機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)合理化探析

肖傳軍，紀(jì)春波

（西京學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，陜西 西安710123）

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)機(jī)械制造工藝和機(jī)械設(shè)計(jì)的要求逐漸提升，為滿足社會(huì)的需求，機(jī)械制造工藝和機(jī)械設(shè)計(jì)工藝需要得到合理的創(chuàng)新，從而提升機(jī)械制造的水平。在具體的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師首先需要考慮工業(yè)發(fā)展的需求，其次需要重視科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用，執(zhí)行嚴(yán)苛的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和制作流程，采取創(chuàng)新性的措施優(yōu)化工藝流程，總體提高機(jī)械制造工藝的水平，提高機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量。滿足我國(guó)工業(yè)化發(fā)展的需求，推動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 機(jī)械制造工藝的概念

1.1 機(jī)械制造工藝的內(nèi)涵

機(jī)械制造工藝是指按照一定的設(shè)計(jì)要求和工藝施工標(biāo)準(zhǔn)，開展機(jī)械設(shè)計(jì)和產(chǎn)品加工，通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)措施完成加工制造。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械制造和機(jī)械加工的前提條件，結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)對(duì)機(jī)械的具體要求（使用要求和加工需求），有效分析機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，合理地組合和安排零部件。無(wú)論是機(jī)械制造工藝還是機(jī)械設(shè)計(jì)，都是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必備條件。目前，我國(guó)工業(yè)化水平持續(xù)提升，工業(yè)的發(fā)展對(duì)機(jī)械的要求越來(lái)越高，現(xiàn)代機(jī)械需要簡(jiǎn)化操作流程，提高操作效率，融入綠色環(huán)保理念。因此，面對(duì)多元化的工業(yè)需求，需要從多角度合理優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)的方法[1]。

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)的特征

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，其設(shè)計(jì)和加工制造過(guò)程都有自身顯著的特點(diǎn)。首先，機(jī)械設(shè)計(jì)離不開先進(jìn)科技手段的運(yùn)用，現(xiàn)代人工智能和高科技技術(shù)的發(fā)展使機(jī)械設(shè)計(jì)擁有全新的理念。設(shè)計(jì)人員可以在先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的水平，保證整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。其次，機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械的制造生產(chǎn)工藝相輔相成，機(jī)械設(shè)計(jì)是輔助制造工藝發(fā)展的關(guān)鍵，同時(shí)制造工業(yè)的發(fā)展也會(huì)驗(yàn)證機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性。為滿足機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)加工的需求，就需要專注于機(jī)械設(shè)計(jì)，通過(guò)合理化的設(shè)計(jì)手法促進(jìn)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，更好地滿足現(xiàn)代工業(yè)和社會(huì)的需求。

1.3 機(jī)械制造工藝的主要程序

機(jī)械制造是指將原材料通過(guò)加工的方式制作成某類合格的機(jī)械產(chǎn)品，一般機(jī)械制造工藝主要分為四個(gè)步驟：第一個(gè)步驟是制作程序和技術(shù)程序；第二個(gè)步驟是定位程序；第三個(gè)步驟是零件裝夾；第四個(gè)步驟是加工的精度控制。分別來(lái)說(shuō)，制作程序和技術(shù)程序是機(jī)械制造工藝的起始階段，是機(jī)械制作過(guò)程中兩個(gè)最基本的步驟。制作程序主要是指由原材料加工成半成品的過(guò)程，而技術(shù)程序則是指在半成品的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的加工制作。零件的定位對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量有著非常重要的意義，在生產(chǎn)過(guò)程中，由于機(jī)械種類的不同、實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境的不同、社會(huì)需求的不同，機(jī)械的零件定位標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。但無(wú)論如何，定位需要結(jié)合具體的要求進(jìn)行施工。零件裝夾是指在零件生產(chǎn)之前按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)將零件固定在具體的位置上，保證零件的精準(zhǔn)程度。一般來(lái)說(shuō)，零件裝夾主要有三種形式，分別為夾具裝夾、直接找正和劃線找正。加工的精度是確保機(jī)械制造質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其對(duì)機(jī)械制造工藝的影響非常大，加工精度控制可以保證整個(gè)機(jī)械制造工藝的精準(zhǔn)度。其需要對(duì)零部件的形狀、大小、位置以及材質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，結(jié)合具體的標(biāo)準(zhǔn)和具體的加工形式，保證整個(gè)機(jī)械制造工藝的質(zhì)量。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的注意事項(xiàng)

