機械制造工藝下的合理化機械設(shè)計

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摘要：為提高企業(yè)綜合競爭力，保障機械產(chǎn)品質(zhì)量，必須全面強化加工產(chǎn)品精密性，優(yōu)化產(chǎn)品性能，以在激烈競爭的市場環(huán)境下占據(jù)有利地位。機械制造工藝關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)過于復(fù)雜，其中機械設(shè)計尤為關(guān)鍵。只有合理化機械設(shè)計，才可促使技術(shù)與制造環(huán)節(jié)不會發(fā)生意外，才能提高加工零件精確性，進而為擴展國際市場提供有力幫助。因此本文基于機械制造工藝詳細分析了合理化機械設(shè)計。

關(guān)鍵詞：機械制造工藝；合理化；機械設(shè)計

1機械制造工藝具體流程分析

機械制造工藝流程具體如圖1所示。

1.1程序設(shè)計

程序設(shè)計即明確產(chǎn)品加工制造程序與技術(shù)程序內(nèi)容，制作程序即機械制造產(chǎn)品從原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的整個過程，其設(shè)計環(huán)節(jié)與內(nèi)容豐富多元化，產(chǎn)品制造前需全方位做好原料與毛坯等準(zhǔn)備工作，制作半成品，落實加工工藝，引進相關(guān)技術(shù)，同時包含包裝設(shè)計等，都需全面考慮。技術(shù)程序即明確產(chǎn)品類型、樣式、規(guī)格等，基于多節(jié)段程序與技術(shù)操作健全優(yōu)化，促使機械加工問題與熱處理等獨特技術(shù)應(yīng)用操作問題，都能嚴格遵守規(guī)定工藝流程完成實際操作，從而合理規(guī)劃與優(yōu)化機械制造加工工藝流程。

1.2零件裝夾

在機械制造加工中，零件裝夾是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，此程序通過選擇正確位置于機床中固定毛坯材料，以促使機床制造加工工藝順利有序完成。零件裝夾需加緊穩(wěn)定零部件毛坯，由于加工會向毛坯施加外力，所以科學(xué)合理地完成裝夾，可在順利加工生產(chǎn)的基礎(chǔ)上保障產(chǎn)品質(zhì)量。而工藝設(shè)計需就產(chǎn)品加工應(yīng)用需求，選取最佳裝夾方式。

1.3產(chǎn)品定位

機械制造加工工藝的產(chǎn)品定位方式各式各樣，其對有效實現(xiàn)機械零件產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量要求發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。明確定位標(biāo)準(zhǔn)，需全方位調(diào)查分析加工工藝理論與實踐經(jīng)驗，以高度貼合產(chǎn)品加工要求，實現(xiàn)定位標(biāo)準(zhǔn)。

1.4加工精確度

對于產(chǎn)品工藝設(shè)計而言，加工精確度是其最為關(guān)注的重難點，與加工技術(shù)實踐應(yīng)用程度息息相關(guān)，且直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量與加工過程?；趯嶋H加工，合理設(shè)計并明確加工精確度，是進一步確定產(chǎn)品尺寸規(guī)格、形狀、切割位置、工藝流程的關(guān)鍵；而且有效控制加工精確度，可顯著優(yōu)化產(chǎn)品工藝，提高加工質(zhì)量。比如汽車零部件機械加工過程中，需在鍛坯加工時，有效控制溫度，合理調(diào)控正火溫度，以保障加工零部件的硬度，在硬度處于198-208HB的時候，應(yīng)采用切削加工工藝，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，利用40CrMnMo材料切削時，可持續(xù)加熱到870℃，在保溫空冷作業(yè)之后，以660-680℃高溫完成回火，促使其與切削工藝要求明確相符，以提升加工精確度。

2基于機械制造工藝的合理化機械設(shè)計分析

2.1優(yōu)化加工表面質(zhì)量

為實現(xiàn)合理化機械設(shè)計，必須加強對加工表面質(zhì)量的重視，特別是需要提升機械產(chǎn)品表層整體性。在機械產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中，表面質(zhì)量與合格率問題息息相關(guān)，因此在機械設(shè)計中，必須提高機械加工表面質(zhì)量。切削環(huán)節(jié)對于產(chǎn)品表面的影響不容忽視，需在設(shè)計中科學(xué)合理選擇切削操作操作工藝，需根據(jù)具體情況合理選擇切削液，并以均勻速度完成切削；選擇合適的刀具，為實現(xiàn)合理化機械設(shè)計，設(shè)計人員需詳細觀察零部件特性，基于不同部件情況選擇相應(yīng)刀具，以縮減圓弧半徑與角度層面的偏差，其中修光刃與精車刀都是最佳選擇；合理化機械設(shè)計過程中，還需嚴格控制產(chǎn)品形變方式，由于部分零部件形變會導(dǎo)致機械表面質(zhì)量下降，因此在設(shè)計時，應(yīng)有效控制形變，以提高質(zhì)量。

