淺談機械制造工藝中的合理化機械設計

李姬國

摘 要：機械制造工藝的出現有效控制了制造成本，同時還促進了生產效率的提升。在這種工藝中，合理化機械設計是保障產品質量的關鍵。為了幫助企業獲得更多的經濟利潤，需要在遵循各類基本原則的基礎上，利用有針對性的機械設計措施開展設計工作。文章從機械制造工藝流程入手，對機械制造工藝中的合理化機械設計進行分析和研究。

關鍵詞：機械制造工藝；合理化；機械設計

前言

隨著企業數量的不斷增加，企業面臨的市場競爭壓力發生了顯著增加。在這種背景中，企業需要通過質量更加、使用壽命更長的產品吸引更多的客戶，進而占據一定的市場份額，保障自身的良性發展。機械制造工藝是企業實現上述目的的基礎，因此，在機械生產制造過程中，需要加強對合理化機械設計的重視。

1 機械制造工藝流程

從整體角度來講，機械制造工藝流程中主要包含以下幾個步驟：

1.1 制造程序步驟

制造程序步驟的任務是將原材料制作成半成品。在該步驟中，重點問題主要包所選原材料質量、原材料利用率等。對于企業而言，為了從競爭性市場中搶占更多的市場份額，需要加強對材料質量的重視，同時通過提升原材料利用率的方式，降低產品生產成本。

1.2 技術程序步驟

這個步驟的任務是將制造程序中獲得的半成品加工成符合客戶需求的成品[1]。相對于技術程序步驟而言，技術程序環節的加工更加精細，其對產品精度、表面質量等的要求相對較高。

1.3 零件定位步驟

在該步驟中，可用的定位方式種類相對較多，因此，定位方式的選擇將會影響零件的質量。為了提高零件質量，應該加強所選定位方式與零件加工要求的契合度。按照既定的標準開展零部件加工操作，間接增加企業的產品銷量。

1.4 裝夾步驟

零件裝夾的作用在于：將零件固定在適宜的位置上[2]。在零件裝夾操作中，首先需要保證零件固定位置的精確性，確定位置合理之后，利用相關設備開展零件的固定工作。

1.5 加工精度控制步驟

零部件的粗加工過程結束之后，需要對處于半成品狀態的零部件進行細加工。在這個過程中，加工精度的控制重點在于：零部件的形狀、尺寸參數以及表面質量等。為了提升客戶對產品的滿意度，需要利用誤差控制措施、刀具合理選擇措施等，提升產品的精度參數。

2 機械設計的基本原則

為了保證設計質量，應該遵循以下幾種原則開展機械設計工作：

2.1 整體性原則

機械設計方案的制定需要遵循整體性原則。在這個步驟中，應該從整體角度入手，在保證各個部件組合合理的基礎上，得出最終的機械設計方案。

2.2 綜合性原則

從本質角度來講，合理化機械設計與機械制造分別屬于理論層面和實踐層面。二者所屬類別的差異為誤差的產生奠定了基礎[3]。對此，需要將綜合性原則作為基本原則，在總結以往機械設計經驗的基礎上，將理論設計與實踐制造充分融合在一起，不斷提高機械設計質量，使其為機械制造企業帶來更多的經濟利潤。

3 機械制造工藝中的合理化機械設計

這里主要從以下幾方面入手，對機械制造工藝中的合理化機械設計進行分析：

3.1 綠色設計方面

隨著環保理念的不斷深入，人們對產品環保性能的要求變得越來越高。為了提升客戶對產品的滿意度，企業需要加強產品的綠色設計。在機械制造工藝中，可行的綠色設計方式主要包含以下幾種：第一，材料利用率優化方式。原材料是企業機械制造過程的重要成本之一。在合理化機械設計過程中，可以根據產品的特征和使用要求，逐步完成原材料的利用設計，在避免材料浪費現象的基礎上，將機械制造過程產生的污染物數量控制在最低水平[4]。第二，綠色材料應用方式。隨著技術的不斷發展，越來越多具有環保性能的新型材料被開發出來，如可降解材料、無污染材料等。將這類材料應用在機械設計中，可以顯著改善產品的環保性能，間接促進企業市場競爭優勢的發展。

