加强机械制造工艺设计合理化的措施研究

朱奇

（江苏靖江互感器股份有限公司，江苏 泰州 214500）

1 机械制造工艺概述

机械制造工艺是以机械设计为依据，综合考虑产品的制造与工艺要求，采用适当的方法，以达目的。在机械制造过程中，按照产品的用途及领域，对其进行了详细的设计。机械制造工艺的合理规划，直接关系到产品质量的优劣，关系到工艺技术的高低。为适应现代机械的使用，需要对机械的制造工艺进行科学的设计，使机械的生产率达到最大。在具体实施过程中，设计人员应注意“综合性”与“完整性”两个基本原则。综合性就是对传统机械设计思想与经验的总结，将已有的理论与生产实际相结合，使工艺设计达到更高的层次。整体性原则是指在进行规划与设计时，应以标准化与合理化的机械制造工艺为出发点，以保证每一个零件的可行性为前提，制订多个方案，并从中选出最优方案。

2 机械设计环节需要遵循的主要原则分析

2.1 综合性的加工原则

一般而言，机械制造加工与生产作业都要求操作人员经过长期的练习，以达到比较理想的作业效果。所以，在对机械进行设计时，必须对不同的制造方法、不同的工具进行研究，使理论知识与实践经验相结合，从而提升机械设计的整体效果。从而，合理提升了机械制造项目的质量与效率，增强了项目的实用性与综合性，实现了工作经验与项目实施过程的有效衔接。在确保机械设备的工作性能与质量的前提下，可有效地提高机械设备运行的总体效率，进而提高其经济效益。

2.2 整体性的加工原则

在进行机械制造加工的合理化设计时，应尽量使其合理化设计的效果更好。从多层次、多维度的视角出发，对机械设计中的每个环节采取行之有效的方法，以加强各环节的协调性与协同性，实现整体设计原理的有效贯彻，并有针对性地提升机械产品的精度。在设计时，合理地遵循整体化原则，能够使机械产品的使用性能最大化，进而提高经济效益，增强企业在市场层次上的综合竞争力。

3 我国机械制造行业的现状

制造业是我国国民经济发展的支柱产业，传统的机械制造技术的总体水平与世界一流的水平还有很大的差距，在技术创新方面的发展和积累也很少。机械制造领域有大量的技术人员，但高素质的科研人员严重不足，无法给工业生产领域带来新的活力。我国的机械制造业在高端产品上还存在很大的缺口问题，从总体上看，我国的机械制造行业生产水平不高，特别是中小型生产企业，其产品的自主设计能力比较差。要想凭借高质量、高技术的产品赢得市场，仅靠低廉价格优势是很困难的。自主创新能力较弱，部分高端产品的制造仍依赖引进国外的有关核心技术及专利来进行机械化制造。而实际中，因其独有性质，使得机械设计的周期很长，并且涉及多个环节，这就要求各部门之间的相互配合和协作，并在整个产业链中进行整合。

4 机械制造工艺环节的各项基础设计知识分析

4.1 机械制造零件的定位

机械制造中对环节零件进行准确的定位，可以使零部件制造加工时更好地达到质量要求。在对零部件进行定位时，所采用的方法种类比较多，应结合实际情况，选用最合适的定位方法。在此基础上，进行零部件的加工与生产，可使机械设备自身的质量得到有效的改善。标准度对定位工作有很大影响，可根据定位工作规范化的要求，选取最合理的定位标准，以提高机械设备的施工质量。在具体方面，操作人员要认真学习并掌握相应的比例，并在实际工作中运用多种实践方法，掌握相关的理论知识，从而使设备安装工作的质量得到科学、合理的提升。在不同的应用环境中，对于不同的设备，操作标准也是不一样的。技术标准是随着实践需求的增加而不断改变的标准内容，对实现安装、包装标准起到了很大的作用。

