生縮孔的鑄件應該增加截面的厚度；其三，盡量減少型芯設置，并且做好固定處理。

3.3 熱處理分析

機械設計制造中，采用熱處理方式可以提升零件的結構性能，在具體的設計中，需要保證孔洞與鍵槽的設置達到合理性的要求，且各個部位的角度滿足要求，同時，熱處理階段選擇封閉對稱以及組合的結構形式。熱處理操作階段，為了保證處理工藝合格，首先，是進行退火、正火以及調質處理，然后才能淬火回火以及化學熱處理，這個過程中，可以保證結構部件的性能合格。熱處理工序的設置非常重要，綜合分析部件加工的效果和性能，適當地增加或者減少熱處理工序，以保證綜合性能滿足要求。

3.4 散熱、腐蝕以及降噪等問題

機械設計制造中選擇最佳的機械結構形式可以保證工作效率滿足要求，因此，要想提升機械的效率，在設計階段應該做好溫度的控制，特別是淬硬材料的設計中，溫度最關鍵。腐蝕問題的解決主要是采取備件的方式，出現嚴重問題時及時更換。降低噪音就要不斷地完善機械結構組成部分，保證振動效率符合要求，滿足降噪的效果要求。

3.5 設計制造的標準化

機械零件在設計中，選擇標準化的設計方式可以保證設計與制造的質量合格，且標準化設計能夠選擇最先進的設計方案，保證結構部件可以實現批量化的生產，促進制造質量提升，節(jié)約制造的成本。此外，標準設計與制造可以讓部件之間是通用的，提高部件的實用效果和穩(wěn)定性。通過標準化零部件的使用，簡化設計工作，縮短制造工期，提高總體的技術水平。

4 結語

機械設計與制造的過程中，應該綜合分析多個方面的影響因素，保證零部件結構的強度、剛度以及精度完全滿足標準的要求，提高生產的質量，延長設備的使用壽命。在具體的制造環(huán)節(jié)，做好各個環(huán)節(jié)的控制非常的關鍵，比如，鑄造、熱處理等，提高部件的加工精度，還要進行制造工藝的優(yōu)化與改進，促進整體效果的提高。為了讓機械產品達到應用的標準，對于機械產品設計與制造的標準靈活使用，以達到安全性、可靠性的要求，生產加工順利進行，符合加工生產環(huán)境的需要，提高加工精度水平，促進機械領域的發(fā)展，為經濟與社會的全面發(fā)展奠定堅實的基礎。