机械制造工艺设计合理化探析

肖传军，纪春波

（西京学院 机械工程学院，陕西 西安710123）

随着机械工业的发展，社会对机械制造工艺和机械设计的要求逐渐提升，为满足社会的需求，机械制造工艺和机械设计工艺需要得到合理的创新，从而提升机械制造的水平。在具体的设计工作中，设计师首先需要考虑工业发展的需求，其次需要重视科学技术的运用，执行严苛的生产标准和制作流程，采取创新性的措施优化工艺流程，总体提高机械制造工艺的水平，提高机械制造产品的质量。满足我国工业化发展的需求，推动机械生产企业的可持续发展。

1 机械制造工艺的概念

1.1 机械制造工艺的内涵

机械制造工艺是指按照一定的设计要求和工艺施工标准，开展机械设计和产品加工，通过相应的技术措施完成加工制造。机械设计是机械制造和机械加工的前提条件，结合现代社会对机械的具体要求（使用要求和加工需求），有效分析机械结构和机械性能，合理地组合和安排零部件。无论是机械制造工艺还是机械设计，都是机械工业发展的必备条件。目前，我国工业化水平持续提升，工业的发展对机械的要求越来越高，现代机械需要简化操作流程，提高操作效率，融入绿色环保理念。因此，面对多元化的工业需求，需要从多角度合理优化机械设计的方法[1]。

1.2 机械设计的特征

机械设计是机械工业生产的重要手段，其设计和加工制造过程都有自身显著的特点。首先，机械设计离不开先进科技手段的运用，现代人工智能和高科技技术的发展使机械设计拥有全新的理念。设计人员可以在先进技术和先进设计理念的指导下，提高机械设计的水平，保证整个机械产品的质量。其次，机械设计与机械的制造生产工艺相辅相成，机械设计是辅助制造工艺发展的关键，同时制造工业的发展也会验证机械设计的合理性。为满足机械产品生产加工的需求，就需要专注于机械设计，通过合理化的设计手法促进机械设备的质量，更好地满足现代工业和社会的需求。

1.3 机械制造工艺的主要程序

机械制造是指将原材料通过加工的方式制作成某类合格的机械产品，一般机械制造工艺主要分为四个步骤：第一个步骤是制作程序和技术程序；第二个步骤是定位程序；第三个步骤是零件装夹；第四个步骤是加工的精度控制。分别来说，制作程序和技术程序是机械制造工艺的起始阶段，是机械制作过程中两个最基本的步骤。制作程序主要是指由原材料加工成半成品的过程，而技术程序则是指在半成品的基础上进行进一步的加工制作。零件的定位对机械产品的质量有着非常重要的意义，在生产过程中，由于机械种类的不同、实际生产环境的不同、社会需求的不同，机械的零件定位标准也不一样。但无论如何，定位需要结合具体的要求进行施工。零件装夹是指在零件生产之前按照规定的标准将零件固定在具体的位置上，保证零件的精准程度。一般来说，零件装夹主要有三种形式，分别为夹具装夹、直接找正和划线找正。加工的精度是确保机械制造质量的关键环节，其对机械制造工艺的影响非常大，加工精度控制可以保证整个机械制造工艺的精准度。其需要对零部件的形状、大小、位置以及材质进行适当的控制，结合具体的标准和具体的加工形式，保证整个机械制造工艺的质量。

2 机械设计过程中的注意事项

2.1 保证与机械制造工艺的贴合

在机械设计的过程中，其设计质量的好坏取决于制造工艺的质量，因此相关零件的设计必须按照规定的生产工艺标准进行，不能有任何的变动。如果确实需要进行变动，则需要与机械制造工艺人员进行密切的沟通，通过多次的沟通和尝试，完善整个机械设计图纸。也就是说，机械设计图纸需要具有可操作性、合理性的特点，设计人员需要贴合机械制造工艺，根据实际的机械制造工艺设置相对合理的构造，避免设计图纸过难，工艺水平达不到设计要求；也要避免设计图纸过于简单，不符合实际生产需要。设计人员也要与机械制造人员保持密切的沟通，有效率地对整个设计图纸进行调整和改造[2]。

