机械设计制造中存在的问题和建议解析

喻大勇

摘要：机械设计制造的系统性比较强，因此众多的因素都会影响机械设计制造的水平。这就需要业内人士不断提升机械设计水平，以促进行业的不断进步，本文以机械设计制造现状问题为基础，结合实际设计制造经验，得出一些有效建议及相关措施。以期能够为相关工作人员提供借鉴。

关键词：机械;设计制造;问题;建议;分析

机械设备的使用，使人们能够更加从容的面对复杂的工作。因为它可以在保障工作效率和质量的前提下，减小劳动的强度。机械结构在工作过程中，内部的各个组成零件会进行相对的运动。而机械设计与制造阶段，只有设计合理、制造质量达标，才能保证达到使用需要。

1 机械设计制造问题分析

1.1 技术相关问题

目前，我国的机械行业经过多年发展，设计、生产制造能力都有了长足进步。但是，仍然存在一些尚未解决的问题，导致技术参数不能达到机械生产效率和质量的要求。而且，很多国际先进技术已经对自主研发及生产形成“包围圈”，严重影响了我国机械生产的进步速度。

1.2 装备相关问题

随着科技的发展，数控加工技术已经实现了长足的进步，但是，其采购及使用维护成本较高，部分企业依然是用普通车床作为主要的加工设备。而且，在部分机械存在误差超标，需要专业技术人员开展维修工作，企业为了经济利益，并未及时停机维修维保，就会导致不合格零部件进入市场。而一旦加工设备大面积出现异常，就会造成设备的质量和效率无法满足要求，甚至导致人员伤亡。

1.3 加工精度问题

零部件的生产制造是根据专业技术人员预先设定的方案实施的，所以，如果设计出现偏差，哪怕偏差特别小，都对整个加工造成生严重的影响，零件的精度也会大打折扣。同时，由于一些设备及工件对环境有较高要求，而一旦出现噪音过大、振动明显、加工设备自身稳定性不足等，都會对生产制造过程造成不利影响，最终导致加工精度的下降。

此外，操作人员自身技术水平不足，对所操作的设备了解不够深入，未能根据加工的实际情况灵活开展加工作业，最终影响了机床加工阶段的工作。

1.4 人才培养问题

机械设计制造领域的发展需要长期不断的努力和传承。要想达到技术水平的不断提升，与高素质人才的支持密不可分。但是，我国的实际操作人员素质总体来说有待提升，而能力强的专业化人才在一线工作的占比较少。因此，行业发展水平速度不快，暂未能与机械制造领域的发展速度相匹配。因此，从业人才的能力培养是解决这一问题的关键。

2 机械设计制造的要点

机械设计制造中，不仅要对结构的强度、相关刚度需求进行分析，而且还需要按照实际情况，对各个方面的内容进行细化，以保证设计效果得到预期的目标需求。

2.1 结构的强度和刚度

机械设备需要长期大负荷工作，因此其本身部件的耐久性一定要满足要求，这是机械设计制造的前提。为了达到机械结构强度满足条件，在设备本身的设计与制造阶段各个结构的部件就需要选择高强度原材料，而且要保证截面尺寸符合要求，零件截面的形状设计符合设备工作要求，提高各个方面的运行性能。而且，原材料在应用过程中还需要通过热处理、化学处理等方式提升材料的力学性能。在机械结构强度达标后，还要使零件的精度达到要求，以便有效减小工作过程中的动载荷，以使各个部件在工作过程中受力得到合理的分配，以提升工稳定性与安全性。此外，刚度的计算也要进行充分考虑，刚度分为变形刚度和表面接触刚度。要想满足刚度要求，需要合理增加零件的截面尺寸，保证惯性矩达到标准，以便促进整体结构强度的优化。

2.2 结构的精度

精度是机械设计制造的重点。而工件精度达到要求的前提是导轨的精度满足要求。其滚珠是支撑导轨运行的必要条件。而且，在精度计算过程中，摩擦力在两条导轨上保持力矩平衡，满足结构运行的稳定性。

2.3 人机结构的分析

机械设计制造是在降低人工工作强度时，强化加工的部件精度，最终目的是为了人类的进步做出贡献。因此，人性化的设计理念应贯穿机械设计制造的全过程。机械操作的手柄位置、工作台的高度等便于操作的环节，都要充分考虑人体工程学，保证操作人员的便利性及安全性。

3 机械设计制造的要点分析

3.1 寿命分析

影响机械零件的寿命的因素很多。最为常见的就是耐久性因素。机械零部件长时间的大负荷运行，会导致结构的变化，而结构应力持续增加，会导致机械发生损坏问题，这也是主要的原因之一。

3.2 铸造结构的分析

机械设计制造中毛坯件，大多是通过铸造得到的。所以，铸造结构的稳定性就显得特别重要，而铸造结构的稳定与浇筑点关系密切。因此，浇筑点的确定需要遵循如下方法：其一，铸件放置时需要保证“下大上小”。其二，发生缩孔可能性大的铸件应加大截面的厚度;其三，减少型芯，但要做好固定。

3.3 热处理分析

热处理方式能够强化零件的结构性能。在具体设计时，孔洞与键槽的设置必须要保证合理，且各个部位的角度都要符合标准的规定。而且，热处理阶段要封闭对称、结构组合合理。为了保证工艺合格，首先，是进行退火、正火以及调质，然后再进行淬火回火以及化学热处理，以保证综合性能满足要求。

3.4 散热、腐蚀以及降噪等问题

机械设计制造中，机械结构形式的合理对工作效率的提升意义重大，因此，要想提升效率，对温度的控制要在设计阶段就做好规划，特别是淬硬材料时，温度最核心问题。而针对腐蚀问题，可以通过防腐措施以及储存备件的方式解决。制造过程中的噪音的降低就需要不断优化机械结构的组成部分，保证振动值的合格，以达到降噪的效果。

3.5 设计制造的标准化

标准化的设计方式不仅能够使设计与制造的质量得到优化，而且，标准化设计便于结构部件的批量化的生产，节约制造的成本，简化设计工作，缩短制造工期，提高总体的技术水平。

4 结语

要想提升机械设计与制造水平，就需要全面分析多个因素，以使零部件结构的强度、刚度以及精度得到全面提升，以提高生产的质量，延长设备的使用寿命，为经济与社会的全面发展奠定坚实的基础。

参考文献

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