2.1 保證與機(jī)械制造工藝的貼合

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞取決于制造工藝的質(zhì)量，因此相關(guān)零件的設(shè)計(jì)必須按照規(guī)定的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，不能有任何的變動(dòng)。如果確實(shí)需要進(jìn)行變動(dòng)，則需要與機(jī)械制造工藝人員進(jìn)行密切的溝通，通過(guò)多次的溝通和嘗試，完善整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙。也就是說(shuō)，機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙需要具有可操作性、合理性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員需要貼合機(jī)械制造工藝，根據(jù)實(shí)際的機(jī)械制造工藝設(shè)置相對(duì)合理的構(gòu)造，避免設(shè)計(jì)圖紙過(guò)難，工藝水平達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；也要避免設(shè)計(jì)圖紙過(guò)于簡(jiǎn)單，不符合實(shí)際生產(chǎn)需要。設(shè)計(jì)人員也要與機(jī)械制造人員保持密切的溝通，有效率地對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行調(diào)整和改造[2]。

2.2 方案的設(shè)計(jì)與規(guī)劃

在整個(gè)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)計(jì)人員必須對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的具體要求展開全面了解，根據(jù)機(jī)械生產(chǎn)廠商、機(jī)械使用人員等各方面的要求對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行改進(jìn)和完善，有效規(guī)劃具體的設(shè)計(jì)方案。在整個(gè)機(jī)械制造工藝過(guò)程中監(jiān)督每一個(gè)環(huán)節(jié)，使每一個(gè)程序細(xì)致化、規(guī)范化，保證理論和實(shí)踐的統(tǒng)一。通過(guò)良好的規(guī)劃，提高整個(gè)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性。在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要重視具體的施工步驟，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙做好全面的規(guī)劃，提高加工的精度和準(zhǔn)度。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作之前需要做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，依據(jù)方案的設(shè)計(jì)和方案的規(guī)劃明確零部件的尺寸和規(guī)格等，嚴(yán)格制定相關(guān)的制造和生產(chǎn)流程，對(duì)各類產(chǎn)品進(jìn)行積極地預(yù)測(cè)和調(diào)試，保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量可以達(dá)到相關(guān)要求，實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)和規(guī)劃的最終目的。

2.3 安裝調(diào)試工作的合理性

安裝調(diào)試工作是整個(gè)機(jī)械制造工藝的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是保證整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的最終關(guān)卡。因此，需要對(duì)加工調(diào)試工作予以足夠的重視，安裝調(diào)試工作的科學(xué)性會(huì)對(duì)機(jī)械制造工藝產(chǎn)生重要的影響，因此在整個(gè)安裝調(diào)試的過(guò)程中，要嚴(yán)格遵循技術(shù)要求和規(guī)范，檢查產(chǎn)品的質(zhì)量，檢查產(chǎn)品零部件是否符合技術(shù)要求。如若中間某一技術(shù)出現(xiàn)問(wèn)題，必須嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行處理，認(rèn)真觀察設(shè)備在安裝和調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，按照實(shí)際的生產(chǎn)情況和使用環(huán)境對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，查看其質(zhì)量是否滿足現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)需求[3]。