2.2 方案的设计与规划

在整个方案的设计过程中，机械设计人员必须对机械设计的具体要求展开全面了解，根据机械生产厂商、机械使用人员等各方面的要求对设计图纸进行改进和完善，有效规划具体的设计方案。在整个机械制造工艺过程中监督每一个环节，使每一个程序细致化、规范化，保证理论和实践的统一。通过良好的规划，提高整个设计方案的科学性和合理性。在机械设计的过程中，需要重视具体的施工步骤，根据设计图纸做好全面的规划，提高加工的精度和准度。设计人员在进行设计工作之前需要做好相关准备工作，依据方案的设计和方案的规划明确零部件的尺寸和规格等，严格制定相关的制造和生产流程，对各类产品进行积极地预测和调试，保证产品的生产质量可以达到相关要求，实现方案设计和规划的最终目的。

2.3 安装调试工作的合理性

安装调试工作是整个机械制造工艺的最后一个环节，也是保证整个机械产品质量的最终关卡。因此，需要对加工调试工作予以足够的重视，安装调试工作的科学性会对机械制造工艺产生重要的影响，因此在整个安装调试的过程中，要严格遵循技术要求和规范，检查产品的质量，检查产品零部件是否符合技术要求。如若中间某一技术出现问题，必须严格按照相关的技术规范进行处理，认真观察设备在安装和调试过程中出现的问题，按照实际的生产情况和使用环境对机械产品进行检测，查看其质量是否满足现实的生产需求[3]。

3 机械制造工艺合理化设计的重要性

随着我国经济和社会的发展，在城市化建设中会频繁地使用各种机械设备，机械制造工程已经成为我国城市化发展的支柱。现有的机械工程行业依赖于机械设备的制造，机械制造工艺是保证机械制造行业飞速发展的关键，是维护机械制造行业经济效益的关键因素。制造行业作为机械工程的重要组成部分，可以极大地推动我国城市化的建设，有效推动人类工程的进步。机械制造工艺的合理化设计可以调动有关机械设备生产制造的资源，通过合理配置和优化资源，优化生产工序和生产进程，结合机械制造的特征，满足人们对施工发展的需求。在机械制造过程中进行合理化的机械设计，还影响着人们的日常工作学习和生活。因此，机械制造工艺的合理化设计非常重要。在整个机械制造生产期间需要做好管理工作，明确相关工艺技术的要求，制定完善的工艺管理方案和施工管理程序。还可以在设计过程中融入国内外先进的技术，通过借鉴国内外先进的设计方案，总体提升设计的科学性，提高设计工作的成效。遵循相关原则，提升机械设计和制造工艺的质量。设计人员在设计过程中需要重视各方面的要点和难点，发现在机械设计过程中存在的相关问题，并积极采取有效措施进行控制和处理，优化机械的制造和运行体系，使其可以全面应用于机械生产活动之中。机械产品的性能可以促进机械行业的发展，因此相关机械设计方式需要有所创新，设计者应在现有的机械设计和制造基础上，结合社会新的发展需求和新的发展特征，运用自己的专业知识全面展开设计，总体提升设计图纸的实用性，增加零部件与产品的销售价值。将先进的工艺和技术紧密地结合于一体，运用智能化设计技术总体提升产品的设计效能，提高整个设计工作的科学性，既改变传统设计的方式方法，也能为机械行业的可持续发展提供动能。

