基于机械制造加工工艺合理化的机械设计制造探讨_孙彦超.pdf

1962023 年 3 月下Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究基于机械制造加工工艺合理化的机械设计制造探讨孙彦超，任少蒙，杨立云（河北机电职业技术学院，河北 邢台 054000）摘要：近年来，机械制造技术越来越先进，企业需要高度重视机械制造工艺的合理性，优化机械结构，全面提升机械设计和制造水平。本研究阐述了机械制造加工工艺的内涵及机械生产、零件处理、机械定位等基本流程，提出了当前我国机械制造加工行业存在机械制造加工工艺落后、产品外观不足、企业缺乏环保意识、设备精度有待提升等问题，并从创新机械制造过程、优化产品外观设计、融合绿色环保理念、有效控制加工精度等方面探索了机械制造加工工艺的优化措施，以推动整个行业的稳步发展。关键词：机械制造；加工流程；合理化中图分类号：TH162；TH122 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.06.059机械设计是机械制造加工过程中的重要环节，相较于机械制造，机械设计拥有严格的设计规范，需要高度关注机械产品的功能、设计标准、材料等因素。从宏观层面来说，只有不断优化机械设计和制造工艺，改进工艺流程，合理利用机械设计策略，才能满足机械设计制造的要求。1 机械制造加工工艺的内涵机械制造是指对半成品或原材料进行加工、组合的过程。在机械制造过程中，相关工作人员需要严格按照机械设计及产品加工的相关要求，做好材料购买、运输、存储等工作，引入先进的技术和手段，在加工过程中进行科学调试，制造出合格的产品，确保机械零件的性能1。在现代科学技术的支持下，机械制造能够引入更多的先进技术，例如CAD技术、人工智能技术等，这些技术能够让机械制造按照既定模式实现大规模量产。另外，先进技术还能综合不同的设计要素，丰富机械的功能，更好地发挥机械的效益。2 机械制造加工工艺的基本流程2.1 机械生产过程生产过程是指机械产品制造中原材料转化为成品的所有劳动过程，所有的机械产品都有自身的生产过程。生产环节是机械制造加工流程的基础环节，在机械制造加工工艺中占有十分重要的地位。机械生产包含了机器生产和零件生产，对于机器生产而言，生产过程包含了生产技术准备、毛坯制造、原材料及半成品运输、零件加工、部件装配、产品调试。机械包含了大量的零件，生产过程较为复杂，为全面提高生产效率，现代化的机械生产正在朝着专业化的方向发展，机械的生产往往需要多个工厂或车间共同完成。例如，在汽车的生产中，生产过程就包括了玻璃、电气设备、仪表、轮胎、发动机等，需要多个工厂协作，最终由汽车总装厂完成组装，形成汽车成品2。2.2 零件处理在机械制造加工流程中，零件的处理是机械组装之前的重要工作，对机械成品具有十分重要的作用。在开展零件加工处理时，工作人员需要重点检查零件的稳固性，避免因零件不稳而造成加工质量问题，提高零件的安全性3。在实践当中，不同机械产品的零件质量有较大差异，可以按照零件的质量，将零件分为重型零件、中型零件、轻型零件。不同机械产品的零件质量类别如表1所示。表1不同机械产品的零件质量类别机械产品类别零件的质量/kg轻型零件中型零件重型零件电子机械4(4,3030机床15(15,5050重型机械100(100,2 0002 000为全面提高零件处理的质量，工作人员首先要认真分析产品装配图、零件图，开展工艺审查，然后结合零件生产纲领确定出具体的生产类型，拟定零件加工工艺路线。此外，工作人员还需要结合零件处理的工序，选择出需要运用的机床装备或其他的工艺装备，例如刀具、量具、夹具、辅具等，全面做好零件处理工作。2.3 机械定位机械定位是机械制造加工流程中的关键环节，对机械制造的精度具有较大影响，只有高度重视机械定作者简介：孙彦超（1984），女，河北邢台人，硕士研究生，讲师，研究方向为机械产品设计、加工制造、检测、质量控制等。