合理化機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)

李廣娟

（江蘇省徐州技師學(xué)院，徐州 221151）

在經(jīng)濟(jì)和科技的雙重影響下，機(jī)械制造行業(yè)得到了進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械制造工藝技術(shù)也在不斷更新和優(yōu)化，使得機(jī)械制造的產(chǎn)品更新?lián)Q代較快，推進(jìn)了我國(guó)機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，機(jī)械制造企業(yè)將提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量作為獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的手段。這需要提高合理化機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的水平，降低機(jī)械產(chǎn)品出現(xiàn)的尺寸、規(guī)格偏差，提高機(jī)械產(chǎn)品的達(dá)標(biāo)率[1]。

1 機(jī)械制造工藝的相關(guān)概述

1.1 機(jī)械制造工藝的含義

機(jī)械制造工藝是指在進(jìn)行機(jī)械零部件的生產(chǎn)和加工中，利用多種技術(shù)和方式生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品。此過(guò)程需要多個(gè)工序和環(huán)節(jié)，且每道工序需要嚴(yán)格按照對(duì)應(yīng)的流程進(jìn)行有效控制。它結(jié)合機(jī)械設(shè)備的具體加工要求，對(duì)機(jī)械的組裝、性能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理化組織和安排，從而完成合理化設(shè)計(jì)。

1.2 機(jī)械制造工藝的特點(diǎn)

1.2.1 重要性

在進(jìn)行零部件的生產(chǎn)和加工前，需要結(jié)合具體的制造生產(chǎn)要求、設(shè)備性能等，制定合理化機(jī)械制造工藝，作為零部件生產(chǎn)及加工的重要依據(jù)。要求生產(chǎn)工作人員掌握生產(chǎn)流程中自身崗位的工作內(nèi)容和相關(guān)操作技術(shù)，確保每道生產(chǎn)工序達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)。提高機(jī)械制造工藝的水平，對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工至關(guān)重要。

1.2.2 關(guān)聯(lián)性

合理化機(jī)械制造工藝與制造水平之間呈現(xiàn)正比關(guān)系。合理化程度越高，零部件的生產(chǎn)質(zhì)量越高，越有利于控制機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的成本?？梢姡瑱C(jī)械制造工藝和企業(yè)產(chǎn)能、經(jīng)濟(jì)利益、生產(chǎn)實(shí)力等具有密切關(guān)聯(lián)。因此，機(jī)械制造企業(yè)需要重視機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的合理化[2]。

2 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

機(jī)械制造企業(yè)需要借助高水平的機(jī)械制造工藝，生產(chǎn)和加工各種類型的零部件。在生產(chǎn)和加工前，機(jī)械制造企業(yè)需要綜合考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、成本等，合理化機(jī)械工藝設(shè)計(jì)方案，保證每道工序在合理控制的條件下，加強(qiáng)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的有效性，保證零部件生產(chǎn)和加工的水平，推進(jìn)機(jī)械制造企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)和持續(xù)發(fā)展。機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)包括以下幾個(gè)方面。

2.1 程序設(shè)計(jì)

零部件生產(chǎn)前需設(shè)計(jì)相關(guān)程序。設(shè)計(jì)者需要全方位掌握生產(chǎn)設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)、性能等，確定機(jī)械設(shè)備制造生產(chǎn)的流程和工藝，規(guī)定每道生產(chǎn)流程的內(nèi)容。操作人員需要嚴(yán)格按照有關(guān)的生產(chǎn)操作規(guī)定和規(guī)范進(jìn)行操作，使得生產(chǎn)線上的材料可以高效轉(zhuǎn)變?yōu)榱悴考a(chǎn)品。在具體程序的設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)者需要從整體角度出發(fā)，加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)的合理性，使其具有較好的可操作性和實(shí)用性。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者可以在掌握機(jī)械產(chǎn)品各項(xiàng)參數(shù)信息和質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，優(yōu)化零部件加工工藝，保證機(jī)械制造工藝合理且科學(xué)。

2.2 零件裝夾

機(jī)械設(shè)備的各道工序需要充分利用零件裝夾完成各道工序的串聯(lián)。在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者需確定機(jī)床上零部件的具體位置，有效固定毛胚材料，將其固定的位置控制在合理范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)較大的誤差。機(jī)械制造中，機(jī)床運(yùn)行的連貫和流暢由零件夾設(shè)計(jì)決定。在固定好毛胚材料后對(duì)其施加外力，使其可以達(dá)到零部件加工的合格標(biāo)準(zhǔn)，從而提高機(jī)械制造工藝質(zhì)量。零部件的夾裝水平直接影響機(jī)械產(chǎn)品的表面質(zhì)量、加工精度等，因此對(duì)機(jī)械制造工藝非常關(guān)鍵。需明確它在機(jī)床、夾具中零件的實(shí)際位置，使其符合加工要求和標(biāo)準(zhǔn)。零部件的裝夾方法類型較多，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的零件裝夾[3]。

