機械設計中的工藝技術分析

黃國培

摘 要：機械設計是機械制造的基礎，合理科學的設計是保證產品制造質量及生產標準化的前提，而在整個機械行業中優秀的設計和先進的工藝是機械產品質量的關鍵，科學的設計方案能最大化的減少產品部件的制造難度，提高生產制造的效率，降低工業產品的制造成本，實現更大的經濟效益。因產品的設計方案必須要適應產品實際制造工藝水平，才能保證產品能夠被制造或達到實際設計期望，所以在實際設計中必須將設計與工藝實際能力相聯系，以保證制造的精度。本文對機械設計制造工藝的問題進行分析，并提出了提高設計制造工藝的相關措施，以此期望能促進機械設計及制造行業的發展。

關鍵詞：機械設計;制造工藝;問題及對策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.019

1 機械設計與制造工藝中存在的主要問題

現代制造工業迅速發展，制造水平日新月異，機械產品的生產速度也是得到巨大提升，但是在生產過程中也暴露著很多的質量問題，這些問題不僅與制造工藝技術有關而且也和設計有直接關系，某些不合理的設計方案甚至可引發批量性的問題，導致產品制造中出現巨大質量缺陷，造成資源浪費的成本上升。

1.1 工藝水平無法完全避免表面質量問題

機械產品的表面質量包括，表面的光潔度、精細度、成色等內容，對產品的整體質量和外觀有著很大影響，基于機械制造的固有缺陷，無法根除制造及加工中的產品表面的不平整、不均勻造成工藝上誤差，是目前機械制造行業必須著重予以解決的問題。這些問題的產生不僅與產品制造材料的質量有關也和制造工藝水平有關，某些韌性較強的材料雖然利于加工，但是在實際切削中會產生較大的粗糙度，而脆性較高的材料由容易出現碎粒現象，這些材料對于制造工藝都有很大的要求。

1.2 制造工藝與設計方案要求不匹配

產品的設計是一種理想化的構想，設計若不能適應實際制造能力就缺乏了設計的實際意義，只能以一種概念存在。現在某些設計人員在設計中缺乏實際的制造生產經驗，只注重表面的效果設計，而未能完全考慮到制造工藝是否匹配。因此造成，設計方案很完美，但無法進行加工制造，無法把設計的思想轉變為實際產品。既浪費了時間耽誤了生產進程，又造成了實際經濟損失。

1.3 設計不夠完善影響制造精度

產品的制造精度既與制造設備和制造工藝水平有很大關系又與設計合理性相關。某些產品因結構復雜需要滿足不同的使用功能，而設計中很小的一個考慮失誤都會導致最終產品的質量缺陷。因設計上缺陷問題也會導致產品制造精度不高，無法保證生產的產品完全滿足實際使用功能，會留下后期隱性問題。

2 提升機械設計與制造工藝的相關對策

機械制造是對設計理論進行實踐驗證的手段，也是機械產品得以實際生產的途徑，而在機械制造行業，制造工藝的改進和提升對整個機械產品的性能具有重要的保障作用，也能最大化的滿足設計意愿。制造工藝在整個產品生產過程中起著非常重要的作用，就必須要求要有健全合理的工藝體系以及先進的工藝技術作支持，需要非常明確的工藝操作程序和方法要求，以此確保符合設計要求和保證產品質量。

2.1 需要選擇適合的制造材料

目前機械制造行業的材料一般分為零部件材料與刀具材料兩種類型，而零部件材料的質量直接關乎著產品的整體質量和性能。所以，在制造材料的選用上必須充分考慮到其對產品的使用性能和結構的滿足性。須要依據零部件材料的屬性，并從生產制造的經驗上和要求上予以判斷選擇， 還要考慮到材料的價格后期耐用性美觀性等等多種因素。比如，我們熟知的蝸輪蝸桿組件，因其齒圈較大使用青銅材質，蝸桿采用合金和碳鋼材料所以導致傳動效率低，散熱性差，非常影響實際使用，且磨損和膠合現象也比較普遍，因此在實際設計和材料選擇上就要選用耐磨性好耐熱性高的材料，以此改善這種現狀，實現其功能的最大化。

2.2 加強制造工藝水平的提升

隨著現代化工業技術的不斷發展和進步，機械制造水平也在市場激烈的競爭中得到一定提升，機械制造企業要想獲得較多的經濟效益，就必須不斷提升自己的設計及制造實力，同時還須加強制造工藝技術的提升，以此促進產品生產的批量化和標準化，以減低生產成本。就需要企業，加強制造工藝的探索，加強對于常見制造問題的處理，可以加強研發資金及技術的投入，組建項目研究開發專家小組，同時加強行業聯合進行問題探討和解決，另外需要充分借助工業自動化和制造智能化思維，大力推進現代信息化和自動化制造，借助大數據平臺進行問題分析和工藝方法探索，加強同其他優秀制造企業的交流合作，以此實現制造業的騰飛。

2.3 加強對切削工藝的控制

要保證機械設計與制造的質量，既要選擇適宜的制造材料又要有合適的加工設備，同時還必須要加強切削工藝的控制力度，要有適宜的切削工具也要有嚴謹的切削技術，充分考慮切削的多種影響因素。 實際制造過程中，因不連貫的生產過程，可能導致機械產品出現較大質量問題， 如加工二維輪廓時，會造成輪廓表面粗糙度過大、輪廓受損度高的問題，所以要將更多的使用圓弧進退刀的工藝方式，以降低表面凹凸現象。另外還要注意制造加工路線的設置，要盡量選擇較短的路線以提高制造的時效，促進整體生產效率實現大批量規模化生產。再次，也要注意切削工藝中的潤滑劑使用研究。適當的使用潤滑劑可提升切削刀具的使用壽命，也能有效保證設計產品的高精度。因考慮到潤滑劑在實際生產中能有效降低機具的熱能保證機具發揮最佳功能，增加制造的平順度，所以需要注意使用。

3 結論

總之，為實現機械產品的最佳品質保證機械企業的最大利益，必須在實際設計和制造過程中充分理解和把握機械設計與制造工藝的特點，需要進行設計理論與制造實際的統一性分析，需要把握好產品制造的材料屬性也要注重制造工藝的改善和提升，以科學的制造方法和先進的制造思維實現制造與設計的和諧，由此必將促進機械行業的進一步發展和進步。

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