机械制造加工工艺合理化的机械设计制造探析

付生辉

关键词：机械制造加工工艺 机械设计 合理化

伴随着当代社会生产力水平持续不断提升，机械工业化程度也在积极稳健地向前发展。需要使用可便捷操作、高效安全、经济环保的机械设备，更需要配合以优化的机械制造加工工艺加上合理的机械设计制造方案，才能满足机械工业化水平积极稳步发展的需求。而合理的机械制造加工工艺，有利于降低机械制造的投资成本，更利于保障最终生产产品的质量，在一定程度上避免了资源的浪费，因此需要根据客户实际的要求不断完善机械设计制造方案。所以，相关机械设计工作人员一定要不断地学习不断地丰富自身的设计水平和机械制造加工工艺知识，唯有对于产品进行不间断的开发和创新，长久的经验积累设计出合理化的机械设计制造的加工工艺，才能够使得机械生产企业获得最大化的经济利益和社会效益。

1 机械制造加工工艺基础知识

1.1 机械设计概念

机械设计（machine design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程[1]。

1.2 機械制造加工工艺的概念与特点

1.2.1 概念

机械制造加工工艺是由加工机械零件时所运用的各种方法和采取所有技术手段组成的。举个简单的例子，切削加工工艺就包括了去皮的加工方法、后续加工工序的安排、每道工序加工余量的确定、每道工序装夹及定位的方法、每道工序设备/ 刀具/ 夹具等工艺装备的选择以及切削液种类用量等等。

1.2.2 特点

机械加工制造作为机械工业保证生产的非常重要的手段，其具有以下显著特点。特点一，拥有高水平的设计才能运用先进的技术手段去完成机械加工制造工作。所以为了促进设计水平的提高，必须以先进技术和完善的设计理念作为指导，不断地在实际机械加工制造工程中探索前行，形成良性循环，相互促进。特点二，采用何种机械加工制造手段，直接影响机械产品最终的质量。通过机械设计和制造工艺的辅助，能够满足机械产品生产加工需要，促进产品质量提高，从而有利于促进机械设备质量提高，更好满足人们需要[2]。

1.3 机械设计制造原则

机械设计制造时，一定要运用整体性的眼光来对待各个环节的设计制造工作，根据机械产品每一工序的数据以及对零件的要求，提高机械设计的整体精准度，在保证各个部件组合合理的基础上，研究出最终的设计制造方案[3]。

进行机械设计制造时，应将机械理论知识与实践经验充分恰当地结合，使得设计制造出的机械产品不但满足最终实际使用的需求，还能在一定程度上提高机械产品的质量，为机械生产企业能获得更多的经济利益和社会效益，才能使得机械生产企业稳定持续发展。

2 机械制造加工工艺合理化机械制造设计必要性

当前，我国工业现代化在稳步迅速发展，持续推进了我国城市化建设，为进一步加快城市化建设，就离不开作为国民经济的支柱行业的机械工程行业，而机械工程行业需要使用越来越多的更加先进的机械设备。机械设备是机械工程行业的重要组成部分，而机械设备需要使用合理化的机械制造设计方法产生优化的机械制造加工工艺才能生产出高质量、成本低的机械产品。而机械设计作为机械制造的第一道工序，对于机械设备的生产制造是至关重要的，机械设计的方向直接影响后续生产加工的形式和产品质量。因此，机械生产企业进行机械制造过程中进行合理化的机械设计制造对企业的经济发展有百利而无一害，而整个机械工程行业都采用合理化的机械设计制造，那么对于国民经济就是一个巨大的推动。合理化的机械设计制造还对机械行业的从业人员及使用人员的学习、工作和生活有着很直接地影响，因此，推动实行机械制造加工工艺合理化的机械设计制造是非常必要的。

