機械零件設計及加工工藝分析

谷奇朔

摘 要： 機械零件在設計、加工兩個方面的工藝層次，是判斷機械零件品質的關鍵依據。零件自身結構設計的科學性，直接關系著機械零件加工精度。現階段，機械零件具有較為復雜的結構，加工工藝精煉的零部件，在生產程序中，能夠顯著增強機械加工整體效能，同時有效控制生產成本，展現出多重競爭優勢。因此，針對機械零件，系統性研究其設計工藝、加工精密度兩項工作，具有重要意義。

關鍵詞：機械;零件設計;加工工藝

引言

隨著我國工業生產結構中越來越多的高精尖科學技術開始投入市場使用，機械制造行業在迎來機遇的同時，同樣面臨技術方面的高難度挑戰，為了滿足市場發展的要求，機械加工企業需要對自身機械加工工藝技術進行優化和完善，使加工制造出的零件符合工業生產精密度要求，避免機械加工過程中任何一個環節出現問題。

1零件加工精度的影響因素

1.1 外部影響因素

在實際機械加工過程中，零件受到的外部壓力過大，產生自身結構和表面形變的問題比較常見，因此零件加工工藝要針對機械實際操作位置、零件內部結構、零件外部受力情況等相關基礎因素，進行集中性的技術處理。影響零件加工精度的因素主要有兩個：（1）機械進行加工和生產過程中，由于系統長期處于超負荷狀態，自身基礎運行強度相對較大，并且在機械實際生產和運行時，內部結構中的刀具和設備零件長時間處于高強度的壓力負荷狀態，導致機械進行生產操作時容易出現故障問題，導致生產位置出現嚴重偏移;（2）故障因素主要由于機械進行工藝加工流程時，各個零部件以及結構零件內部極易出現摩擦問題，系統內部受理情況出現相對的數據偏差。第二，在進行機械生產的過程中，除了要關注外部形變對零件加工精度的影響，還要關注熱量形變問題。進行機械工藝技術加工時，熱量形變問題是主要的影響因素之一，在零件加工過程中，其內部結構會由于溫度急速上升，并且超出標準范圍內的相關問題，而產生形變，同時零件加工過程中機械內部刀具溫度過高等問題，會在一定程度上導致金屬整體零件出現嚴重的外部形變，除此之外，零件之間的結構摩擦過熱也會導致零件產生變形。

1.2 內部影響因素

在機械加工工藝和零件生產過程中，機械加工工藝自身的問題，也會對零件加工的精準度產生一定程度的約束。設備內部結構的影響因素產生的主要原因如下：首先，設備在質量檢測標準以及生產項目的運行方面沒有一套符合要求的標準，導致在實際系統生產過程中，機械本身存在著嚴重的數據誤差。其次，機械加工企業在實際項目開展和管理過程中，技術人員并沒有根據生產標準采取及時有效的措施，致使機械加工系統相對松散且不具備實際效用，最終造成機械加工技術在實際運轉過程中，其結構精準度出現誤差和問題。最后，機械工藝生產時間和周期較長，機械與設備內部結構極易出現磨損和破壞，并且在故障零部件的處理方面，相關的專業技術人員與項目管理人員缺少專業儲備，沒有進行及時的設備維護和管理，導致機械加工零件過程中，整體運轉體系受到一定的條件限制。

2機械零件設計及加工工藝分析

2.1可靠性設計

針對機械零件開展的可靠性設計工作，設計項目分別包括零件結構、參數公差、零件結構規格、零件材料等。加強關鍵零件穩定性設計，提升關鍵零件的設計效果。相比傳統機械設計方法，穩定性設計元素，以用戶零件應用需求為基礎，提升設計使用適用性，確定具有特征描述性的函數，提升平均值設計效果，嘗試借助概率統計方式完成函數求解。與此同時，機械產品在設計其穩定性時，結構設計具有性能失效的潛在因素，以實際需求為基礎完成可靠性設計，將會確定各設計參數各項不確定特征，以此保障可靠性設計的有效性。

2.2安全性設計

安全性設計，建立在經驗法設計方法基礎上，具有機械零件設計的普遍性。此種設計，借助經驗完成結構設計，在多重設計方案中予以分析，由此確定具有適應性的設計方案。此種設計方法，對設計人員提出了較高的專業能力。與此同時，在經驗法設計基礎上，加強安全設計公式驗證，以此保障機械零件應用的安全性，避免機械零件在生產中，出現意外情況，改善生產效果。

3機械零件加工工藝分析

3.1構建完善的加工系統

顯然，在越來越高的機械加工質量要求下，有必要對機械加工工藝系統及設備進行更新和升級。目前我國部分企業過于看重短期利潤，不愿意在機械加工系統方面投入更多的研發精力和資金，導致加工系統無法達到越來越高的加工精度要求。尤其是一些體積小、精度高、造型復雜的零件，采用傳統的機械加工設備，是肯定無法達到加工要求的。所以，相關企業需要加強相關技術研究，投入更多資金升級設備，積極創新機械加工工藝，為提高零件加工精度打下可靠的基礎。

3.2優化加工流程

任何零部件的加工之前，都涉及到零部件設計和加工流程設計兩個關鍵環節，如果加工流程過長、涉及到的加工環節過多，會導致加工過程不可控因素過多，影響加工精度。為此，技術人員需要深入分析零件加工要求，基于對零件材料特性以及機械加工設備的全面了解，制定合適的加工流程。在保證滿足加工要求的基礎上，簡化加工流程，這一方面可以提高零件加工精度，另一方面有助于縮短加工工期，提高企業效益。

3.3降低外力干擾

針對零件加工過程中可能受到的各類外力影響，要對加工過程進行全面的模擬，明確可能影響加工精度的各種外部因素，再進行針對性的處理。首先，在加工之前，需要對加工系統各個部件進行全面的檢查，對安裝過緊、過松的部件進行調整。其次，檢查加工系統內部是否存在異物，做好日常的清理工作。然后，要檢查加工系統內潤滑劑是否充足，及時補充，避免系統運行潤滑不足而出現摩擦力增大的問題。

3.4做好溫度控制

機械加工中的溫度因素對零件精度有較大的影響，為此，要做好機械加工過程的溫度控制。首先，要做好加工系統的散熱降溫處理，定期檢查散熱裝置是否正常運轉，排除外部環境中影響散熱的因素。在高溫環境下，需要結合一些外部降溫措施，確保機械加工設備的運行溫度處于正常范圍。其次，要做好設備運行速度的控制，通過溫度監測系統，對加工過程中刀具、加工件本身的溫度進行監控，一旦超過預警值，要及時做好調整。

3.5做好誤差控制

在機械加工過程中，要嚴格確保加工系統各個部件安裝到位，以及加工系統的各類參數設定正確。檢查之后，再進行試加工觀測，直到加工出來的零件達到精度要求，再投入正式生產。同時，要定期對機械加工系統進行維護保養，做好刀具磨損程度的監測，及時更換易損件，進一步降低加工幾何誤差。從長遠來看，機械加工團隊需要做好加工資料、數據的采集、整理和分析，基于大量數據進行幾何誤差分析，逐步將機械加工系統調試到更優狀態。

4結束語

綜上所述，相比常規性設計，穩定與安全性設計法，充分結合了機械零件的應用需求，使其參數具有可控性，保障設計方案的客觀性。為此，相關設計人員應加強干擾條件獲取能力，持續增強機械零部件設計有效性。與此同時，在設計完成時，在零部件加工程序中，應融合精密度設計思想，加強零部件設計品質，提升機械零部件的應用效能，使其在各項生產程序中發揮作用。

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