2023 年 3 月下197Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究位，采用科学合理的定位方法，才能提高零件加工的精准性，满足零件加工的客观需求。在实践当中，工作人员需要结合零件的具体情况，确定科学的定位基准，完成定位工作。机械制造加工流程中的机械定位方式包含多种情况，分别是毛坯料外轮廓的定位、内孔定位等。目前，主要的定位方法可以分为三种，第一种是定位板、导板、定位销、定料销，这种方法可以用于毛坯料的外轮廓定位、内孔定位；第二种是导正销，这种定位方法简单可靠，可以用于多种情况下的孔定位；第三种是定距侧刃，这种方法是指利用侧刃切去条料旁边的少量材料，以达到定位的效果4。3 机械制造加工中存在的问题3.1 机械加工工艺落后机械制造加工工艺直接决定了机械产品的质量，加工工艺的规范性和合理性会直接反映到机械加工水平上。相比于发达国家，我国的机械加工受传统观念影响比较严重，管理系统相对落后，工人素质不高，整个机械加工工艺存在制造程序不规范、不合理的问题5。在这种情况下，机械加工产品竞争力不足，无法达到国际先进水平。此外，由于我国机械加工工艺相对落后，所以很多机械加工企业难以协调加工质量和加工成本的关系，无法通过先进科技来提高加工质量、降低加工成本，这些问题不利于企业的长远发展。3.2 产品外观存在不足长期以来，在我国的机械制造加工行业中，“技术至上”的理念一直占据主导地位，企业对产品的外观造型不够重视，生产出的机械产品外观存在不足。在实践中，很多人认为机械制造产品的外观只能起到装饰产品、吸引他人注意力的作用，这是对外观的误解。实际上，机械产品的外观能够展现出产品的概念，体现产品的质量，对产品的功能具有一定影响。例如，单钢轮压路机在运行的过程中需要向下压实，并且向前移动，在外观设计上，设计人员需要将其设计为向前方倾斜的造型，驾驶室也要向前方倾斜，这样使用者才能更好地确定工作区，及时处理工作区域内存在的问题。当前，很多企业在机械产品的生产制造过程中容易忽略产品外观，有些产品的外观设计不够合理，容易产生磨损等情况，需要进行二次加工，耗费人力资源，这些都是比较现实的问题6。3.3 缺乏环保意识当今社会，人们的环保意识与日俱增，机械设计和制造需要融合绿色理念，最大程度地减少对外界环境的破坏，这样才能推动机械设计与制造的可持续发展。目前，我国针对机械制造与加工行业提出了相应的环保要求，对企业提出了多样化的环保标准，但依然有很多企业将自身的短期利益放在第一位，为实现短时间的经济利润增长，破坏自然环境，没有对落后的技术进行革新，存在高消耗、高污染等问题，绿色机械生产发展缓慢7。针对这种情况，机械制造企业需要进一步提高环保意识，优化机械设计与制造理念，更新机械制造技术，创新制造加工工艺，推动企业可持续发展。3.4 设备精度有待提升与西方发达国家相比，我国的机械制造加工行业发展时间较短，所以在设计和制造层面还存在诸多问题。在生产设备的精度上，我国很多企业都存在生产设备精度不足的问题，所加工的机械产品容易出现质量问题，检验部门难以完成科学的检验工作，市场当中流通着大量不合格的机械产品。除了生产加工设备精度不足之外，机械产品的精度还会受到温度、热平衡等方面因素的影响。例如，某工厂使用精密数控机床进行高精密加工，每天开机加工的首件产品经常出现精度不合格的问题。此外，在工厂休假一段时间后，首批产品的加工精度不稳定，失败概率较高，这是由于机床没有进行预热，温度难以维持在稳定的状态。因此，机械产品加工精度不足的原因包括设备原因和技术原因，生产企业需要高度重视这两个因素，不断优化机械制造加工技术8。4 机械制造加工工艺合理化的机械设计与制造措施4.1 创新机械制造过程为优化机械制造加工工艺，企业首先需要关注机械产品的加工程序，设计出合理的加工过程，对机械制造加工工艺进行优化和调整。