合理化機械設計在機械制造中的應用

摘 要：在機械制造工藝中，機械設計的合理性成為了人們非常關注的問題，在實現機械制造的多樣化和多性能的同時，應該保證機械設計的合理化。本文分析了機械制造工藝的流程和特點，提出了機械制造工藝中的合理化機械設計措施。

關鍵詞：機械制造工藝；機械設計

引言：我國的機械制造業(yè)得到了快速的發(fā)展，在機械制造工作中，保證機械設計的合理性是一個關鍵的問題，只有保證機械設計的合理性，才能有效地提高機械產品的性能，同時延長產品的使用壽命，也能夠讓企業(yè)在激烈的市場競爭中脫穎而出。所以，在實際的機械設計過程中，應該保證機械設計可以滿足機械制造工藝，并在此基礎上進行合理的設計，保證整個機械設計的水平不斷提高，設計出人們滿意的機械產品。

1 機械制造工藝的流程和特點

機械制造的過程主要包括制造程序和技術程序，制造程序是通過各種勞動形式將機械制造的原材料制造成最終產品的過程，機械產品可以在市場上進行營銷并為企業(yè)帶來一定的利益。在機械制造程序中，應該先做好準備工作，準備好各種原材料、加工工具和器械等。準備好各種材料和器械之后，就是實施階段了，實施階段就是將原材料等制造成為最終的半成品的過程。另外就是技術程序，技術程序就是將半成品加工成為產品的過程，是對半成品進行的進一步加工，屬于細加工，對已經完成的半成品采用各種機械生產方式進行操作，最終形成機械商品。

1.1 定位

定位是機械制造中非常關鍵的一個環(huán)節(jié)，在機械制造過程中，對零件的定位是現代機械制造過程中的一種常見手段和工藝。在整個機械制造過程中，首先需要制造好各種零部件，然后將這些零部件進行重新組合排列，最終形成機械產品。為了保證整個機械制造的質量，就應該從零部件的質量控制開始。通過定位進行零部件的生產制造，可以有效提高零部件的制造質量。在實際的生產制造過程中，可以采用多種形式對零部件進行定位，在實際選擇的時候，應該根據零部件的不用類型和加工形式的不同為依據選擇最合適的定位方式，這樣才能真正發(fā)揮機械制造定位的優(yōu)點，提高零部件的制造質量。在實際的定位過程中，一定要先選擇一定的標準做好零部件的定位工作，對于零部件不同的使用場合和使用位置，也可以選擇不一樣的標準。另外，在現階段，人們對機械產品的要求越來越高，因此相應的標準也會發(fā)生改變，這對于機械制造業(yè)的發(fā)展來說是非常有利的。

1.2對零件的裝夾

機械制造過程中，零件的制造是關鍵的步驟和環(huán)節(jié)，但是在零件制造的過程中，零件在生產之前應該先放在模具或者機床的標準位置上，固定零件的位置。在固定零件位置的時候，一定要保證固定位置的準確性和準確度，所以固定時還需要對零件進行夾緊穩(wěn)固。零部件的夾緊固定總稱為裝夾，在整個機械的生產過程中，零部件的裝夾是一個關鍵的步驟，是影響零部件制造質量的重要因素，因此在實際的零部件制造過程中，只有保證裝夾的合理性和科學性，才能保證整個零件的品質和質量。此外，通過對零部件的裝夾，還會對整個機械制造的效率、成本等具有一定的影響，因此做好零部件的裝夾是非常必要的。在實際的零部件制造過程中，裝夾工藝主要包括劃線找正式、直線找正式和夾具裝夾式等。

1.3控制加工精度。機械制造過程中，完成了機械制造程序之后，已經形成了一個機械產品的半成品，此時還需要對機械半成品進行制造技術，對其進行精加工，最終形成機械產品。在對機械產品進行加工的過程中，控制加工精度是一個非常關鍵的過程。只有嚴格控制了加工精度，才能保證整個機械制造的質量，保證機械制造生產制造的過程順利進行。在實際的制造過程中，加工精度的控制對象主要包括零部件尺寸、位置和形狀、表面等的質量控制，只要做好對各個零部件的精度控制，才能真正提高機械制造工藝的質量。在控制加工精度時，主要通過自動形成法、基本試切法、固定標準刀等方式實施控制，具有較好的控制效果，可以保證整個機械產品的精度，從而滿足人們對機械產品高精度的要求。如圖1為一個工件加工的精度要求圖，在加工過程中應該嚴格按照這個要求進行加工。

