基于机械制造工艺下合理化机械设计的分析

　　【摘要】随着我国工业化进程的不断加深，机械制造工艺水平得到显著提升。机械制造在人们日常的生产与生活中发挥着重要作用。基于机械制造工艺下，合理化设计机械，确保机械制造的效果就显得尤为重要。本文从机械设计的主要内容出发，分析基于机械制造工艺下的机械设计流程，并对合理化机械设计的措施进行阐述。
　　【关键词】机械制造；制造工艺；机械设计
　　机械制造工艺的工作流程十分繁琐，并且对于技术也有较高要求。对于机械的设计应确保一定的合理性，要在安全范围内不断提高各种机械产品性能指标，最大限度的延长机械产品的寿命。因此，在对机械进行设计时，企业应从设计的角度出发，运用科学、合理的设计方案，从而不断提升机械产品的质量。
　　一、机械设计的主要内容
　　（一）机械制造工艺
　　机械制造工艺指的是在确保机器安全运行的基础上，通过多种方式达到机械产品设计要求的生产手段。在机械制造过程中，机械制造工艺能够将各个种类的原材料经过一系列加工，制作成为合格的机械产品，是整个机械制造领域的基础技术。机械制造工艺在整个机械的生产和制造过程中具有很强的指导意义，是确保整个机械制造流程顺利完成的有效保障，包括零件加工、零件定位与零件装夹等，把原材料制成半成品，这是机械制造工艺的制作程序〔1〕。机械制造工艺还包含一些技术程序，对半成品进一步加工使其成为产品。机械制造工艺还会对产品进行细加工，通过机械生产方式对产品进行一定的加工操作，进而形成最后的机械成品。
　　（二）机械设计
　　机械设计是指在原有机械制造工艺基础上，实时更新客户需求，继而对机械制造工艺加以适当改造，从而实现提高机械整体性能的目的。由于机械设计涉及知识面很广，涉及理论知识极为复杂，所以对机械设计人员提出了较高要求，同时也说明了好的设计方案是机械制造工艺的绝对保证。当前众多行业和企业都通过机械制造工艺，使自身得到不断的进步与发展，同时也因机械设计确保了机械制造工艺的顺利实施，推动了机械制造工艺的发展。
　　二、机械设计的工艺与流程
　　（一）零件装夹
　　在机械零件投入生产之前，需要将机械零件固定在机床或夹具之上。要想进一步保证机械零件的准确安放，要依照夹紧的流程工序再次做稳固处理。装夹是指机械零部件的固定与夹紧位置操作。机械零件的质量情况受零件装夹工序所影响，同时也会对机械零件生产速度与生产成本造成一定影响。其中较为常见的零件装夹方式主要有夹具装夹式、直线找正式和划线找正式三种。
　　（二）零件定位
　　为了保证零件的精确度，应做好各个零件的定位工作。在对零件进行定位时，先要选择定位基准。选择零件的定位基准主要依据加工工件的各种参数，包括点、线、面、材质、尺寸等，从而确定加工工具与工件之间的相对位置关系。以应用场所和实际步骤为标准，可把定位基准分为设计基准和工艺基准两种，这两种定位基准中较为常见的就是工艺基准，其中可以细分为三类，包括检测基准、装配基准和工序基准。
　　（三）零件加工
　　零件加工的精确度是整个机械制造工艺中最为关键的环节，与最终产品的使用性能有直接关系。依据零件加工精确度的相关要求，可分为位置精确度、大小精确度、外形精确度与质量精确度四种。在机械制造过程中，通常使用试切法和调整法保证机械零件具有精确的尺寸，而使用轨迹法和成形法保证机械零件具有精确的外形。
　　（四）工艺流程
　　机械制造工艺包括五个流程，分别是原材料准备、半成品制作、半成品保管、成品制作及成品装备检验。整体来说，机械制造工艺的过程属于生产范畴，其工作重点是为了调整与改变产品的尺寸、外形等，还包含调整与零部件相对位置关系等操作，如毛坯制造与机械加工等工艺流程〔2〕。工艺流程包含整个机械制作加工流程，通过对机械进行加工，适当的改变和调整零部件的尺寸、外形与质量。机械制造工艺流程是由多种详细具体的工序组成的，主要流程包括走道、公步、工位与安装四道工序。
　　三、基于机械制造工艺下合理化机械设计的措施
　　（一）设计标准化
　　机械设计具有一个统一的标准，任何设计都不可以脱离这个范围标准。在机械制造工艺中，机械设计不但要注重机械整体的结构特征，还要使产品的性能符合国家的标准。在满足国家性能标准之上，不断提高机械设计的标准。同时，机械设计也应注重机械产品的质量，通过降低机械生产成本，提高企业的生产率，从而增加企业收入。多数企业在机械设计过程中，没有重视机械设计标准，致使设计出的机械产品不合格，不能流入市场，极大的耗费了企业财产与劳动力。
　　（二）加工精确化
　　各个机械零部件在其生产制造环节中，实际数据与设计数据多多少少都会出现一些偏差，技术水平再高，也不会一点误差都不出现，至少以当前的科学技术是无法达到的。因此，如何实现机械零部件加工精确化，最大限度的减少误差，是整个机械制造工艺需要解决的重要问题。要想提高零部件生产的精确度，企业应细致、客观的对差异产生的原因进行深入分析与研究，从而确定差异原因，确定不同差异对于机械零部件造成的影响，从而有效降低差异，使机械设计具有目的性和有效性，确保机械零件加工精确化。
　　（三）提高表面质量
　　多数设计人员认为机械零部件表面的光滑程度与机械的使用效果关系不大，但是权威研究显示，机械表面的粗糙度对于机械零件使用寿命有着很大影响。因此，在机械设计过程中，应尽量提高机械零件表面质量，这对制造刀的选择要求较高。由于机械零件表面越粗糙使用寿命越短，机械表面越光滑使用寿命越长可以得出，在制造刀的选择上，应选取半径稍大、副偏角稍小的道具，一定程度上降低机械零件表面光滑程度，精车刀与修光刀也能起到辅助作用〔3〕。同时，在机械制造过程中，削切速度越快，零件表面越光滑，反之，零件表面就越粗糙，应尽量提高机械零件制造的削切速度。
　　（四）綠色制造工艺
　　随着可持续发展理念的不断加深，企业自身在不断发展的同时，应增强自身的社会责任感，兼顾企业经济效益与社会效益。企业相关设计人员在机械设计过程中，要顺应时代的发展，突破常规设计理念，在机械设计中加入绿色设计理念，实现机械设计与绿色制造工艺的有机结合。随着人们保护环境意识的加强，对于企业承担社会责任，更新生产理念，也起到一定的推动作用。企业的经济效益与社会效益并非是两个对立面，社会效益的提高，能有效促进企业的经济效益不断发展。另外，企业应用绿色制造工艺时要注意绿色材料的选取，用于机械制造的绿色材料合适与否也是非常重要的。
　　四、结语
　　总而言之，基于机械制造工艺下，为了使制造出的机械产品满足市场的需求，需要进行合理化的机械设计，不断提高机械设计的标准化、加工的精确化，同时也应提高机械加工的表面质量，采用绿色的机械制造工艺，从而使生产出来的机械零件具有更好的使用性能和寿命，从而提高生产效率，促进企业经济发展。
　　【参考文献】
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　　〔2〕朱涛。快速成型技术在集成制造及数控机械制造中的应用探究〔J〕。科技与创新，2018（08）：145146。
　　〔3〕周东瀛。先进机械制造技术及几种特种机械制造加工方法〔J〕。技术与市场，2018，25（02）：7981。