基于機械制造加工工藝合理化的機械設(shè)計制造分析

王江飛 郭述凡

摘 要：為提高企業(yè)綜合競爭力，保障機械產(chǎn)品質(zhì)量，必須全面強化加工產(chǎn)品精密性，優(yōu)化產(chǎn)品性能，以在激烈競爭的市場環(huán)境下占據(jù)有利地位。機械制造工藝關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)過于復(fù)雜，其中機械設(shè)計尤為關(guān)鍵。只有合理化機械設(shè)計，才可促使技術(shù)與制造環(huán)節(jié)不會發(fā)生意外，才能提高加工零件精確性，進(jìn)而為擴(kuò)展國際市場提供有力幫助。

關(guān)鍵詞：機械制造加工工藝;合理化;機械設(shè)計制造

引言

我國機器制造業(yè)的發(fā)展隨著科技的發(fā)展在不斷加深。在機械制造行業(yè)，有效的利用機器設(shè)備不但可以降低成本、提高資源使用效率，還可以減少時間方面的消耗，實現(xiàn)質(zhì)量和效率的雙重最優(yōu)解。在這個基礎(chǔ)上，我國機械制造工藝及其合理性的重要程度不言而喻，這對我國工業(yè)發(fā)展的大局起著至關(guān)重要的作用，有助于推動工業(yè)和自動化技術(shù)的全面發(fā)展。

1機械制造工藝基礎(chǔ)知識

1.1主要程序

機械制造工業(yè)的主要程序往往表示在開展機械制造活動中的制作和技術(shù)程序。在開展機械產(chǎn)品的生產(chǎn)活動中，合理的技術(shù)程序能夠?qū)C械產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，不斷完善技術(shù)程序可以為機械生產(chǎn)供應(yīng)最佳的發(fā)展環(huán)境。而制作程序主要是指在進(jìn)行機械生產(chǎn)的時候，把半成品或者原材料轉(zhuǎn)變成成品，是機械制造中所有生產(chǎn)過程的總和。與制作程序相比較，技術(shù)程序更為注重技術(shù)的應(yīng)用。

1.2零件組裝

在生產(chǎn)機械零件以前，必須把工件放置于機床上，并使用夾具讓其穩(wěn)固，這一流程被稱為位置固定。為了有效確保位置的準(zhǔn)確性，通常需要使用零件夾，來確保工件的穩(wěn)固性。將定位與緊固兩個環(huán)節(jié)有效結(jié)合起來，這就是零件的裝夾過程。在進(jìn)行機械生產(chǎn)的時候，零件的科學(xué)性對機械生產(chǎn)的安全性具有直接影響，同時對機械生產(chǎn)的成本與效率也具有一定影響，同時和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量具有密切聯(lián)系。通常，零件裝配方法包含了各種專用夾具裝夾、劃線找正、直接找正法等方法。

2基于機械制造加工工藝合理化的機械設(shè)計制造

2.1提升機械表面加工工藝

機械零件的粗糙度會直接影響零件加工性能和加工質(zhì)量，因此，為了能夠提升零件表面加工質(zhì)量需要著重做好以下幾個方面的工作：第一，科學(xué)選擇刀具。為了能夠提升零件表面加工質(zhì)量，需要根據(jù)加工件的屬性來選擇刀尖圓弧半徑大、幅偏角較小或者適合的寬刀來作為加工刀具。通過選擇適合的刀具來最大限度上減少加工工件的表面粗糙度。第二，選擇適合的切削條件。在機械工件加工操作的時候為了能夠有效提升工件的表面質(zhì)量，需要根據(jù)材料不同來確定切削速度，目的是在最大限度上抑制積削瘤的產(chǎn)生。第三，減少加工零件表面層的變形強化。在零件加工的過程中可以應(yīng)用恰當(dāng)?shù)姆绞絹頊p少表面層的變形。特別是在使用刀具進(jìn)行工件加工的時候需要相關(guān)操作人員注重控制后刀面的磨損寬度和切削用量。在一般情況下會應(yīng)用較快的切削速度和較小的進(jìn)給量、適當(dāng)?shù)那邢饕簛硐魅趿慵冃巍５谒模嵘O(shè)計的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。在零件加工設(shè)計的過程中規(guī)范化是影響零件設(shè)計成效的一個重要因素，在按照標(biāo)準(zhǔn)加工設(shè)計零件不僅能夠提升加工產(chǎn)品的加工品質(zhì)，而且還能夠縮小產(chǎn)品的加工制造成本。

2.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

機械制造加工工序多，每道工序都要對相應(yīng)的機器設(shè)置參數(shù)，針對不同的設(shè)計要求，要調(diào)整機器的設(shè)置參數(shù)，反復(fù)調(diào)整對設(shè)備和儀表的精準(zhǔn)性會產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)加工工序非常多時，會出現(xiàn)漏調(diào)設(shè)置參數(shù)，或者設(shè)置參數(shù)不準(zhǔn)確等現(xiàn)象，這也會影響工件成品的合格率。鑒于機械制造工藝的客觀情況，機械設(shè)計人員在設(shè)計時要力求做到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。這里的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計包括兩重含義，一是符合行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，或者行業(yè)內(nèi)約定俗成的設(shè)計規(guī)矩;二是在同一個工件的設(shè)計中，要做到工件體系內(nèi)各個部分設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化。例如，在一個不規(guī)則形狀零件的加強肋設(shè)計中，要保證各個平面上肋的凸圓半徑一致。如果用翻邊的方式來取代加強肋，則要保證翻邊后的高度一致。當(dāng)體系內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)一致時，在這個零件的機械制造全程中，就無需反復(fù)調(diào)整設(shè)備參數(shù)，這就是工件體系內(nèi)各個部分設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的體現(xiàn)。