2 機械制造工藝的合理化機械設計措施

2.1 提高加工表面質量的措施。加工表面質量是指加工之后機械產品或者零部件的表面是否平整，在機械制造過程中，為了實現機械設計的合理化，必須要做好零部件等加工表面質量的控制，不斷提高加工表面質量。只有控制好機械產品和零部件的加工質量，才能有效地提高零部件的質量和性能，同時延長零部件和產品的使用壽命。為了有效地提高加工表面質量：（1）應該選擇合理的工具實現對零部件和產品的加工，尤其是在選擇刀具的時候，應該選擇最適合加工方式的刀具，例如可以選擇刀尖圓弧半徑比較大、副偏角比較小的刀具。在零部件的加工過程中，使用到的刀具種類非常多，應該根據具體的操作選擇合適的刀具，例如修光刃和精車刀等，應該選擇可以適應工件材料的刀具。（2）在對機械零部件進行切削時，應該合理選擇切削條件，為了使工件的表面更加平整，應該根據工件的材料選擇最適合的切削速度，并且應該盡量保持切削速度的均衡，這樣才能有效避免工件的表面形成積屑瘤。另外，在切削的過程中，由于要使用切削液，應該采用效果比較好的切削液，這樣才能真正提高工件的表面質量。（3）提高工件和零部件的表面質量，還應該減少工件表面的形變。避免工件表面形變的方式有很多，例如在采用刀具加工時，應該控制好刀具使用的切削用量，保持整個過程中刀面的磨損寬度。

2.2 提高加工精度。在機械制造過程中，提高加工精度也是保證機械設計合理化的一個重要措施。在實際的加工過程中，由于使用的各種工具的精度不一致或者由于人為操作過程中產生的人為誤差，一定會導致加工出現偏差。為了有效地控制這些偏差，就必須要對這些偏差的形成過程和原因進行仔細的分析并進行探索，這樣才能有效地采用針對性的防范措施和技術來有效控制加工偏差的形成，最終使整個生產零部件的精準度得到提高。加工工具的不準確或者精確度不夠是導致加工偏差出現的一個常見問題和因素，因此在實際的加工過程中，可以通過對加工工具進行改造，例如夾具等進行改造和完善，從而提高加工零件的精度。另外，在加工過程中，需要對各種零件和工件進行測量，為了提高加工的精度，應該改進測量工具，加強對測量工具的校正，從而提高工件的加工精度。在實際的加工過程中，會由于熱變形、系統應力、內部應力和刀具磨損等造成誤差，在實際的加工中，應該針對這些原因采取有效的應對措施，這樣才能有效減少誤差。

2.3 貫徹綠色制造理念。機械制造過程中會消耗大量的能源，同時對環(huán)境也會造成一定的污染。隨著現階段人們的環(huán)保意識不斷增強，機械制造業(yè)要想取得更好的發(fā)展，必須在機械設計的過程中融入綠色制造的理念，這樣才能滿足我國的可持續(xù)發(fā)展要求。在機械設計過程中，根據時代的發(fā)展和變化對設計理念進行不斷創(chuàng)新和更新，才能使機械設計更加合理化。將綠色環(huán)保理念貫穿到機械設計中，可以將新型的設計和機械設計有效融合在一起，在機械設計過程中不單單只考慮到企業(yè)的經濟效益，同時還應考慮到是否會對環(huán)境造成污染。將綠色設計理念貫穿在機械制造過程中，應該開發(fā)出綠色產品。例如使用環(huán)保性的設計材料，加強對原材料的循環(huán)利用，加大材料的利用效率等，將機械設計過程中對環(huán)境造成的不利影響控制到 最小。

結語

在機械制造過程中，為了使機械設計更加合理，應該提高加工表面質量，選擇合適的工具實現對零部件和產品的加工，合理選擇切削條件，同時對加工工具進行改造、加大對測量工具的校正來提高加工精度，在設計過程中貫徹綠色制造理念，從而使整個機械設計的過程更加合理。

參考文獻

[1] 李景陽.淺析機械制造工藝中的合理化機械設計[J].經營管理者，2015，17（26）.

[2] 李斌.基于機械制造工藝的合理化機械設計策略研究[J].太原城市職業(yè)技術學院學報，2016，12（3）.

作者簡介

謝忠凱（1990-），男，身份證號 210921199004186131。

（作者單位：中鋁沈陽有色金屬加工有限公司）