基于机械制造工艺的合理化机械设计
于鹏 邓昶 崔建民
[摘 要]越来越多的企业依靠着先进的机械以保持着高速运转，越来越离不开设计精密的各种机器。但机器的设计需要保持一定的合理性，才能够在安全范围内提高机械产品的各种性能，并且尽可能地提高产品的寿命。因此，在机械设计阶段，机械制造企业就应该从设计的角度，提供合理的设计方案，提升机器的质量，使得产品在市场上具有绝对的竞争力。
[关键词]机械制造；合理化；机械设计
中图分类号：R827 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0027-01
1 机械设计与机械制造工艺
1.1 机械制造工艺的主要内容
机械制造工艺是在保证机器的安全性能的基础上，通过各种方式满足机器产品设计要求的手段。在制造过程中，机械制造工艺将各种原材料制作成合格的产品，是机械制造行业的基础技术。机械制造工艺对于机械生产制造过程具有指导意义，是完成机械制造过程的保证，主要包括零件装夹、零件定位和加工等，将原材料制作成为半成品，这是机械制造过程中的制作程序。机械制造工艺还包括了技术程序，将半成品进一步加工成为产成品。在完成之后，机械制造工艺还需要进一步进行细加工，对产品通过各种机械生产方式进行操作，形成最终的机械成品。
1.2 机械设计的重要性
机械设计是在已有的机械制造工艺的基础之上，考虑实时更新客户的需求，对机械制造工艺进行适当的改造，以达到提高机械性能的目的。因为机械设计所涉及到的知识面与理论知识都非常复杂，所以这对设计人员的要求比较高，但同时证明了良好的设计方案能够提供给机械制造工艺绝对的保证。目前诸多行业与企业都借助机械，让自己的发展登上一个又一个新的台阶，推动了社会经济的发展。这是由机械制造工艺提供的，也因为机械设计保证了机械制造工艺的施行，才有了机械推动发展的效果。
2 机械制造设计工艺的基本原则
2.1 综合性
从本质层面来说，合理化的机械设计与机械制造属于理论和实践两个层面，二者本身所属类别是不同的，这种差异也就产生了工作中的误差。基于此，技术人员要将综合性作为整个机械制造发展的基本原则，在总结传统机械设计经验的基础上，将机械设计的理论知识与实践制造进行有机结合，以提升机械设计的整体质量。
2.2 整体性
在对机械制造工艺进行合理化设计时，要先对机械设计的方案进行制定。在制定机械设计方案时，技术人员要遵循整体性原则，从机械制造工艺的整体入手，在确保各个部件合理的基础上，制定多个机械设计方案，从这些设计方案中选择最优的方案作为机械制造的最终设计方案。
3 机械制造工艺中的合理化机械措施
3.1 提高设计标准化
制造工艺的核心是机械设计标准化，也就是在相对统一的设计标准中，保证技术人员设计的机械零件结构、规格达到高度统一，在符合国家规定的机械制造标准基础上，进一步提高机械零部件的质量，这对降低生产成本、提高生产效率起到了极大的作用。技术人员在对机械制造工艺进行合理化设计时，一定要充分重视机械零部件的质量，按照国家标准实现标准化设计，以提升机械零部件产品的设计水平和使用性能，只有提升机械生产企业与机械产品的竞争力，才能真正提升机械制造企业的经济效益。
3.2 提高零件表面质量
机械零件的表面质量往往给零件使用寿命、性能造成重要影响，因此，设计工作中注重零件表面质量的提高，考虑到刀具、切削条件等会给机械零件的生产质量造成影响，开展设计工作时应注重这两方面的考虑，一方面，设计的零件尽量使用尖锐、圆弧半径大的刀具进行加工，而且应保证使用的刀具具有较小的副偏角。另一方面，机械设计应注重加工作业中切削条件的考虑，即，对零件加工时的切削速度加以限制，尤其要求作业过程中避免屑瘤的出现，并严格控制进给量，并且还可要求使用切削液，以保证零件表面质量。
3.3 应用新的制造工艺
当前机械设计要求不断提高，尤其新的设计理念不断产生，为实现机械设计水平及质量的提升，机械设计工作中设计人员应结合机械设计发展趋势，设计过程中注重机械零件加工时新制造工艺的应用，一方面，更新传统设计理念，既要注重机械设计工作质量，又要注重运用新的设计理念、设计方法开展设计工作。例如，在设计工作中应注重环保理念的融入，减少机械零件工作中能源的消耗。另一方面，机械零件材质给其性能产生的影响较为明显，因此，机械设计工作中应充分了解零件的运行环境，设计中尤其注重使用新型材料，提高机械零件性能的同时，延长其使用寿命，为促进我国机械制造行业更好、更快的发展，做出应有贡献。
3.4 加工精度方面
精度是零部件产品质量的一项重要判定指标。为了保证零部件产品的精度符合客户的实际需求，在合理化機械设计过程中，需要加强对以下几种设计方法的重视和应用：第一，测量工具优化方式。在机械制造工艺生产活动中，零部件产品的精度主要是通过相应测量工具获得的。如果企业使用的测量工具精度较低，则所获零部件产品的精度参数也比较低。对此，应该结合企业以往的零部件产品测量经验，对照客户的实际精度需求，开展测量工具的改进调整工作。将调整后的测量工具应用在精度测量工作中，可以提升客户对零部件产品精度的满意程度。第二，加工工具改善方式。在机械制造中，夹具等加工工具的应用会从一定程度上影响零部件产品的精度参数。对此，企业应该摒弃传统的统一加工工具生产模式，而是针对不同的零部件产品，通过改善夹具等加工工具的方式，提升工具与产品之间的契合性。第三，误差因素控制方式。应力、切削磨损、变形等误差参数都可能会引发产品精度不佳问题。在合理化机械设计过程中，应该分别针对上述因素应用不同的控制方式，使得精度误差被控制在最小范围中。
3.5 绿色设计方面
随着环保理念的不断深入，人们对产品环保性能的要求变得越来越高。为了提升客户对产品的满意度，企业需要加强产品的绿色设计。在机械制造工艺中，可行的绿色设计方式主要包含以下几种：第一，材料利用率优化方式。原材料是企业机械制造过程的重要成本之一。在合理化机械设计过程中，可以根据产品的特征和使用要求，逐步完成原材料的利用设计，在避免材料浪费现象的基础上，将机械制造过程产生的污染物数量控制在最低水平。第二，绿色材料应用方式。随着技术的不断发展，越来越多具有环保性能的新型材料被开发出来，如可降解材料、无污染材料等。将这类材料应用在机械设计中，可以显著改善产品的环保性能，间接促进企业市场竞争优势的发展。
3.6 把握机械制造的发展趋势
随着信息技术的快速发展，现代机械已经基本脱离了人为操作，更多使用计算机进行控制以及通过系统编程，使机械设备能够自主完成相应的操作，因此，在未来，机械设备必将朝着更加智能化、信息化、集成化的方向发展，所以设计人员一定要把握机械制造的发展趋势，充分结合现代信息基础以及智能控制技术，使机械设备的控制更加人性化，控制精度也越来越高，从而促进机械设备工作水平的不断提升。
4 结论
综上所述，在机械工业生产中，机械设计与机械制造都是非常重要的内容，因此在今后的机械生产中，一定要加强机械设备的设计，并且还要保证设计的合理性，根据实际需求、科技发展条件以及机械制造发展趋势，不断优化机械设计内容，使机械设备的产品质量不断提升，从而为整个机械行业的发展注入源源不断的生机与活力。
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