机械制造工艺中的合理化机械设计分析

吴冠军

摘要：机械制造工艺能够去实行机械的合理化设计，而机械设计是制造工艺的参考，这两者是互相联系、互相影响的。本篇文章是从这两者相互影响的角度出发的，从而分析了制造工艺的流程以及合理化进行机械设计的原则，并且还给出了关于机械制造工艺中合理化机械设计的重点。

关键词：机械制造工艺;合理化;机械设计

前言：在对机械进行设计的时候，需要从事设计的人员根据标准化的原则来对机械中的每一项工作来进行设计，与此同时也还要把机械的使用性能参考进去，最后再实行不同的方法来满足它的实际性应用需求。为了实现提升机械制造工艺整体的质量以及效率的目的，需要从两个方面来进行：第一，从精确度和加工工艺这两方面进行;第二，通过提升机械设计的合理化程度的方法间接的来简化其制造的工艺，从而达到目的。

一、机械制造工藝与机械设计两者之间的互相影响

其一，前者对后者有限制性的作用。在机械行业中经常使用的设计软件为GATIA，软件自身所蕴含的功能是非常强大的，它能够去描绘出各种类型的工件，而且在航空以及汽车制造等其它方面的领域都能够被广泛性的应用。虽然这个软件可以绘制出各种类型的工件，但是机械制造工艺并不具备把这些工件都给制作出来的能力，而这主要是因为：一方面，我国在这个行业中所使用的仪器以及设备本身的精密度较低，另一方面就是成本，部分企业在制造一些比较复杂的工件时需要的成本较高，这不符合一些企业“降本”的需要。因此在进行机械设计的时候，还应该把机械制造的能力也参考进去。了解了工件的加工方法，同时又是在机械制造的能力范围之内进行的，这样的设计才算是真正的可行。

其二，后者可以去简化前者的流程。在制造机械的过程中，我们会需要使用到各种类型的设备，并且其中的一些工序是需要人工才能够完成的。例如，为了给切削设备降温，我们需要用到切削液。另外，一个工件从开始设计到最后的加工完成的全部过程，需要耗费大量的人力、物力、财力，而且同时也还会对使用设备的可使用年限产生影响。但如果在前期，关于工件的设计如果是符合功能性的要求的，而且还可以做到结构简单，那么就可以大大的简化机械制造的工艺流程，从而达到提升效率的目的，并且还可以降低成本。

二、机械制造工艺的流程以及合理化机械设计的原则

机械制造工艺的流程主要是先按照机械设计的要求，把原有的材料去进行加工，最后做成成品，这一整个的流程中，既有机器方面的加工，还有人工方面的加工。另外在制造的过程中，有“零件装夹”这一步骤，主要是指要对其中的零件去进行位置的固定;在加工的过程中，有“定位”这一环节，指的是要把零件和工具两者之间的位置来进行确定，这是直接的决定了最后加工出来的成品精度，与最后成品工件的质量是直接联系的。

而合理化机械设计的原则体现在以下的两个方面：

第一，经济性原则。进行合理化的机械设计需要坚持经济性原则的原因是：1.在前期的设计中，为了能够满足工件的基本功能，基本情况都会有多种的设计方案，但是每种的方案都会对应着不同的加工方式，因此所对应产生的费用也是不一样的;2.由于每种方案对材料的用量、性能要求是不一样的，而这也在最后会反应到成本方面上来。因此在进行机械设计的时候，也需要把工件所产生的费用考虑进来。

第二，整体性原则。在进行合理化的机械设计时，我们需要坚持整体性的原则。比如说在选择方案的时候，我们要根据加工的方式来进行。工件在被制造的过程里，会经过有多种的工序，因此在进行机械设计的时候也要把工序的顺序考虑在内。另外，我们也需要把不同部位的加工方法也考虑在内，避免后一个会对前一个的结果产生不利的影响。与此同时，我们也要去考虑不同种类的加工程序所产生出来的成本，例如冲压件边上的毛刺，既可以采用机加方式，也可以采用翻边的方式来处理，但是前者与后者相比是不利于“降本”的。

三、机械制造工艺中合理化机械设计的重点

（1）要做到控制误差

在机械制造工艺中，影响最后生产出来产品的质量的一个重要因素就是误差。由于我们国内所用于进行机械加工的仪器精密度低，因此最终成品的合格率可能不会与预期中的效果相一致。基于此现象，设计人员在进行设计的时候，就需要把影响仪器精密度的所有因素都考虑在内，例如环境的温度、所用材料本身的性能等等。另外设计人员在进行设计的时候需要结合着工艺的水平，利用分差法或者是补偿法来进行计算，其次在制造工艺中也需要把设备的参数进行一个严格的控制，最后就是要尽量的把设计简化，不要过于复杂，否则就会多一些没有必要的步骤，从而使得偏差增大。

（2）要做到控制外观质量

最终成品的外观质量也是属于质量控制中的一个重点，外观质量主要是与粗糙度有关系的。在进行加工的时候，如果使用片角小的道具，就可以使粗糙度降低，另外把切削的速度降低或者是增加切削液的使用量也可以使得表面的粗糙度降低。但由于外观粗糙所形成的质量问题是不能够被避免的，所以在进行设计的时候也需要把握好工件的功能，确认好对功能的影响程度，从而给出一个较为合理的表面粗糙度值。

（3）要做到低碳环保

在对成品进行加工的时候，会大量的消耗电力、原材料等等，而且也会产生噪音，并且在高温的状态下切削液也会被蒸发，这些都会使得资源被浪费，而且还有关于噪音和空气的污染。在当下一个“低碳环保”的新兴理念下，设计的人员需要做到用合理的设计来减少加工过程中所发生的能源消耗现象以及各种类型情况的污染等。因此设计人员就需要做到用最简单的方法来进行设计，做到减少非必要的设计部分，降低加工难度、成本等，而且一些不必要的设计也可以在一定的程度上减少误差，对提升产品合格率也会有帮助。

结束语：

总的来说，进行机械设计的人员在前期进行设计的时候不仅需要依据标准化的准则，还需要把制造工艺的流程考虑在内，而且还要考虑加工的方式，这样就是用一种整体性的思维来考量设计的合理性的。一旦合理性得到提升，那么在制作的过程中所遇到的困难度也会降低，最后成品的合格率也会得到提升。因此，设计人员需要做到去充实自己在机械制造工艺方面的理论知识，深入性的了解制造工艺里的实际性情况，通过这些来使自己的设计水平得到提升，从而能够降低最终制造工艺的难度。

参考文献

[1]刘正航.基于机械制造工艺的合理化机械设计思考[J].黑龙江科技信息，2017（2）：128.

[2]张浩然.机械制造工艺与合理化机械设计探讨[J].黑龙江科学，2018，9（9）：50-51.