浅谈机械制造工艺中的合理化机械设计

徐正风

摘 要：机械设计并不是一项单独的学科，其设计过程中所设计到的学科众多，是一项综合性的学科，所以，有较高的专业性和难度。机械设计涉及的领域也很广，比如，汽车制造业、化工、冶金、食品加工等，这充分体现了机械设计在机械制造工艺中的重要性。基于此，本文简单阐述了机械制造工艺的相关知识以及机械制造工艺设计中的注意事项，最后着重分析提高机械制造工艺中的合理化设计的措施，希望对相关设计人员和机械制造企业有所帮助。

关键词：机械制造工艺;机械设计;重要性;注意事项;建议

引言

工业革命以来，机械制造业一直在不断发展，很多机械制造工艺也在不断完善和创新。在新时期下，人们对于产品的功能性、美观性、实用性的要求更高，这也促使机械制造工艺朝着多样化的方向发展。而机械制造工艺性的核心便是机械设计是否合理，有合理的机械设计才能设计出完善的机械制造工艺，也就是说合理的机械设计对于机械制造工艺而言至关重要。

1机械制造工艺的基础知识

1.1制造程序以及控制程序

机械制造过程可以分为两个方面：制造程序、控制程序。制造程序是把基本材料加工成目标产品的全过程，这其中包含了很多的阶段，例如原材料的采购，运输，材料的初加工成型和后面一系列的精加工等。而控制程序就是制造程序的补充，控制程序主要控制产品生产的整个过程，而每一阶段的具体生产计划则是由制造程序制定的。例如制造程序规定某一半成品要经过半精车，精车，最后研磨才能成为最终的成品，而半精车采用什么车床，车削参数等都是控制程序决定的。

1.2零配件装夹机

机械零配件的生产离不开适宜的夹具装夹和机床，夹具装夹是为了每一次操作固定零件，而固定的稳定性和准确性与最终与零件的质量密切相关。因此，为了确保零件的稳定和准确，必须首先对其进行装夹操作，然后适当进行稳固性处理。装夹的作用是将机械零件夹紧并保持在某个位置，这一环节的成败关乎零件的质量，以及最终生产的成本及效率，由此可见其重要性。当前常用的装夹方法包括划线找正式，直接找正式和夹具装夹式等几种。

1.3定位

机械制造加工流程中的工件定位是为了保证零件加工的准确性，通过机械定位，使同一批工件逐次在夹具中有同一正确的位置，从而保证在机械加工中，零件加工的精度不受影响，能够将误差降至最低。

1.4加工精度

加工精度是衡量机械制造水平的重要标准，也影响着零件的加工质量，因而是机械制造工艺中重要的工作之一。加工精度可以分为尺寸精度、位置精度、形状精度和表面质量等几个方面，只有各方面的精度都达到要求才能保证整个零件的加工精度。由于加工精度分为多个方面，因而提高加工精度也要从多个方面努力，例如提高表面质量可以采用分步加工法，提高位置精度可以采用合理的定位，提高尺寸精度可以采用更好地对刀方式。

2机械制造工艺中机械设计的注意事项

机械设计是机械制造工艺的基础和前提，机械制造是依据机械设计对原材料进行加工和制造的。在进行机械设计时，要注意以下几点：

第一，设计人员要明确即将设计零件的用途，明确零件的制造工艺，不能单从设计的角度出发，要和制造工艺联系起来，要保证制造的可实施性。在整个设计过程中，要和零件制造人员多沟通，多接纳他们的意见，从多方面进行考虑，设计出科学的、合理的、可实施性强的图纸和方案。

第二，设计过程中，要了解设计的用途和要求，根据实际需求对原有的零件或方案进行优化和调整，对设计过程要做出合理的规划，在保证运用的理论是正确的前提下，还要保证实施的可行性。

