淺談機械結構設計與工藝性分析

劉健　閆麗花

摘 要：隨著經濟發展的迅速程度，現代化工藝也較之前的水平有了迅猛的提升，在機械加工技術勢如破竹發展的現代社會，復雜零部件的加工上對完美的要求度越來越高，這也是科技發展下市場選擇的結果。但不能因為科技的發展而忽略了對結構工藝性的重視，在生產實踐的過程中，結構工藝性仍占據著重要位置。本文通過對結構工藝性重要程度的論述，來探索工藝性設計過程中的重要影響因素，并通過對常見問題的舉例來分析解決辦法。

關鍵詞：機械結構設計；工藝性；特殊加工

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0090-02

1 機械零件結構工藝性分析的必要性

在日常的生產活動中，對機械零件進行設計的要求之一是，結構不單單要做到能夠在實踐中使用，還要保證其具有良好的結構性，這對工藝性提出了不小的難度，這旨在生產出的零件具有較高的可行性和經濟性。只有在滿足了機械結構性設計的條件下，工藝性的好處就發揮了出來——實現生產活動的正常進行。此外，機械零件結構工藝性的特征能夠使零件具備裝載完整、成本低等特征，在激烈的市場競爭中由于具備了這些優勢，因而能夠占據一定的市場份額。機械結構設計中的工藝性分析是為順應經濟社會發展必須做出的選擇。

另外，對機械結構進行工藝性分析可以在很大程度上提升日常工作量，從而提高了工作效率。具體來說，主要有以下幾點：第一，通過對機械零件的結構進行工藝性分析，要首先吃透設計圖紙，明確每一部分在整體產品中所起的作用，再對零件的具體細節進行逐個分析，如物理性狀（形態、表面性質）等；第二，在做到第一點的基礎上，明確每個零件的物理性狀的設計目的，并對這些工藝構造進行深入分析，來保證各個零件的設計目的和實際效果一致，避免出現產品缺陷。

2 機械結構設計中工藝性的主要影響因素

機械零件結構工藝性設計中應當對各種影響因素進行綜合考量，不僅要對單個零件進行精準的工藝性分析，也要對加工工藝進行高水平的研究和分析，保證產品在制造過程中的每一環節都不出差錯，這也是市場經濟的一般要求。這也就導致了零件選擇和工藝選擇這一相輔相成的設計過程，在進行機械零件結構工藝性設計的時候，我們主要考慮的是以下幾個方面：

第一，不同材料的性能受物理作用和化學作用的影響之后會出現大小不同的差別，這些差異應當在進行機械零件結構工藝性分析的時候考慮在內，通過對工藝流程的安排，來確定零件的基本結構。如果零件的基本結構和所選擇的材料有一定程度上的差異，那么就會大大增加加工的成本和時間精力，也會導致機械零件結構工藝性不理想。

第二，善于運用毛坯成型方法，這一方法的目的旨在完善機械零件結構工藝性，我們知道，不同結構、不同形狀的毛坯對毛坯成型工藝的要求也是大同小異，甚至可以說在某種程度上，毛坯成型工藝在機械零件結構工藝性中具有十分重要的位置，需要根據不同的零件要求來確定具體的毛坯成型方法。

第三，一般來說，對零件生產的機械零件結構工藝性是根據不同零件的不同要求來具體確定的，通常來說，在生產過程中，機械零件的結構和要機械零件結構工藝性相符合，避免出現差池。此外，如果對同一零件有大量的需求，可以通過批量生產來提升工作效率，也在很大程度上提升了經濟效益，符合市場競爭的主題。

第四，質量技術指標產品對時間和費用的要求。一般來說，在機械零件結構工藝性分析中，我們會考慮質量技術指標產品和時間和費用的相關性，二者一般呈現的是正相關，也就是說，對質量技術指標的要求越高，則所需要的時間和成本也會更大。而如果在某一程度上，質量技術指標超出了正常范圍，那么伴隨的是急速上升的時間和成本，這不利于經濟效益的提升。因此設立合適的質量技術指標有利于滿足機械結構工藝性設計中對時間、成本、質量的要求，實現三者的有機結合和統一。