3.2 產品表面質量方面

在機械生產制造過程中，表面劃痕等質量問題的出現會對合格產品率參數產生影響[5]。因此，在合理化機械設計中，需要利用以下幾種方式改善產品的表面質量：第一，切削操作適宜選擇策略。通過對機械制造工藝流程的分析可知，切削環節是引發產品表面質量的主要因素。因此，在合理化機械設計過程中，應該選用高效的切削液、均勻的切削速度作為機械設計的基本切削條件。在這種切削設計條件下，機械零部件產品出現表面積屑瘤問題的概率相對較小。第二，刀具選用策略。可被應用在機械制造過程中的刀具主要包含精車刀、修光刃等多種。這些刀具在副偏角、頂端圓弧半徑等方面存在一定的差異。對此，在合理化機械設計過程中，需要結合具體的機械零部件產品設計要求，選用參數契合各項設計要求的刀具。第三，形變控制方式。在零部件機械加工過程中，形變的產生也會從一定程度上影響產品的表面質量。對此，需要加強對機械設計各個環節中形變問題的控制。以刀具加工環節為例，可以通過合理設計刀具切削用量的方式，減少切削引發的磨損形變。

3.3 加工精度方面

精度是零部件產品質量的一項重要判定指標。為了保證零部件產品的精度符合客戶的實際需求，在合理化機械設計過程中，需要加強對以下幾種設計方法的重視和應用：第一，測量工具優化方式。在機械制造工藝生產活動中，零部件產品的精度主要是通過相應測量工具獲得的。如果企業使用的測量工具精度較低，則所獲零部件產品的精度參數也比較低。對此，應該結合企業以往的零部件產品測量經驗，對照客戶的實際精度需求，開展測量工具的改進調整工作。將調整后的測量工具應用在精度測量工作中，可以提升客戶對零部件產品精度的滿意程度。第二，加工工具改善方式。在機械制造中，夾具等加工工具的應用會從一定程度上影響零部件產品的精度參數。對此，企業應該摒棄傳統的統一加工工具生產模式[6]，而是針對不同的零部件產品，通過改善夾具等加工工具的方式，提升工具與產品之間的契合性。第三，誤差因素控制方式。應力、切削磨損、變形等誤差參數都可能會引發產品精度不佳問題。在合理化機械設計過程中，應該分別針對上述因素應用不同的控制方式，使得精度誤差被控制在最小范圍中。

4 結束語

機械制造工藝中主要包含制造程序、技術程序、零件定位、裝夾等多個步驟。結合以往的制造經驗可知，機械設計是影響機械制造過程所得產品質量的主要因素。因此，在合理化機械設計過程中，需要通過加工精度控制措施、表面質量控制措施、綠色設計措施等的應用，提升零部件產品的質量和使用壽命，使得企業從產品生產加工、銷售流程中獲得更多的經濟利潤。

參考文獻

[1]李斌.基于機械制造工藝的合理化機械設計策略研究[J].太原城市職業技術學院學報，2016，03：185-186.

[2]范偉強.基于機械制造加工工藝合理化的機械設計制造探討[J].科技展望，2016，22：65.

[3]嚴冬青.機械制造工藝中的合理化機械設計探討[J].中國高新技術企業，2016，30：10-11.

[4]張煒，馬永青，陳紹志.基于機械制造工藝的合理化機械設計[J].時代農機，2015，05：22-23.

[5]梁碩，柴龍.關于機械制造工藝中合理化機械設計的研究[J].科學中國人，2016，21：27.

[6]呂亞強，劉亞楠.機械制造工藝中的合理化機械設計分析[J].科技創新與應用，2014，21：108.