2.2實施標(biāo)準(zhǔn)合理化設(shè)計

在機械制造工藝中，隨著社會的機械需求與功能要求不斷提高，為提高機械制造工藝實施效率，機械設(shè)計應(yīng)最大程度上推行標(biāo)準(zhǔn)合理化設(shè)計。將設(shè)計推動到標(biāo)準(zhǔn)化位置，設(shè)計人員可在統(tǒng)一設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)下，設(shè)計出性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、規(guī)格等相一致的機械零部件。在零部件與質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)相符的同時，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)會逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)?；a(chǎn)，可促進產(chǎn)品生產(chǎn)效率提升，還可節(jié)約加工成本，提高企業(yè)綜合競爭力與綜合效益。

2.3有效提升加工精確度

機械制造加工時，差異具有客觀性，難以全部消除，關(guān)鍵在于如何有效降低差異，提升機械零部件加工精確度。提升機械零部件加工精確度的重點是，深層分析與論證差異存在的主要原因，確定各原因間的潛在關(guān)聯(lián)性，以有效降低差異性，提升誤差防控有效性，從而確保產(chǎn)品加工精確度。提升機械產(chǎn)品加工精確度與集合精確度的關(guān)鍵是針對性、個性化優(yōu)化調(diào)整夾具，以先進測量工具與技術(shù)，提升加工精確度，合理降低誤差，最大程度上避免加工誤差引發(fā)不良現(xiàn)象，具體確定誤差生成原因。機械零部件加工誤差產(chǎn)生的原因主要有內(nèi)部應(yīng)力、刀具磨損、熱變形等，而提升機械加工精確度的常用方法具體包括：轉(zhuǎn)移原始誤差法、均化原始誤差法、誤差補償法、分化原始誤差法，加工精確度的提高流程具體如圖2所示。

2.3.1刀具磨損控制在機械制造加工中，刀具劃分為兩類，即尺寸刀具與成形刀具，其尺寸與形狀都與精確度息息相關(guān)。所以有明確規(guī)范指出夾具標(biāo)準(zhǔn)誤差應(yīng)嚴格控制于零部件1/3內(nèi)。在機械制造加工過程中，技術(shù)人員應(yīng)提前控制誤差，技術(shù)人員可根據(jù)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)，針對具體使用需求，科學(xué)制定合理可行的設(shè)計方案。就存在誤差的零件而言，可采用補償法加以彌補，技術(shù)人員可在后續(xù)生產(chǎn)中，人為制造誤差，使得二者中和，從而降低誤差，使之趨向于0。

2.3.2受力變形控制機械制造工藝系統(tǒng)在重力與加緊力等要素共同作用下，會導(dǎo)致機床零件發(fā)生形變，且嚴重影響正常運行。針對系統(tǒng)剛度而言，詳細分析數(shù)據(jù)，促使其與系統(tǒng)位移、吃刀抗力間構(gòu)建密切聯(lián)系。具體表達式即：f代表剛度；Gq代表吃刀抗力；j代表位移量。在具體加工時，車床頂層承受的應(yīng)力偏小，所以位移量與形變程度都可直接忽視。但是機床尾座與刀具位置出，零部件形變相對嚴重，會直接影響機床性能。機床形變量具體即：受力點發(fā)生變化后，機床形變程度也會呈現(xiàn)出不同趨勢。所以，在設(shè)計時，應(yīng)持續(xù)提升機床強度，縮減工藝系統(tǒng)總荷載量，減少變化程度。

2.3.3熱形變控制機床運行時，機械摩擦振動生產(chǎn)熱能，導(dǎo)致工藝系統(tǒng)與零部件溫度增高。對此，在合理化機械設(shè)計時，應(yīng)針對易發(fā)生熱形變的位置，增加冷卻液，以熱量傳遞方式，降低關(guān)鍵零部件熱形變壓力，以確保正常穩(wěn)定運行。同時應(yīng)科學(xué)使用機床，在既定運轉(zhuǎn)時間段之后，需以充足時間休息調(diào)整降溫。此外，還需加快工件進給，有效控制熱量傳導(dǎo)。

2.4推行綠色環(huán)?；O(shè)計

綠色環(huán)保設(shè)計理念不僅可降低機械設(shè)計對于周圍環(huán)境的污染，還可提高機械設(shè)計成功率?；诰G色設(shè)計理念，可提升機械加工效率，促進機械制造工藝發(fā)展，并在傳統(tǒng)機械制造工藝中融入全新綠色環(huán)保元素。因此，只有始終堅持綠色環(huán)保設(shè)計理念，以其為指導(dǎo)，合理利用系統(tǒng)化設(shè)計理念，以綠色環(huán)保材料為原料，注重原料利用率，降低損耗，才可提升效率。而且基于此理念，可最大程度上減少對于周圍環(huán)境的污染，從而提高機械設(shè)計與機械制造加工的整體效益，進而滿足企業(yè)與社會等多元化需求。

3結(jié)語

綜上所述，在機械制造工藝發(fā)展中，引進合理化機械設(shè)計，既能提升機械制造工藝水平，又能減少資源消耗，提高機械制造效率，節(jié)約成本，因此合理化機械設(shè)備倍受青睞。并且，二者結(jié)合不僅可以實現(xiàn)機械制造工藝合理化，還可促使設(shè)計理念不斷更新完善，從而真正意義上提高機械設(shè)計實施標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化機械制造加工精確度與質(zhì)量，延長機械產(chǎn)品使用壽命，為企業(yè)帶來良好綜合效益。

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作者：申永紅 單位：陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院