機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)合理化研究

朱加杰

（常州市裕成富通電機(jī)有限公司，江蘇 常州 213002）

現(xiàn)代化背景下，機(jī)械制造工藝手段持續(xù)提高，人類工作時(shí)間不斷降低，工作效率隨之增加，提高了社會(huì)公眾的生產(chǎn)、生活、工作水平，也為其帶來了更多的便利性，但伴隨我國社會(huì)高速發(fā)展，現(xiàn)存的機(jī)械制造工藝無法滿足現(xiàn)代化社會(huì)高速發(fā)展的各種需求。所以，有關(guān)人員需要對(duì)此給予高度重視，在機(jī)械制造工藝的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，采取各種合理化、高效化的措施，提高工藝制造水平，推動(dòng)我國機(jī)械制造行業(yè)在發(fā)展層面邁上嶄新的臺(tái)階。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要遵循的主要原則分析

1.1 綜合性的加工原則

一般情況下，機(jī)械制造加工和生產(chǎn)操作，要求作業(yè)人員經(jīng)過較長時(shí)間的練習(xí)，才能夠?qū)C(jī)械制造效果提升到相對(duì)較好的范圍。所以，針對(duì)機(jī)械在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要對(duì)各種制作流程和工具予以重點(diǎn)關(guān)注，將理論知識(shí)、實(shí)踐操作實(shí)現(xiàn)深層次的結(jié)合，提高設(shè)計(jì)的綜合性效果。借助此種方式，可以合理強(qiáng)化機(jī)械制造工程自身的質(zhì)量和效率，同時(shí)強(qiáng)化實(shí)踐性能、綜合性能，讓生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工作經(jīng)驗(yàn)與后續(xù)應(yīng)用環(huán)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)有效連接。在確保機(jī)械設(shè)備符合應(yīng)用性能和質(zhì)量要求的基礎(chǔ)之上，提升設(shè)備在工作環(huán)節(jié)的整體效率，從而達(dá)到強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

1.2 整體性的加工原則分析

針對(duì)機(jī)械制造加工實(shí)行合理化設(shè)計(jì)工作期間，有關(guān)人員需要盡可能提升設(shè)計(jì)工作效果，從多層次、多維度的角度出發(fā)，針對(duì)機(jī)器設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)做出有效衡量，提升其配合性和協(xié)調(diào)性，讓整體性設(shè)計(jì)原則得到有效的貫徹和落實(shí)，有針對(duì)性地提高機(jī)械產(chǎn)品自身的精準(zhǔn)度。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)合理遵守整體化原則，可以最大限度地提升機(jī)械產(chǎn)品自身的應(yīng)用性能，從而達(dá)到強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)，提升企業(yè)在市場層面的綜合競爭能力。

2 機(jī)械制造工藝環(huán)節(jié)的各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)知識(shí)分析

2.1 加工精準(zhǔn)度分析

在機(jī)械制造工藝中，制造加工環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)度是其中一項(xiàng)重點(diǎn)，不僅能合理提高加工質(zhì)量，還能確保加工作業(yè)的順利開展。具體來講，就加工制造方式角度而言，在表面、質(zhì)量、位置、形狀、尺寸等諸多層面，需要?jiǎng)澐植煌念悇e，對(duì)精準(zhǔn)度實(shí)行合理管控。對(duì)精準(zhǔn)度實(shí)行有效管控，是強(qiáng)化機(jī)械制造工藝和制造質(zhì)量的主要方式，需要多個(gè)環(huán)節(jié)共同協(xié)同才能達(dá)到目標(biāo)。自動(dòng)形成法、固定標(biāo)準(zhǔn)刀具法、基本試切法是應(yīng)用最為常見的幾種方法。與獲得尺寸精準(zhǔn)度之間擁有相對(duì)較大的差異性，展成法、成型法、軌跡法是較為基礎(chǔ)的方法，需要持續(xù)不斷地對(duì)其予以完善和優(yōu)化。

