浅谈机械制造工艺中的合理化机械设计

李姬国

摘 要：机械制造工艺的出现有效控制了制造成本，同时还促进了生产效率的提升。在这种工艺中，合理化机械设计是保障产品质量的关键。为了帮助企业获得更多的经济利润，需要在遵循各类基本原则的基础上，利用有针对性的机械设计措施开展设计工作。文章从机械制造工艺流程入手，对机械制造工艺中的合理化机械设计进行分析和研究。

关键词：机械制造工艺；合理化；机械设计

前言

随着企业数量的不断增加，企业面临的市场竞争压力发生了显著增加。在这种背景中，企业需要通过质量更加、使用寿命更长的产品吸引更多的客户，进而占据一定的市场份额，保障自身的良性发展。机械制造工艺是企业实现上述目的的基础，因此，在机械生产制造过程中，需要加强对合理化机械设计的重视。

1 机械制造工艺流程

从整体角度来讲，机械制造工艺流程中主要包含以下几个步骤：

1.1 制造程序步骤

制造程序步骤的任务是将原材料制作成半成品。在该步骤中，重点问题主要包所选原材料质量、原材料利用率等。对于企业而言，为了从竞争性市场中抢占更多的市场份额，需要加强对材料质量的重视，同时通过提升原材料利用率的方式，降低产品生产成本。

1.2 技术程序步骤

这个步骤的任务是将制造程序中获得的半成品加工成符合客户需求的成品[1]。相对于技术程序步骤而言，技术程序环节的加工更加精细，其对产品精度、表面质量等的要求相对较高。

1.3 零件定位步骤

在该步骤中，可用的定位方式种类相对较多，因此，定位方式的选择将会影响零件的质量。为了提高零件质量，应该加强所选定位方式与零件加工要求的契合度。按照既定的标准开展零部件加工操作，间接增加企业的产品销量。

1.4 装夹步骤

零件装夹的作用在于：将零件固定在适宜的位置上[2]。在零件装夹操作中，首先需要保证零件固定位置的精确性，确定位置合理之后，利用相关设备开展零件的固定工作。

1.5 加工精度控制步骤

零部件的粗加工过程结束之后，需要对处于半成品状态的零部件进行细加工。在这个过程中，加工精度的控制重点在于：零部件的形状、尺寸参数以及表面质量等。为了提升客户对产品的满意度，需要利用误差控制措施、刀具合理选择措施等，提升产品的精度参数。

2 机械设计的基本原则

为了保证设计质量，应该遵循以下几种原则开展机械设计工作：

2.1 整体性原则

机械设计方案的制定需要遵循整体性原则。在这个步骤中，应该从整体角度入手，在保证各个部件组合合理的基础上，得出最终的机械设计方案。

2.2 综合性原则

从本质角度来讲，合理化机械设计与机械制造分别属于理论层面和实践层面。二者所属类别的差异为误差的产生奠定了基础[3]。对此，需要将综合性原则作为基本原则，在总结以往机械设计经验的基础上，将理论设计与实践制造充分融合在一起，不断提高机械设计质量，使其为机械制造企业带来更多的经济利润。

3 机械制造工艺中的合理化机械设计

这里主要从以下几方面入手，对机械制造工艺中的合理化机械设计进行分析：

3.1 绿色设计方面

随着环保理念的不断深入，人们对产品环保性能的要求变得越来越高。为了提升客户对产品的满意度，企业需要加强产品的绿色设计。在机械制造工艺中，可行的绿色设计方式主要包含以下几种：第一，材料利用率优化方式。原材料是企业机械制造过程的重要成本之一。在合理化机械设计过程中，可以根据产品的特征和使用要求，逐步完成原材料的利用设计，在避免材料浪费现象的基础上，将机械制造过程产生的污染物数量控制在最低水平[4]。第二，绿色材料应用方式。随着技术的不断发展，越来越多具有环保性能的新型材料被开发出来，如可降解材料、无污染材料等。将这类材料应用在机械设计中，可以显著改善产品的环保性能，间接促进企业市场竞争优势的发展。

3.2 产品表面质量方面

在机械生产制造过程中，表面划痕等质量问题的出现会对合格产品率参数产生影响[5]。因此，在合理化机械设计中，需要利用以下几种方式改善产品的表面质量：第一，切削操作适宜选择策略。通过对机械制造工艺流程的分析可知，切削环节是引发产品表面质量的主要因素。因此，在合理化机械设计过程中，应该选用高效的切削液、均匀的切削速度作为机械设计的基本切削条件。在这种切削设计条件下，机械零部件产品出现表面积屑瘤问题的概率相对较小。第二，刀具选用策略。可被应用在机械制造过程中的刀具主要包含精车刀、修光刃等多种。这些刀具在副偏角、顶端圆弧半径等方面存在一定的差异。对此，在合理化机械设计过程中，需要结合具体的机械零部件产品设计要求，选用参数契合各项设计要求的刀具。第三，形变控制方式。在零部件机械加工过程中，形变的产生也会从一定程度上影响产品的表面质量。对此，需要加强对机械设计各个环节中形变问题的控制。以刀具加工环节为例，可以通过合理设计刀具切削用量的方式，减少切削引发的磨损形变。

3.3 加工精度方面

精度是零部件产品质量的一项重要判定指标。为了保证零部件产品的精度符合客户的实际需求，在合理化机械设计过程中，需要加强对以下幾种设计方法的重视和应用：第一，测量工具优化方式。在机械制造工艺生产活动中，零部件产品的精度主要是通过相应测量工具获得的。如果企业使用的测量工具精度较低，则所获零部件产品的精度参数也比较低。对此，应该结合企业以往的零部件产品测量经验，对照客户的实际精度需求，开展测量工具的改进调整工作。将调整后的测量工具应用在精度测量工作中，可以提升客户对零部件产品精度的满意程度。第二，加工工具改善方式。在机械制造中，夹具等加工工具的应用会从一定程度上影响零部件产品的精度参数。对此，企业应该摒弃传统的统一加工工具生产模式[6]，而是针对不同的零部件产品，通过改善夹具等加工工具的方式，提升工具与产品之间的契合性。第三，误差因素控制方式。应力、切削磨损、变形等误差参数都可能会引发产品精度不佳问题。在合理化机械设计过程中，应该分别针对上述因素应用不同的控制方式，使得精度误差被控制在最小范围中。

4 结束语

机械制造工艺中主要包含制造程序、技术程序、零件定位、装夹等多个步骤。结合以往的制造经验可知，机械设计是影响机械制造过程所得产品质量的主要因素。因此，在合理化机械设计过程中，需要通过加工精度控制措施、表面质量控制措施、绿色设计措施等的应用，提升零部件产品的质量和使用寿命，使得企业从产品生产加工、销售流程中获得更多的经济利润。

参考文献

[1]李斌.基于机械制造工艺的合理化机械设计策略研究[J].太原城市职业技术学院学报，2016，03：185-186.

[2]范伟强.基于机械制造加工工艺合理化的机械设计制造探讨[J].科技展望，2016，22：65.

[3]严冬青.机械制造工艺中的合理化机械设计探讨[J].中国高新技术企业，2016，30：10-11.

[4]张炜，马永青，陈绍志.基于机械制造工艺的合理化机械设计[J].时代农机，2015，05：22-23.

[5]梁硕，柴龙.关于机械制造工艺中合理化机械设计的研究[J].科学中国人，2016，21：27.

[6]吕亚强，刘亚楠.机械制造工艺中的合理化机械设计分析[J].科技创新与应用，2014，21：108.