零件机械加工的设计原则

李 明，张婷洁

（西安雷通科技有限责任公司，陕西西安 710100）

1 零件机械加工基本概述

1.1 零件的种类分析

目前，我国在进行零件的机械加工过程中，生产的主要零件根据结构的不同可以分为六大类型，分别是六面体类、轴承类、支架类、盘套类、特殊类以及机身类。而机械零件在应用的过程中出现频次较高的则为盘套类、轴承内以及支架类三大类型。

1.2 零件的表面加工分析

大多数时候，零件的表面主要是指零件表面呈现出来的形状。对各种零件的外在表面进行分析，可以总结出目前零件的表面共分为三大类型。①成形面为锯齿面和螺旋面等；②回转面，包括圆锥面和圆面等。③平面，包括大面积平面以及环面等。开展零件加工作业中的表面加工处理，必须采取特定的技术手段和生产工艺。目前，我国进行零件表面加工采用的主要技术手段为成形法和包络法。这两种方法根据其特性的不同，在应用上存在着一定的差异性。其中，包络法主要采用刀具切割的方式，对原材料进行切削。采用该方法的优势在于能够连续进行表面加工处理。成型法主要就是采用刀具的刃进行复制性的加工。通过这样的方式形成最终的零件表面结构。

1.3 主要的零件加工材料

对于零件加工来说，原材料的合理选择是决定零件质量的重要指标。目前，我国应用于零件生产制造的主要原材料以钢铁、有色金属、碳素钢以及各类合金为主。大多数时候，制造方必须根据零件使用功能的不同以及应用特性上的差异性合理地对材料进行选择。

1.4 零件热处理技术分析

很长一段时间以来，热处理技术是进行零件加工的主流加工方式。随着加工技术的发展和进步，零件的加工处理方式也发生了较大的改变，但无论是何种新工艺，仍然基于热处理技术开展技术升级。目前，在开展零件加工中应用到的主要热处理技术包括淬火和正火等。

1.5 零件加工的质量标准

零件是组成机械设备的最小单元，因此从根本上来讲，零件的可靠性和耐用性直接决定了设备的质量。我国在零件加工方面制定了严格的质量标准和工艺要求，企业在开展零件加工作业时，应严格按照国家制定的标准体系，有条不紊地开展机械设计和加工作业。只有这样才能够保证生产出来的机械零件产品能够满足国家质量监管方面的要求。根据我国零件管理质量体系，在零件加工质量标准的建设上主要通过两大方面进行限制。这两方面也就是加工的精度和零件表面的质量。其中，加工的精度主要指的就是在开展零件生产制造的过程中，零件所具备的几何参数与设计的几何参数是否高度匹配，高度一致，以及二者在匹配度上面所能达到的比例。将零件的几何参数与设计的几何参数之间的对比作为基础，将零件的加工度划分为尺寸、形状和位置的精度进行展现。另外一方面，零件的表面质量大多数时候指的都是生产的零件在表面性状上是否具备较好的光滑度。在零件生产之后，相关部门必须要根据产品预期的设计图纸，对成品的形状、尺寸、位置、公差以及表面粗糙度等指标进行检测。

2 零件机械加工工艺

2.1 工艺过程

在开展零件生产制造的过程中，制造商必须要对选定好的原材料进行处理和直接操作。经过一系列的切割和打磨工作之后，将原材料变为零件成品。而这样的一个过程，被称为零件加工的工艺过程。将机械加工的工艺过程进行进一步的细化，可以依次将其工序分为原材料铸造、原材料锻造、焊接处理等。除了使用原材料直接进行加工之外，有些时候还会使用已经成型的零件进行二次加工，让该零件成为新的零件产品。在加工的过程中，主要采用机械加工的方式，让材料的毛坯形状朝着预定的目标发生改变，同时也会根据相关要求对零件的性能进行改变，这样的过程被称为机械加工的工艺过程。机械加工的工艺过程，根据零件的不同，可以将其分为若干个程序，而在对这些程序进行分析时，必须要根据实际情况的不同进行具体的分析。不论是何种工艺过程，最终的核心目的都是为了将原本具有的原材料或者是零件材料变为符合质量要求，同时具备较强功能性的零件成品。

2.2 工艺规程

工艺规程是指导零件生产加工的定性标准和行业规范，同时也是一切零件生产制造活动的基线要求。对现有的工艺规程进行分析，可以发现其内容包含以下几大方面，分别是机械设备选择、零件校验方法、校验标准、工艺路径、参数要求、加工工序、加工时间、工艺装备、工艺路线，等。而工艺规程在格式规范的要求上面也十分的严格，主要包括机械加工工序卡以及机械加工工艺过程卡。

3 零件机械加工设计原则

3.1 定位基准选择应遵循的原则

在进行零件机械加工设计的过程中，对定位基准进行选择主要指的就是定位粗基准的选择。在这个过程之中，主要工作内容包含以下几大方面。①技术人员必须要保证在开展零件生产加工的过程中，所有原材料都能够持续稳定供给，不会出现供料困难和供料不足的问题。从根本上确保零件加工的原材料储备，这也能够便于精加工阶段生产作业的正常开展。除此之外，还必须最大程度上提高零件尺寸标准以及位置节点的准确度和设计图纸的合理性。②零件加工定位基准，这一内容主要指的就是在进行粗基准时，必须要保证机械设备能够满足可用性的基本需求，保证机械设备表面干净整洁，无杂乱堆放。尤其是夹具，必须要保证夹具每一个角落的整洁度。如果清理不到位，将会对后续的加工作业产生极大的影响。③在进行面加工之前，必须要保证零件加工面与不加工面的具体位置能够得到充分的明确。大多数时候，粗基准就是零件的不加工面，因此在对零件粗基准面进行加工时，必须要保证零件表面的平整性，不会存在明显的缺陷，只有这样才能够保证机械刀具的位置准确。

