机械零件设计及加工工艺分析

谷奇朔

摘 要： 机械零件在设计、加工两个方面的工艺层次，是判断机械零件品质的关键依据。零件自身结构设计的科学性，直接关系着机械零件加工精度。现阶段，机械零件具有较为复杂的结构，加工工艺精炼的零部件，在生产程序中，能够显著增强机械加工整体效能，同时有效控制生产成本，展现出多重竞争优势。因此，针对机械零件，系统性研究其设计工艺、加工精密度两项工作，具有重要意义。

关键词：机械;零件设计;加工工艺

引言

随着我国工业生产结构中越来越多的高精尖科学技术开始投入市场使用，机械制造行业在迎来机遇的同时，同样面临技术方面的高难度挑战，为了满足市场发展的要求，机械加工企业需要对自身机械加工工艺技术进行优化和完善，使加工制造出的零件符合工业生产精密度要求，避免机械加工过程中任何一个环节出现问题。

1零件加工精度的影响因素

1.1 外部影响因素

在实际机械加工过程中，零件受到的外部压力过大，产生自身结构和表面形变的问题比较常见，因此零件加工工艺要针对机械实际操作位置、零件内部结构、零件外部受力情况等相关基础因素，进行集中性的技术处理。影响零件加工精度的因素主要有两个：（1）机械进行加工和生产过程中，由于系统长期处于超负荷状态，自身基础运行强度相对较大，并且在机械实际生产和运行时，内部结构中的刀具和设备零件长时间处于高强度的压力负荷状态，导致机械进行生产操作时容易出现故障问题，导致生产位置出现严重偏移;（2）故障因素主要由于机械进行工艺加工流程时，各个零部件以及结构零件内部极易出现摩擦问题，系统内部受理情况出现相对的数据偏差。第二，在进行机械生产的过程中，除了要关注外部形变对零件加工精度的影响，还要关注热量形变问题。进行机械工艺技术加工时，热量形变问题是主要的影响因素之一，在零件加工过程中，其内部结构会由于温度急速上升，并且超出标准范围内的相关问题，而产生形变，同时零件加工过程中机械内部刀具温度过高等问题，会在一定程度上导致金属整体零件出现严重的外部形变，除此之外，零件之间的结构摩擦过热也会导致零件产生变形。

1.2 内部影响因素

在机械加工工艺和零件生产过程中，机械加工工艺自身的问题，也会对零件加工的精准度产生一定程度的约束。设备内部结构的影响因素产生的主要原因如下：首先，设备在质量检测标准以及生产项目的运行方面没有一套符合要求的标准，导致在实际系统生产过程中，机械本身存在着严重的数据误差。其次，机械加工企业在实际项目开展和管理过程中，技术人员并没有根据生产标准采取及时有效的措施，致使机械加工系统相对松散且不具备实际效用，最终造成机械加工技术在实际运转过程中，其结构精准度出现误差和问题。最后，机械工艺生产时间和周期较长，机械与设备内部结构极易出现磨损和破坏，并且在故障零部件的处理方面，相关的专业技术人员与项目管理人员缺少专业储备，没有进行及时的设备维护和管理，导致机械加工零件过程中，整体运转体系受到一定的条件限制。

2机械零件设计及加工工艺分析

2.1可靠性设计

针对机械零件开展的可靠性设计工作，设计项目分别包括零件结构、参数公差、零件结构规格、零件材料等。加强关键零件稳定性设计，提升关键零件的设计效果。相比传统机械设计方法，稳定性设计元素，以用户零件应用需求为基础，提升设计使用适用性，确定具有特征描述性的函数，提升平均值设计效果，尝试借助概率统计方式完成函数求解。与此同时，机械产品在设计其稳定性时，结构设计具有性能失效的潜在因素，以实际需求为基础完成可靠性设计，将会确定各设计参数各项不确定特征，以此保障可靠性设计的有效性。

2.2安全性设计

安全性设计，建立在经验法设计方法基础上，具有机械零件设计的普遍性。此种设计，借助经验完成结构设计，在多重设计方案中予以分析，由此确定具有适应性的设计方案。此种设计方法，对设计人员提出了较高的专业能力。与此同时，在经验法设计基础上，加强安全设计公式验证，以此保障机械零件应用的安全性，避免机械零件在生产中，出现意外情况，改善生产效果。

3机械零件加工工艺分析

3.1构建完善的加工系统

显然，在越来越高的机械加工质量要求下，有必要对机械加工工艺系统及设备进行更新和升级。目前我国部分企业过于看重短期利润，不愿意在机械加工系统方面投入更多的研发精力和资金，导致加工系统无法达到越来越高的加工精度要求。尤其是一些体积小、精度高、造型复杂的零件，采用传统的机械加工设备，是肯定无法达到加工要求的。所以，相关企业需要加强相关技术研究，投入更多资金升级设备，积极创新机械加工工艺，为提高零件加工精度打下可靠的基础。

3.2优化加工流程

任何零部件的加工之前，都涉及到零部件设计和加工流程设计两个关键环节，如果加工流程过长、涉及到的加工环节过多，会导致加工过程不可控因素过多，影响加工精度。为此，技术人员需要深入分析零件加工要求，基于对零件材料特性以及机械加工设备的全面了解，制定合适的加工流程。在保证满足加工要求的基础上，简化加工流程，这一方面可以提高零件加工精度，另一方面有助于缩短加工工期，提高企业效益。

3.3降低外力干扰

针对零件加工过程中可能受到的各类外力影响，要对加工过程进行全面的模拟，明确可能影响加工精度的各种外部因素，再进行针对性的处理。首先，在加工之前，需要对加工系统各个部件进行全面的检查，对安装过紧、过松的部件进行调整。其次，检查加工系统内部是否存在异物，做好日常的清理工作。然后，要检查加工系统内润滑剂是否充足，及时补充，避免系统运行润滑不足而出现摩擦力增大的问题。

3.4做好温度控制

机械加工中的温度因素对零件精度有较大的影响，为此，要做好机械加工过程的温度控制。首先，要做好加工系统的散热降温处理，定期检查散热装置是否正常运转，排除外部环境中影响散热的因素。在高温环境下，需要结合一些外部降温措施，确保机械加工设备的运行温度处于正常范围。其次，要做好设备运行速度的控制，通过温度监测系统，对加工过程中刀具、加工件本身的温度进行监控，一旦超过预警值，要及时做好调整。

3.5做好误差控制

在机械加工过程中，要严格确保加工系统各个部件安装到位，以及加工系统的各类参数设定正确。检查之后，再进行试加工观测，直到加工出来的零件达到精度要求，再投入正式生产。同时，要定期对机械加工系统进行维护保养，做好刀具磨损程度的监测，及时更换易损件，进一步降低加工几何误差。从长远来看，机械加工团队需要做好加工资料、数据的采集、整理和分析，基于大量數据进行几何误差分析，逐步将机械加工系统调试到更优状态。

4结束语

综上所述，相比常规性设计，稳定与安全性设计法，充分结合了机械零件的应用需求，使其参数具有可控性，保障设计方案的客观性。为此，相关设计人员应加强干扰条件获取能力，持续增强机械零部件设计有效性。与此同时，在设计完成时，在零部件加工程序中，应融合精密度设计思想，加强零部件设计品质，提升机械零部件的应用效能，使其在各项生产程序中发挥作用。

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