机械制造工艺中的合理化机械设计分析

谌小婷

摘要： 现如今，我国的机械制造业步入了快速发展期，尤其在制造工艺方面朝着更加优质高效、科学合理的方向发展，极大地提高了产品质量和生产效益。为了进一步推动我国机械制造业的健康发展，本文首先阐述了机械制造工艺，之后探讨了机械制造设计的重要性及其设计流程，最后针对机械制造工艺中的合理化机械设计进行了相关探究，希望所提出的想法与建议能够为机械制造业的整体发展做出积极贡献。

Abstract： Nowadays， China's machinery manufacturing industry has entered a period of rapid development， especially in terms of manufacturing technology， which is developing in a more high-quality， efficient， scientific and reasonable direction， which greatly improves product quality and production efficiency. In order to further promote the healthy development of China′s machinery manufacturing industry， this article first explains the machinery manufacturing process， then discusses the importance of machinery manufacturing design and its design process， and finally conducts related investigations on the rationalized mechanical design in the machinery manufacturing process. The ideas and suggestions put forward can make a positive contribution to the overall development of the machinery manufacturing industry.

關键词： 机械制造工艺;合理化;机械设计

Key words： mechanical manufacturing process;rationalization;mechanical design

中图分类号：TH122                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）18-0196-02

0  引言

近几年来，我国的机械制造业受到经济发展与科技进步的双向促动，在机械制造工艺方面呈现出日新月异的变化，机械制造工艺设计也得到了极大的优化与改进，从根本上促进机械制造水平和企业产能的全面提升。在今后的发展中，有必要针对合理化机械设计进行持续不断的探索与分析，确保每一道生产工艺都能够得到科学合理把控，更快、更好的推动我国机械制造业的健康发展。

1  机械制造工艺概述

1.1 概念  机械制造工艺是指在生产加工机械零部件时，所运用的各种方法和技术手段，一套机械制造工艺由多道工序所组织。以切削加工工艺为例，主要包括去皮加工、后续加工、制定各道工序加工余量、各道工序装夹及定位、选定各道工序所需设备或工具、确定切削液种类及用量等众多环节。

1.2 特点  在机械加工制造的过程中，机械制造工艺呈现出以下特点：第一，重要性。在机械制造之前，需要结合实际制造需求和机械设备的生产性能设计出一套科学合理的制造工艺，为后续制造过程提供全程指导，确保生产人员明确本工位的操作要领、质量标准、所需时长以及相关注意事项，从而优质高效的完成机械制造工作。由于看来，机械制造工艺对于机械制造水平具有至关重要的影响[1];第二，关联性。可以说机械制造工艺越合理，机械制造水平越高，人力成本、管理成本和生产成本越容易得到有效控制，而且机械加工产品的质量越高。所以说，机械制造工艺与企业核心产能、经济效益和综合实力之间均存在较强的关联性，值得机械制造企业给予高度关注。

2  机械制造工艺设计

基于机械制造工艺的重要性，在进行机械制造工艺设计时，要秉持较高的全局意识、质量意识和成本意识对工艺设计方案进行综合考虑。在确保每一道工序精准度的基础上，提高工艺设计的科学合理性与高效性，为产品加工质量和企业生产效益提供保障，推动机械制造企业稳定的可持续发展。以下是机械制造工艺设计的主要环节及相关要求：

2.1 程序设计  在程序设计环节，设计人员要全面了解和掌握生产设备加工性能、运行参数、产品质量要求、原材料性质等重要信息。在此基础上，明确机械制造过程中的全部流程与工序，并且针对各项程序的内容及要求做出明确规定，确保生产人员按照程序要求在生产线上将原材料成功转化成产品。在实际设计的过程中，需要设计人员站在全局的高度上，做好统筹规划工作，确保程序设计的完整性、实用性与可操作性。另外，在程序设计的过程中，设计人员还要结合产品类型、质量要求等参数信息，对产品制造工艺进行优化，确保机械制造工艺的科学合理性。