2.3 產(chǎn)品定位

機(jī)械產(chǎn)品定位的模式類型較多。在進(jìn)行產(chǎn)品定位模式的選擇上，需要以機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的具體要求和性質(zhì)為依據(jù)，進(jìn)行合理化選擇，以增強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工質(zhì)量。在產(chǎn)品定位方面，結(jié)合產(chǎn)品定位要求和有關(guān)的理論知識(shí)進(jìn)行科學(xué)的產(chǎn)品定位，以保證產(chǎn)品的定位和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求等匹配，使得產(chǎn)品的定位更加精準(zhǔn)。

2.4 加工精度

加工精度對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量、性能以及使用成效等均具有重要影響，同時(shí)關(guān)系機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)成本以及原材料損耗高低等。在此情況下，設(shè)計(jì)者需要全面看待問題，重視機(jī)械制造的加工精度，使其符合制造加工標(biāo)準(zhǔn)，包括零部件加工的尺寸、規(guī)格、外形造型以及切割情況等。例如：在進(jìn)行汽車零部件加工時(shí)，需要嚴(yán)格控制鍛坯溫度，使其保持在一定的范圍內(nèi)，以保證汽車零部件的硬度可以達(dá)到應(yīng)用要求，即以硬度標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，利用合適的切削工藝，達(dá)到汽車整體性標(biāo)準(zhǔn)。

3 機(jī)械制造工藝中的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)

3.1 提高產(chǎn)品的精確度

在進(jìn)行零部件加工和生產(chǎn)的過(guò)程中，多因素干擾對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量造成了較大影響，導(dǎo)致產(chǎn)品精確度出現(xiàn)偏差。這種情況下，精確度不佳的產(chǎn)品被歸于不合格產(chǎn)品，需要進(jìn)行處理。不合格產(chǎn)品數(shù)量增多，會(huì)增加產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工成本，同時(shí)會(huì)延長(zhǎng)產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間。所以，機(jī)械制造企業(yè)為了提高產(chǎn)品生產(chǎn)的合格率，需要加強(qiáng)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)的合理性，控制產(chǎn)品精確度的誤差范圍，使生產(chǎn)和加工的產(chǎn)品保持在規(guī)定的精確度范圍內(nèi)，降低產(chǎn)品的不合格率。有關(guān)的技術(shù)工作者需要借助高精度的測(cè)繪設(shè)計(jì)測(cè)量產(chǎn)品，同時(shí)檢測(cè)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行和使用的情況，分析精確度發(fā)生偏差的原因，提出有效的改善措施，降低產(chǎn)品的偏差數(shù)值，提高機(jī)械產(chǎn)品的加工精確度[4]。

3.2 重視機(jī)械零部件表面加工工藝

為了提高機(jī)械零部件質(zhì)量，機(jī)械制造企業(yè)需要重視機(jī)械零部件的表面加工工藝。例如，為了保持零部件表面的平穩(wěn)和光滑，需要借助有效手段清理表面存在的污漬等，保障表面的光滑度和平整度。機(jī)械零件表面的平穩(wěn)和平滑情況，對(duì)其性能、質(zhì)量、時(shí)間等具有直接影響。所以，設(shè)計(jì)工作者需要加強(qiáng)機(jī)械制造的合理化設(shè)計(jì)，結(jié)合零部件表面平滑、平穩(wěn)等因素，預(yù)防和控制影響因素，制定合理的機(jī)械制造工藝方案，提高零部件表面的平整度和光滑度。例如，在進(jìn)行機(jī)械部件的加工時(shí)，需結(jié)合實(shí)際情況選擇合理的道具。對(duì)于部件表面比較粗糙的情況，利用切割面比較鋒利、圓弧半徑較大的刀具。需要考慮零部件生產(chǎn)的實(shí)際需求、應(yīng)用環(huán)節(jié)等，選擇加工方式，包括修光刃、精車刀等，使得零部件的表面平穩(wěn)度符合規(guī)定。合理控制刀具運(yùn)行的速度、刀面磨損的情況、切削用量等，確保零部件表面平穩(wěn)。在具體的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合切削情況合理制定切削工藝，以保障機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量[5]。