2.3有效提升加工精確度

2.3.1刀具磨損控制

在機械制造加工中，刀具劃分為兩類，即尺寸刀具與成形刀具，其尺寸與形狀都與精確度息息相關(guān)。所以有明確規(guī)范指出夾具標(biāo)準(zhǔn)誤差應(yīng)嚴(yán)格控制于零部件1/3內(nèi)。在機械制造加工過程中，技術(shù)人員應(yīng)提前控制誤差，技術(shù)人員可根據(jù)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)，針對具體使用需求，科學(xué)制定合理可行的設(shè)計方案。就存在誤差的零件而言，可采用補償法加以彌補，技術(shù)人員可在后續(xù)生產(chǎn)中，人為制造誤差，使得二者中和，從而降低誤差，使之趨向于0。

2.3.2受力變形控制

機械制造工藝系統(tǒng)在重力與加緊力等要素共同作用下，會導(dǎo)致機床零件發(fā)生形變，且嚴(yán)重影響正常運行。針對系統(tǒng)剛度而言，詳細(xì)分析數(shù)據(jù)，促使其與系統(tǒng)位移、吃刀抗力間構(gòu)建密切聯(lián)系。具體表達(dá)式即：

f代表剛度;Gq代表吃刀抗力;j代表位移量。在具體加工時，車床頂層承受的應(yīng)力偏小，所以位移量與形變程度都可直接忽視。但是機床尾座與刀具位置出，零部件形變相對嚴(yán)重，會直接影響機床性能。機床形變量具體即：

受力點發(fā)生變化后，機床形變程度也會呈現(xiàn)出不同趨勢。所以，在設(shè)計時，應(yīng)持續(xù)提升機床強度，縮減工藝系統(tǒng)總荷載量，減少變化程度。

2.3.3熱形變控制

機床運行時，機械摩擦振動生產(chǎn)熱能，導(dǎo)致工藝系統(tǒng)與零部件溫度增高。對此，在合理化機械設(shè)計時，應(yīng)針對易發(fā)生熱形變的位置，增加冷卻液，以熱量傳遞方式，降低關(guān)鍵零部件熱形變壓力，以確保正常穩(wěn)定運行。同時應(yīng)科學(xué)使用機床，在既定運轉(zhuǎn)時間段之后，需以充足時間休息調(diào)整降溫。此外，還需加快工件進(jìn)給，有效控制熱量傳導(dǎo)。

2.4實行綠色發(fā)展改革

當(dāng)前，環(huán)境建設(shè)作為我國的重點工作，從機械制造工藝的角度出發(fā)，也要提出相應(yīng)的綠色低碳環(huán)保理念。一直以來，機械制造業(yè)在我國一直有污染物排放量大、資源浪費嚴(yán)重等問題，嚴(yán)重不符合我國低碳環(huán)保的要求。在這種背景下，我國的機械制造相關(guān)企業(yè)為了保持其加工工藝的合理性，也紛紛引入了綠色環(huán)保的設(shè)計理念，進(jìn)行低排放的加工工藝改革。這一方向的改革不但降低了碳排放，促進(jìn)了環(huán)保，還提升了機械制造企業(yè)的相關(guān)工作效率，提升了企業(yè)的實際制造能力，整改了一些落后的加工工藝。機械制造與綠色發(fā)展觀念的結(jié)合，有效的保護(hù)了環(huán)境的同時，還提升了機械制造工業(yè)的相關(guān)工業(yè)能力，鍛煉了其加工工藝，取得了一系列的社會效益和經(jīng)濟(jì)利益。

結(jié)語

不斷研究與分析機械制造加工工藝合理化的機械設(shè)計制造，對于有效實現(xiàn)機械產(chǎn)品加工工藝的合理創(chuàng)新，提升產(chǎn)品的加工質(zhì)量以及有效提升機械制造領(lǐng)域的發(fā)展競爭優(yōu)勢具有至關(guān)重要的作用。因此，我們首先應(yīng)認(rèn)識與了解現(xiàn)階段我國機械制造加工工藝，進(jìn)而對機械制造工藝中合理化機械設(shè)計進(jìn)行分析，以此來從不斷提升制造精度和提高機械產(chǎn)品美感兩個方面確保機械制造加工工藝的合理化，提升機械產(chǎn)品的加工制造效率，提高機械產(chǎn)品的使用性能，從而有效地提高機械制造加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，確保促進(jìn)機械制造領(lǐng)域的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖清儒.解析機械制造加工工藝合理化的機械設(shè)計制造[J].內(nèi)燃機與配件，2020（01）：87～88.

[2]于航.基于機械制造加工工藝合理化的機械設(shè)計制造探討[J].湖北農(nóng)機化，2020（01）：19.

[3]凡偉紅.機械制造加工工藝合理化的機械設(shè)計制造分析[J].建材與裝飾，2019（25）：217～218.

[4]王婧.探究基于機械制造加工工藝合理化的機械設(shè)計制造[J].數(shù)字化用戶，2017，23（42）：104.