根据机械制造工艺科学性的机械设计

王佳智

（沈阳职业技术学院汽车分院，辽宁 沈阳 110015）

1 机械制造工艺详尽加工过程研究

1.1 加工过程规划

加工过程规划指的是确定相关产品加工成型过程及技术推进过程内容，加工成型过程指的是机械加工制造产品由原材料转化成最终成品的全部进程，该过程涉及过程和内容复杂多样化，产品加工以前必须全面准备好原料和半成品件等筹备工作，毛坯件制造成型，确定了加工成型的解决方案，引入相应工艺方法，与此同时，包括成品包装规划等，均需要全方位考量。技术推进过程内容指的是确定最终成品种类、形式和外形尺寸等，根据多层次过程和技术作业完善提升，促进相关机械加工成型问题和热处理等特定解决方案使用执行问题，进而科学设计和完善相关机械制造加工工艺方法[1]。

1.2 加工成型过程的精准度

针对产品工艺流程的设计来讲，加工成型过程的精准程度是最值得相关工程技术人员重视的的关键点及难点，这是因为加工成型过程的精准程度和相关的加工成型技术的具体使用程度高度相关，并且制约着产品品质和加工成型的整个过程。在实际加工成型过程中，科学规划设计且确定相关零件的最终成品的精准程度，是相关技术人员明确产品质量标准、长宽高尺寸、需要加工的区域、正确的工艺方案的技术关键点；需要控制好零件的加工成型精度，能够显著优化加工过程，提高成品的质量。例如：在车辆产品的零部件的机械加工成型过程之中，一定要在锻造毛坯料时科学控制其正火的温度，以此来保证该零件的加工精度。科学校准正火温度来确保待加工零件的硬度指标，在零件硬度位于195 HB～205 HB，需要使用金属切削加工工艺（如图1 所示），以此保证相关产品品质，在使用42CrMnMo原材料进行切削加工时，可以连续升温至875 ℃，在进行保持空气冷却工艺以后，在650 ℃～680 ℃的温度达成回火工艺处理，使该零件明确符合切削加工工艺规范，以此提高机械加工精准度。

1.3 待加工零件的装夹方法

在相关机械产品制造加工成型过程中，待加工零件装夹步骤是一项最重要的工艺流程，此过程经过相关操作者的操作挑选出适当的加工位置，并在相关的机床等加工设备的此位置上固定毛坯原材料，以此保证机床制造加工成型的相关工艺流程顺利有效地进行。零件的装夹过程必须夹紧稳固相关的毛坯件，由于金属零件在切削加工进程中会连续向毛坯件加载外力，所以科学妥善地进行装夹工艺流程，能够在生产加工成型过程顺畅完成的前提下确保过硬的最终成品的优良品质。相关的工艺流程设计工作者需要根据相关产品加工成型过程中的实际情况，挑选出最适宜的装夹模式。

图1 金属切削加工工艺

2 根据机械制造工艺的科学性机械相关设计研究

2.1 改善待加工表面的质量

为了达到科学合理的设计机械加工工艺流程的目的，需要强化针对待加工表面的表面品质的关注程度，尤其是必须要提高机械加工成型相关产品表面的一体性。在相关的机械产品加工成型的进程中，其待加工的表面的相关品质与最终成品的合格比率紧密联系，因此在机械加工进程中，必须提高零件待加工表面的质量。金属切削加工过程对相关产品的表面品质的影响比较显著，必须在设计过程中选择合适的金属材料切削操作的工艺方法，有关工程师根据加工作业的具体情况正确选择合理的切削液，并按照均匀的速率完成相关切削进给的动作；选用切削刀具要适当，为了达到科学性的机械加工设计，相关设计者需要详尽分析研究相关零部件外形特征，根据相异的零部件的实际状态选取合适的加工刀具，从而缩小圆弧的半径和角度等若干尺寸偏差的目的，当中修光刃和精车用刀具均为最优的选项；科学性机械设计进程之中，还必须着重把控产品形变模式，因为若干零件形变将会引起表面品质的下降，所以在设计阶段，必须切实把控形变量，以提升最终成品的品质[2]。