3 機(jī)械制造工藝合理化設(shè)計(jì)的重要性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，在城市化建設(shè)中會(huì)頻繁地使用各種機(jī)械設(shè)備，機(jī)械制造工程已經(jīng)成為我國(guó)城市化發(fā)展的支柱?，F(xiàn)有的機(jī)械工程行業(yè)依賴于機(jī)械設(shè)備的制造，機(jī)械制造工藝是保證機(jī)械制造行業(yè)飛速發(fā)展的關(guān)鍵，是維護(hù)機(jī)械制造行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素。制造行業(yè)作為機(jī)械工程的重要組成部分，可以極大地推動(dòng)我國(guó)城市化的建設(shè)，有效推動(dòng)人類工程的進(jìn)步。機(jī)械制造工藝的合理化設(shè)計(jì)可以調(diào)動(dòng)有關(guān)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造的資源，通過(guò)合理配置和優(yōu)化資源，優(yōu)化生產(chǎn)工序和生產(chǎn)進(jìn)程，結(jié)合機(jī)械制造的特征，滿足人們對(duì)施工發(fā)展的需求。在機(jī)械制造過(guò)程中進(jìn)行合理化的機(jī)械設(shè)計(jì)，還影響著人們的日常工作學(xué)習(xí)和生活。因此，機(jī)械制造工藝的合理化設(shè)計(jì)非常重要。在整個(gè)機(jī)械制造生產(chǎn)期間需要做好管理工作，明確相關(guān)工藝技術(shù)的要求，制定完善的工藝管理方案和施工管理程序。還可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中融入國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，總體提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性，提高設(shè)計(jì)工作的成效。遵循相關(guān)原則，提升機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工藝的質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重視各方面的要點(diǎn)和難點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的相關(guān)問(wèn)題，并積極采取有效措施進(jìn)行控制和處理，優(yōu)化機(jī)械的制造和運(yùn)行體系，使其可以全面應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)活動(dòng)之中。機(jī)械產(chǎn)品的性能可以促進(jìn)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，因此相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方式需要有所創(chuàng)新，設(shè)計(jì)者應(yīng)在現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造基礎(chǔ)上，結(jié)合社會(huì)新的發(fā)展需求和新的發(fā)展特征，運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)全面展開設(shè)計(jì)，總體提升設(shè)計(jì)圖紙的實(shí)用性，增加零部件與產(chǎn)品的銷售價(jià)值。將先進(jìn)的工藝和技術(shù)緊密地結(jié)合于一體，運(yùn)用智能化設(shè)計(jì)技術(shù)總體提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效能，提高整個(gè)設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性，既改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式方法，也能為機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供動(dòng)能。

4 基于機(jī)械制造工藝的合理化設(shè)計(jì)措施

4.1 有效提高加工精度

機(jī)械的設(shè)計(jì)與最終的機(jī)械制造工藝會(huì)存在一定差異，為縮小設(shè)計(jì)與最終制造出的成品之間的差異，需要對(duì)技術(shù)和加工過(guò)程進(jìn)行具體地分析，結(jié)合機(jī)械制造工藝的流程規(guī)范，增強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性。首先可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)的總體水平，不同的機(jī)械制造標(biāo)準(zhǔn)各不相同，對(duì)加工精度的要求也不同，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要切實(shí)調(diào)整加工的精度，根據(jù)具體的加工原則和加工標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整施工方案中的精度要求，保證整個(gè)設(shè)計(jì)既能符合施工的需求，也能符合機(jī)械制造工藝的要求。如果設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差異過(guò)大，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的危險(xiǎn)因素，引發(fā)不同種類的事故。不僅會(huì)影響機(jī)械制造的進(jìn)度，還會(huì)威脅人身安全。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行制造和策劃的過(guò)程中需要盡量減少誤差，想要使誤差縮到最小，還需要提高加工工藝精度。目前，一些大型的機(jī)械設(shè)備在加工精度方面存在不足，內(nèi)部應(yīng)力和刀具磨損情況嚴(yán)重，為有效滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的加工精度，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)零部件產(chǎn)品進(jìn)行精度考核，確保零部件達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到客戶對(duì)產(chǎn)品的需求。通過(guò)提高零部件的精度，總體提升整個(gè)制造工藝的加工精度。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)零部件產(chǎn)品的測(cè)量工具進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)優(yōu)化工具來(lái)提高產(chǎn)品的測(cè)量精度，完善零部件加工工藝的基礎(chǔ)上提高整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的精度。選擇合適的測(cè)試工具來(lái)測(cè)試零部件產(chǎn)品，在機(jī)械化制作過(guò)程中，機(jī)械的加工精度會(huì)受到多種因素的干擾，例如加工工具的干擾、加工人員工藝的干擾，為保證加工精度，需要對(duì)加工工具進(jìn)行優(yōu)化更新，同時(shí)運(yùn)用科學(xué)合理的措施提高加工人員的工藝水準(zhǔn)，完善零部件產(chǎn)品與主體之間的契合度。另外，零部件產(chǎn)品在機(jī)械制造過(guò)程中容易產(chǎn)生各種各樣的誤差，例如產(chǎn)品的切削環(huán)節(jié)以及形變方式等都會(huì)影響加工精度，可以通過(guò)針對(duì)性的控制方法進(jìn)行科學(xué)合理的機(jī)械設(shè)計(jì)。