2.2 機(jī)械制造零件的定位

機(jī)械制造環(huán)節(jié)零件的定位，有助于更好地達(dá)到零部件的制造質(zhì)量要求，零件在定位期間應(yīng)用的方式種類相對(duì)有很多，需要按照具體狀況選擇最為合理的定位方式，對(duì)零部件實(shí)行加工制造，可以有針對(duì)性地提高機(jī)械裝備自身的質(zhì)量。定位的標(biāo)準(zhǔn)度高低，對(duì)于定位工作安排擁有較為重要的作用，可以選擇最為合理的定位標(biāo)準(zhǔn)，來強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備的工作質(zhì)量。就細(xì)節(jié)角度來講，作業(yè)人員需要對(duì)比例做好研究操作，通過各項(xiàng)實(shí)踐調(diào)查及理論知識(shí)的研究操作，科學(xué)合理地提升設(shè)備在安裝環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量。應(yīng)用場合不同設(shè)備的操作標(biāo)準(zhǔn)也不同，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是伴隨實(shí)際要求的提升，從而產(chǎn)生變化的一種主要標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，對(duì)于安裝標(biāo)準(zhǔn)、包裝標(biāo)準(zhǔn)的具體實(shí)施來講，擁有較為重要的作用。

2.3 零部件的裝夾操作分析

零部件在生產(chǎn)制造之前，需要先將工件放在床、夾具的精準(zhǔn)區(qū)域內(nèi)部，此項(xiàng)流程就是對(duì)位置進(jìn)行固定，同時(shí)保證位置的精準(zhǔn)性，并應(yīng)用零件夾具對(duì)其實(shí)行緊固操作，此項(xiàng)程序叫作夾緊，將上述兩個(gè)流程實(shí)現(xiàn)有效綜合簡稱為裝夾。機(jī)器生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的零部件裝夾是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于零件產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)起到極大的影響，同時(shí)對(duì)商品的安全制造成本、生產(chǎn)速度等也會(huì)起到直接影響。正常狀況下，在機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)中應(yīng)用最為常見的零件裝夾模式，主要包含夾具裝夾、劃線找正式裝夾、直接找正式裝夾等。

2.4 制作流程和技術(shù)流程

對(duì)于機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)來講，制作流程主要是指原材料借助機(jī)械設(shè)備以及人員的勞動(dòng)量，轉(zhuǎn)化生產(chǎn)成能夠在市場上完成銷售操作的商品。此流程中涵蓋的內(nèi)容相對(duì)較為豐富，主要包含制造工作具體開始之前的各項(xiàng)準(zhǔn)備；毛坯和原料等各種材料的準(zhǔn)備；半成品在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的各項(xiàng)基本操作流程；附加工作制造的具體實(shí)施過程；商品的包裝設(shè)計(jì)工作，以及包裝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要注意的各種細(xì)節(jié)。

技術(shù)流程主要是指在實(shí)際工作環(huán)節(jié)，對(duì)制造的商品在樣式、大小層面進(jìn)行變化，推動(dòng)程序朝著多面性的方式不斷優(yōu)化和完善，例如半成品的相關(guān)內(nèi)容、熱處理的實(shí)際操作過程；機(jī)器的相關(guān)問題等。具體來講，機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)流程主要是指應(yīng)用機(jī)器生產(chǎn)的方式，針對(duì)已經(jīng)完成加工制造的半成品實(shí)行操作，可以推動(dòng)商品生產(chǎn)制造工作的完成。上述由多個(gè)步驟所構(gòu)成的商品生產(chǎn)制造程序，是商品在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的主要流程和步驟。

3 機(jī)械制造加工當(dāng)前在工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的主要問題分析

3.1 加工設(shè)備的精準(zhǔn)度無法有效保證

機(jī)械零件的精準(zhǔn)度過于依賴加工設(shè)備自身的精準(zhǔn)度，如果加工設(shè)備的精準(zhǔn)度不符合標(biāo)準(zhǔn)，零件的精準(zhǔn)度也就無法得到有效保證。此種問題出現(xiàn)的原因相對(duì)較多，例如生產(chǎn)設(shè)備沒有定期維護(hù)保養(yǎng)，從而導(dǎo)致精準(zhǔn)度逐漸偏差；再比如進(jìn)口加工設(shè)備由于專業(yè)技術(shù)能力不符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)精準(zhǔn)度無法實(shí)現(xiàn)正確精準(zhǔn)的校正；再比如一套設(shè)備同時(shí)在多種不同的工廠中實(shí)現(xiàn)來回流轉(zhuǎn)，精準(zhǔn)度很難得到有效保障。同時(shí)，一部分機(jī)械制造企業(yè)不具備較為嚴(yán)格科學(xué)的審核校驗(yàn)機(jī)制，不僅沒有專業(yè)性的審核隊(duì)伍，同時(shí)在監(jiān)督層面也缺乏科學(xué)性的管理機(jī)制，致使設(shè)備自身的精準(zhǔn)度無法得到有效保證，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量也出現(xiàn)了一定的問題。

