浅析机械制造工艺中的合理化机械设计

顾兆业 李 鹏

在机械制造领域中，进行合理的机械设计具有重要意义，有效的工艺流程设计和技术应用，能够提高机械产品的制造质量和使用寿命，同时也是企业提升产品市场竞争力的关键因素，有助于促进机械生产企业市场竞争地位的提升。伴随市场经济环境对于制造环节生产效率以及产品质量要求的逐步提升，人们有必要重视机械设计的合理性，以促进企业发展目标的实现。

1 机械制造工艺的常见问题分析

机械设计是机械制造环节的重要工作内容，也是机械制造工作开展的基础。进行机械制造工艺设置主要是针对机械生产技术的应用情况进行合理安排，减少产品制造环节出现资源浪费情况，控制生产成本，对于各环节的制造工艺实施技术应用准备，确保对生产制造流程进行有效控制。机械制造工艺流程如图1所示。

图1 机械制造工艺流程

1.1 机械程序设计

机械程序设计主要需要确定产品制造程序以及技术程序两方面内容，制作程序主要是指机械制造产品由原材料转化成为市场商品的全过程，此程序设计环节和内容较为丰富，产品制造之前需要对原材料、毛坯等进行全面准备，进行半成品的制作、加工工艺的实施以及技术的应用，同时包括产品包装设计等内容，它们都是制作程序需要考虑的问题[1]。技术程序则是需要对产品的类型、样式、规格等问题进行确认，通过多环节程序和技术操作的完善，使机械加工相关的问题、热处理等特殊技术的应用操作问题，都能够按照既定的工艺流程进行操作，将机械制造加工工艺的基本步骤进行规划和优化。

1.2 零件装夹

零件装夹是机械制造过程中的重要工作环节，这一工作程序将毛坯材料在机床中进行准确的位置固定，保证车床制造加工工艺的顺利进行。零件装夹需要保证将工件毛坯加紧并进行稳定，由于加工过程会对毛坯产生巨大的外力作用，因而科学的装夹工作对于产品的加工生产、保证产品质量都具有重要意义。进行工艺设计需要根据自身的产品加工应用需求，选择合适的装夹方式。

1.3 定位

机械制造工艺中进行产品定位的方式有很多种，这对于有效达到机械零部件产品生产的质量要求具有重要作用。进行定位标准的确定，需要对加工工艺的理论基础以及实践经验进行全面调查，进而契合自身的产品加工要求，进行定位标准的实施。

1.4 加工精度

加工精度是产品工艺设计流程需要关注的重点问题，它直接影响加工技术的应用程度，对于产品质量、产品加工过程具有直接影响。从实际加工角度而言，进行加工精度的设计和确定，便是实现产品尺寸规格、性状、切割位置以及工艺流程的确定过程。进行有效的加工精度控制管理对于提升产品工艺和加工质量具有重要意义。例如，进行汽车部件的机械加工时，人们需要在锻坯加工过程中合理控制温度，通过正火温度的调控保证加工部件的硬度，正火硬度在197～207HB时，适宜应用切削加工工艺来保证产品质量，应用40CrMnMo材料进行切削时，可将其加热到860℃，保温空冷作业后，再利用650～670℃高温进行回火，使其满足切削工艺要求，提高加工精度。

2 机械设计过程中需要注意的问题

机械设计过程需要保证加工方案的合理性和科学性，通过理论与实践相结合，不断对其设计理念和技术应用方式进行调整，保证产品质量和工艺应用目的的实现。伴随机械工程领域技术应用程度的不断提升，进行总体性的程序设计具有现实意义，现代化、智能化等加工机械以及技术的有效应用，能够有效提升产品加工效率。由于其技术应用的特征，机械设计过程的工作更需谨慎，合理的工艺流程设计是保证加工过程流畅性的关键，相关加工工作人员需要明确规范每个工作环节的程序，确保机械产品加工的基础工作有效落实，并对设计方案进行全面落实，进行严格的质量控制管理，实现全流程的综合管控，提升机械制造工艺的系统化和标准化工作水平[2]。

3 机械制造工艺中机械设计的合理性优化措施

3.1 保证和提高加工精度的工艺技术应用

机械制造工艺中，不同的技术应用方式会使程序设计存在差异，产品加工的精度也不尽相同。提升产品加工精度是提升产品质量的关键因素，工作人员需要对工艺实施的差异化特征进行深度的原因解析，进而探求有效提升产品加工精度的技术应用方式。这样有助于人们在产品制造加工过程中，根据实际操作需求，实现产品加工精度的提高。基于机械制造的实际情况，加工系统的应力变化、热变形处理、刀具磨损情况以及产品内部应力作用的变化，都会导致加工误差现象的发生，尽量减小加工误差是提升加工精度的有效方式。应用较为广泛的减小误差方法主要包括误差补偿工艺方法、均化原始误差工艺方法以及转移原始误差工艺方法。

3.2 提高机械加工产品表面质量的工艺应用方式

粗糙度是决定机械产品表面质量的重要衡量标准，金属加工表面质量对于产品耐磨性、产品疲劳强度、产品耐蚀性以及配合质量都会产生影响，是保证产品质量和使用寿命的关键工艺控制点。金属加工环节的刀具选择、金属材料、加工工艺等都会对表面质量造成影响，在金属加工过程中，人们应当通过选择合适的加工刀具和工件材料、完善加工切削条件、应用正确的加工方法、做好加工环节控制等措施，降低金属表面粗糙度，进而提升表面质量，实现金属加工工艺水平的综合提升。

3.3 提升绿色工艺的应用措施

伴随社会经济的发展进步，可持续发展理念的深入人心，减小机械设计制造对于自然环境的破坏作用也是机械工艺合理性设计的重要标准，绿色环保发展理念的融合符合现代社会对于工业行业的发展要求[3]。机械制造工艺设计需要在保证产品加工经济效益的同时，重视其生态效益，实现环境保护和经济发展的共赢。机械产品加工工艺应用过程中可能产生废气污染、固体废弃物污染以及噪声污染，产品生产企业需要加大对环境污染问题的关注，提升原材料质量，对加工过程产生的废弃物进行无害化处理，同时对生产环节进行降噪处理，实现最大程度的环境污染控制管理，践行绿色环保发展理念。

4 结语

机械制造工艺的合理设计和应用，实现了产品原材料向商品的转化过程。机械程序设计、零件装夹、定位和加工精度都是工艺设计过程中需要关注的问题。人们应当重视工艺设计的系统化和标准化，提升产品精度和表面质量，重视绿色环保技术的应用，通过合理化机械设计，提升机械制造工艺应用水平。

[1]蔡文琴.机械制造工艺中的合理化机械设计分析[J].新技术新工艺，2015，（8）：25-27.

[2]严冬青.机械制造工艺中的合理化机械设计探讨[J].中国高新技术企业，2016，（20）：10-11.

[3]程珊珊，王利.机械制造工艺中的合理化机械设计研究[J].大科技，2017，（13）：246.