机械设备在高精度制造中的创新设计

栗春慧 刘 敏,2

（1.山西科技学院，晋城 048011；2.太原科技大学，太原 030024）

科技的发展对机械制造产业的影响重大，能够显著提高机械制造产业的整体生产水平与能力。随着社会的不断发展，人们对于高精度机械设备提出了更高的要求。在这样的背景下展开机械设备高精度制造创新设计与应用，能够推动社会进步。文章提出创新高精度机械设备制造的设计思路，以提高我国机械设备设计、生产精度，采用环保节能的生产模式改善我国工业技术质量。

1 工艺合理化设计在机械制造业中的作用

在社会快速发展的同时，我国科技水平迅速提升，高精尖科技成为人们生活、工作中的重要助力。科技与经济的发展推动着机械产业的进步，机械设备在这样的背景下获得良好的发展契机[1]。结合生产经验可以得知，机械设备可以降低人工生产压力，以更少的投入获得更优的生产品质和更高的效率。现代社会衡量国家科技水准的指标中，机械水平是很重要的内容[2]。我国经济发展中给予机械设备加工极高的关注度，为创新设计机械设备提供大量政策支持。

机械设备是机械生产中的重要部分，其运行过程中的性能与设备本身的设计方案有关。设计与生产机械设备的厂商，有必要根据社会发展需要融入创新理念，不断精进其工艺与设计质量，以提升设备的运作性能，延长设备使用寿命。设计是机械制造中最核心的环节，高效开展设计工作才能提高机械设备的性能，充分发挥机械设备的作用[3]。设计机械设备时，必须融入可持续发展理念，将保证机械设备的科学性与节能性作为重点，采取创新设计的方式，设计出高精度的机械设备。同时，安全开展生产工作，提高设备的生产水平，创造最大的经济利润和效益，为我国经济的进一步发展提供有力支持。

2 国内机械设备设计生产状况

近些年，虽然我国机械制造产业发展已取得优异的成绩，但相较于发达国家，我国机械制造产业起步较晚，许多技术仍然无法达到国际领先水平。为加快机械制造产业的发展速度，政府出台各种政策与措施，许多机械制造企业在国家的扶持下已经具备自主设计、生产甚至量产的能力[4]。在科技快速发展的同时，高精度机械设备成为人们的基本追求。由于普通高精度机械设备更易损坏、设计难度更大，需要了解国内机械制造产业的发展问题，提出可行的改进建议。

2.1 设备精度难以保障

衡量机械产品的生产品质，通常需要参考其生产条件，以是否达到生产指标作为标准。目前，国内一些机械制造企业在加工制造机械设备的过程中，因设备性能不足而无法生产出高精度的机械产品[5]。部分检验部门在工作中执行不力，没有严格审核机械产品性能，导致许多不合格产品流入市场。性能不佳的机械设备产品不仅会影响使用，同时会损害生产企业的社会信誉[6]。虽然一些机械设备制造企业建立了完善的制度，配置了专业的审验队伍，但是在实际执行过程中受各种因素影响，尤其是控制成本问题，导致产品并没有得到严格的管理和监督。审验人员没有发挥应有的作用，只考虑短期利益，忽视长远发展，必然会造成大量客户流失。

2.2 产品外观不良

一些机械制造企业在生产机械设备的过程中，严格规定产品性能与精度，却没有意识到外观对于产品销量的影响。虽然企业能够生产出质量上乘的机械产品，但是由于外观不良很难吸引客户，有必要对产品外观展开优化。部分机械制造企业在生产期间，没有良好的生产环境，现场存在较多灰尘，严重影响工作人员的身心健康。加工机械设备时，没有根据规定摆放产品，随意堆放产品情况十分严重。产品加工完成后，频繁出现磕碰现象。为顺利完成产品性能审核，通常需要配合二次加工，投入大量人力、物力资源对产品进行重复加工，导致企业生产利润被不断压缩，限制机械制造企业的发展。

