機械設計類型及加工優化路徑探析

胡勝偉

摘 要：不同于其他產品，機械產品的設計和加工對機械產品的使用壽命有巨大的影響。在機械產品的制造加工過程中有許多的影響因素，因此機械企業在機械設計的類型方面要進行詳細的分析，在這個基礎上進行產品設計和加工。對過程中出現的問題要有針對性的改進策略，這樣才能夠提升機械制作加工的水平。

關鍵詞：機械設計;加工優化;策略

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）08-0075-02

0 引言

隨著我國發展建設步伐加快，企業之間的競爭也越來越激烈，一些機械制造企業在產品的質量方面加大了重視力度，重視核心技術的開發和學習。但實際操作的過程中仍然存在著一定的問題，需要更加科學地管理和提高效率。在機械的設計過程和加工過程中，是否能夠及時發現問題并且解決問題是提高產品質量的關鍵所在。

1 機械設計的類型

機械設計是以使用功能為目標，針對機械的運行原理以及結構等方面進行分析計算并且將這個過程轉化成具體制造工藝的過程。機械設計類型工分為三種：

1.1 開發型

開發型即原創型，通過全新的模式設計來代替舊的物理模式，即讓機械的工作原理從根本上發生變化。在設計的過程中往往會引進全新的技術或者材料，對設計人員的構思有一定的要求，開發型的設計能夠改變機械品質。其工作原理在于主體的結構發生改變并且能實現預期的功能。這幾項條件中任何一樣是原創的都可以稱為開發型的設計方案。開發型的設計過程較為復雜，主要是創新性比較強，設計過程較長，耗時和投資同樣也呈正比增加。

1.2 適應型

這類設計時在總方案的基本原理保持不變的情況下，對產品進行一定范圍的修改。或者利用一些技術來代替原本的機械結構。為產品的質量和性能增加一些附加的價值。適應型的設計方案有一定的創新性但并不完全脫離工作原理，是能夠將開發設計和變形設計巧妙融合在一起的一種設計類型，靈活性較高。相比原創型的設計而言，適應型的設計更加簡單，耗時和投資都不高是它的優點之一。

1.3 變更型

變更型設計通常是對結構的配置和尺寸進行一定的改變，這種設計類型并不需要破壞基礎原理和機構特征，而是通過修改一些參數達到局部結構的調整。是一種較為快速的設計類型。其優點是修改質量高，成本較低，能夠滿足市場的迅速更新，也是目前市場上最常見的一種設計類型。

2 設計與加工中存在的問題

2.1 性價比方面

任何的消費者在購買機械產品的時候通常都要先考慮性價比。一方面是根據個人需求來購買，另一方面也希望產品價格能夠劃算。社會發展迅速，人們對機械產品的需求量增加，機械類的企業之間的競爭越來越激烈。許多因素能夠導致消費者在購買機械類產品的時候著重考慮性價比的問題。企業在進行機械生產的時候，既要保障產品的性能，又要考慮設計加工等相關成本，這就容易直接影響到機械的性能質量。由于設計加工方案不能夠滿足實際的要求，加工方面存在著一定的誤差，變相增加了機械設計與加工的成本，兩方疊加，直接導致產品的性價比無法滿足市場的需求。企業要進行設計和加工方面的成本調節，順應市場發展的規律，就必須要改進技術并且更加完善制作流程，才能夠讓性價比更加合理化[1]。

2.2 質量方面

企業之間存在著競爭，消費者又追求性價比，導致許多企業在生產的過程中存在著壓低成本甚至偷工減料的情況發生。直接導致產品質量不過關，機械零件嚴重耗損和浪費，機械產品的使用壽命受到影響的同時也容易產生故障，嚴重的甚至會造成事故。產品質量是機械產品最基本的要求，任何企業想要長期的發展下去勢必要重視產品質量。在這個基礎上創新研發加工技術，對設計和加工進行更加科學化的管理，并且逐漸完善，在成本和性價比之間達到平衡[2]。

2.3 精度方面

機械產品的重要指標就是精度，精度能夠證明機械產品在生產的過程中是否存在這誤差。產品精度低代表著產品的質量并不過關。任何一種機械產品都有一定的精度標準。精度越高證明產品性能越好。許多企業對于產品的精度都有較為明確的要求標準，這就需要企業在機械生產的過程中對工藝流程進行更加高質量的完善，提高產品的精度。這也是企業能夠長久發展的關鍵所在[3]。

2.4 競爭力方面

近幾年我國機械設計和加工行業的發展趨勢如同雨后春筍，市場競爭也因此而愈演愈烈。是否能夠在市場競爭中占有一席之地，這不僅僅是產品是否能夠大批量銷售，更影響到企業的生死存亡。因此機械企業在產品的設計以及制作加工方面不僅要關注成本的投入，也要考慮到產品的總體質量問題。例如材料方面、工藝技術方面、人力資源方面等，這些都是能夠影響到企業發展的重要因素。

3 設計與加工的優化策略

3.1 優選材料

機械產品的原材料是否合適將直接影響到機械產品的整體質量。因此在設計和加工的時候，首先要考慮的是零部件的整體性能以及加工的流程，原材料的選擇就成為整個工序的重中之重。在選擇材料的時候不僅要考慮強度、穩定程度和耐磨程度。在選擇原材料的時候首先要考慮其物理性狀是否合用，然后在考慮能否滿足加工工藝方面的需求，同時也要考慮原材料成本，最后采取性價比較高的材料作為原材料使用[4]。

