機械類零件加工的工藝設計改進分析

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，各種施工機械的數量逐漸增多，這就進一步增加了機械類零件的需求數量。零件作為機械設備的重要組成部分，對于后者各項功能的順利實現具有十分重要的現實意義，因此，就要不斷提高機械零件的設計加工質量，為機械設備的正常運行提供可靠保障。本文對機械零件加工中的工藝設計改進原則進行了一定的論述，在此基礎上，進一步對各種不同類型機械零件的工藝設計改進進行了比較深入的分析研究，有助于促進機械零件設計加工質量的不斷提高，對于從事相關工作的技術人員具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：機械;零件加工;工藝設計

0? 引言

機械類零件作為機械設備的重要組成部分，其具有非常廣泛的應用，尤其是在工業生產過程中，其發揮著至關重要的作用。機械類零件的設計是一項綜合性的工作，其中涉及到工學、機械制造以及夾具設計等方面的內容，對設計人員的專業水平要求非常高。機械類零件的工藝設計主要包括：軸類、盤類、箱體類、齒輪類以及套筒類等5種不同的類型，其設計加工質量對于設備的整體性能具有決定性的影響。因此，為了確保機械設備的正常運行，就要不斷提高機械類零件的工藝設計水平，進而為機械設備各項功能的順利發揮提供可靠保障。

1? 機械零件加工中的工藝設計改進原則

通過對典型機械零件的整體工藝設計過程進行深入的分析研究，能夠發現工藝設計對于零件的加工精度和質量具有決定性的影響，這就要求設計人員在進行機械零件的工藝設計改進過程中，充分結合工藝設計改進的基本原則。

首先是時效性原則，工藝設計改進需要充分結合零件的加工目標，為加工工藝的順利開展提供有利條件，這就要求技術人員在進行工藝設計改進時，對零件的加工需求進行系統全面的調查，并對機械加工余量進行科學合理的設計，為零件的加工質量符合要求建立良好的基礎。

同時，還要做好夾具的設計工作，結合零件的實際工作要求，優選刀具和道具的安裝方案，促進加工工藝水平的不斷提高，進而滿足機械零件加工質量的要求;其次是可操作性原則，工藝設計改進不僅要注重機械零件的加工質量，還要關注零件的加工效率，降低加工成本，為企業帶來良好的經濟效益。

在工藝設計改進過程中，要充分注重改進的實踐價值，確保其在實際操作過程中具有良好的可操作性，有助于降低零件加工難度，確保其加工質量符合國家相關標準規范的要求。

2? 軸類零件加工的工藝設計改進

軸類零件被廣泛的應用于各種機械設備中，根據其機構的不同，可以分為光軸、偏心軸、凸輪軸以及階梯軸等多種不同的結構類型，軸類零件在機械設備運行過程中主要承擔著扭矩傳遞的工作，其加工質量對于機械設備的正常運行具有十分重要的現實意義。為了能夠提高軸類零件的工藝設計質量，可以從以下幾方面進行改善。

①對于需要進行深孔加工的軸類零件，由于在加工過程中極易造成孔洞變形，進而會給加工質量造成不利影響，可以通過對加工順序進行科學合理的調整，將深孔加工設置在調質完成后，這就能夠將加工過程中的孔洞變形限制在較小的范圍內，進而確保軸類零件的加工質量符合要求。

②當零件的剛度較大，這就會給軸類零件加工的順利進行造成了不小的阻礙，先后通過對大直徑外圓的加工以及小直徑外圓表面的處理降低零件的剛度，確保加工過程的順利進行。

③對于部分對精度要求非常高的軸類零件而言，則需要選用數控機床進行生產加工，并且在進行工藝設計的過程中要對零件的幾何要素、尺寸以及輪廓等進行系統全面的分析，進而優選適宜的加工方案，確保加工的順利開展。

④在軸類零件的裝夾過程中，對于部分有特殊要求的軸類零件還要以內孔作為定位標準，還要選用高質量的專用刀具和夾具進行生產加工。

3? 盤類零件加工的工藝設計改進

盤類零件具有直徑大、厚度薄的特點，這就大大增加了其加工難度，為了確保整個加工過程的順利進行，就要對其工藝設計進行有針對性的改進，在實際的加工過程中，可以從以下幾方面進行改善。

①盤類零件的質量控制措施，加工的技術人員要對零件的技術要求和結構進行系統全面的分析研究，并且在加工過程中還要嚴格按照設計圖紙進行各項操作，降低加工誤差，盡可能確保加工參數與圖紙保持一致。

②較強的可操作性，由于盤類零件本身的加工難度就較高，為了盡可能減少加工瑕疵，這就需要提高工藝設計的可操作性，降低整個操作的復雜程度，為零件加工的順利進行建立良好的基礎。