2.3 绿色生产工艺难以落实

随着社会快速发展，可持续发展理念深入人心，人们对机械设备产品的绿色生产表现出极高的关注度。机械制造产业必须重视环保、绿色生产理念的运用，将保障产品加工质量和基本原则作为前提，通过优化工艺的方式减轻生产过程对环境的影响与破坏。目前，国内的机械制造企业大多能够响应政府号召，主动优化生产技术，推动绿色理念和生产工艺的落实。但是，在绿色生产中需要更新生产设备与技术，导致企业短期内无法获利。同时，很多绿色生产工艺和设备成本比较高，虽然可以持续创造效益，但是短期内并不能得到明显的回报和收益。当投入超过回报时，一些机械制造企业便不再创新生产技术。为改变这种情况，需要国家加大补贴和政策方面的支持力度，加强监督、严加治理，提高机械设备生产制造中的环保性与绿色性。

3 创新高精度机械设备工艺的主要内容

3.1 创新加工过程

机械制造企业在加工机械设备时，只需对原材料毛坯件进行造型、尺寸等方面的处理，即可将其组装为对应的机械产品与设备。加工机械产品时需要引入先进技术与工作理念，以此保障机械设备的生产效率与生产质量。在引入先进技术与理念的过程中，必须综合考虑，选择适配于机械设备的技术与理念，保证技术的匹配性，提高产品生产品质，最大限度提升企业经济收益和作业效率。操作期间，应根据需求融合计算机编程与人为操作，依靠人工操作灵活性与机械编程专业性的配合，保证机械设备加工生产质量。加工机械设备零部件时，需要密切关注零部件切削状况和气流压力问题，采取具有可行性的措施进行解决，如选择合适的切削工具及对参数进行调整。零部件切削期间，需要时刻观察其表面的粗糙度。另外，为保证作业效果，还要在加工设备中添加冷却液。冷却液有保质期，不能使用过期的冷却液，同时要确保其使用效果，防止加工时出现表面过热或零部件变形的情况，提高零部件加工的精准性。完成零部件加工后，需要对焊丝进行处理，以防焊接过程中残留的焊丝影响焊接部件，保障后续加工顺利进行。

3.2 创新夹具

为保障机械设备加工制造精度，零部件生产加工前必须认真固定工件夹具，保证工件与夹具稳定嵌入。该过程不仅能够固定零部件位置，也是确保刀具能够按照程序精准加工机械设备零部件的重要前提。完成工件固定后必须夹紧工件，防止换刀及加工侧面时出现工件被甩飞的情况。夹紧零部件是保障零部件加工精度的关键，关系到零部件的最终参数，如粗糙度、孔径深度与大小等。目前，机械设备零部件加工中，常用直接找正和夹具装夹的装夹方法。

3.3 创新零件定位

精准定位零部件是保障零部件质量达到机械设备高精度制造标准的重要前提，定位机械设备零部件需要按照实际情况选择相应的办法。定位方法的选择必须参考零部件的加工需求，采取对应的方式进行处理和加工，以此确保装备性能和质量达标。定位零部件的过程中，首先需要明确定位标准。应按照定位需要选择合适的标准，提高加工生产精度。细节问题处理中，工作人员应仔细研究比例问题，不仅需要分析理论资料，也要通过实践调查的方式调整比例，保证机械设备安装质量。在要求不断提高的同时，机械设备的加工精度要求也在不断变化，因此需要不断提高技术标准，确保机械设备的安装精度符合使用需要。

3.4 创新加工精度

采取精细化处理的方式，将机械设备零部件从原材料（或半成品）加工为成品。社会发展离不开机械工具，机械产品在社会中有着广泛的应用，不论是生活领域还是生产领域，机械产品的作用均十分突出。为更好地满足人们对于机械设备的使用需要，应采取精细化管理的方式管控机械设备的加工过程，确保机械设备加工精度达标。严格控制机械设备加工精度，才能生产出符合使用要求的产品，保障机械设备性能满足规定。对于机械设备加工而言，影响产品质量的诸多因素中，精度是重点考虑对象。例如，正时张紧器壳体加工中，如果出现切削深度不足、孔径大小不合理等问题，将严重影响张紧器性能，甚至威胁车辆运行安全。因此，机械设备加工制造中，需要工作人员严格管控加工部件的生产精度，做好零部件表面粗糙度、尺寸及安装位置管理，生产出高质量的机械设备零部件。在加工机械设备零部件时，可以采用试切法和调整法控制零件尺寸精度，并使用轨迹法和成型法控制零件外形。

