机械制造工艺中的合理化机械设计分析

王震　吴凡　王大号　苏文婷　任伟倬

[摘    要]机械制造领域一直以来都是推动社会发展的重要环节，直接影响到机械装置是否可以发挥出应有作用。高效的制造技术可以显著提高生产效率，更好地把控产品质量，优化成本投入。纵观机械制造的各项技术来说，最为关键的一点便是如何保证设计方案满足目标需求。本文针对机械制造的相关技术进行论述，探究机械设计时需要把控的重点环节，并给出具体的设计建议，确保设计方案合理可靠，推动机械制造领域快速前行。

[关键词]机械制造工艺;合理化;机械设计

[中图分类号]TH122 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）06–00–03

Analysis of Rationalized Mechanical Design in Mechanical Manufacturing Process

Wang Zhen， Wu Fan， Wang Da-hao， Su Wen-ting， Ren Wei-zhuo

[Abstract]The field of machinery manufacturing has always been an important link in promoting social development， which directly affects whether mechanical devices can play their due role. Efficient manufacturing technology can significantly improve production efficiency， better control product quality， and optimize cost input. Looking at the various technologies of mechanical manufacturing， the most critical point is how to ensure that the design plan meets the target requirements. This article discusses the related technology of machinery manufacturing， explores the key links that need to be controlled during mechanical design， and gives specific design suggestions to ensure that the design scheme is reasonable and reliable， and promote the rapid advancement of the machinery manufacturing field.

[Keywords]mechanical manufacturing process; rationalization; mechanical design

机械装置生产过程中最为核心的就是机械制造技术，合理的机械制造方案可以显著提高生产效率，减轻技术人员的工作压力，优化成本投入。机械制造技术主体采用的是机械生产，可以有效把控产品质量，保证企业获取到最大化的经济收益。

1 机械制造工艺的流程

机械制造技术指的是利用不同技术把基本材料加工成目标产品的流程。在实际的机械装置生产环节中，技术选择是最为核心的，可以显著优化成本投入，提高企业的经济收益。机械制造的过程可以分为2个方面：制造程序、控制程序。其中制造程序完成的是把基本材料加工成目标产品的过程，而控制程序主要负责的是对半成品的再处理，并实现零件组合，完成产品的生产。机械制造技术可以将设计方案转化成产品，合理选取制造技术可以优化成本投入，确保质量符合标准，为企业谋取最大化的经济收益。

1.1 制作和技术程序

机械制造工艺制作程序相对比较丰富，是将原材料通过机械设备、劳动力生产转换为可以进行销售的合格产品，包含机械实施准备工作，原材料准备工作，半成品生产制造，实施附加工作，产品的包装设计等。其中技术程序指在生产过程中通过更改产品样式、产品大小的方式，进行多方面生产程序的完善。具体来讲，是指通过对已经加工的半成品进行操作，进一步促进生产环节完成。

1.2 零件装夹

零件装夹操作是机械生产中不可忽视的一环。实际加工零件之前，需要控制好夹具位置。为了防止零件加工过程中出现位置偏差，就要保证夹装牢固。夹装操作也直接决定着最终的产品质量，关系到制造效率和经济收益。

1.3 零件定位

縱观机械制造的各个环节来说，零件的位置确定至关重要。首先来说，需要规划好进行加工的零部件，完成顺序排列后即可进行组装。各个零部件是否达到质量标准关系到最终产品的质量。加工各个零部件的过程中，应当首先确定零部件的类别和形状，选取合理的加工方式进行生产，做好定位工作保证零部件质量满足预期要求，不同的零部件在生产中的位置也不尽相同。对于不同零件来说，要选取最为适宜的加工技术，否则难以体现定位作用，产品质量也很难控制。

1.4 加工精度的深度控制

制造精度作为机械生产中最关键的影响因素，也是保证零件质量的关键所在。经由机械制造过程可以将基础的零件材料转变为半成品，之后再对其精加工就完成了产品制造。根据制造要求严格把控加工精度，尤其是零部件的形状参数、尺寸要求、位置确定等，保证零件质量达到要求。通常在加工过程中，为了保证精度指标，会采用试切、自动加工等方式进行把控，各项技术都有着自身优势，对精度也能很好把控，确保精度指标满足组装要求。

2 机械设计基本原则与重要性

2.1 综合性原则

合理化的机械设计与制造角度主要包括理论层和实践层2方面，决定了后期制造中误差产生的大小，因此，综合性成为机械制造的基本原则，要通过对以往机械设计经验进行总结，理论设计与实践工作加以结合，持续性提高机械设计水平，保证机械制造企业的经济利益。

2.2 整体性原则

机械制造设计方案设计要从产品整体角度着手，遵循整体性原则，使各个步骤环节得以合理组合，制定出科学化的机械设计方案。

2.3 重要意义

机械设计是在原有的机械制造工艺基础上，再进一步实现更为合理化的方案设计，要求设计人员全面了解客户需求，全面掌握各类理论要求，对前期已有方案进行改进，更新设计理念，制定出机械制造的整体规划方案，对机械制造环节设计方案全面实施非常有利，在保障产品质量的同时保证企业的生产效率。

3 机械设计价值性分析

机械设计需要对机械制造工艺的各个工序进行深入了解，经过合理分析，利用科学方法将其工作原理、运动设计等各方面进行总结。机械设计包含继承性设计、新型设计和变形设计3方面。对于机械制造企业来讲，提升机械设计是保障质量的关键步骤，也是提升企业竞争力的重要环节。

