合理化机械设计在机械制造中的应用

摘 要：在机械制造工艺中，机械设计的合理性成为了人们非常关注的问题，在实现机械制造的多样化和多性能的同时，应该保证机械设计的合理化。本文分析了机械制造工艺的流程和特点，提出了机械制造工艺中的合理化机械设计措施。

关键词：机械制造工艺；机械设计

引言：我国的机械制造业得到了快速的发展，在机械制造工作中，保证机械设计的合理性是一个关键的问题，只有保证机械设计的合理性，才能有效地提高机械产品的性能，同时延长产品的使用寿命，也能够让企业在激烈的市场竞争中脱颖而出。所以，在实际的机械设计过程中，应该保证机械设计可以满足机械制造工艺，并在此基础上进行合理的设计，保证整个机械设计的水平不断提高，设计出人们满意的机械产品。

1 机械制造工艺的流程和特点

机械制造的过程主要包括制造程序和技术程序，制造程序是通过各种劳动形式将机械制造的原材料制造成最终产品的过程，机械产品可以在市场上进行营销并为企业带来一定的利益。在机械制造程序中，应该先做好准备工作，准备好各种原材料、加工工具和器械等。准备好各种材料和器械之后，就是实施阶段了，实施阶段就是将原材料等制造成为最终的半成品的过程。另外就是技术程序，技术程序就是将半成品加工成为产品的过程，是对半成品进行的进一步加工，属于细加工，对已经完成的半成品采用各种机械生产方式进行操作，最终形成机械商品。

1.1 定位

定位是机械制造中非常关键的一个环节，在机械制造过程中，对零件的定位是现代机械制造过程中的一种常见手段和工艺。在整个机械制造过程中，首先需要制造好各种零部件，然后将这些零部件进行重新组合排列，最终形成机械产品。为了保证整个机械制造的质量，就应该从零部件的质量控制开始。通过定位进行零部件的生产制造，可以有效提高零部件的制造质量。在实际的生产制造过程中，可以采用多种形式对零部件进行定位，在实际选择的时候，应该根据零部件的不用类型和加工形式的不同为依据选择最合适的定位方式，这样才能真正发挥机械制造定位的优点，提高零部件的制造质量。在实际的定位过程中，一定要先选择一定的标准做好零部件的定位工作，对于零部件不同的使用场合和使用位置，也可以选择不一样的标准。另外，在现阶段，人们对机械产品的要求越来越高，因此相应的标准也会发生改变，这对于机械制造业的发展来说是非常有利的。

1.2对零件的装夹

机械制造过程中，零件的制造是关键的步骤和环节，但是在零件制造的过程中，零件在生产之前应该先放在模具或者机床的标准位置上，固定零件的位置。在固定零件位置的时候，一定要保证固定位置的准确性和准确度，所以固定时还需要对零件进行夹紧稳固。零部件的夹紧固定总称为装夹，在整个机械的生产过程中，零部件的装夹是一个关键的步骤，是影响零部件制造质量的重要因素，因此在实际的零部件制造过程中，只有保证装夹的合理性和科学性，才能保证整个零件的品质和质量。此外，通过对零部件的装夹，还会对整个机械制造的效率、成本等具有一定的影响，因此做好零部件的装夹是非常必要的。在实际的零部件制造过程中，装夹工艺主要包括划线找正式、直线找正式和夹具装夹式等。

1.3控制加工精度。机械制造过程中，完成了机械制造程序之后，已经形成了一个机械产品的半成品，此时还需要对机械半成品进行制造技术，对其进行精加工，最终形成机械产品。在对机械产品进行加工的过程中，控制加工精度是一个非常关键的过程。只有严格控制了加工精度，才能保证整个机械制造的质量，保证机械制造生产制造的过程顺利进行。在实际的制造过程中，加工精度的控制对象主要包括零部件尺寸、位置和形状、表面等的质量控制，只要做好对各个零部件的精度控制，才能真正提高机械制造工艺的质量。在控制加工精度时，主要通过自动形成法、基本试切法、固定标准刀等方式实施控制，具有较好的控制效果，可以保证整个机械产品的精度，从而满足人们对机械产品高精度的要求。如图1为一个工件加工的精度要求图，在加工过程中应该严格按照这个要求进行加工。