3.3 加強(qiáng)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的合理化

設(shè)計(jì)工作者在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，需具備較好的質(zhì)量意識(shí)和成本意識(shí)，以先進(jìn)的科學(xué)設(shè)計(jì)理念，提高對(duì)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)涵認(rèn)知，為制定合理的工藝流程提供有利條件。在具體的機(jī)械設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工作者需要全面掌握和了解零部件的各項(xiàng)參數(shù)和信息，再結(jié)合制造企業(yè)的生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造工藝方案設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。在完成設(shè)計(jì)方案初步設(shè)計(jì)時(shí)，聯(lián)合質(zhì)量關(guān)聯(lián)部門、生產(chǎn)部門等舉行會(huì)審，改善和優(yōu)化方案存在的問題，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的水平。合理化機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)可以有效提高機(jī)械產(chǎn)品的加工質(zhì)量和數(shù)量，降低不合格率，提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的生產(chǎn)效率，嚴(yán)格控制生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)施合理化機(jī)械工藝設(shè)計(jì)，可以保障零部件的規(guī)格和精度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，以最低成本和最短時(shí)間完成高質(zhì)量產(chǎn)品的制造和生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)資源的合理化利用和配置。在確定機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)方案后，設(shè)計(jì)工作者或生產(chǎn)工作者不可以輕易更改。生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械制造企業(yè)的管理者需要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)零部件的生產(chǎn)和加工開展動(dòng)態(tài)化和信息化管理。如果在后期的零部件生產(chǎn)和加工中需要更改機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)流程，需要技術(shù)部門、生產(chǎn)部門以及設(shè)計(jì)部門的負(fù)責(zé)人共同開會(huì)討論更改方案的可行性和必要性，確保更新機(jī)械流程設(shè)計(jì)的方案可以更好地滿足零部件的加工和生產(chǎn)。

3.4 引入綠色設(shè)計(jì)理念

環(huán)保節(jié)能理念被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，是保障我國(guó)社會(huì)持續(xù)性發(fā)展的重要理念。機(jī)械制造企業(yè)需要在各個(gè)類型的零部件生產(chǎn)和加工中，提高綠色環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用水平。目前，我國(guó)機(jī)械制造企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)行中會(huì)耗費(fèi)數(shù)量較多的金屬和能源，存在較大的能源消耗和環(huán)境污染，需要引入綠色設(shè)計(jì)理念，在零部件加工和制造的各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用綠色環(huán)保技術(shù)，突出其節(jié)能環(huán)保性。引入綠色環(huán)保理念不僅推進(jìn)了機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，也對(duì)環(huán)保做出了較大貢獻(xiàn)。設(shè)計(jì)工作者在引入綠色設(shè)計(jì)理念時(shí)，需確保不影響零部件產(chǎn)品的質(zhì)量，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，降低資源消耗，用再生資源、清潔能源及可降解材料替代不可再生資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗目標(biāo)。此外，需要提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙重效果。

4 合理化機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的保障措施及發(fā)展趨勢(shì)

4.1 合理化機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的保障措施

在開展合理化機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)施保障措施主要包括以下3個(gè)方面。第一，加強(qiáng)對(duì)科學(xué)加工技術(shù)的掌握和使用。在機(jī)械制造中，結(jié)合實(shí)際要求，差異性實(shí)施加工制造，實(shí)現(xiàn)預(yù)期成效，掌握機(jī)械制造的各過(guò)程要點(diǎn)，實(shí)施科學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法有效管理細(xì)節(jié)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量。第二，達(dá)到工藝要求的設(shè)計(jì)。機(jī)械制造水平高低取決于機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量狀況。提高機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量，有助于順利開展機(jī)械制造工藝操作。機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)都需要制定符合工藝需求的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，加強(qiáng)與車間生產(chǎn)部門負(fù)責(zé)人的溝通交流，掌握零部件的生產(chǎn)流程，借鑒操作工作者的意見優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。第三，重視機(jī)械的安裝級(jí)調(diào)試。在進(jìn)行機(jī)械安裝和調(diào)試方面，需要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定施工，結(jié)合機(jī)械技術(shù)流程，記錄并改善出現(xiàn)的問題等，全面提高機(jī)械制造工藝的質(zhì)量。安裝調(diào)試作業(yè)需要設(shè)計(jì)工作者參與，提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，掌握機(jī)械調(diào)試和運(yùn)行情況，有效判斷和評(píng)價(jià)機(jī)械產(chǎn)品的性能，一旦未達(dá)到要求，需要及時(shí)調(diào)整。

4.2 合理化機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)

目前，我國(guó)在經(jīng)濟(jì)、科技等各個(gè)方面都獲得了較大進(jìn)步，促使機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)越來(lái)越機(jī)械化和自動(dòng)化，減少了人工操作，節(jié)約了人力資源。機(jī)械制造生產(chǎn)中，技術(shù)越來(lái)越重要，使得機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化成為發(fā)展的重要趨勢(shì)，提高了機(jī)械制造和加工的效率和生產(chǎn)能力。

此外，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷向集成化方向發(fā)展，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)作為重要保障，使得機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)工作者在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)具有多元化選擇，機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展空間較大。機(jī)械設(shè)計(jì)工作者需要以發(fā)展趨勢(shì)為依據(jù)，學(xué)習(xí)和應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，設(shè)計(jì)出更加符合現(xiàn)代化發(fā)展的機(jī)械制造工藝方案。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)機(jī)械制造工藝在提高各類零部件生產(chǎn)和加工效率上具有重要作用，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的節(jié)能和環(huán)保，提高零部件產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，降低成本支出，為機(jī)械制造企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，機(jī)械制造企業(yè)需要高度重視合理化機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)，培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)人才，改善制造企業(yè)的制造和生產(chǎn)工藝，提升生產(chǎn)和加工工藝的合理性與科學(xué)性。