浅谈机械结构设计与工艺性分析

刘健　闫丽花

摘 要：随着经济发展的迅速程度，现代化工艺也较之前的水平有了迅猛的提升，在机械加工技术势如破竹发展的现代社会，复杂零部件的加工上对完美的要求度越来越高，这也是科技发展下市场选择的结果。但不能因为科技的发展而忽略了对结构工艺性的重视，在生产实践的过程中，结构工艺性仍占据着重要位置。本文通过对结构工艺性重要程度的论述，来探索工艺性设计过程中的重要影响因素，并通过对常见问题的举例来分析解决办法。

关键词：机械结构设计；工艺性；特殊加工

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0090-02

1 机械零件结构工艺性分析的必要性

在日常的生产活动中，对机械零件进行设计的要求之一是，结构不单单要做到能够在实践中使用，还要保证其具有良好的结构性，这对工艺性提出了不小的难度，这旨在生产出的零件具有较高的可行性和经济性。只有在满足了机械结构性设计的条件下，工艺性的好处就发挥了出来——实现生产活动的正常进行。此外，机械零件结构工艺性的特征能够使零件具备装载完整、成本低等特征，在激烈的市场竞争中由于具备了这些优势，因而能够占据一定的市场份额。机械结构设计中的工艺性分析是为顺应经济社会发展必须做出的选择。

另外，对机械结构进行工艺性分析可以在很大程度上提升日常工作量，从而提高了工作效率。具体来说，主要有以下几点：第一，通过对机械零件的结构进行工艺性分析，要首先吃透设计图纸，明确每一部分在整体产品中所起的作用，再对零件的具体细节进行逐个分析，如物理性状（形态、表面性质）等；第二，在做到第一点的基础上，明确每个零件的物理性状的设计目的，并对这些工艺构造进行深入分析，来保证各个零件的设计目的和实际效果一致，避免出现产品缺陷。

2 机械结构设计中工艺性的主要影响因素

机械零件结构工艺性设计中应当对各种影响因素进行综合考量，不仅要对单个零件进行精准的工艺性分析，也要对加工工艺进行高水平的研究和分析，保证产品在制造过程中的每一环节都不出差错，这也是市场经济的一般要求。这也就导致了零件选择和工艺选择这一相辅相成的设计过程，在进行机械零件结构工艺性设计的时候，我们主要考虑的是以下几个方面：

第一，不同材料的性能受物理作用和化学作用的影响之后会出现大小不同的差别，这些差异应当在进行机械零件结构工艺性分析的时候考虑在内，通过对工艺流程的安排，来确定零件的基本结构。如果零件的基本结构和所选择的材料有一定程度上的差异，那么就会大大增加加工的成本和时间精力，也会导致机械零件结构工艺性不理想。

第二，善于运用毛坯成型方法，这一方法的目的旨在完善机械零件结构工艺性，我们知道，不同结构、不同形状的毛坯对毛坯成型工艺的要求也是大同小异，甚至可以说在某种程度上，毛坯成型工艺在机械零件结构工艺性中具有十分重要的位置，需要根据不同的零件要求来确定具体的毛坯成型方法。

第三，一般来说，对零件生产的机械零件结构工艺性是根据不同零件的不同要求来具体确定的，通常来说，在生产过程中，机械零件的结构和要机械零件结构工艺性相符合，避免出现差池。此外，如果对同一零件有大量的需求，可以通过批量生产来提升工作效率，也在很大程度上提升了经济效益，符合市场竞争的主题。

第四，质量技术指标产品对时间和费用的要求。一般来说，在机械零件结构工艺性分析中，我们会考虑质量技术指标产品和时间和费用的相关性，二者一般呈现的是正相关，也就是说，对质量技术指标的要求越高，则所需要的时间和成本也会更大。而如果在某一程度上，质量技术指标超出了正常范围，那么伴随的是急速上升的时间和成本，这不利于经济效益的提升。因此设立合适的质量技术指标有利于满足机械结构工艺性设计中对时间、成本、质量的要求，实现三者的有机结合和统一。