3.2 加工方式和工序順序選擇不合理

例如：套筒部件在單件加工制造環(huán)節(jié)應(yīng)用電火花的加工方式，滑槽定位錐坑的深度和表面的粗糙程度都能夠得到有效保障。但是，批量化生產(chǎn)期間，如果再應(yīng)用電火花的加工方式，必然會(huì)產(chǎn)生一系列問題，具體如下：

3.2.1 電極消耗，成本開銷加大

使用黃銅將滑槽的形狀當(dāng)做電極，對(duì)少量套筒完成加工之后，電極會(huì)產(chǎn)生磨損的問題，滑槽的形狀與表面粗糙程度無法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為了保證加工制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量，電極就會(huì)變成消耗品，成本就會(huì)隨之增加。

3.2.2 加工制造周期被迫增加

此種零部件屬于不銹鋼材質(zhì)滑軌，主要應(yīng)用電火花加工制造的方式制造一個(gè)滑軌，大概需要耗費(fèi)2~3 d，對(duì)后續(xù)裝配和調(diào)試都會(huì)形成不利影響，導(dǎo)致生產(chǎn)制作周期不斷延長。

綜上，針對(duì)此種零部件，可以選擇應(yīng)用工藝孔加工定位錐坑的方式，在滑槽內(nèi)部徑孔中完成加工操作，能夠合理減少加工成本、制造周期。

3.3 涉及自身存在缺陷

長期以來，一部分設(shè)計(jì)只單純思考了功能，對(duì)于加工沒有重點(diǎn)關(guān)注，導(dǎo)致加工期間需要額外增加大量的夾具和輔助工具，導(dǎo)致加工成本、時(shí)間急劇上升。同時(shí)，機(jī)械制造企業(yè)對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品提出的要求，通常指重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品精準(zhǔn)度，對(duì)于產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)幾乎忽略不計(jì)，導(dǎo)致大部分企業(yè)制造出的產(chǎn)品外觀龐大、本質(zhì)粗糙，有極大的上升空間。

4 機(jī)械加工制造環(huán)節(jié)提高工藝合理化水平的設(shè)計(jì)策略分析

4.1 掌控機(jī)械設(shè)計(jì)在制造環(huán)節(jié)的發(fā)展趨勢

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)，需要合理應(yīng)用信息化技術(shù)，讓生產(chǎn)制造、計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合，生產(chǎn)人員只需要在計(jì)算機(jī)中對(duì)生產(chǎn)參數(shù)完成設(shè)置，就可以確保機(jī)械設(shè)備完成自動(dòng)化的生產(chǎn)。對(duì)于機(jī)械制造設(shè)計(jì)和信息技術(shù)的有機(jī)融合，通過創(chuàng)造信息化、機(jī)械化、智能化的設(shè)計(jì)模式，可以有針對(duì)性地提高機(jī)械產(chǎn)品的整體制造質(zhì)量和設(shè)計(jì)精度，推動(dòng)機(jī)械設(shè)備朝著高端化、智能化的方向不斷發(fā)展。

4.2 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)重視產(chǎn)品表面質(zhì)量設(shè)計(jì)工藝

