机械设计类型及加工优化路径探析

胡胜伟

摘 要：不同于其他产品，机械产品的设计和加工对机械产品的使用寿命有巨大的影响。在机械产品的制造加工过程中有许多的影响因素，因此机械企业在机械设计的类型方面要进行详细的分析，在这个基础上进行产品设计和加工。对过程中出现的问题要有针对性的改进策略，这样才能够提升机械制作加工的水平。

关键词：机械设计;加工优化;策略

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0075-02

0 引言

随着我国发展建设步伐加快，企业之间的竞争也越来越激烈，一些机械制造企业在产品的质量方面加大了重视力度，重视核心技术的开发和学习。但实际操作的过程中仍然存在着一定的问题，需要更加科学地管理和提高效率。在机械的设计过程和加工过程中，是否能够及时发现问题并且解决问题是提高产品质量的关键所在。

1 机械设计的类型

机械设计是以使用功能为目标，针对机械的运行原理以及结构等方面进行分析计算并且将这个过程转化成具体制造工艺的过程。机械设计类型工分为三种：

1.1 开发型

开发型即原创型，通过全新的模式设计来代替旧的物理模式，即让机械的工作原理从根本上发生变化。在设计的过程中往往会引进全新的技术或者材料，对设计人员的构思有一定的要求，开发型的设计能够改变机械品质。其工作原理在于主体的结构发生改变并且能实现预期的功能。这几项条件中任何一样是原创的都可以称为开发型的设计方案。开发型的设计过程较为复杂，主要是创新性比较强，设计过程较长，耗时和投资同样也呈正比增加。

1.2 适应型

这类设计时在总方案的基本原理保持不变的情况下，对产品进行一定范围的修改。或者利用一些技术来代替原本的机械结构。为产品的质量和性能增加一些附加的价值。适应型的设计方案有一定的创新性但并不完全脱离工作原理，是能够将开发设计和变形设计巧妙融合在一起的一种设计类型，灵活性较高。相比原创型的设计而言，适应型的设计更加简单，耗时和投资都不高是它的优点之一。

1.3 变更型

变更型设计通常是对结构的配置和尺寸进行一定的改变，这种设计类型并不需要破坏基础原理和机构特征，而是通过修改一些参数达到局部结构的调整。是一种较为快速的设计类型。其优点是修改质量高，成本较低，能够满足市场的迅速更新，也是目前市场上最常见的一种设计类型。

2 设计与加工中存在的问题

2.1 性价比方面

任何的消费者在购买机械产品的时候通常都要先考虑性价比。一方面是根据个人需求来购买，另一方面也希望产品价格能够划算。社会发展迅速，人们对机械产品的需求量增加，机械类的企业之间的竞争越来越激烈。许多因素能够导致消费者在购买机械类产品的时候着重考虑性价比的问题。企业在进行机械生产的时候，既要保障产品的性能，又要考虑设计加工等相关成本，这就容易直接影响到机械的性能质量。由于设计加工方案不能够满足实际的要求，加工方面存在着一定的误差，变相增加了机械设计与加工的成本，两方叠加，直接导致产品的性价比无法满足市场的需求。企业要进行设计和加工方面的成本调节，顺应市场发展的规律，就必须要改进技术并且更加完善制作流程，才能够让性价比更加合理化[1]。

2.2 质量方面

企业之间存在着竞争，消费者又追求性价比，导致许多企业在生产的过程中存在着压低成本甚至偷工减料的情况发生。直接导致产品质量不过关，机械零件严重耗损和浪费，机械产品的使用寿命受到影响的同时也容易产生故障，严重的甚至会造成事故。产品质量是机械产品最基本的要求，任何企业想要长期的发展下去势必要重視产品质量。在这个基础上创新研发加工技术，对设计和加工进行更加科学化的管理，并且逐渐完善，在成本和性价比之间达到平衡[2]。

2.3 精度方面

机械产品的重要指标就是精度，精度能够证明机械产品在生产的过程中是否存在这误差。产品精度低代表着产品的质量并不过关。任何一种机械产品都有一定的精度标准。精度越高证明产品性能越好。许多企业对于产品的精度都有较为明确的要求标准，这就需要企业在机械生产的过程中对工艺流程进行更加高质量的完善，提高产品的精度。这也是企业能够长久发展的关键所在[3]。

2.4 竞争力方面

近几年我国机械设计和加工行业的发展趋势如同雨后春笋，市场竞争也因此而愈演愈烈。是否能够在市场竞争中占有一席之地，这不仅仅是产品是否能够大批量销售，更影响到企业的生死存亡。因此机械企业在产品的设计以及制作加工方面不仅要关注成本的投入，也要考虑到产品的总体质量问题。例如材料方面、工艺技术方面、人力资源方面等，这些都是能够影响到企业发展的重要因素。

3 设计与加工的优化策略

3.1 优选材料

机械产品的原材料是否合适将直接影响到机械产品的整体质量。因此在设计和加工的时候，首先要考虑的是零部件的整体性能以及加工的流程，原材料的选择就成为整个工序的重中之重。在选择材料的时候不仅要考虑强度、稳定程度和耐磨程度。在选择原材料的时候首先要考虑其物理性状是否合用，然后在考虑能否满足加工工艺方面的需求，同时也要考虑原材料成本，最后采取性价比较高的材料作为原材料使用[4]。