4.2 完善設(shè)計(jì)方案，保證零件的表面質(zhì)量

為有效保證零件表面的平滑，提高零部件產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，設(shè)計(jì)者要不斷完善設(shè)計(jì)方案，通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)備的使用壽命和安全性進(jìn)行綜合的考量，總體提高零部件加工的要求，嚴(yán)格監(jiān)督零部件加工的過(guò)程。選用恰當(dāng)?shù)墓ぞ撸缙禽^小、刀尖圓弧半徑較大的刀具進(jìn)行零部件加工，結(jié)合具體的產(chǎn)品需求和零件特性有針對(duì)性地選擇刀具，合理控制切削速度。根據(jù)零部件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)保證表面的質(zhì)量，還可以使用高效切削液，始終保證零件生產(chǎn)環(huán)境的安全性、科學(xué)性。機(jī)械加工表面與機(jī)械的材料、機(jī)械的質(zhì)量有非常大的關(guān)系，綜合提高機(jī)械設(shè)計(jì)的合理化，就必須提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量，在制造過(guò)程中控制形變因素，減少產(chǎn)品表面存在的質(zhì)量問(wèn)題。

4.3 強(qiáng)化綠色制造技術(shù)

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，綠色制造技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械制造工藝的主要發(fā)展方向，因此為有效確保機(jī)械制造工藝的合理化，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，就需要提高機(jī)械設(shè)計(jì)的綠色制造工藝?yán)砟?，將綠色、環(huán)保、低碳的發(fā)展理念融入機(jī)械制造工藝和機(jī)械設(shè)計(jì)之中，對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合提升。將綠色環(huán)保觀念滲透于機(jī)械制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)之中，在保證環(huán)保的同時(shí)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展能力，通過(guò)綠色環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)結(jié)合，達(dá)到機(jī)械設(shè)計(jì)的合理化、科學(xué)化。企業(yè)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，與綠色環(huán)保原則相結(jié)合，在產(chǎn)品生產(chǎn)和加工過(guò)程中強(qiáng)調(diào)綠色設(shè)計(jì)，優(yōu)化利用各種機(jī)械制造材料，避免原材料的浪費(fèi)和閑置。同時(shí)，提高綠色環(huán)保材料的應(yīng)用范圍，采用可降解材料或者無(wú)污染的材料，有效提高產(chǎn)品的環(huán)保性能。在運(yùn)用設(shè)計(jì)理念進(jìn)行機(jī)械制造的過(guò)程中，工藝也需要得到一定的優(yōu)化和提升，通過(guò)在設(shè)計(jì)工藝中加入一定的綠色設(shè)計(jì)理念，綜合提高機(jī)械加工制造的社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造周邊環(huán)境的保護(hù)。運(yùn)用系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)理念，突出機(jī)械加工制造的環(huán)保性能，促進(jìn)機(jī)械加工制造工藝的發(fā)展與進(jìn)步，總體提高機(jī)械設(shè)計(jì)的成功率。

4.4 增強(qiáng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化水平

通過(guò)增強(qiáng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化水平，還可以降低機(jī)械加工的成本，提高機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)人員需要重視零件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)水平，以高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求更好地指導(dǎo)機(jī)械加工制造，總體提升機(jī)械設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)械加工和制造企業(yè)需要對(duì)機(jī)械模具的記憶性能進(jìn)行控制，有效完善生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與相關(guān)的生產(chǎn)內(nèi)容，通過(guò)嚴(yán)格的機(jī)械制造標(biāo)準(zhǔn)保證其性能滿足相關(guān)規(guī)定。同時(shí)，在機(jī)械制造的過(guò)程中還需要迎合現(xiàn)代機(jī)械的審美理念，保證產(chǎn)品外觀的美觀程度，對(duì)各種加工工具進(jìn)行合理布置，通過(guò)控制機(jī)械制造模具，在提高加工準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上提高外觀的美觀性。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，合理化的機(jī)械設(shè)計(jì)不僅可以提升機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，還可以保證整個(gè)機(jī)械制造工藝的科學(xué)化、高效化，提升機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行深入地探索和挖掘，使用綠色設(shè)計(jì)理念，注重機(jī)械加工表面質(zhì)量，進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，提升機(jī)械制造工藝的質(zhì)量，滿足社會(huì)對(duì)機(jī)械制造的要求，讓機(jī)械制造行業(yè)朝著合理、科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的方向前進(jìn)。