4 创新机械设备高精度制造设计策略

机械设备的高精度加工需要按照加工材料和产品需求，结合工艺特征制定设计与加工策略，保证加工工艺实用与科学。为了确保机械设备的质量和性能，必须从以下4 个方面展开创新工作。

4.1 融合绿色加工理念

快速发展的机械制造业为我国经济的崛起和发展提供了有力支持。但是，在机械制造产业快速发展的同时，我国生态环境遭到严重破坏，生态失衡问题已成常态。加工生产机械设备的过程中需要消耗大量能源与资源，导致环境受到较大影响。为此，有必要将绿色理念融入机械设备加工生产中，秉承可持续发展理念，融合环保意识与机械设备生产过程，为机械制造业的发展提供有利契机。为减轻环境污染，需要兼顾机械设备设计与机械制造加工两个环节，将绿色理念融入其中。设计生产机械设备时，需要使用环保性的原材料，保障材料同时具备环保与绿色的特征。此外，加工生产高精度机械设备时，应充分考虑环境要素，从产品的全寿命周期角度考虑问题，制定产品生产计划，确保机械制造业与生态环境的和谐。加工机械设备时，充分利用原材料资源，防止资源浪费，及时回收边角料与不合格产品，采取合适的方式对其进行处理与利用，减少材料对周围环境的破坏。

4.2 合理创新加工程序

设计高精度机械设备的过程中，需要以合理性作为设计准则，着重分析加工程序，严格把控加工过程与加工细节，调整与优化加工工艺。数控机床具备较高的生产效率与生产精度，广泛应用于现阶段机械设备零部件的加工中。数控机床编程时，合理分析不同步骤所需刀具及进孔深度等因素，采用自动化技术调节和控制，以获得高精度的机械设备产品。例如，加工生产某半圆形机械产品零部件的过程中，需要合理设计加工工艺，完成程序编程后进行模拟操作，使用自动控制技术确定零部件大小与尺寸，利用计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）图纸进一步细化加工程序，配合虚拟模型技术跟踪调整加工方法。

4.3 精准操控定位

在我国科技水平不断提升的同时，机械制造业的生产能力和技术水准快速提高。为了获得高精度的机械设备，需要打破技术限制，将精准定位作为重点技术。在现代工艺中，高精度定位是保障设计合理化的关键。调节与设计设备加工程序的过程中，确保零部件生产可以满足高精度零件的生产要求是重中之重，也是避免出现产品缺陷的重要前提。另外，加工机械设备时，切割角度的合理设计与调整也很关键，程序设计中应多加留意。

4.4 改进生产理念

加工生产高精度机械设备前，必须合理设计生产程序，按照项目情况与产品生产需求进行设计。生产机械设备零部件时，使用高质量的毛坯件材料，并根据有关标准生产，严格把控所有的生产环节。但是，生产制造机械设备零部件时会出现各种问题。例如，部分机械制造企业的一线人员生产中不重视生产规定，只按照自身经验进行生产，无法保证机械设备的生产标准与规范。因此，加工生产机械设备时，必须改进生产人员的生产理念，确保他们根据有关标准进行操作，实现机械设备的合理设计，规范机械设备制造流程。同时，需要加强人员培训，使他们掌握现代化的工艺技术，以提高机械设备产品的生产精度。

5 结语

面对市场经济的快速发展，机械制造产业承受着巨大的发展压力。为提升市场竞争能力，实现产业可持续发展，要求机械制造企业按照社会需求生产高精度机械设备，更好地服务社会发展需求。文章介绍了目前国内机械制造业在高精度机械设备制造中暴露出的问题，从加工流程、设计思路两个角度出发，提出创新性高精度机械设备的制造方法。机械制造产业想要获得更好的发展，必须深层次优化工艺技术，调整加工工艺，以满足社会需求为目标创新工艺技术。