2 机械制造工艺的合理化机械设计措施

2.1 提高加工表面质量的措施。加工表面质量是指加工之后机械产品或者零部件的表面是否平整，在机械制造过程中，为了实现机械设计的合理化，必须要做好零部件等加工表面质量的控制，不断提高加工表面质量。只有控制好机械产品和零部件的加工质量，才能有效地提高零部件的质量和性能，同时延长零部件和产品的使用寿命。为了有效地提高加工表面质量：（1）应该选择合理的工具实现对零部件和产品的加工，尤其是在选择刀具的时候，应该选择最适合加工方式的刀具，例如可以选择刀尖圆弧半径比较大、副偏角比较小的刀具。在零部件的加工过程中，使用到的刀具种类非常多，应该根据具体的操作选择合适的刀具，例如修光刃和精车刀等，应该选择可以适应工件材料的刀具。（2）在对机械零部件进行切削时，应该合理选择切削条件，为了使工件的表面更加平整，应该根据工件的材料选择最适合的切削速度，并且应该尽量保持切削速度的均衡，这样才能有效避免工件的表面形成积屑瘤。另外，在切削的过程中，由于要使用切削液，应该采用效果比较好的切削液，这样才能真正提高工件的表面质量。（3）提高工件和零部件的表面质量，还应该减少工件表面的形变。避免工件表面形变的方式有很多，例如在采用刀具加工时，应该控制好刀具使用的切削用量，保持整个过程中刀面的磨损宽度。

2.2 提高加工精度。在机械制造过程中，提高加工精度也是保证机械设计合理化的一个重要措施。在实际的加工過程中，由于使用的各种工具的精度不一致或者由于人为操作过程中产生的人为误差，一定会导致加工出现偏差。为了有效地控制这些偏差，就必须要对这些偏差的形成过程和原因进行仔细的分析并进行探索，这样才能有效地采用针对性的防范措施和技术来有效控制加工偏差的形成，最终使整个生产零部件的精准度得到提高。加工工具的不准确或者精确度不够是导致加工偏差出现的一个常见问题和因素，因此在实际的加工过程中，可以通过对加工工具进行改造，例如夹具等进行改造和完善，从而提高加工零件的精度。另外，在加工过程中，需要对各种零件和工件进行测量，为了提高加工的精度，应该改进测量工具，加强对测量工具的校正，从而提高工件的加工精度。在实际的加工过程中，会由于热变形、系统应力、内部应力和刀具磨损等造成误差，在实际的加工中，应该针对这些原因采取有效的应对措施，这样才能有效减少误差。

2.3 贯彻绿色制造理念。机械制造过程中会消耗大量的能源，同时对环境也会造成一定的污染。随着现阶段人们的环保意识不断增强，机械制造业要想取得更好的发展，必须在机械设计的过程中融入绿色制造的理念，这样才能满足我国的可持续发展要求。在机械设计过程中，根据时代的发展和变化对设计理念进行不断创新和更新，才能使机械设计更加合理化。将绿色环保理念贯穿到机械设计中，可以将新型的设计和机械设计有效融合在一起，在机械设计过程中不单单只考虑到企业的经济效益，同时还应考虑到是否会对环境造成污染。将绿色设计理念贯穿在机械制造过程中，应该开发出绿色产品。例如使用环保性的设计材料，加强对原材料的循环利用，加大材料的利用效率等，将机械设计过程中对环境造成的不利影响控制到 最小。

结语

在机械制造过程中，为了使机械设计更加合理，应该提高加工表面质量，选择合适的工具实现对零部件和产品的加工，合理选择切削条件，同时对加工工具进行改造、加大对测量工具的校正来提高加工精度，在设计过程中贯彻绿色制造理念，从而使整个机械设计的过程更加合理。

参考文献

[1] 李景阳.浅析机械制造工艺中的合理化机械设计[J].经营管理者，2015，17（26）.

[2] 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，2016，12（3）.

作者简介

谢忠凯（1990-），男，身份证号 210921199004186131。

（作者单位：中铝沈阳有色金属加工有限公司）