3.2 定位精准选择应遵循的原则

零件加工定位精准选择主要指的就是基准面的选择需要遵循的原则，其主要工作内容包含以下几大块。①在生产制造过程中应尽量确保零件的定位能够满足准确性的要求，防止由于装甲设施等条件产生的不良影响对加工进度产生不利影响。同时，还必须强化设计的科学性和严谨性，为高效的生产目标的实现奠定坚实可靠的基础。②在开始加工作业之前，必须要对基准面具体的位置进行明确。如果已经选择好某一基准面时，其他的面在进行选择时必须保证其能够与基准面保持加工的协调统一。只有这样才能够尽可能地保证整个零件加工工序流程的稳定性及可靠性。大多数时候，基准面的选择要坚持复合，精准的基本原则，从开始到结束整个生产作业流程应按照统一的规范流程来保证零件的质量可靠。

3.3 加工顺序选择应遵循的原则

在开展零件机械加工的过程中，加工顺序的选择是影响施工质量和施工效率的根本因素。因此，企业在进行零件加工时，必须要遵循特定的原则。从以下几个方面对加工顺序进行深层次且全面的分析，包括以下几大要素。

在开展零件加工生产的过程中，不同的工序都有着特定的要求和特点。根据加工内容及加工目标的不同，可以简要地将整个加工过程分为粗加工、中度程度加工以及精加工。大多数时候，企业开展零件机械生产制造作业，第一步都会采用粗加工的方式。在这一阶段，主要的生产工作内容就是原材料的打磨以及零件基本结构的形成。完成粗加工任务之后，将按照特定的流程开展下一步的中度加工作业。中度加工主要的工作内容就是在进行粗加工之后形成的零件模型的基础之上进行进一步的优化提升，让零件在功能上得到提升，从而满足设计目标中零件功能性方面的需求。大多数时候，中度加工已经代表零件基本成型。进而走到第三步，也就是精加工阶段，这是零件加工最后一个步骤。在此阶段，主要的加工任务就是对前两个步骤的加工作业进行查漏补缺，同时对中度程度的加工之后形成的成品进行再次的提优。查找零件中存在的缺陷问题和质量问题，确保零件最终能够呈现出最佳的状态。

在开展零件的生产加工作业时，部分零件生产工序在整体上较为分散，而另一部分零件生产加工整体工序集中化程度相对较高。如果能够对这些状态进行不同程度的控制和调整，就能够保证零件生产的整个过程的效率和质量都能够有效提升。大多数时候，许多零件生产制造的工序流程十分复杂，需要消耗很长的时间。这也就导致经常性出现工期紧张，难以完成加工任务的情况。因此，针对这些情况，在零件生产加工时可以采用分散加工的方法，将原有完整的工序以科学的方法拆分成不同的任务模块，进行分门别类的加工作业。这样能够显著提高生产效率，降低时间成本的投入。与此同时，采用分散性的加工原则也能够有助质量问题的检测，提高总体的产量和生产质量。针对于工序相对较少的零件，则可以采用集中加工的原则开展加工生产作业，这样能够提高连续生产效率，简化零件生产的流程。简言之，就是要根据实际情况的不同，合理地安排加工作业。

4 提升零件加工精度的措施

4.1 最大程度提高加工质量

在开展机械零件设计的工作过程中，必须要严格按照相应的标准化设计要求开展设计工作，同时，结合机械零件具体应用情况，选择相应的材料，只有这样，才能够进一步确保机械零件制造和设计的合理性，在机械零件制造的过程中，除了要保证机械零件的质量，还必须要保证应用标准化的零件对其结构型号进行统一的规划，确保性能和效果能够保持一致的状态。只有这样才能够有效确保机械零件制造更标准，更规范，对进一步提升机械零件加工的质量和效率有着极为重要的作用，同时还可以帮助企业进行合理的成本控制，减少投资生产成本。质量控制工作以及成本管理工作是决定企业市场竞争力和经济效益的核心因素，因此在进行质量管理以及成本管理的工作过程中必须要层层落实，层层把控。

4.2 加强零件机械加工精度质控措施的落实

（1）在正式开展加工之前，零件机械加工企业必须先对加工的程序进行确定。件机械加工企业必须要对现有的工艺流程进行改良，采用逐级递进的方法和手段，层层把控加工精度和加工质量。

（2）必须统筹规划好各项作业和工作，企业要从机械零件功能以及机械生产能力两个角度出发，最大程度上保证加工的精密度。

（3）开展工序规划工作进行合理化建设。在开展机械零件加工制造的过程中，必须要对工序进行细致且科学的规划，以此提高在机械零件加工生产的过程中工序的顺利性。大多数时候，企业必须要对基准面定位程序进行系统性的研究和落实，而后在此基础之上对各项加工程序进行逐项有序落实。在宏观角度上，通过系统性的措施对工序进行合理化建设能够帮助零件机械加工企业对零件加工程序进行科学化调整和建设，减少机械零件质量问题的发生，最大程度上提高机械加工的精密度。

5 结束语

从上述分析结果可以明确看出，零件机械加工是一项十分复杂的工作。因此，在开展零件机械加工作业时必须严格按照特定的标准和工艺。通过一系列的技术措施和手段，保证机械零件能够满足预期的设计标准。而在加工作业进行的过程中，企业应最大程度上确保加工方式和工艺选择的科学性，同时尽可能地提高机械加工的效率。这样一来，就能够帮助企业获得更高的经济效益和社会效益，从而推动我国零件机械加工行业的快速发展。