机械设计中的工艺技术分析

黄国培

摘 要：机械设计是机械制造的基础，合理科学的设计是保证产品制造质量及生产标准化的前提，而在整个机械行业中优秀的设计和先进的工艺是机械产品质量的关键，科学的设计方案能最大化的减少产品部件的制造难度，提高生产制造的效率，降低工业产品的制造成本，实现更大的经济效益。因产品的设计方案必须要适应产品实际制造工艺水平，才能保证产品能够被制造或达到实际设计期望，所以在实际设计中必须将设计与工艺实际能力相联系，以保证制造的精度。本文对机械设计制造工艺的问题进行分析，并提出了提高设计制造工艺的相关措施，以此期望能促进机械设计及制造行业的发展。

关键词：机械设计;制造工艺;问题及对策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.019

1 机械设计与制造工艺中存在的主要问题

现代制造工业迅速发展，制造水平日新月异，机械产品的生产速度也是得到巨大提升，但是在生产过程中也暴露着很多的质量问题，这些问题不仅与制造工艺技术有关而且也和设计有直接关系，某些不合理的设计方案甚至可引发批量性的问题，导致产品制造中出现巨大质量缺陷，造成资源浪费的成本上升。

1.1 工艺水平无法完全避免表面质量问题

机械产品的表面质量包括，表面的光洁度、精细度、成色等内容，对产品的整体质量和外观有着很大影响，基于机械制造的固有缺陷，无法根除制造及加工中的产品表面的不平整、不均匀造成工艺上误差，是目前机械制造行业必须着重予以解决的问题。这些问题的产生不仅与产品制造材料的质量有关也和制造工艺水平有关，某些韧性较强的材料虽然利于加工，但是在实际切削中会产生较大的粗糙度，而脆性较高的材料由容易出现碎粒现象，这些材料对于制造工艺都有很大的要求。

1.2 制造工艺与设计方案要求不匹配

产品的设计是一种理想化的构想，设计若不能适应实际制造能力就缺乏了设计的实际意义，只能以一种概念存在。现在某些设计人员在设计中缺乏实际的制造生产经验，只注重表面的效果设计，而未能完全考虑到制造工艺是否匹配。因此造成，设计方案很完美，但无法进行加工制造，无法把设计的思想转变为实际产品。既浪费了时间耽误了生产进程，又造成了实际经济损失。

1.3 设计不够完善影响制造精度

产品的制造精度既与制造设备和制造工艺水平有很大关系又与设计合理性相关。某些产品因结构复杂需要满足不同的使用功能，而设计中很小的一个考虑失误都会导致最终产品的质量缺陷。因设计上缺陷问题也会导致产品制造精度不高，无法保证生产的产品完全满足实际使用功能，会留下后期隐性问题。

2 提升机械设计与制造工艺的相关对策

机械制造是对设计理论进行实践验证的手段，也是机械产品得以实际生产的途径，而在机械制造行业，制造工艺的改进和提升对整个机械产品的性能具有重要的保障作用，也能最大化的满足设计意愿。制造工艺在整个产品生产过程中起着非常重要的作用，就必须要求要有健全合理的工艺体系以及先进的工艺技术作支持，需要非常明确的工艺操作程序和方法要求，以此确保符合设计要求和保证产品质量。

2.1 需要选择适合的制造材料

目前机械制造行业的材料一般分为零部件材料与刀具材料两种类型，而零部件材料的质量直接关乎着产品的整体质量和性能。所以，在制造材料的选用上必须充分考虑到其对产品的使用性能和结构的满足性。须要依据零部件材料的属性，并从生产制造的经验上和要求上予以判断选择， 还要考虑到材料的价格后期耐用性美观性等等多种因素。比如，我们熟知的蜗轮蜗杆组件，因其齿圈较大使用青铜材质，蜗杆采用合金和碳钢材料所以导致传动效率低，散热性差，非常影响实际使用，且磨损和胶合现象也比较普遍，因此在实际设计和材料选择上就要选用耐磨性好耐热性高的材料，以此改善这种现状，实现其功能的最大化。

2.2 加强制造工艺水平的提升

随着现代化工业技术的不断发展和进步，机械制造水平也在市场激烈的竞争中得到一定提升，机械制造企业要想获得较多的经济效益，就必须不断提升自己的设计及制造实力，同时还须加强制造工艺技术的提升，以此促进产品生产的批量化和标准化，以减低生产成本。就需要企业，加强制造工艺的探索，加强对于常见制造问题的处理，可以加强研发资金及技术的投入，组建项目研究开发专家小组，同时加强行业联合进行问题探讨和解决，另外需要充分借助工业自动化和制造智能化思维，大力推进现代信息化和自动化制造，借助大数据平台进行问题分析和工艺方法探索，加强同其他优秀制造企业的交流合作，以此实现制造业的腾飞。

2.3 加强对切削工艺的控制

要保证机械设计与制造的质量，既要选择适宜的制造材料又要有合适的加工设备，同时还必须要加强切削工艺的控制力度，要有适宜的切削工具也要有严谨的切削技术，充分考虑切削的多种影响因素。 实际制造过程中，因不连贯的生产过程，可能导致机械产品出现较大质量问题， 如加工二维轮廓时，会造成轮廓表面粗糙度过大、轮廓受损度高的问题，所以要将更多的使用圆弧进退刀的工艺方式，以降低表面凹凸现象。另外还要注意制造加工路线的设置，要尽量选择较短的路线以提高制造的时效，促进整体生产效率实现大批量规模化生产。再次，也要注意切削工艺中的润滑剂使用研究。适当的使用润滑剂可提升切削刀具的使用寿命，也能有效保证设计产品的高精度。因考虑到润滑剂在实际生产中能有效降低机具的热能保证机具发挥最佳功能，增加制造的平顺度，所以需要注意使用。

3 结论

总之，为实现机械产品的最佳品质保证机械企业的最大利益，必须在实际设计和制造过程中充分理解和把握机械设计与制造工艺的特点，需要进行设计理论与制造实际的统一性分析，需要把握好产品制造的材料属性也要注重制造工艺的改善和提升，以科学的制造方法和先进的制造思维实现制造与设计的和谐，由此必将促进机械行业的进一步发展和进步。

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