3 机械制造加工工艺合理化机械设计制造内容

3.1 重视绿色环保机械设计

绿水青山就是金山银山，这是国家倡导的绿色环保的总基调。那么机械制造加工行业也需要保持同样的步调，必须重视绿色环保，倡导绿色环保，践行绿色环保。为满足绿色环保要求，推行机械制造企业的绿色环保文化，企业中的机械设计师应主动参与其中，不但积极主动在设计制造过程中融入绿色环保设计理念，尤其需要在机械制造加工工艺中，提高原材料的利用率，选择合理的加工工艺，保证整个生产过程绿色环保，而且最终产出绿色环保的机械加工产品。而对于机械制造企业，在机械制造过程中原材料及加工设备的投入是影响企业运营成本非常重要的组成部分，因此在实际的机械设计工作中，必须从产品的性能要求和制造加工工艺着手，采用合理的绿色环保的设计理念，合理配置原材料的投入使用量，挑选适当的加工工艺，避免在后续加工过程中，出现非必要的原材料浪费，以及加工工艺不当而追加加工设备等情况。除此之外，设计人员还应主动监督控制机械制造过程中产生的污染物的种类和数量，保证其维持在较低的水平，使得整个机械制造过程充分体现绿色环保的理念。另外，对于原材料在制造过程中，一定要尽可能多地运用绿色节能环保的材料。比如可降解材料、无污染材料，这些都是随着各行业对于绿色环保越来越重视而不断开发出来满足绿色环保要求的产物。尽可能地利用节能、环保和无污染材料能够有效提高机械制造工艺中环保性，也有利于提高企业核心竞争优势，使得企业在获得良好的经济效益的同时，也能在市场竞争中树立的良好的绿色环保的企业想象。能够使得企业紧跟国家倡导的绿色环保的大潮流，健康可持续发展。

3.2 提高加工方法及改进技术手段

机械制造加工工艺是由加工机械零件时所运用的各种方法和采取所有技术手段组成的。仍以切削加工为例，其工艺就包括了去皮的加工方法、后续加工工序的安排、每道工序加工余量的确定、每道工序装夹及定位的方法、每道工序设备/ 刀具/ 夹具等工艺装备的选择以及切削液种类用量等等。对于不同类型的机械加工产品采用的加工方法和技术手段，肯定不尽相同。而设计人员要做的是对于不同类型的产品根据其性能要求，详细分析出与现有产品的加工工艺方法不同，结合现有技术手段，合理制定出最优化的加工制造工艺设计方案。比如精密齿轮产品，因要求配合精度提高，相当于增加了齿轮制造的标准，因此设计人员就不能完全借用以前的加工工艺，需要及时调整再热处理后增加精滚齿工艺，这样使得加工出的齿轮提高了齿面的粗糙度从而满足了配合精度。如果实际生产中不提高加工方法及改进技术手段，如前文所说的增加齿轮的精滚齿工艺，就会导致实际生产的齿轮不满足性能要求，严重会引起实际使用中的失效等事故。

3.3 增强机械设计和加工工艺的标准化

上一小节我们阐述的是不断提高加工方法和改进技术手段，但事物总是相对的。当前随着机械工程行业的发展，机械设计和加工工艺标准化是一个重要的发展趋势。既然机械设计和加工工艺标准化是发展的必然趋势，那么机械设计人员也不应忽视。企业如果能够采用标准化的设计和加工工艺，机械零件不仅能够从尺寸、规格、结构方面甚至性能方面都能实现标准统一化，这样机械设计和加工制造在不必投入新的加工手段前提下就能简便顺利地进行。不但减少了设计人员的重复确认工作，既提高了机械设计质量也提高了机械加工制造按统一标准的顺利运行，而且降低了非标准设计及加工制造工艺带来的成本投入，提高了机械加工制造效益，增加了企业的经济效益。再比如，对于生产类似使用要求的齿条，设计人员就没必要针对于每一个小品种重新设计，重新制定加工工艺，而是制定有效统一的设计，采用统一的加工工艺去实现，这样就减轻了设计人员的工作负担，也减少机械加工设备、工装、夹具的投入，从而提高了机械加工的制造效益，为企业带来了明显的经济效益。因此，设计人员必须重视提高相似件零件的标准化设计水平，这样才能更好地指导机械制造加工工艺的标准化，提高了企业同样类型零件的加工体量和质量，提升了企业的竞争力水平。

4 结语

在机械设计过程中，设计人员首先要对零部件要求有全面理解，提出合理化的机械设计方案，其次要对机械制造加工工艺全面了解，确定出机械制造工艺的加工方法和技术手段，结合以往的经验，就会形成对机械参数和机械加工工艺合理化的机械设计[3]。在机械设计中运用绿色环保设计理念，兼顾标准化的机械设计和加工工艺方法，并不断针对于越来越高的技术要求而不断地提高加工方法及改进技术手段，使得生产出的零部件产品的精度及质量，能够更好地满足客户需求，同时改善了生产过程中的绿色环保性，不但促进企业在机械制造中获得最大的经济效益，也在市场竞争中树立了良好的绿色环保的企业形象。企业有了绿色环保的形象也就符合了国家绿色环保发展的号召，企业也会健康、科学、持续地发展。