4 基于机械制造工艺的合理化设计措施

4.1 有效提高加工精度

机械的设计与最终的机械制造工艺会存在一定差异，为缩小设计与最终制造出的成品之间的差异，需要对技术和加工过程进行具体地分析，结合机械制造工艺的流程规范，增强机械设计的合理性。首先可以提高机械设计的总体水平，不同的机械制造标准各不相同，对加工精度的要求也不同，因此在设计过程中需要切实调整加工的精度，根据具体的加工原则和加工标准调整施工方案中的精度要求，保证整个设计既能符合施工的需求，也能符合机械制造工艺的要求。如果设计和实际生产的标准差异过大，会出现各种各样的危险因素，引发不同种类的事故。不仅会影响机械制造的进度，还会威胁人身安全。在对产品进行制造和策划的过程中需要尽量减少误差，想要使误差缩到最小，还需要提高加工工艺精度。目前，一些大型的机械设备在加工精度方面存在不足，内部应力和刀具磨损情况严重，为有效满足机械设计的加工精度，设计人员需要对零部件产品进行精度考核，确保零部件达到产品质量的标准，达到客户对产品的需求。通过提高零部件的精度，总体提升整个制造工艺的加工精度。设计人员需要对零部件产品的测量工具进行优化，通过优化工具来提高产品的测量精度，完善零部件加工工艺的基础上提高整个机械产品的精度。选择合适的测试工具来测试零部件产品，在机械化制作过程中，机械的加工精度会受到多种因素的干扰，例如加工工具的干扰、加工人员工艺的干扰，为保证加工精度，需要对加工工具进行优化更新，同时运用科学合理的措施提高加工人员的工艺水准，完善零部件产品与主体之间的契合度。另外，零部件产品在机械制造过程中容易产生各种各样的误差，例如产品的切削环节以及形变方式等都会影响加工精度，可以通过针对性的控制方法进行科学合理的机械设计。

4.2 完善设计方案，保证零件的表面质量

为有效保证零件表面的平滑，提高零部件产品的质量和性能，设计者要不断完善设计方案，通过对机械设备的使用寿命和安全性进行综合的考量，总体提高零部件加工的要求，严格监督零部件加工的过程。选用恰当的工具，例如偏角较小、刀尖圆弧半径较大的刀具进行零部件加工，结合具体的产品需求和零件特性有针对性地选择刀具，合理控制切削速度。根据零部件设计的标准保证表面的质量，还可以使用高效切削液，始终保证零件生产环境的安全性、科学性。机械加工表面与机械的材料、机械的质量有非常大的关系，综合提高机械设计的合理化，就必须提高产品的表面质量，在制造过程中控制形变因素，减少产品表面存在的质量问题。

4.3 强化绿色制造技术

针对目前国内外机械设计的发展方向，绿色制造技术已经成为机械制造工艺的主要发展方向，因此为有效确保机械制造工艺的合理化，提高机械设计的合理性和科学性，就需要提高机械设计的绿色制造工艺理念，将绿色、环保、低碳的发展理念融入机械制造工艺和机械设计之中，对传统设计方案进行综合提升。将绿色环保观念渗透于机械制造的每一个环节之中，在保证环保的同时提高企业的经济效益和可持续发展能力，通过绿色环保和经济效益的有机结合，达到机械设计的合理化、科学化。企业在进行设计的过程中坚持科学发展观，与绿色环保原则相结合，在产品生产和加工过程中强调绿色设计，优化利用各种机械制造材料，避免原材料的浪费和闲置。同时，提高绿色环保材料的应用范围，采用可降解材料或者无污染的材料，有效提高产品的环保性能。在运用设计理念进行机械制造的过程中，工艺也需要得到一定的优化和提升，通过在设计工艺中加入一定的绿色设计理念，综合提高机械加工制造的社会效益，实现对机械制造周边环境的保护。运用系统化的设计理念，突出机械加工制造的环保性能，促进机械加工制造工艺的发展与进步，总体提高机械设计的成功率。

4.4 增强设计标准化水平

通过增强设计标准化水平，还可以降低机械加工的成本，提高机械加工的经济效益。设计人员需要重视零件的标准化设计水平，以高标准、严要求更好地指导机械加工制造，总体提升机械设计的竞争力。机械加工和制造企业需要对机械模具的记忆性能进行控制，有效完善生产结构与相关的生产内容，通过严格的机械制造标准保证其性能满足相关规定。同时，在机械制造的过程中还需要迎合现代机械的审美理念，保证产品外观的美观程度，对各种加工工具进行合理布置，通过控制机械制造模具，在提高加工准确性的基础上提高外观的美观性。

5 结束语

总之，合理化的机械设计不仅可以提升机械产品质量，还可以保证整个机械制造工艺的科学化、高效化，提升机械制造企业的经济效益。因此，设计人员需要对机械设计进行深入地探索和挖掘，使用绿色设计理念，注重机械加工表面质量，进行方案的设计与规划，提升机械制造工艺的质量，满足社会对机械制造的要求，让机械制造行业朝着合理、科学、可持续发展的方向前进。