現(xiàn)階段，對(duì)于機(jī)械制造環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作來講，產(chǎn)品表面的工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量要予以重點(diǎn)關(guān)注，因?yàn)橹苯佑绊懏a(chǎn)品的應(yīng)用壽命和質(zhì)量。針對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量實(shí)行評(píng)測時(shí)一個(gè)主要的標(biāo)準(zhǔn)是其粗糙度，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)關(guān)注此項(xiàng)參數(shù)。對(duì)于金屬產(chǎn)品的機(jī)械制造來講，產(chǎn)品的配合質(zhì)量、耐蝕性、疲勞度、耐磨性，都會(huì)由于外界因素形成一定程度的影響，所以在設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)，要求選擇最為合理的金屬材料和刀具，持續(xù)優(yōu)化加工切削條件，應(yīng)用最為合理的加工工藝和方式，保證加工工作能夠高質(zhì)高效完成，減少金屬制造產(chǎn)品表面的粗糙程度，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將加工精準(zhǔn)度作為主要前提

對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員來講，在具體開展設(shè)計(jì)制造工作期間，需要注意產(chǎn)品內(nèi)容解決方式等事項(xiàng)，在制造要求中做好標(biāo)記，標(biāo)記內(nèi)容主要包含誤差的產(chǎn)生因素及解決措施；針對(duì)工裝夾具、量具、檢測設(shè)備等需要做好維護(hù)，保證加工設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)期間的高效性將誤差降到最低，確保產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)度。另外，對(duì)誤差產(chǎn)生影響的其他因素，要求工作人員以實(shí)際角度為基礎(chǔ)，系統(tǒng)性地思考不同角度形成的不同因素，并采取有效措施對(duì)其予以解決，合理提升加工制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量和精準(zhǔn)度。

4.4 提高機(jī)械制造標(biāo)準(zhǔn)

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做出合理化、科學(xué)化的設(shè)計(jì)，保證機(jī)械制造的整個(gè)過程能夠有據(jù)可依，同時(shí)針對(duì)各項(xiàng)制造操作流程實(shí)行合理規(guī)范。機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)受到零部件在制造環(huán)節(jié)的影響，所以需要嚴(yán)格管控零部件的制造標(biāo)準(zhǔn)，確保機(jī)械產(chǎn)品在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效率能夠得到合理提升。

4.5 將綠色制造理念作為設(shè)計(jì)核心

為了讓機(jī)械制造加工環(huán)節(jié)的工藝在合理性層面得到有效保證，需要摒棄和打破以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念和方式，將設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的核心重新定義為綠色化制造工藝。

要想合理融入綠色化制造理念基礎(chǔ)，是確保企業(yè)在經(jīng)濟(jì)層面的收益，通過融合綠色環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益的方式，保證機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的合理化，確保企業(yè)實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展。

4.5.1 緩解各種材料的浪費(fèi)現(xiàn)象

現(xiàn)階段，原材料的浪費(fèi)問題較為嚴(yán)重，同時(shí)也是導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)制造產(chǎn)品長期居高不下的主要誘因，嚴(yán)重傷害了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。所以，在開展機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作期間，需要對(duì)原材料的特點(diǎn)和類型做好分析，針對(duì)多余和剩余的原材料，要合理研究如何對(duì)其實(shí)現(xiàn)再次應(yīng)用，在實(shí)際設(shè)計(jì)方案中對(duì)再應(yīng)用理念予以合理融合，最大限度降低材料的浪費(fèi)率。

4.5.2 加大綠色材料的應(yīng)用量

在機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)于各種新型的綠色化材料需要加大應(yīng)用力度，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，盡可能要求應(yīng)用無污染、可降解的綠色化材料，全方位提升機(jī)械制造產(chǎn)品的環(huán)保性能，有針對(duì)性地提高企業(yè)在市場層面的競爭力。

5 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段，在機(jī)械制造環(huán)節(jié)對(duì)工藝實(shí)現(xiàn)合理化設(shè)計(jì)擁有至關(guān)重要的作用，伴隨我國綜合國力持續(xù)增長，機(jī)械制造工藝應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)增，也得到了公眾的廣泛關(guān)注。要想提高機(jī)械制造環(huán)節(jié)的合理化設(shè)計(jì)水平，需要通過掌控機(jī)械設(shè)計(jì)制造的主要發(fā)展趨勢，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品的表面質(zhì)量，以加工精度作為設(shè)計(jì)前提，合理提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以綠色制造理念為其核心等諸多措施，推動(dòng)我國機(jī)械制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)深層次發(fā)展。