機(jī)械設(shè)計(jì)制造中存在的問(wèn)題和建議解析

喻大勇

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造的系統(tǒng)性比較強(qiáng)，因此眾多的因素都會(huì)影響機(jī)械設(shè)計(jì)制造的水平。這就需要業(yè)內(nèi)人士不斷提升機(jī)械設(shè)計(jì)水平，以促進(jìn)行業(yè)的不斷進(jìn)步，本文以機(jī)械設(shè)計(jì)制造現(xiàn)狀問(wèn)題為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，得出一些有效建議及相關(guān)措施。以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)械;設(shè)計(jì)制造;問(wèn)題;建議;分析

機(jī)械設(shè)備的使用，使人們能夠更加從容的面對(duì)復(fù)雜的工作。因?yàn)樗梢栽诒Ｕ瞎ぷ餍屎唾|(zhì)量的前提下，減小勞動(dòng)的強(qiáng)度。機(jī)械結(jié)構(gòu)在工作過(guò)程中，內(nèi)部的各個(gè)組成零件會(huì)進(jìn)行相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。而機(jī)械設(shè)計(jì)與制造階段，只有設(shè)計(jì)合理、制造質(zhì)量達(dá)標(biāo)，才能保證達(dá)到使用需要。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造問(wèn)題分析

1.1?技術(shù)相關(guān)問(wèn)題

目前，我國(guó)的機(jī)械行業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造能力都有了長(zhǎng)足進(jìn)步。但是，仍然存在一些尚未解決的問(wèn)題，導(dǎo)致技術(shù)參數(shù)不能達(dá)到機(jī)械生產(chǎn)效率和質(zhì)量的要求。而且，很多國(guó)際先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)對(duì)自主研發(fā)及生產(chǎn)形成“包圍圈”，嚴(yán)重影響了我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)的進(jìn)步速度。

1.2?裝備相關(guān)問(wèn)題

隨著科技的發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是，其采購(gòu)及使用維護(hù)成本較高，部分企業(yè)依然是用普通車床作為主要的加工設(shè)備。而且，在部分機(jī)械存在誤差超標(biāo)，需要專業(yè)技術(shù)人員開(kāi)展維修工作，企業(yè)為了經(jīng)濟(jì)利益，并未及時(shí)停機(jī)維修維保，就會(huì)導(dǎo)致不合格零部件進(jìn)入市場(chǎng)。而一旦加工設(shè)備大面積出現(xiàn)異常，就會(huì)造成設(shè)備的質(zhì)量和效率無(wú)法滿足要求，甚至導(dǎo)致人員傷亡。

1.3 加工精度問(wèn)題

零部件的生產(chǎn)制造是根據(jù)專業(yè)技術(shù)人員預(yù)先設(shè)定的方案實(shí)施的，所以，如果設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差，哪怕偏差特別小，都對(duì)整個(gè)加工造成生嚴(yán)重的影響，零件的精度也會(huì)大打折扣。同時(shí)，由于一些設(shè)備及工件對(duì)環(huán)境有較高要求，而一旦出現(xiàn)噪音過(guò)大、振動(dòng)明顯、加工設(shè)備自身穩(wěn)定性不足等，都會(huì)對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程造成不利影響，最終導(dǎo)致加工精度的下降。

此外，操作人員自身技術(shù)水平不足，對(duì)所操作的設(shè)備了解不夠深入，未能根據(jù)加工的實(shí)際情況靈活開(kāi)展加工作業(yè)，最終影響了機(jī)床加工階段的工作。

1.4 人才培養(yǎng)問(wèn)題

機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的發(fā)展需要長(zhǎng)期不斷的努力和傳承。要想達(dá)到技術(shù)水平的不斷提升，與高素質(zhì)人才的支持密不可分。但是，我國(guó)的實(shí)際操作人員素質(zhì)總體來(lái)說(shuō)有待提升，而能力強(qiáng)的專業(yè)化人才在一線工作的占比較少。因此，行業(yè)發(fā)展水平速度不快，暫未能與機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展速度相匹配。因此，從業(yè)人才的能力培養(yǎng)是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造的要點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，不僅要對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、相關(guān)剛度需求進(jìn)行分析，而且還需要按照實(shí)際情況，對(duì)各個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，以保證設(shè)計(jì)效果得到預(yù)期的目標(biāo)需求。