2.2 零件装夹  零件装夹是串联各道工序的關键环节。因此，设计人员在机械制造工艺设计中，需要明确零件在机床上的准确位置，以便于固定毛坯材料。因此，零件装夹设计在很大程度上决定着机床制造加工流程的流畅性与连贯性。当毛坯夹紧固定之后，还可以通过工艺设计向毛坯施加一些外力，达到进一步提高制造工艺质量的目的，确保产品实际加工质量符合生产要求。

2.3 产品定位  在机械制造工艺设计中，存在多种产品定位方式。设计人员要结合产品生产要求及其性质，在多种产品定位方式当中进行合理选择，为机械产品的整体质量提供必要保障。另外，工艺设计人员还需要根据定位标准及相关理论知识，确定最为科学合理的产品定位，确保产品定位符合相关标准及技术要求，赋予产品定位较强的精准性[2]。

2.4 加工精度  在机械制造工艺设计中，加工精度不仅直接关系到产品质量性能与使用效果，还与产品合格率、生产加工成本、原料损耗等方面密切相关。因此，在设计机械制造工艺时，设计人员必须针对加工精度进行周全细致的考虑，确保产品的尺寸规格、外观形状及切割效果完全符合其加工要求。例如在加工汽车零部件时，必须针对锻坯温度进行严格控制，将正火温度控制在合理的范围之内[3]。只有这样，才能确保汽车零部件的硬度符合其使用需求。另外，还需要根据该汽车零部件的硬度等级要求，采用适合的切削加工工艺，确保汽车整体性能符合要求。

3  机械制造工艺中的合理化机械设计思路

3.1 提高产品精确度  在机械加工制造过程及产品质量同时受到多种因素的影响，导致机械制造过程或者产品精确度存在一定的偏差，由此产生很多不合格产品。因此，为了全面提高机械制造工艺设计的合理性，必须采用有效措施控制偏差，最大限度提高加工精度以及成品的精确度。在实际设计的过程中，技术人员可以使用精密度较高的测绘工具进行精细化测量，或者针对机械生产设备的运行情况、使用性能进行检测，找到引发偏差的根本原因。在此基础上，有针对性的提出问题解决方案，力争将产品偏差值降至最低，使机械产品的加工精确度获得全面提升[4]。

3.2 重视机械零部件表面加工工艺  伴随着机械化产品质量要求的整体提升，在加工机械零部件的过程中，必须针对零部件表面加工工艺给予高度重视。例如采取科学有效的技术手段提高零部件的表面光滑度，提高切割表面的平整度等等。因为机械零部件表面是否光滑、平整，直接关系到机械零部件日后使用过程中的性能质量及使用寿命。因此，在机械制造工艺合理化设计的过程中，设计人员要优先针对零部件表面光滑度的影响因素进行全面分析。在此基础上，针对各种影响因素的控制措施与防范手机进行探究这，最终制订出一套科学合理的机制制造工艺，使零部件表面光滑度、平整度获得全面提高。例如，针对加工过程中所使用的刀具进行合理选择，比如副偏角较小、切割面锋利、圆弧半径较大的刀具，都可以直接降低零部件表面的粗糙程度。另外，还可以根据零部件的实际用途、使用环境选择修光刃或者精车刀进行生产加工，确保产品表面的平整度符合生产要求。另外，在制造工艺合理化设计中，还需要针对刀具的切削速度、刀面磨损情况和切削用量进行合理控制[5]。只有这样，才能达到提高零部件表面光滑平整度的目的。在实际设计的过程中，设计人员要参照切削条件制订科学合理的切削工艺，为机械产品质量提供关键性保障。