③安裝便利，相較于其他類型的零件而言，盤類零件具有其獨特的安裝工藝要求，為了有效降低盤類零件的安裝難度，在工藝設計過程中需要對其裝卸方式進行有針對性的優化處理，進而能夠在一定程度上提高安裝效率。

4? 箱體類零件加工的工藝設計改進

箱體類零件的加工工藝設計如圖1所示，對于不同類型的箱體加工要求，需要結合其強度和復雜程度的不同，對工藝設計進行有針對性的改進，所制定的改進策略如下所示。

①工藝設計流程，在傳統箱體類零件的工藝設計過程中，由于其加工步驟非常繁瑣，這就大大增加了零件加工過程中的不可控因素，進而會影響到工藝設計整體的合理性，這就需要對其設計流程進行優化改善，減少其中不必要的冗余環節，降低加工難度。

②對資源進行充分的利用，為了盡可能減少箱體加工過程中所產生的廢料，這就需要對其加工工藝進行優化，使切削刀具等組件得以發揮其在零件加工中的積極作用，確保加工質量符合零件的工作性能要求。

③限制影響零件質量的消極因素，例如，在加工過程中的對刀精度和對刀速率對箱體類零件的加工質量具有非常重要的影響，這就需要對其加工過程中的消極因素進行有效的規避，凸顯工藝設計落實價值達到提高箱體零件加工質量的目的。

5? 齒輪類零件加工的工藝設計改進

在齒輪類零件的加工過程中，毛坯加工其是非常重要的關鍵環節，會直接影響到齒輪的工作性能，在工藝設計改進過程中需要注重毛坯的工藝設計改進。在實際的工藝設計過程中可以從以下兩個方面進行改進。

①齒輪寬度，適當增加各級圓柱齒輪副的工作齒輪寬度，這樣就能夠從根本上提高并平衡齒輪接觸及彎曲疲勞強度，有助于提高齒輪的工作平順度和使用壽命。

②速比分配，在確保圓柱齒輪副高速級和低速級的中心距維持在某一固定數值的情況下，通過適當增加高速級的速比和降低低速級的速比，能夠從一定程度上提高兩級圓柱齒輪副的結構強度，為其在各種不同工況下正常運行建立良好的基礎。

6? 套筒零件加工的工藝設計改進

套筒類零件在機械設備中的多個方面都具有十分重要的作用，例如，液壓系統的液壓缸和內燃機中的氣缸套，在工藝設計改進過程中要予以充分的重視。不同的套筒類零件，在結構、尺寸以及用途等方面有所不同，但是其整體結構都相對簡單，大同小異。雖然套筒類零件的結構簡單，但是其加工難度并不小，這就需要對其工藝設計進行改進優化，提高其加工精度。例如，在長薄壁套筒工件的加工過程中，不銹鋼的切削速度與刀具的耐用度兩者之間具有反比關系，即隨著切削速度的逐漸增加，刀具的耐用度就會逐漸減低，這在實際的加工過程中要予以充分的關注，因此，為了降低刀具的磨損速度，提高其使用壽命，在切削過程中要結合切削材料的性質優選冷卻性能優良的切削液，將整個切削過程中的溫度控制在合理的范圍內，避免對刀具造成不利影響。

7? 結語

總而言之，零件的加工質量會對機械設備的工作性能造成非常重要的影響，為了確保機械設備的正常運行，就需要結合零件加工的實際情況，對其進行系統全面的工藝設計改進。本文在機械零件加工工藝設計改進原則的基礎上，結合各種不同類型零件的特點，對其進行了有針對性的工藝設計改進，進而有助于促進零件加工水平的不斷提高，確保零件的加工質量符合機械設備的運行需求，從而為機械設備各項功能的順利發揮建立良好的基礎。

參考文獻：

[1]李寶.機械類零件加工的工藝設計改進探討[J].電子元器件與信息技術，2019（02）：91-92.

[2]趙菲菲，王正德.軸類零件機械加工工藝規程的制定[J].林業機械與木工設備，2009（02）：115-121.

[3]江敦清.淺談機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].黑龍江科技信息，2010（05）：159-160.

[4]張全.機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].工具技術， 2007（27）：246.

[5]張燁.淺談機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].內燃機與配件，2018（07）：34-35.

[6]陳登錢，張思團.關于機械加工工藝對零件加工精度的影響探討[J].南方農機，2018（05）：67-68.

————————————

作者簡介：侯俊，男，山東臨朐人，碩士，畢業于哈爾濱理工大學，中級工程師，研究方向為機械設計。