機械制造加工工藝合理化的機械設(shè)計制造分析

王建剛，梁元月

（天華化工機械及自動化研究設(shè)計院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

隨著經(jīng)濟全球化的到來，科技在不斷進步，在機械制造業(yè)的發(fā)展中，先進的技術(shù)占據(jù)著重要的地位。在現(xiàn)實的生活中，機械的使用能夠給人們帶來巨大的方便，同時，還能夠提高工作的效率和質(zhì)量。此外，使用機械能夠降低生產(chǎn)過程的復(fù)雜程度，減少了資源的使用，大大節(jié)約了成本，提高了經(jīng)濟效益，推動了機械制造業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，使得機械發(fā)展的特點和優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。

1 機械設(shè)計制造的特點

在進行機械設(shè)計制造時，機械的特點就是能夠完善施工的方案和加強功能，此外，在進行機械改革后，提高了機械使用的效率。同時在結(jié)合了先進的科學(xué)技術(shù)后，更增強了其設(shè)計效能。例如，在計算機的使用中，CAD功能有著明顯的加強，特別是其運行能力和準(zhǔn)確度。在創(chuàng)新后的機械中，其具備了智能性，能夠使得機械按照制定的程序進行工作。此外，在設(shè)計過程中，它還能夠有效結(jié)合不同的技術(shù)特點。在傳統(tǒng)的機械制造中，只重視機械的功能性和完整性，常常忽略了機械制造過程中的環(huán)保和資源使用等問題。

由于機械制造工序繁多、加工原理相對復(fù)雜，因此，在零配件的生產(chǎn)過程中，每種機械設(shè)備、測量用儀器量具、輔助工具以及相關(guān)技術(shù)方法等都會存在誤差。因此，在進行工藝設(shè)計和選擇生產(chǎn)技術(shù)方案時，需要充分了解每個工序誤差的潛在形成因素，從而選擇合理的方法對其實現(xiàn)有效控制，確保所有誤差在加工過程中得到控制，使零配件的最終工藝參數(shù)誤差不會超出設(shè)計要求，保證產(chǎn)品理想的合格率和高品質(zhì)。具體的誤差控制方法見圖1所示。

圖1 合理化機械設(shè)計的誤差控制方法

2 機械制造加工工藝合理化的機械設(shè)計制造分析

2.1 設(shè)計內(nèi)容與實際工藝需求相符合

在機械制造中，機械設(shè)計是影響機械產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，設(shè)計期間，技術(shù)人員需要掌握較強的理論知識，這樣才能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，同時還能夠明確知道影響產(chǎn)品質(zhì)量和效率的因素，從而能夠及時解決問題，提高機械設(shè)計的質(zhì)量。此外，在機械制造的不同加工階段，使用的施工技術(shù)和工藝也有所不同，施工的工藝應(yīng)與過程和步驟相匹配，否則，會降低機械產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。機械制造的設(shè)計人員在工作之前，應(yīng)當(dāng)提升自身的知識存儲水平和熟悉制造的每個細節(jié)和要求。年長的工作人員掌握著豐富的工作經(jīng)驗，因此，設(shè)計人員應(yīng)該相互的合作和交流，并且聽取合理的設(shè)計意見和建議，同再在結(jié)合自己的經(jīng)驗、分析后將科學(xué)的設(shè)計工藝加入制作方案中，從而完善和優(yōu)化機械制造的設(shè)計方案。

2.2 設(shè)計中以加工精度為前提

在機械制造的過程中，總會受到外界因素、人為因素等干擾，影響制造工藝的質(zhì)量和效率。因此，工作人員和相關(guān)部門應(yīng)該共同合作，研究和分析影響機械制造的干擾因素，然后制定具有針對性的解決方案，從而降低問題出現(xiàn)的機率、提高加工精度的目標(biāo)。由實際的機械建造經(jīng)驗可知，在加工過程中，有眾多的外界因素干擾加工，其中材料存在的內(nèi)應(yīng)力和熱變形因素是最重要的干擾因素。因此，工作人員和技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)重點探究和分析這兩種因素，從根源上了解其產(chǎn)生過程，并且制定出解決方案。經(jīng)過研究表明，應(yīng)用均化原始誤差法、分化原始誤差法等方法具有很好的解決效果。同時，工作人員與工作部門共同合作和研究，完善相關(guān)的機械制造技術(shù)，將設(shè)計中存在的問題和注意事項進行標(biāo)注，把產(chǎn)生誤差的因素和解決方案和預(yù)防措施規(guī)劃在制造要求中，此外，還要檢查機械設(shè)備和工具等，盡量減少機械制造的誤差，提高機械性能，達到產(chǎn)品加工精度的標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)生誤差的因素還有很多，工作人員應(yīng)該站在各個角度分析問題，考慮各種影響因素，從而更好地制定解決措施，提高加工精度的質(zhì)量。