3.3 提高机械制造工艺设计的合理化  在机械制造工艺设计环节当中，设计人员提高自身的质量意识与成本意识，本着先进科学的设计理念对机械制造工艺设计内涵更加深刻的认知，最终制订出一套科学完善的工艺流程提供必要条件。在实际设计的过程中，设计人员首先要全面了解和掌握零部件的规格尺寸、几何形状、用途、使用环境等相关重要信息。之后，依据实际生产需求对机械制造工艺流程进行的优化设计，保证设计方案的科学合理性与实用价值。当设计方案初步形成后，质量管理、生产等相关部门负责人要针对方案进行多方会审，找到其中的不合理之处，或者可以进一步优化的环节，使设计方案达到尽善尽美的效果。通过合理化设计，不仅可以为机械产品加工质量和生产过程提供前期保障，还可以大幅减少不合格产品的数量，提高机械制造设备的运行效率和生产能力，从而使生产成本得到有效控制，促进企业经济效益的提升。另外，在开展机械制造工艺合理化设计时，除了确保机械零部件规格尺寸、精确度符合设计要求以外，还要考虑如何使用最少的原料、利用最短的加工时长完成零部件生产，从而实现资源的高效合理利用，进一步降低生产成本[6]。一旦合理化设计方案最终定稿之后，在机械机制加工的过程中，不论是设计人员还是生产人员，均不得私自对其进行改动。管理人员必须严格按照设计标准及相关要求对生产加工过程进行精细化、动态化管理。如果确实有必要更改设计流程，则需要技术人员、生产部门负责人与设计人员一同进行讨论，确认更改方案的必要性与可行性，确保更新之后的工艺流程可以更好的服务于产品质量及生产加工需求。

3.4 融入绿色设计理念  当前社会，绿色环保理念已经渗透到各行各业当中，尤其对于机械制造这一行业而言，在其生产加工各类零部件时，需要应用到大量金属以及能源。这就决定了在机械制造工艺合理化设计中，更有必要融入绿色设计理念，赋予设计方案和生产加工过程较强的节能环保价值。在推动机械制造行业健康发展的同时，为环保事业做出积极贡献。对此，设计人员要考虑如何降低生产加工过程对生态环境所造成的污染，在不影响产品质量的基础上，考虑如何降低原材料使用量，是否能够使用可再生能源、清洁能源、可降解材料替代原有生产工艺中的不可再生能源，达到节能降耗的目的。还要考虑如何提高机械设备运行效率，降低电能消耗，同时环保事业、经济效益和机械制造行业发展做出积极贡献。

4  把握机械制造业发展趋势

现如今，我国的社会经济水平和科学技术水平均步入了快速发展阶段，促使机械制造设艺计逐渐挣脱了人工操作的局限与束缚，在机械制造的过程中，注入了越来越高的科技含量。在先进科技的推动之下，同时实现了自动化机械制造工艺设计与生产加工，极大的提高了机械制造加工的整体效率与产能。在机械制造行业的未来发展中，将朝着更加智能化、自动化、可视化、集成化的方向发展。与此同时，通过众多先进科学技术的有效应用，为机械制造工艺设计人员开展合理化设计提供更多种选择，以及更大的发挥空间。因此，作为一名当代机械制造工艺设计人员，要充分把握住这一行业的总体发展趋势，积极主动的学习各种新知识、新工艺与新理念，构思出更加合理化、个性化、科学化的机械制造工艺设计方案。

5  结语

伴随着我国机械制造行业的快速发展，不仅凸显出机械制造工艺的重要价值，更显现出机械制造工艺合理化设计的必要性与重要性。对此，机械制造企业必然对这项工作给予高度重视，致力于培养出一批高素质、高水平、极具责任意识与优化意识的技术人才，针对企业原有的工艺流程进行持续不断的优化，最大限制提高生产工艺的科学合理性。全面推动机械制造企业和整个行业的可持续发展。

参考文献：

[1]杨艳.节能设计理念在机械制造及自动化应用中的渗透研究[J].内燃机与配件，2021（05）：160-161.

[2]连煜.探索机械制造加工工艺合理化的机械设计制造[J].河北农机，2021（03）：61-62.

[3]刘静.机械制造工艺中的合理化机械设计分析[J].现代制造技术与装备，2021，57（02）：164-165.

[4]李磊磊.探究机械制造工艺的合理化机械设计[J].设备管理与维修，2020（22）：105-106.

[5]杨军.基于机械制造加工工艺合理化的机械设计制造分析[J].内燃机与配件，2020（16）：108-109.

[6]乔蒙.浅谈机械制造工艺中的合理化机械设计[J].科技经济导刊，2020，28（21）：40-41.