2.1 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度

機(jī)械設(shè)備需要長(zhǎng)期大負(fù)荷工作，因此其本身部件的耐久性一定要滿足要求，這是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的前提。為了達(dá)到機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足條件，在設(shè)備本身的設(shè)計(jì)與制造階段各個(gè)結(jié)構(gòu)的部件就需要選擇高強(qiáng)度原材料，而且要保證截面尺寸符合要求，零件截面的形狀設(shè)計(jì)符合設(shè)備工作要求，提高各個(gè)方面的運(yùn)行性能。而且，原材料在應(yīng)用過(guò)程中還需要通過(guò)熱處理、化學(xué)處理等方式提升材料的力學(xué)性能。在機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，還要使零件的精度達(dá)到要求，以便有效減小工作過(guò)程中的動(dòng)載荷，以使各個(gè)部件在工作過(guò)程中受力得到合理的分配，以提升工穩(wěn)定性與安全性。此外，剛度的計(jì)算也要進(jìn)行充分考慮，剛度分為變形剛度和表面接觸剛度。要想滿足剛度要求，需要合理增加零件的截面尺寸，保證慣性矩達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，以便促進(jìn)整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的優(yōu)化。

2.2 結(jié)構(gòu)的精度

精度是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的重點(diǎn)。而工件精度達(dá)到要求的前提是導(dǎo)軌的精度滿足要求。其滾珠是支撐導(dǎo)軌運(yùn)行的必要條件。而且，在精度計(jì)算過(guò)程中，摩擦力在兩條導(dǎo)軌上保持力矩平衡，滿足結(jié)構(gòu)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.3 人機(jī)結(jié)構(gòu)的分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造是在降低人工工作強(qiáng)度時(shí)，強(qiáng)化加工的部件精度，最終目的是為了人類的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。因此，人性化的設(shè)計(jì)理念應(yīng)貫穿機(jī)械設(shè)計(jì)制造的全過(guò)程。機(jī)械操作的手柄位置、工作臺(tái)的高度等便于操作的環(huán)節(jié)，都要充分考慮人體工程學(xué)，保證操作人員的便利性及安全性。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造的要點(diǎn)分析

3.1 壽命分析

影響機(jī)械零件的壽命的因素很多。最為常見(jiàn)的就是耐久性因素。機(jī)械零部件長(zhǎng)時(shí)間的大負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的變化，而結(jié)構(gòu)應(yīng)力持續(xù)增加，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械發(fā)生損壞問(wèn)題，這也是主要的原因之一。

3.2 鑄造結(jié)構(gòu)的分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造中毛坯件，大多是通過(guò)鑄造得到的。所以，鑄造結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就顯得特別重要，而鑄造結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與澆筑點(diǎn)關(guān)系密切。因此，澆筑點(diǎn)的確定需要遵循如下方法：其一，鑄件放置時(shí)需要保證“下大上小”。其二，發(fā)生縮孔可能性大的鑄件應(yīng)加大截面的厚度;其三，減少型芯，但要做好固定。

3.3 熱處理分析

熱處理方式能夠強(qiáng)化零件的結(jié)構(gòu)性能。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，孔洞與鍵槽的設(shè)置必須要保證合理，且各個(gè)部位的角度都要符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。而且，熱處理階段要封閉對(duì)稱、結(jié)構(gòu)組合合理。為了保證工藝合格，首先，是進(jìn)行退火、正火以及調(diào)質(zhì)，然后再進(jìn)行淬火回火以及化學(xué)熱處理，以保證綜合性能滿足要求。

3.4 散熱、腐蝕以及降噪等問(wèn)題

機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，機(jī)械結(jié)構(gòu)形式的合理對(duì)工作效率的提升意義重大，因此，要想提升效率，對(duì)溫度的控制要在設(shè)計(jì)階段就做好規(guī)劃，特別是淬硬材料時(shí)，溫度最核心問(wèn)題。而針對(duì)腐蝕問(wèn)題，可以通過(guò)防腐措施以及儲(chǔ)存?zhèn)浼姆绞浇鉀Q。制造過(guò)程中的噪音的降低就需要不斷優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成部分，保證振動(dòng)值的合格，以達(dá)到降噪的效果。

3.5 設(shè)計(jì)制造的標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方式不僅能夠使設(shè)計(jì)與制造的質(zhì)量得到優(yōu)化，而且，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)便于結(jié)構(gòu)部件的批量化的生產(chǎn)，節(jié)約制造的成本，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，縮短制造工期，提高總體的技術(shù)水平。

4 結(jié)語(yǔ)

要想提升機(jī)械設(shè)計(jì)與制造水平，就需要全面分析多個(gè)因素，以使零部件結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及精度得到全面提升，以提高生產(chǎn)的質(zhì)量，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，為經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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