3 機械結構工藝性設計中的常見難題

在機械結構工藝性設計中，雖然隨著技術水平的不斷提升，設計工藝性也有了逐步提升，但難免存在以下問題：

第一，機械零件設計的長度較長的話會在長時間的使用條件下出現機器零件隨著外部環境變化而變化的情況，所以在進行此類零件設計的時候，要充分考慮到這一因素，給予其充分的變形空間，并在機械結構工藝性設計中體現出來，這類設計難題可以通過移動支架或者可伸縮的管道來解決。

第二，螺紋的載荷過大，因此在進行螺桿結構設計的時候就要充分考慮到這一問題，盡量減少螺紋的負重，這一難題可以通過擴大受力面積減少單位面積的壓強來解決。此外，在機械結構工藝性設計中的螺栓頭中，栓頭和栓母會伸出法蘭面，這就給生產安全造成了不小的隱患，因此在設計的時候要注意到這一隱患，采用防護罩等形式來掩蓋可能伸出來的部分。

第三，傳動帶的設計問題。在機械結構工藝性設計中，需要考慮到傳動帶的設計問題，例如鏈條斷鏈、卡帶，傳送帶方向出錯等問題。此外還要考慮傳送帶上的摩擦問題，盡管傳送系統中的摩擦能夠防治傳送過程中不必要的滑動現象，但在進行大型機械結構工藝性設計中，要將安全指數放在重要位置，不采用摩擦傳動的安全系數會更高。

4 特殊加工在機械結構工藝性設計中的作用路徑

4.1 靈活應對材料硬件不同的難題

特殊加工指的是在機械結構工藝性設計中對零件進行部分加工，通過物理、化學等性質不同的加工，來對硬度大、韌性高的產品進行精準化的加工，從而解決傳統機械結構工藝性設計中不能實現的復雜零件加工難題。

特殊加工隨著其出色的適應能力而成為了當前產品生產過程中必備的生產要件，在進行加工的時候不需要和被加工零件進行太多的接觸。因此其優點也十分明顯：首先，特殊加工這一工藝與零件的機械性能并無太大關聯，即便是非金屬材料也一樣可以運用這一技術；其次，特殊加工過程中不需要進行切削工藝，因此沒有排屑問題，這就有效的解決了安全和精準性的問題，避免了不必要的干擾；再次，特殊加工過程中對能量的把控比較精準，擴大了這一技術的應用范圍；最后，避免了傳統機械結構工藝性面臨的大面積變熱的情形，能夠降低表面的粗糙度。

4.2 特種加工工藝的特殊影響作用

特殊加工這一技術在當前的發展已經趨于成熟，并仍得到了不斷的改良，其應用前景廣闊，對于機械結構工藝性設計有著十分積極的影響。特殊加工指的是在機械結構工藝性設計中對零件進行部分加工，通過物理、化學等性質不同的加工，來對硬度大、韌性高的產品進行精準化的加工，從而解決傳統機械結構工藝性設計中不能實現的復雜零件加工難題。

日常生活中特殊加工包括電火花加工、電化學加工、超聲加工等等，已經潛移默化的改變了我們的生活。特殊加工工藝能夠明顯的改變新產品的試驗期。通過特殊加工手段進行產品生產，能夠直接對復雜的零件進行加工，從而省去了中間的設計和制造的環節，在很大程度上節省了時間和精力，也符合市場經濟的要求。

4.3 特殊加工手段的便捷應用性

特殊加工隨著其出色的適應能力而成為了當前產品生產過程中必備的生產要件，在進行加工的時候不需要和被加工零件進行太多的接觸。因此在機械結構設計和生產的過程中滿足生產的便利性。

特殊加工在一定程度上對傳統的工藝進行了改革，實現了機械結構的精準發展，避免了傳統的工藝流程中可能出現的隱患。特殊加工工藝很大程度上推動了機械制造水平的向前發展，通過物理、化學等性質不同的加工，來對硬度大、韌性高的產品進行精準化的加工，從而解決傳統機械結構工藝性設計中不能實現的復雜零件加工難題。

5 結語

機械結構設計中的工藝性分析對于提升經濟效益、提高工作效率、降低生產成本具有十分重要的作用。在進行機械零件結構工藝性設計的過程中，要綜合考慮多個方面才能實現方案的可行性。在機械加工技術勢如破竹發展的現代社會，復雜零部件的加工上對完美的要求度越來越高，機械結構設計中的工藝性分析也是科技發展下市場選擇的結果。

參考文獻

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