2.2 科学提高零件加工精度

在进行机械制造加工的时候，不同条件下加工成型的零件存在差异，这种差异很难被整体去除，怎样合理地降低这类差异，唯有提升机械产品的成型精度。提高机械产品成型精度的关键是进一步研究及证明差异存在的主要因素及客观条件，找出各因素之间存在的联系，进而大幅减少差异性，提高公差等级的有效性，从而保证相关零件加工的精度。机械零件加工误差出现的主要因素有应力集中、刀具磨损、摩擦加热导致形变等，因此提高机械加工精度的一般方案主要包括含：转换初始误差、补偿误差数值、分化误差等。

2.2.1 机床刀具磨损的预防措施

在机械制造加工的过程中，机床刀具主要归为两大类，就是尺寸刀具和成型刀具，因为待加工零件的外形尺寸和形状的品质均与加工精度密切相关。因此就有非常明确的标准规定夹具加工公差必须控制在零件1/3 以内。在机械制造加工以前，相关工程师必须提前准确查到相关公差等级，相关工程技术人员必须严格遵守相关法规及标准，对于不同实际应用要求，合理制定科学的设计方案。对于因非机械加工因素出现公差的零件来说，可以使用补偿法进行修补，操作工人能够在今后的工作中，人工控制制造公差等级，使二种情况相互抵消，进而最大限度地减少加工误差，使其趋向近于零，提高加工精度。

2.2.2 加热导致变形的预防措施

当机床在工作的状况下，相互配合的机械摩零件会由于摩擦及运动导致产生热量，此热量会导致机械设备及零件温度提升。为此，在科学进行机械设计的时候，必须给容易出现热变形的区域加注冷却液，依靠热量流动的现象减少核心零件热的内部压力，进而保证机床安全平稳工作。与此同时，必须合理运行机床，在规定工作周期完成后，必须使相关机床停止工作，保证冷却降温过程时间充足。

2.2.3 受力引起形变的相关办法

机械加工进程在重力等外界干扰的作用下，会有零件变形现象的出现，并且导致无法进行正常工作。对于系统强度来讲，针对相关参数数据进行仔细分析，能够使其和进给距离、进刀阻力之间形成缜密关联。一般要素包括强度、进刀阻力和位移数值等。在实际进行机械加工时，机床顶部承载的压力较小，因此位移数值及变形量均能够认为是0。但是加工设备基座及切削刀具位置处的零部件加工变形情况比较明显，可能显著降低该设备的加工能力。机床变形过程实际是：当受力点在产生载荷以后，加工设备的某些零件的变形也会出现相对应的改变趋势。所以，相关技术人员在从事机械加工成型设计工作时，要持续提高加工设备的核心零部件的材料强度，尽量减少设备负荷量，尽量降低形变程度[3]。

2.3 提倡节能环保理念的设计思路

应用绿色节能环保理念的设计思路推进设计任务，不仅可以减轻枯燥的机械加工成品外形针对自然环境的美观性影响，并且有提高机械加工设计的高品质及准确率的效果。正确使用绿色设计方法，能够提高机械加工的工作效率，加速机械加工成型制造行业相关工艺水平的进步，且在机械加工成型制造过程中加入新颖的环保设计元素。因此，只有相关设计人员坚持采用环保设计的思路进行进一步的工作，并合理采用模块化的设计理念，增加环保的原材料作业基材的使用率，合理利用材料，减少能源消耗，才能够大幅提高工作效率。

2.4 标准科学化技术研究

在机械制造工艺过程中，伴随着相关行业的机械产品需求和性能需求持续提升，为了达到提升机械制造工艺作业效率的目的，机械产品规划设计必须最大限度地实行标准科学化设计。将规划设计发展到标准化阶段，相关工程技术人员能在规范设计准则下，设计规划出产品构造、外形尺寸、产品规格、性能参数等指标相同的机械零件。在零件和相关检验标准相一致的情况下，标准化作业模式将逐渐转化成大规模作业模式，能够增进相关零件机械加工效率的提高，还能够节省生产作业成本，提升相关企业整体竞争力和经济效益。

3 结语

在机械加工成型产品制造成型工艺流程升级改进的进程中，应用科学合理的机械设计理念，既能提升最终成品的品质，也可以减少相关能源的不必要的浪费，提高相关产品机械加工过程的作业效率，有效降低企业运营成本，因此合理的机械加工设计尤其受到相关工程技术人员的认可。进一步来看，双方的有机结合不但能使机械制造工艺流程科学合理，还能加速设计思路持续改进，进而切实做到提升机械设计的制造品质，提高机械制造过程的精度及合格率，增加机械产品的正常使用期限，为相关机械制造企业带来优异的经济效益。