加強機械制造工藝設計合理化的措施研究

朱奇

（江蘇靖江互感器股份有限公司，江蘇 泰州 214500）

1 機械制造工藝概述

機械制造工藝是以機械設計為依據(jù)，綜合考慮產(chǎn)品的制造與工藝要求，采用適當?shù)姆椒?，以達目的。在機械制造過程中，按照產(chǎn)品的用途及領域，對其進行了詳細的設計。機械制造工藝的合理規(guī)劃，直接關系到產(chǎn)品質量的優(yōu)劣，關系到工藝技術的高低。為適應現(xiàn)代機械的使用，需要對機械的制造工藝進行科學的設計，使機械的生產(chǎn)率達到最大。在具體實施過程中，設計人員應注意“綜合性”與“完整性”兩個基本原則。綜合性就是對傳統(tǒng)機械設計思想與經(jīng)驗的總結，將已有的理論與生產(chǎn)實際相結合，使工藝設計達到更高的層次。整體性原則是指在進行規(guī)劃與設計時，應以標準化與合理化的機械制造工藝為出發(fā)點，以保證每一個零件的可行性為前提，制訂多個方案，并從中選出最優(yōu)方案。

2 機械設計環(huán)節(jié)需要遵循的主要原則分析

2.1 綜合性的加工原則

一般而言，機械制造加工與生產(chǎn)作業(yè)都要求操作人員經(jīng)過長期的練習，以達到比較理想的作業(yè)效果。所以，在對機械進行設計時，必須對不同的制造方法、不同的工具進行研究，使理論知識與實踐經(jīng)驗相結合，從而提升機械設計的整體效果。從而，合理提升了機械制造項目的質量與效率，增強了項目的實用性與綜合性，實現(xiàn)了工作經(jīng)驗與項目實施過程的有效銜接。在確保機械設備的工作性能與質量的前提下，可有效地提高機械設備運行的總體效率，進而提高其經(jīng)濟效益。

2.2 整體性的加工原則

在進行機械制造加工的合理化設計時，應盡量使其合理化設計的效果更好。從多層次、多維度的視角出發(fā)，對機械設計中的每個環(huán)節(jié)采取行之有效的方法，以加強各環(huán)節(jié)的協(xié)調性與協(xié)同性，實現(xiàn)整體設計原理的有效貫徹，并有針對性地提升機械產(chǎn)品的精度。在設計時，合理地遵循整體化原則，能夠使機械產(chǎn)品的使用性能最大化，進而提高經(jīng)濟效益，增強企業(yè)在市場層次上的綜合競爭力。

3 我國機械制造行業(yè)的現(xiàn)狀

制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)的機械制造技術的總體水平與世界一流的水平還有很大的差距，在技術創(chuàng)新方面的發(fā)展和積累也很少。機械制造領域有大量的技術人員，但高素質的科研人員嚴重不足，無法給工業(yè)生產(chǎn)領域帶來新的活力。我國的機械制造業(yè)在高端產(chǎn)品上還存在很大的缺口問題，從總體上看，我國的機械制造行業(yè)生產(chǎn)水平不高，特別是中小型生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)品的自主設計能力比較差。要想憑借高質量、高技術的產(chǎn)品贏得市場，僅靠低廉價格優(yōu)勢是很困難的。自主創(chuàng)新能力較弱，部分高端產(chǎn)品的制造仍依賴引進國外的有關核心技術及專利來進行機械化制造。而實際中，因其獨有性質，使得機械設計的周期很長，并且涉及多個環(huán)節(jié)，這就要求各部門之間的相互配合和協(xié)作，并在整個產(chǎn)業(yè)鏈中進行整合。

4 機械制造工藝環(huán)節(jié)的各項基礎設計知識分析

4.1 機械制造零件的定位

機械制造中對環(huán)節(jié)零件進行準確的定位，可以使零部件制造加工時更好地達到質量要求。在對零部件進行定位時，所采用的方法種類比較多，應結合實際情況，選用最合適的定位方法。在此基礎上，進行零部件的加工與生產(chǎn)，可使機械設備自身的質量得到有效的改善。標準度對定位工作有很大影響，可根據(jù)定位工作規(guī)范化的要求，選取最合理的定位標準，以提高機械設備的施工質量。在具體方面，操作人員要認真學習并掌握相應的比例，并在實際工作中運用多種實踐方法，掌握相關的理論知識，從而使設備安裝工作的質量得到科學、合理的提升。在不同的應用環(huán)境中，對于不同的設備，操作標準也是不一樣的。技術標準是隨著實踐需求的增加而不斷改變的標準內容，對實現(xiàn)安裝、包裝標準起到了很大的作用。