2.3 模塊化設(shè)計

在機械制造中，用科學(xué)的方法對機械產(chǎn)品進行合理的設(shè)計，稱為模塊化設(shè)計。首先，由于機械產(chǎn)品性能的不同，可以將模塊化設(shè)計方案進行劃分。然后，對各個部分的模塊化進行分析和優(yōu)化，最終進行各個階段的實施，得到各種規(guī)格的產(chǎn)品。在現(xiàn)時代的發(fā)展理念背景下，低碳環(huán)保成為最重要的話題，由于模塊化設(shè)計本身具備的特點，使得設(shè)計模塊化設(shè)計在機械制造、電子信息、軍事設(shè)備生產(chǎn)等領(lǐng)域具有較為廣泛的應(yīng)用。

在機械產(chǎn)品的制造中，由于特殊的非功能性生產(chǎn)單元數(shù)量巨大，使得在制造中浪費了大量的資源和原材料，同時影響了機械設(shè)備的使用，而且不符合可持續(xù)發(fā)展觀理念，此外，在現(xiàn)實的生活中，生產(chǎn)的產(chǎn)品給用戶帶來了不便，因此，這就是形成機械產(chǎn)品模塊化設(shè)計的原因。機械生產(chǎn)的非功能性單元，難以用一個精確的標(biāo)準(zhǔn)進行衡量。

綜上可知，在機械制造的過程中，應(yīng)當(dāng)對具有功能性的模塊進行劃分，同時對其進行分析和測量，從而制定符合低碳環(huán)保的模塊化設(shè)計方案。為了完善和改進方案，應(yīng)該將制定的模塊化設(shè)計方案進行檢驗，并且檢驗生產(chǎn)技術(shù)的效果是否符合低碳標(biāo)準(zhǔn)。

例如，德國的index集團，其制造的數(shù)控車床在世界是領(lǐng)先的，因為該集團將模塊化設(shè)計應(yīng)用到了機械制造中，同時對模塊進行劃分和研究，并且對其進行改進和優(yōu)化，對不同功能性的零件進行整合和有序加工。因此，使用模塊設(shè)計方法，可以很大程度上節(jié)約成本和資源，增加企業(yè)經(jīng)濟效益。

2.4 生態(tài)化的設(shè)計

在機械制造設(shè)計中，有種新型的設(shè)計方式是生態(tài)化設(shè)計，其特點是減少資源的損耗、降低污染、不影響使用壽命等低碳環(huán)保的產(chǎn)品設(shè)計方式。同時，這種方法在多種領(lǐng)域已經(jīng)受到了廣泛的應(yīng)用，尤其是交通設(shè)備、機械制造、電子信息等方面。此外，在進行產(chǎn)品設(shè)計時，選擇材料是極其重要的環(huán)節(jié)，需要考慮的方面有：減少資源的使用，避免浪費，優(yōu)先考慮可降解或者可再利用的材料；選擇的材料應(yīng)當(dāng)滿足低碳環(huán)保的理念，低污染、無毒害的條件。在傳統(tǒng)的機械制造中，經(jīng)常產(chǎn)生大量污染環(huán)境的廢棄物和噪聲等污染，同時還極大地危害人們的身體健康。因此，生態(tài)化設(shè)計應(yīng)該被積極引入，新型的生態(tài)化設(shè)計能夠大大提高生產(chǎn)效率，滿足低碳環(huán)保的理念，降低對生態(tài)環(huán)境的污染，同時，還能夠不斷改進和優(yōu)化機械制造的相關(guān)技術(shù)。

2.5 設(shè)計時注重產(chǎn)品表面質(zhì)量的工藝設(shè)計

提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量具有重要的意義，因為在機械設(shè)計時，產(chǎn)品的表面質(zhì)量極大地影響著產(chǎn)品本身的質(zhì)量和使用壽命。產(chǎn)品表面的粗糙程度是重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，由于在制造期間，加工會影響產(chǎn)品的耐腐蝕性、抗壓性、耐磨性等方面的性能，所以在設(shè)計時，要加強產(chǎn)品表面的工藝技術(shù)。此外，在機械制造期間，選擇的工具、材料、技術(shù)也很重要，會大大影響金屬表面的質(zhì)量，合適的施工工具和材料，完善的施工技術(shù)和正確的施工方式，在加工期間，能夠有效提高金屬表面的質(zhì)量，同時降低表面的粗糙程度，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜上可得，機械制造的工藝技術(shù)高效化與機械設(shè)計方式相聯(lián)系，應(yīng)以低碳環(huán)保為理念的設(shè)計方式、以高加工精度為基礎(chǔ)、將產(chǎn)品質(zhì)量放在首位、不斷完善技術(shù)手段，提高制造產(chǎn)品的質(zhì)量，滿足社會發(fā)展的需求，從而推動機械企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。