3提高机械制造工艺中的合理化机械设计的措施

3.1严格遵循机械设计标准和准则

相关机械设计人员要根据概念标准开展设计工作，按照机械产品实物的形态采取标准化的改良措施，同时还要注重机械设备产品制造加工操作的规范性。在执行程度上可以分为推荐执行以及必须执行两类，推荐执行大多是对机械设计方案进行改善改良的合理化指导建议，而必须执行是为保障产品功能和性能，所必须采取的设计内容和加工措施。

遵循安全性化准则的主要目的是保障制造加工操作人员的人身安全，实现产品设备的正常、高效运转。另外一方面，安全性准则化原则也不仅仅是针对人身安全，还注重对环境的影响，旨在实现污染有效预防及零部件的平稳运行，降低设备能耗，形成绿色环保的设备制造加工模式，深入贯彻落实可持續发展战略;技术性能准则通常是机械设计制造过程中，对其所应用的技术进行规范，达到相关标准和要求。遵循技术性准则的主要目标是保障各项机械设计技术的执行得到规范，从而确保机械产品的整体质量得到提高，实现机械制造加工的合理化和科学化，稳定发挥机械产品的实际应用性能和功能。比如在齿轮零件的生产加工工艺中，其技术要求为无毛刺、无飞边、齿轮精度符合设计工艺等级等，将公差误差控制在允许范围内，有效处理锐角和钝角等，以保障机械设计制造的合理性。

3.2提高加工表面质量

3.2.1选择适合的刀具

为了使设计更加合理化，设计人员应根据机械零件尺寸特性和实际加工情况，选择合适的刀具，减少加工圆弧部位和倒角时的误差，可以选择精度相对较高的修光刃和精车刀，提高加工表面的质量。

3.2.2选择合适的切削条件

切削条件包括切削速度、切削液种类选择等，切削条件也是影响加工表面质量的关键因素之一。应在保证满足生产计划的前提下，选择合适的切削速度和进给量，并在切削液的辅助下进行切削，保证均匀切削，尽量减少积屑瘤的产生。

3.2.3降低表面层变形强化

在加工的过程中，刀具会磨损，为了达到降低机械零件的表面层变形强化，应将刀具的变形和磨损量控制在合理范围内，这样也能提高加工表面的质量。

3.2.4提高加工精度

机械零件的加工质量在很大程度上受到加工精度的影响，所以，为了提高加工零件的质量，使设计更加合理化，应注意控制零件的加工精度。提高加工精度的方法有下列几种：

选择合理等级的零件测量器具，测量器具的精度要达到设计要求，要高于零件尺寸的精度，这样有利于保证零件尺寸的精度达到要求，从而保证零件的加工质量。

设计过程中，要科学管理加工工具和装夹工具，不同的零件加工需要不同的装夹和加工工具，加工人员应在加工过程中不断提高零件和工具的契合度，致力于优化和调整加工方式。

机械制造过程中的加工误差是无法避免的，切削环节、制造加工环节、加工刀具的磨损等都会影响零件的加工精度，因此设计时要注意对不同的零件要采用不同的控制方式，提高零件加工的精度，降低加工过程中的误差。

3.3绿色制造工艺

绿色环保是当今时代的主题，在机械制造工艺中的机械设计中也要有所体现。设计人员应不断创新自己的设计理念，不断调整和优化设计手段，切实将绿色环保理念运用到机械设计中去，在满足设计要求的前提下，尽量采用更加新型、更加环保的设计方法。并且，要同时兼顾经济和环保这两个方面，制造过程中，肯定会有少量原材料的剩余，不要直接将剩余原材料丢弃，应在下次制造时尽可能利用起来，节约制造企业的成本。设计过程中，不可污染性较大的原材料，优先选择绿色环保材料和可降解的原材料，并且要提高环保材料的利用率。只有这样，才能符合当今环保的主题，利于制造企业更好的发展。

结语

机械制造过程中，合理化的机械设计会给整个制造流程提供重要的指导，提升了工作效率，降低了制造成本。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，才能使我们生产的产品更具市场竞争力。

参考文献

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