3.2 优化工艺

机械企业是否能够在市场站稳脚跟，设计与加工的工艺有着非常重要的作用。企业必须随时对加工工艺进行优化，并且不断地提高自身产品的设计与加工水平，具备一定的规范化和标准化，才能够批量化进行生产，替身自身的竞争力。机械设计加工方面更加重视机械产品的整体质量。同时也要严格地控制成本，严格根据设计图纸的规范来进行生产加工。要采用更为统一更为优化的加工流程，这样才能够保障机械产品的质量。对于原材料的消耗量和零部件的质量有具体的把控程序，有效降低生产成本增加企业利润[5]。

3.3 优化控制

在机械产品进行加工的过程中，必须要根据原材料的具体性状和性质来进行切削。要充分考虑原材料的软硬程度和粗糙程度，从各方面设置切削参数。在加工的过程中要针对加工切削进行全方面的考虑。通过加强对切削的速度和深度的控制来提高零部件的质量。在切削的过程中，温度会对零部件产生一定的影响，同时也会影响到零部件表面的金属性质。因此在切削的过程中必须要尽量采取缩短走刀路线的做法，这样能够保障机械产品精度的情况下还能够不影响表面的粗糙程度。

3.4 优选润滑

进行零部件加工的时候无论切削、研磨还是冲压环节中都离不开润滑和冷却液的使用。在机械零部件的加工过程中需要选择更加适合的润滑冷却液。这样能够延长零部件的使用寿命并且保障零部件的表面光滑度和精度。适合的润滑冷却液能够保障零部件表面的碎屑能够及时清理干净，让零部件的温度保障正常，同时降低零部件与车床的摩擦，将磨损降到最低。最为常见的润滑冷却液分为水溶性和油性两种。水溶性一般应用在高速切削环节，油性则应用在低速切削环节。

3.5 提升技术

在机械的设计和加工的过程中，最为重要的是技术人员的专业水平和实际操作能力。在数控机床开机后，技术人员不仅要对加工程序进行检查，同时也要进行人工上刃，人工对刃等工作。普通的机床进行运行时，技术人员要严格控制机床的转速，刀刃的切削方向能也同样是非常重要的工序。操作能力的高低对零部件的加工质量和表面精度有着非常很重要的影响。企业要更加重视对技术人员专业能力和操作能力的培养。人力资源管理方面要更加注重技术人员是否持证上岗，要定期对技术人员进行技能方面的培训和考核，严格控制技术人员的操作失误，减少加工方面的质量问题。

4 加强加工设备的管理和维修

企业需要高度重视机械加工设备的检查和维修，这样才能够保障机械加工的安全运行。定期对机械加工设备进行检查能够及时发现故障的存在隐患，避免设备在加工运行的过程中发生不必要的事故，通过检查能够积累一定的设备维修治疗，便于以后对设备进行维修和整改。加强设备管理人员和操作人员的技术水平，在出现问题的时候能够及时发现问题关键所在并且采取相应的措施。要严格按照规范来对机械加工设备进行维修，实行轮班作业时需要交接好设备内容，对于全新的大型机械加工设备应当先进行试运行，并且熟练掌握机械加工设备的操作内容。这样能够延长设备的使用年限，避免不必要的磨损，减少企业资金成本消耗。对于设备的使用环境要加强管理[6]。

更加了解机械加工设备的结构和操作规范，这样才能够保障机械加工设备能够安全正常的运行。在运行的过程中出现故障时，必须要立刻停止运行并进行故障排查，明确故障问题之后进行维修措施的实施。这样能够避免造成生产事故，在设备缺乏维修条件的时候不要擅自进行维修，要严格按照规范使用专用的工具进行拆装维修。根据企业的实际生产情况来对机械加工设备进行定期的维修和故障排查。预防机械加工设备因为存放或者生产而产生的安全隐患[7]。要加强对机械加工设备的使用规范管理。將责任落实到个人头上，并且由生产科来对机械加工设备的使用进行技术操作上的指导和具体监督。由车间主任来对机械加工设备的管理和使用进行分配。操作人员必须要持证上岗并且具有一定的操作经验，熟悉设备的具体结构和性能，并且能对设备进行保养维修。操作的过程中要严格按照操作规范来进行工作，严禁超负荷运转。定期检修并且填写设备工作记录，由专门的管理人员进行记录和及时归档。

5 结语

综上所述，随着我国经济建设的发展迅速，机械化工业必须要推陈出新才能够满足社会对工业化生产的基本需求。在机械产品进行设计和加工的时候各种问题层出不穷，无论是加工的性价比还是精度的确保都是影响机械加工的重要因素。因此，机械企业应当结合企业的实际情况对原材料和加工工艺方面随时进行调整和革新，各生产部门互相配合，这样才能够解决问题，促进机械设计和加工行业的进一步发展。

参考文献

[1] 冯仁专.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].工业设计，2017（4）：178.

[2] 刘晓荣.机械设计加工中常见问题及优化措施研究[J].南方农机，2018（16）：45.

[3] 蔡燕华，韩杰.机械设计加工中应注意的几个问题[J].硅谷，2014（2）：71.

[4] 于兴芝.常用机械零件材料的选择[J].科技资讯，2007（12）：72-73.

[5] 刘程.关于机械加工中表面质量控制的研究[J].科技促进发展，2010（4）：106.

[6] 田侠.机械设计加工中应注意的问题分析[J].山东工业技术，2015（13）：261.

[7] 张方东.机械设计与加工中存在的问题研究[J].内燃机与配件，2016（11）：43-44.