4.2 加工制造流程

在现代机械的制造过程中，存在许多关键的工艺环节。在进行合理的机械设计时，要抓住相关要点，以提高机械制造的产品质量。对加工制造进行优化是很重要的。在机械产品的设计、制造和加工阶段，主要是运用适当的工艺方法，按照相关的图纸，对原始材料展开加工，之后展开装配作业，以保证所有的零部件都能够被科学、可靠地装配起来，从而获得具有一定功能的机械设备。为了充分保障机械制造工艺的合理设计，必须以优化其加工制造过程、提升加工处理效率，同时也要防止由于单纯地引入国外的技术、思想而忽略了企业自身的实际生产能力，也要防止对国外机械制造产品的盲目照搬，要形成一套适合我国机械制造特征的标准化过程。

机械制造工艺涉及到零件的定位与装夹两大关键工序。零件定位的准确与否，直接影响着机械制造工艺的精度及产品的质量。在机械制造中，在进行后续的加工前，操作者必须对零件进行精确的定位。根据设计要求，选用适当的规格，进行部件的安装。零件装夹是一项非常重要的工序。通过将零件装入机床和磨具等装夹，并对装夹位置进行适当的调节，以确保加工质量，提高加工精度。采用加强措施，可防止部件的变形和位置偏差。相关的操作人员要严格按照有关的标准，对每个装夹过程进行实时监督，保证装夹的合理性和严谨性，从而对零件和产品的质量进行提升，并为后续的制造操作提供条件。

4.3 加工精度

加工精度直接关系到机械产品的质量、性能和效率，关系到产品的生产是否达到标准，生产成本和原材料损耗的多少。在此背景下，设计者必须从多方面出发，以满足零件加工的尺寸、规格、外形及切削条件为目标，以满足零件的加工要求，使其符合标准。比如，对汽车零件进行加工时，必须对锻打温度进行严格的控制，将其控制在合理的范围内，以保证零件的硬度达到使用要求。

5 机械制造加工当前在工艺设计环节存在的主要问题分析

5.1 精准度无法保证

机械零件的加工精度与其自身的加工精度密切相关。若加工设备的精度达不到规范要求，则产品的精度将得不到有效的保证。其原因比较多，主要表现在：制造设备没有进行常规保养，将逐步引起精度的偏差；比如，引进的加工设备因其本身的专业技术水平不达标，不能进行精确的标定；再如，部分设备要在几个不同的工厂来回流转，就难以有效地保证其精确度。同时，部分机械制造业企业缺乏严格科学的审核与校验制度，既没有一个专业的审核团队，也没有一个科学的管理机制，这就造成了不能有效地保证设备本身的精度，从而造成了产品质量的一些问题。

5.2 加工方式和工序顺序选择不合理

如将电火花加工用于单个套筒零件的加工，则可有效地确保槽口定位锥形坑的深度及表面光洁度。但在大批量制备时，若再使用该工艺，将不可避免地产生一系列的问题。

（1）提高了电极损耗，提高了成本。如果把滑槽的形状当作一个电极来对待，那么，在对几个套筒进行加工之后，就有可能造成磨损。该滑槽的外形及表面粗糙度均未达到设计要求。为确保其在生产中的品质，电极将会变成消耗，从而提高其生产成本。

（2）此种零部件是不锈钢滑轨。其制作方法是采用电火花加工，一般耗时2 ～3 天。这会对后续的装配及调试造成不良影响，从而造成生产周期的不断延长。总之，针对这类零件，可采用一种采用工艺孔刻制定位锥形凹陷的方式，在滑槽内径的孔洞内进行加工，从而可有效减少加工费用及生产周期。

（3）在很长一段时间内，有些设计只是侧重于功能，而不是侧重于工艺，这就造成了在工艺过程中必须添加许多附加的工装及辅具，从而造成了工艺费用及工期的大幅提高。然而，目前我国机械制造业对产品的需求往往只注重产品的精确性，而忽视了产品的工业设计，造成了产品形似大而实质粗糙，存在着巨大的提升空间。