4.2 加工制造流程

在現(xiàn)代機械的制造過程中，存在許多關鍵的工藝環(huán)節(jié)。在進行合理的機械設計時，要抓住相關要點，以提高機械制造的產(chǎn)品質量。對加工制造進行優(yōu)化是很重要的。在機械產(chǎn)品的設計、制造和加工階段，主要是運用適當?shù)墓に嚪椒?，按照相關的圖紙，對原始材料展開加工，之后展開裝配作業(yè)，以保證所有的零部件都能夠被科學、可靠地裝配起來，從而獲得具有一定功能的機械設備。為了充分保障機械制造工藝的合理設計，必須以優(yōu)化其加工制造過程、提升加工處理效率，同時也要防止由于單純地引入國外的技術、思想而忽略了企業(yè)自身的實際生產(chǎn)能力，也要防止對國外機械制造產(chǎn)品的盲目照搬，要形成一套適合我國機械制造特征的標準化過程。

機械制造工藝涉及到零件的定位與裝夾兩大關鍵工序。零件定位的準確與否，直接影響著機械制造工藝的精度及產(chǎn)品的質量。在機械制造中，在進行后續(xù)的加工前，操作者必須對零件進行精確的定位。根據(jù)設計要求，選用適當?shù)囊?guī)格，進行部件的安裝。零件裝夾是一項非常重要的工序。通過將零件裝入機床和磨具等裝夾，并對裝夾位置進行適當?shù)恼{節(jié)，以確保加工質量，提高加工精度。采用加強措施，可防止部件的變形和位置偏差。相關的操作人員要嚴格按照有關的標準，對每個裝夾過程進行實時監(jiān)督，保證裝夾的合理性和嚴謹性，從而對零件和產(chǎn)品的質量進行提升，并為后續(xù)的制造操作提供條件。

4.3 加工精度

加工精度直接關系到機械產(chǎn)品的質量、性能和效率，關系到產(chǎn)品的生產(chǎn)是否達到標準，生產(chǎn)成本和原材料損耗的多少。在此背景下，設計者必須從多方面出發(fā)，以滿足零件加工的尺寸、規(guī)格、外形及切削條件為目標，以滿足零件的加工要求，使其符合標準。比如，對汽車零件進行加工時，必須對鍛打溫度進行嚴格的控制，將其控制在合理的范圍內，以保證零件的硬度達到使用要求。

5 機械制造加工當前在工藝設計環(huán)節(jié)存在的主要問題分析

5.1 精準度無法保證

機械零件的加工精度與其自身的加工精度密切相關。若加工設備的精度達不到規(guī)范要求，則產(chǎn)品的精度將得不到有效的保證。其原因比較多，主要表現(xiàn)在：制造設備沒有進行常規(guī)保養(yǎng)，將逐步引起精度的偏差；比如，引進的加工設備因其本身的專業(yè)技術水平不達標，不能進行精確的標定；再如，部分設備要在幾個不同的工廠來回流轉，就難以有效地保證其精確度。同時，部分機械制造業(yè)企業(yè)缺乏嚴格科學的審核與校驗制度，既沒有一個專業(yè)的審核團隊，也沒有一個科學的管理機制，這就造成了不能有效地保證設備本身的精度，從而造成了產(chǎn)品質量的一些問題。

5.2 加工方式和工序順序選擇不合理

如將電火花加工用于單個套筒零件的加工，則可有效地確保槽口定位錐形坑的深度及表面光潔度。但在大批量制備時，若再使用該工藝，將不可避免地產(chǎn)生一系列的問題。

（1）提高了電極損耗，提高了成本。如果把滑槽的形狀當作一個電極來對待，那么，在對幾個套筒進行加工之后，就有可能造成磨損。該滑槽的外形及表面粗糙度均未達到設計要求。為確保其在生產(chǎn)中的品質，電極將會變成消耗，從而提高其生產(chǎn)成本。

（2）此種零部件是不銹鋼滑軌。其制作方法是采用電火花加工，一般耗時2 ～3 天。這會對后續(xù)的裝配及調試造成不良影響，從而造成生產(chǎn)周期的不斷延長?？傊?，針對這類零件，可采用一種采用工藝孔刻制定位錐形凹陷的方式，在滑槽內徑的孔洞內進行加工，從而可有效減少加工費用及生產(chǎn)周期。

（3）在很長一段時間內，有些設計只是側重于功能，而不是側重于工藝，這就造成了在工藝過程中必須添加許多附加的工裝及輔具，從而造成了工藝費用及工期的大幅提高。然而，目前我國機械制造業(yè)對產(chǎn)品的需求往往只注重產(chǎn)品的精確性，而忽視了產(chǎn)品的工業(yè)設計，造成了產(chǎn)品形似大而實質粗糙，存在著巨大的提升空間。

6 加強機械制造工藝設計合理化的措施

6.1 以加工精準度作為前提

對于機械設計制造人員而言，在具體的設計和制造工作中，需要將注意力集中到產(chǎn)品內容解決方案等事項上，并在制造要求中做出標記。標記的內容主要有導致誤差的原因和對策；工裝夾具、量具、檢測儀器等，保證生產(chǎn)設備的工作效率，誤差最小化，保證生產(chǎn)符合設計及生產(chǎn)工藝要求。除此之外，在其它對誤差產(chǎn)生影響的因素中，需要工作人員從現(xiàn)實出發(fā)，對從不同角度產(chǎn)生的差異進行全面的分析，并采取行之有效的方法來解決，從而使加工制造過程的質量與精度得到合理的提升。