3 机械结构工艺性设计中的常见难题

在机械结构工艺性设计中，虽然随着技术水平的不断提升，设计工艺性也有了逐步提升，但难免存在以下問题：

第一，机械零件设计的长度较长的话会在长时间的使用条件下出现机器零件随着外部环境变化而变化的情况，所以在进行此类零件设计的时候，要充分考虑到这一因素，给予其充分的变形空间，并在机械结构工艺性设计中体现出来，这类设计难题可以通过移动支架或者可伸缩的管道来解决。

第二，螺纹的载荷过大，因此在进行螺杆结构设计的时候就要充分考虑到这一问题，尽量减少螺纹的负重，这一难题可以通过扩大受力面积减少单位面积的压强来解决。此外，在机械结构工艺性设计中的螺栓头中，栓头和栓母会伸出法兰面，这就给生产安全造成了不小的隐患，因此在设计的时候要注意到这一隐患，采用防护罩等形式来掩盖可能伸出来的部分。

第三，传动带的设计问题。在机械结构工艺性设计中，需要考虑到传动带的设计问题，例如链条断链、卡带，传送带方向出错等问题。此外还要考虑传送带上的摩擦问题，尽管传送系统中的摩擦能够防治传送过程中不必要的滑动现象，但在进行大型机械结构工艺性设计中，要将安全指数放在重要位置，不采用摩擦传动的安全系数会更高。

4 特殊加工在机械结构工艺性设计中的作用路径

4.1 灵活应对材料硬件不同的难题

特殊加工指的是在机械结构工艺性设计中对零件进行部分加工，通过物理、化学等性质不同的加工，来对硬度大、韧性高的产品进行精准化的加工，从而解决传统机械结构工艺性设计中不能实现的复杂零件加工难题。

特殊加工随着其出色的适应能力而成为了当前产品生产过程中必备的生产要件，在进行加工的时候不需要和被加工零件进行太多的接触。因此其优点也十分明显：首先，特殊加工这一工艺与零件的机械性能并无太大关联，即便是非金属材料也一样可以运用这一技术；其次，特殊加工过程中不需要进行切削工艺，因此没有排屑问题，这就有效的解决了安全和精准性的问题，避免了不必要的干扰；再次，特殊加工过程中对能量的把控比较精准，扩大了这一技术的应用范围；最后，避免了传统机械结构工艺性面临的大面积变热的情形，能够降低表面的粗糙度。

4.2 特种加工工艺的特殊影响作用

特殊加工这一技术在当前的发展已经趋于成熟，并仍得到了不断的改良，其应用前景广阔，对于机械结构工艺性设计有着十分积极的影响。特殊加工指的是在机械结构工艺性设计中对零件进行部分加工，通过物理、化学等性质不同的加工，来对硬度大、韧性高的产品进行精准化的加工，从而解决传统机械结构工艺性设计中不能实现的复杂零件加工难题。

日常生活中特殊加工包括电火花加工、电化学加工、超声加工等等，已经潜移默化的改变了我们的生活。特殊加工工艺能够明显的改变新产品的试验期。通过特殊加工手段进行产品生产，能够直接对复杂的零件进行加工，从而省去了中间的设计和制造的环节，在很大程度上节省了时间和精力，也符合市场经济的要求。

4.3 特殊加工手段的便捷应用性

特殊加工随着其出色的适应能力而成为了当前产品生产过程中必备的生产要件，在进行加工的时候不需要和被加工零件进行太多的接触。因此在机械结构设计和生产的过程中满足生产的便利性。

特殊加工在一定程度上对传统的工艺进行了改革，实现了机械结构的精准发展，避免了传统的工艺流程中可能出现的隐患。特殊加工工艺很大程度上推动了机械制造水平的向前发展，通过物理、化学等性质不同的加工，来对硬度大、韧性高的产品进行精准化的加工，从而解决传统机械结构工艺性设计中不能实现的复杂零件加工难题。

5 结语

机械结构设计中的工艺性分析对于提升经济效益、提高工作效率、降低生产成本具有十分重要的作用。在进行机械零件结构工艺性设计的过程中，要综合考虑多个方面才能实现方案的可行性。在机械加工技术势如破竹发展的现代社会，复杂零部件的加工上对完美的要求度越来越高，机械结构设计中的工艺性分析也是科技发展下市场选择的结果。

参考文献

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