6 加强机械制造工艺设计合理化的措施

6.1 以加工精准度作为前提

对于机械设计制造人员而言，在具体的设计和制造工作中，需要将注意力集中到产品内容解决方案等事项上，并在制造要求中做出标记。标记的内容主要有导致误差的原因和对策；工装夹具、量具、检测仪器等，保证生产设备的工作效率，误差最小化，保证生产符合设计及生产工艺要求。除此之外，在其它对误差产生影响的因素中，需要工作人员从现实出发，对从不同角度产生的差异进行全面的分析，并采取行之有效的方法来解决，从而使加工制造过程的质量与精度得到合理的提升。

6.2 按照机械设计准则优化工序

在机械加工工艺中，为了保证产品的质量和合理的生产目标，必须对生产中的工序进行多层次的优化。设计人员必须严格依照有关规定及标准流程进行设计，并依据自身的工艺水平及能力，制订出一套标准化、综合性的工艺方案。要求操作人员执行标准化的过程，以达到减少生产成本、简化处理及批量生产的目的。在制造工艺中，采用适当的工艺，将原料加工成所需要的产品。其过程是：先准备好所需的材料和设备，再进行加工改造，最后将原材料制成半成品或成品。如将从毛坯、零件、热处理、质检、装配等工序中的各个工序，统一为标准化工序。

从技术上看，要把半成品经过深加工后，再利用机械自动控制技术，把半成品变成机械制品。在此过程中，设计师要按照有关的机械设计指南，按照有关要求和既定标准来梳理机械制造过程，明确各环节的关键，并按照实际需要进行适当的调整，并规范操作流程。在此基础上，要加强对设备的设计，保证设备的使用、维护等方面的安全。在制造过程中，要做一些适当的调整，并且要添加一些防护措施。按照工艺规范，制定相应的措施，以改善工艺品质，达到企业间的协调发展。在严格遵循机械设计原则的基础上，对生产工艺进行了优化，使产品的成品率得到了较大的提高。

6.3 创新绿色工艺

在机械的制造加工过程中，要积极地引进绿色的思想，对机械的加工过程进行优化。以机械自动化为基础的生产工艺，应该重视降低生产工艺对环境的冲击。若以合理的设计目标为导向，则可将新的机械加工方法与环境保护技术有机地结合，如可增设粉尘收集、碎屑、废物再利用、噪音降低等。

对生产设备、过程的操作、使用，进行生态环境影响评估，以保证产品符合要求，而不会对环境造成污染。进行产品可循环设计和废物再利用设计，以达到保护环境和节约资源的目的，推动机械制造工艺的绿色效率，符合时代发展的要求。

6.4 重视产品表面质量

通过对目前机械制造实际情况的分析，认为在生产过程中，产品的表面质量对机械产品的合格率有很大的影响。在强化合理的机械加工设计时，要注重产品的表面质量，防止产生刮擦和其它问题。在加工中，首先，要对切削过程进行科学、合理的规划；由于加工过程的不同，加工过程对零件表面质量的影响也不一样，所以必须对加工过程进行严格的控制。此外，还需要对切削工具进行合理的选择。按照现有的原料制造条件，可供选择的工具有：精车刀，修光刃等。不同的工具，其上端弧度和负弯度都不相同。在机械加工设计中，为了保证加工质量，必须按照零件的加工要求，选用适当的工具。

6.5 把握机械制造工艺过程细节

要使机械加工过程的设计更加合理，就必须重视对加工过程中的细节问题的把握，才能有效地提升加工质量。设计者要对机械产品的应用场景进行综合分析，从多个角度和多个层面阐明工艺设计的具体内容。如对安全性能有高要求的产品，在工艺设计时，必须使用高强度的机械加工，同时要选用合适的材质，才能保证其可靠、安全。针对一般应用场合的机械制品，可藉由常规之处理方法，提升制品的硬度与强度，以达到品质的需求。

7 结语

综上所述，在经济与科技的共同作用下，我国的机械制造业得到了更大的发展，其机械制造工艺也在不断地进行着技术的更新与优化，从而加快了我国机械制造业的发展步伐，面对日益激烈的市场竞争，提高机械产品质量是机械生产企业赢得市场竞争优势的重要途径。这就对机械制造工艺的合理设计提出了更高的要求，降低了机械产品的尺寸和规格偏差，从而提高了机械产品的合格率。