6.2 按照機械設計準則優(yōu)化工序

在機械加工工藝中，為了保證產(chǎn)品的質量和合理的生產(chǎn)目標，必須對生產(chǎn)中的工序進行多層次的優(yōu)化。設計人員必須嚴格依照有關規(guī)定及標準流程進行設計，并依據(jù)自身的工藝水平及能力，制訂出一套標準化、綜合性的工藝方案。要求操作人員執(zhí)行標準化的過程，以達到減少生產(chǎn)成本、簡化處理及批量生產(chǎn)的目的。在制造工藝中，采用適當?shù)墓に嚕瑢⒃霞庸こ伤枰漠a(chǎn)品。其過程是：先準備好所需的材料和設備，再進行加工改造，最后將原材料制成半成品或成品。如將從毛坯、零件、熱處理、質檢、裝配等工序中的各個工序，統(tǒng)一為標準化工序。

從技術上看，要把半成品經(jīng)過深加工后，再利用機械自動控制技術，把半成品變成機械制品。在此過程中，設計師要按照有關的機械設計指南，按照有關要求和既定標準來梳理機械制造過程，明確各環(huán)節(jié)的關鍵，并按照實際需要進行適當?shù)恼{整，并規(guī)范操作流程。在此基礎上，要加強對設備的設計，保證設備的使用、維護等方面的安全。在制造過程中，要做一些適當?shù)恼{整，并且要添加一些防護措施。按照工藝規(guī)范，制定相應的措施，以改善工藝品質，達到企業(yè)間的協(xié)調發(fā)展。在嚴格遵循機械設計原則的基礎上，對生產(chǎn)工藝進行了優(yōu)化，使產(chǎn)品的成品率得到了較大的提高。

6.3 創(chuàng)新綠色工藝

在機械的制造加工過程中，要積極地引進綠色的思想，對機械的加工過程進行優(yōu)化。以機械自動化為基礎的生產(chǎn)工藝，應該重視降低生產(chǎn)工藝對環(huán)境的沖擊。若以合理的設計目標為導向，則可將新的機械加工方法與環(huán)境保護技術有機地結合，如可增設粉塵收集、碎屑、廢物再利用、噪音降低等。

對生產(chǎn)設備、過程的操作、使用，進行生態(tài)環(huán)境影響評估，以保證產(chǎn)品符合要求，而不會對環(huán)境造成污染。進行產(chǎn)品可循環(huán)設計和廢物再利用設計，以達到保護環(huán)境和節(jié)約資源的目的，推動機械制造工藝的綠色效率，符合時代發(fā)展的要求。

6.4 重視產(chǎn)品表面質量

通過對目前機械制造實際情況的分析，認為在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品的表面質量對機械產(chǎn)品的合格率有很大的影響。在強化合理的機械加工設計時，要注重產(chǎn)品的表面質量，防止產(chǎn)生刮擦和其它問題。在加工中，首先，要對切削過程進行科學、合理的規(guī)劃；由于加工過程的不同，加工過程對零件表面質量的影響也不一樣，所以必須對加工過程進行嚴格的控制。此外，還需要對切削工具進行合理的選擇。按照現(xiàn)有的原料制造條件，可供選擇的工具有：精車刀，修光刃等。不同的工具，其上端弧度和負彎度都不相同。在機械加工設計中，為了保證加工質量，必須按照零件的加工要求，選用適當?shù)墓ぞ摺?/p>

6.5 把握機械制造工藝過程細節(jié)

要使機械加工過程的設計更加合理，就必須重視對加工過程中的細節(jié)問題的把握，才能有效地提升加工質量。設計者要對機械產(chǎn)品的應用場景進行綜合分析，從多個角度和多個層面闡明工藝設計的具體內容。如對安全性能有高要求的產(chǎn)品，在工藝設計時，必須使用高強度的機械加工，同時要選用合適的材質，才能保證其可靠、安全。針對一般應用場合的機械制品，可藉由常規(guī)之處理方法，提升制品的硬度與強度，以達到品質的需求。

7 結語

綜上所述，在經(jīng)濟與科技的共同作用下，我國的機械制造業(yè)得到了更大的發(fā)展，其機械制造工藝也在不斷地進行著技術的更新與優(yōu)化，從而加快了我國機械制造業(yè)的發(fā)展步伐，面對日益激烈的市場競爭，提高機械產(chǎn)品質量是機械生產(chǎn)企業(yè)贏得市場競爭優(yōu)勢的重要途徑。這就對機械制造工藝的合理設計提出了更高的要求，降低了機械產(chǎn)品的尺寸和規(guī)格偏差，從而提高了機械產(chǎn)品的合格率。