3.2 優化工藝

機械企業是否能夠在市場站穩腳跟，設計與加工的工藝有著非常重要的作用。企業必須隨時對加工工藝進行優化，并且不斷地提高自身產品的設計與加工水平，具備一定的規范化和標準化，才能夠批量化進行生產，替身自身的競爭力。機械設計加工方面更加重視機械產品的整體質量。同時也要嚴格地控制成本，嚴格根據設計圖紙的規范來進行生產加工。要采用更為統一更為優化的加工流程，這樣才能夠保障機械產品的質量。對于原材料的消耗量和零部件的質量有具體的把控程序，有效降低生產成本增加企業利潤[5]。

3.3 優化控制

在機械產品進行加工的過程中，必須要根據原材料的具體性狀和性質來進行切削。要充分考慮原材料的軟硬程度和粗糙程度，從各方面設置切削參數。在加工的過程中要針對加工切削進行全方面的考慮。通過加強對切削的速度和深度的控制來提高零部件的質量。在切削的過程中，溫度會對零部件產生一定的影響，同時也會影響到零部件表面的金屬性質。因此在切削的過程中必須要盡量采取縮短走刀路線的做法，這樣能夠保障機械產品精度的情況下還能夠不影響表面的粗糙程度。

3.4 優選潤滑

進行零部件加工的時候無論切削、研磨還是沖壓環節中都離不開潤滑和冷卻液的使用。在機械零部件的加工過程中需要選擇更加適合的潤滑冷卻液。這樣能夠延長零部件的使用壽命并且保障零部件的表面光滑度和精度。適合的潤滑冷卻液能夠保障零部件表面的碎屑能夠及時清理干凈，讓零部件的溫度保障正常，同時降低零部件與車床的摩擦，將磨損降到最低。最為常見的潤滑冷卻液分為水溶性和油性兩種。水溶性一般應用在高速切削環節，油性則應用在低速切削環節。

3.5 提升技術

在機械的設計和加工的過程中，最為重要的是技術人員的專業水平和實際操作能力。在數控機床開機后，技術人員不僅要對加工程序進行檢查，同時也要進行人工上刃，人工對刃等工作。普通的機床進行運行時，技術人員要嚴格控制機床的轉速，刀刃的切削方向能也同樣是非常重要的工序。操作能力的高低對零部件的加工質量和表面精度有著非常很重要的影響。企業要更加重視對技術人員專業能力和操作能力的培養。人力資源管理方面要更加注重技術人員是否持證上崗，要定期對技術人員進行技能方面的培訓和考核，嚴格控制技術人員的操作失誤，減少加工方面的質量問題。

4 加強加工設備的管理和維修

企業需要高度重視機械加工設備的檢查和維修，這樣才能夠保障機械加工的安全運行。定期對機械加工設備進行檢查能夠及時發現故障的存在隱患，避免設備在加工運行的過程中發生不必要的事故，通過檢查能夠積累一定的設備維修治療，便于以后對設備進行維修和整改。加強設備管理人員和操作人員的技術水平，在出現問題的時候能夠及時發現問題關鍵所在并且采取相應的措施。要嚴格按照規范來對機械加工設備進行維修，實行輪班作業時需要交接好設備內容，對于全新的大型機械加工設備應當先進行試運行，并且熟練掌握機械加工設備的操作內容。這樣能夠延長設備的使用年限，避免不必要的磨損，減少企業資金成本消耗。對于設備的使用環境要加強管理[6]。

更加了解機械加工設備的結構和操作規范，這樣才能夠保障機械加工設備能夠安全正常的運行。在運行的過程中出現故障時，必須要立刻停止運行并進行故障排查，明確故障問題之后進行維修措施的實施。這樣能夠避免造成生產事故，在設備缺乏維修條件的時候不要擅自進行維修，要嚴格按照規范使用專用的工具進行拆裝維修。根據企業的實際生產情況來對機械加工設備進行定期的維修和故障排查。預防機械加工設備因為存放或者生產而產生的安全隱患[7]。要加強對機械加工設備的使用規范管理。將責任落實到個人頭上，并且由生產科來對機械加工設備的使用進行技術操作上的指導和具體監督。由車間主任來對機械加工設備的管理和使用進行分配。操作人員必須要持證上崗并且具有一定的操作經驗，熟悉設備的具體結構和性能，并且能對設備進行保養維修。操作的過程中要嚴格按照操作規范來進行工作，嚴禁超負荷運轉。定期檢修并且填寫設備工作記錄，由專門的管理人員進行記錄和及時歸檔。

5 結語

綜上所述，隨著我國經濟建設的發展迅速，機械化工業必須要推陳出新才能夠滿足社會對工業化生產的基本需求。在機械產品進行設計和加工的時候各種問題層出不窮，無論是加工的性價比還是精度的確保都是影響機械加工的重要因素。因此，機械企業應當結合企業的實際情況對原材料和加工工藝方面隨時進行調整和革新，各生產部門互相配合，這樣才能夠解決問題，促進機械設計和加工行業的進一步發展。

參考文獻

[1] 馮仁專.淺談機械設計加工中應注意的幾個問題[J].工業設計，2017（4）：178.

[2] 劉曉榮.機械設計加工中常見問題及優化措施研究[J].南方農機，2018（16）：45.

[3] 蔡燕華，韓杰.機械設計加工中應注意的幾個問題[J].硅谷，2014（2）：71.

[4] 于興芝.常用機械零件材料的選擇[J].科技資訊，2007（12）：72-73.

[5] 劉程.關于機械加工中表面質量控制的研究[J].科技促進發展，2010（4）：106.

[6] 田俠.機械設計加工中應注意的問題分析[J].山東工業技術，2015（13）：261.

[7] 張方東.機械設計與加工中存在的問題研究[J].內燃機與配件，2016（11）：43-44.