3.1 计划制定阶段

机械制造生产之前，进行合理化机械设计至关重要，要求设计人员充分了解相关资料，保证后期机械设计工作可以安全、合理的完成加工。

3.2 方案制定阶段

机械设计方案使为了保证机械设计完整性，保障生产产品符合标准要求，这个环节的机械设计不是最终设计方案，在下一阶段可以对设计方案进行检查与合理分析，之后最终确定设计方案。

3.3 技术设计阶段

技术设计需要结合总装设计草图和技术性文件，融入设计中可以优化的部分进行进一步完善，确保设计方案有效性与合理性，决定了最终机械制造加工工艺。

4 机械设计中的注意事项

机械设计也是机械生产过程中不可忽视的一环，关系到产品制造是否可以顺利完成。方案设计时，应当全面考量机械制造技术的各项规定，把控零件设计的精度标准，为后续生产环节奠定基础。设计过程中，需要综合考量问题，尤其是方案分析时，要把控好各项影响因素。

4.1 机械设计要和制造工艺相贴合

机械设计作为生产制造的前提，只有确定好相应的设计方案后，才可以有序开展零件制造。实际设计过程中，必须要结合具体情况，把控好现有的加工技术来制定方案。设计的零件参数必须要满足技术规定，便于后续步骤的开展和产品组装。设计人员不可以在设计过程中凭空捏造数据，要落到实处，同制造人员深入交流，把控好生产的各个环节，充分考量零部件的技术要求。

4.2 安装调试

根据设计方案生产的零部件，不管质量是否满足要求，都需要通过具体的调试测定才可以判定是否合格。安装测试也是机械制造的最后一步，更是测定技术质量的唯一标准。设计方案能否达到预期目标，要根据实际的调试检验才可以判定。实际进行调试检验时，要把控好各项技术标准，结合具体情况对问题予以处理。零部件的安装需要严格遵循方案设计要求，同时也可以验证方案的合理性。设计人员通过调试检验也可以增强自身的技术水平，进一步提高设计能力。

5 机械合理化设计相关办法

机械设计作为生产制造的前提，设计过程要从整体进行把控，结合具体的任务要求和技术标准来完成。设计人员必须要在保证零部件质量符合标准的基础上，对成本进行合理管控。

5.1 更新设计理念

机械制造设计技术不断发展，需要持续性采纳新型设计理念，同时，要优先选择可持续性的新型加工理念，降低生产污染影响，将绿色理念、节能环保技术融入设计工作中，摒弃不合理的认知，创新设计思路，积极在设计环节中采用最佳环保型材料，并对报废机械产品，采取有效措施回收再利用。

5.2 进行标准化设计

在现代化的机械制造工艺中，机械设计需求量、功能需求、种类数量都在不断增大，今后机械制造工作效率成为关键因素，因此，机械设计推行标准化作业非常重要。通过对设计工作进行标准化操作，使设计人员可以在统一化的标准情况下，设置出具有统一性的结构、尺寸和规格的机械零件，保持产品加工制造的一致化。使设计的零件产品更符合质量标准，形成规模化生产，提升车间生产效率，降低机械制造工艺的成本支持，进一步提升机械制造企业的经济效益和竞争力。

5.3 机械设计合理化流程的提升

纵观机械制造的各个环节，规范化、质量化是最为核心的两个要求，也是机械制造的根本所在。在产品零部件的设计过程中，应当根据设计要求明确零部件的形状参数、尺寸标准和定位信息等，采用标准化的技术手段完成设计。由此便可以更好的把控技术质量，确保产品达到预期目标，做好成本管理。从实际生产环节来说，要合理确定零部件的尺寸参数，不断优化產品质量，推动机械制造领域的稳定前行。

5.4 完善机械制造的表面质量

机械加工产品表面是否存在粗糙和不平整，对机械产品的总体质量具有较大关联性，提高产品表面质量决定制造产品的市场销量、产品质量和使用寿命。由于产品表面要求较为严苛，一旦在测试中出现凹凸不平的问题，就会判定质量不达标。同时平整度还直接关系到后续环节是否可以顺利完成，同产品质量密切相关。由此来说，实际加工时，要尽可能把控好表面质量，防止平整度出现问题。选择最为合适的刀具参数，或对产品进行精修处理，保证外部质量达标。

5.5 提高机械加工的精度

实际的机械加工，常常会存在一些无法优化的问题，致使精度指标不满足方案要求。针对这一问题，要从源头上进行把控，找出问题的根本原因，通过合理的方式予以处理。具体的工作方式可以采用夹具或改进测量工具等，尽量可能控制误差。工作人员可以提前检查工艺系统是否存在受热变形、受力变形或者磨损等情况，采取相应措施进行整改，具体实施办法包含误差转移法、误差补偿法和误差平均法。只有确保零件加工的精度指标符合方案规定，才可以保证产品的质量达到标准。一般来说，期望改善误差，会优化夹具和测量设备。

5.6 推行绿色设计

机械制造工艺过程中，会产生较大能源消耗，不可避免产生污染环境的现象发生，目前，环境保护和绿色文明的思想更为深入人心，机械制造行业如果需要进一步发展进步，绿色制造理念需要摆放到新的高度，加大环保材料使用，在源头上将环境污染控制在最小范围中，这样以来，不但可以满足社会持续性发展战略，做到经济发展和生态保护同时开展，促进且经济效益最大化。

6 结束语

综上所述，在机械制造过程中，合理化的设计会给整个制造流程提供重要的指导，提升了工作效率，降低了生产成本。机械制造工艺的合理化设计在制造业中会得到越来越好的发展，这是一种趋势。只有不断提升机械设计的科学合理化，创新机械制造工艺技术，才能让整个机械制造流程更具竞争力。

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