机械制造加工工艺合理化的机械设计制造分析

2021-06-25王建刚梁元月

中国设备工程 2021年11期

王建刚，梁元月

（天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，甘肃兰州 730070）

随着经济全球化的到来，科技在不断进步，在机械制造业的发展中，先进的技术占据着重要的地位。在现实的生活中，机械的使用能够给人们带来巨大的方便，同时，还能够提高工作的效率和质量。此外，使用机械能够降低生产过程的复杂程度，减少了资源的使用，大大节约了成本，提高了经济效益，推动了机械制造业的稳定发展，使得机械发展的特点和优势充分发挥出来。

1 机械设计制造的特点

在进行机械设计制造时，机械的特点就是能够完善施工的方案和加强功能，此外，在进行机械改革后，提高了机械使用的效率。同时在结合了先进的科学技术后，更增强了其设计效能。例如，在计算机的使用中，CAD功能有着明显的加强，特别是其运行能力和准确度。在创新后的机械中，其具备了智能性，能够使得机械按照制定的程序进行工作。此外，在设计过程中，它还能够有效结合不同的技术特点。在传统的机械制造中，只重视机械的功能性和完整性，常常忽略了机械制造过程中的环保和资源使用等问题。

由于机械制造工序繁多、加工原理相对复杂，因此，在零配件的生产过程中，每种机械设备、测量用仪器量具、辅助工具以及相关技术方法等都会存在误差。因此，在进行工艺设计和选择生产技术方案时，需要充分了解每个工序误差的潜在形成因素，从而选择合理的方法对其实现有效控制，确保所有误差在加工过程中得到控制，使零配件的最终工艺参数误差不会超出设计要求，保证产品理想的合格率和高品质。具体的误差控制方法见图1所示。

图1 合理化机械设计的误差控制方法

2 机械制造加工工艺合理化的机械设计制造分析

2.1 设计内容与实际工艺需求相符合

在机械制造中，机械设计是影响机械产品质量的重要因素，设计期间，技术人员需要掌握较强的理论知识，这样才能够发现设计中存在的问题，同时还能够明确知道影响产品质量和效率的因素，从而能够及时解决问题，提高机械设计的质量。此外，在机械制造的不同加工阶段，使用的施工技术和工艺也有所不同，施工的工艺应与过程和步骤相匹配，否则，会降低机械产品的质量和效率。机械制造的设计人员在工作之前，应当提升自身的知识存储水平和熟悉制造的每个细节和要求。年长的工作人员掌握着丰富的工作经验，因此，设计人员应该相互的合作和交流，并且听取合理的设计意见和建议，同再在结合自己的经验、分析后将科学的设计工艺加入制作方案中，从而完善和优化机械制造的设计方案。

2.2 设计中以加工精度为前提

在机械制造的过程中，总会受到外界因素、人为因素等干扰，影响制造工艺的质量和效率。因此，工作人员和相关部门应该共同合作，研究和分析影响机械制造的干扰因素，然后制定具有针对性的解决方案，从而降低问题出现的机率、提高加工精度的目标。由实际的机械建造经验可知，在加工过程中，有众多的外界因素干扰加工，其中材料存在的内应力和热变形因素是最重要的干扰因素。因此，工作人员和技术人员应当重点探究和分析这两种因素，从根源上了解其产生过程，并且制定出解决方案。经过研究表明，应用均化原始误差法、分化原始误差法等方法具有很好的解决效果。同时，工作人员与工作部门共同合作和研究，完善相关的机械制造技术，将设计中存在的问题和注意事项进行标注，把产生误差的因素和解决方案和预防措施规划在制造要求中，此外，还要检查机械设备和工具等，尽量减少机械制造的误差，提高机械性能，达到产品加工精度的标准。产生误差的因素还有很多，工作人员应该站在各个角度分析问题，考虑各种影响因素，从而更好地制定解决措施，提高加工精度的质量。

2.3 模块化设计

在机械制造中，用科学的方法对机械产品进行合理的设计，称为模块化设计。首先，由于机械产品性能的不同，可以将模块化设计方案进行划分。然后，对各个部分的模块化进行分析和优化，最终进行各个阶段的实施，得到各种规格的产品。在现时代的发展理念背景下，低碳环保成为最重要的话题，由于模块化设计本身具备的特点，使得设计模块化设计在机械制造、电子信息、军事设备生产等领域具有较为广泛的应用。

在机械产品的制造中，由于特殊的非功能性生产单元数量巨大，使得在制造中浪费了大量的资源和原材料，同时影响了机械设备的使用，而且不符合可持续发展观理念，此外，在现实的生活中，生产的产品给用户带来了不便，因此，这就是形成机械产品模块化设计的原因。机械生产的非功能性单元，难以用一个精确的标准进行衡量。

综上可知，在机械制造的过程中，应当对具有功能性的模块进行划分，同时对其进行分析和测量，从而制定符合低碳环保的模块化设计方案。为了完善和改进方案，应该将制定的模块化设计方案进行检验，并且检验生产技术的效果是否符合低碳标准。

例如，德国的index集团，其制造的数控车床在世界是领先的，因为该集团将模块化设计应用到了机械制造中，同时对模块进行划分和研究，并且对其进行改进和优化，对不同功能性的零件进行整合和有序加工。因此，使用模块设计方法，可以很大程度上节约成本和资源，增加企业经济效益。

2.4 生态化的设计

在机械制造设计中，有种新型的设计方式是生态化设计，其特点是减少资源的损耗、降低污染、不影响使用寿命等低碳环保的产品设计方式。同时，这种方法在多种领域已经受到了广泛的应用，尤其是交通设备、机械制造、电子信息等方面。此外，在进行产品设计时，选择材料是极其重要的环节，需要考虑的方面有：减少资源的使用，避免浪费，优先考虑可降解或者可再利用的材料；选择的材料应当满足低碳环保的理念，低污染、无毒害的条件。在传统的机械制造中，经常产生大量污染环境的废弃物和噪声等污染，同时还极大地危害人们的身体健康。因此，生态化设计应该被积极引入，新型的生态化设计能够大大提高生产效率，满足低碳环保的理念，降低对生态环境的污染，同时，还能够不断改进和优化机械制造的相关技术。

2.5 设计时注重产品表面质量的工艺设计

提高产品的表面质量具有重要的意义，因为在机械设计时，产品的表面质量极大地影响着产品本身的质量和使用寿命。产品表面的粗糙程度是重要的衡量标准，由于在制造期间，加工会影响产品的耐腐蚀性、抗压性、耐磨性等方面的性能，所以在设计时，要加强产品表面的工艺技术。此外，在机械制造期间，选择的工具、材料、技术也很重要，会大大影响金属表面的质量，合适的施工工具和材料，完善的施工技术和正确的施工方式，在加工期间，能够有效提高金属表面的质量，同时降低表面的粗糙程度，从而提高产品的质量。