在先进信息技术的支持下，机械制造加工可以引入计算机辅助设计、计算机辅助制造等，这些技术是自动化技术、微电子技术、传感技术、现代信息技术在机械制造行业中的具体展现。在实践当中，工作人员可以融合计算机自动编写操作与人工操作，充分发挥计算机技术的作用，通过数据来控制整个机械制造的过程，提高工作人员对机械制造过程的控制效果，实现机械加工的自动化，有效减少人工投入，提高机械制造加工的科学性、准确性。在零件加工方面，工作人员需要高度重1982023 年 3 月下Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究视零件的切削状态，通过调整参数、更换切削工具等方法，提高零件的加工质量9。通过引入现代科技，优化零件加工方法，不仅可以提升机械制造与加工工艺，提高企业生产效率，产品的性能也能得到增强。4.2 优化产品外观设计在机械制造加工的过程中，最为关键的是产品形式、功能、材料等方面的协调统一。其中，产品的外观造型设计是非常关键的环节，只有科学设计产品的外观造型，综合考虑产品材质、功能等方面的因素，才能提高产品价值。对于机械产品而言，机械的表面与内部构造紧密相连，如果外观设计存在问题，那么内部构件也有可能存在尺寸误差。因此，在机械产品的外观设计方面，设计人员需要高度重视产品的外观造型，通过外观造型展现出产品的运行方式。例如，在装载机的造型设计方面，设计人员可以在外观上倾向后桥和配重，展现出产品的重心，让消费者通过造型去理解产品的概念10。4.3 融合绿色环保理念在机械制造加工中，企业需要解决以往存在的高消耗和高污染等问题，最大程度地减少对自然资源和能源的消耗，杜绝资源浪费。在机械制造和加工的过程中，大部分的能源和资源都具有不可再生性。目前，很多资源开发殆尽，机械制造加工需要积极引入节能环保理念，杜绝无休止的开采。作为机械制造企业，需要向员工渗透绿色环保理念，将环保意识融合于机械产品加工的各个流程当中。首先，在机械制造的原材料购买环节，企业需要选择环保的原材料，加强对原材料的审查。其次，在机械制造加工的过程中，企业需要科学制定生产计划，充分考虑环境因素，避免出现资源浪费等现象，推动机械制造行业长远发展。最后，机械制造加工工艺还需要改进生产工艺，提高产品质量，实施低碳生产，这样才能让产品顺利投入使用，避免后期的产品浪费。4.4 有效控制加工精度机械的加工精度包含了尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度等。在以往的机械制造加工中，很多企业的生产线都存在加工误差，使不合格的机械产品流入到市场当中，严重影响机械产品的应用效果。为减少机械产品的误差，企业需要通过多种方式控制机械产品的加工精度。例如，在机械产品加工的尺寸精度控制方面，工作人员可以采用试切法，通过“试切测量调整再试切”的过程，最终获得规定的尺寸精度，这种方法可以应用在单件产品的生产制造当中。在机械产品加工的几何形状精度控制方面，工作人员需要高度重视机床的精度和刀具的精度，这两个因素是影响零件几何形状的关键因素，在实践当中，常用的控制方法包括刀尖轨迹法、刀具法等。在机械制造加工的位置精度控制方面，工作人员可以通过控制夹具精度、控制机床精度等方法，提高机械位置精度。除此之外，机械制造加工的相关工作人员还需要提高加工技术水平，高度重视机床温度、外界环境因素的影响，采用科学的机床预热方法，增强机械产品质量的稳定性。5 结束语近年来，我国机械制造加工工艺获得了快速发展，机械产品在社会生产生活中的作用也逐渐凸显，通过应用机械产品，提高了人们的生产生活效率，同时也提升了各个行业的机械化水平。机械加工制造工艺的主要流程包括机械生产、零件处理、机械定位等。当前，我国机械制造加工工艺还存在诸多不足，主要体现在机械制造加工工艺落后、产品外观不足、企业缺乏环保意识、设备精度有待提升等方面。为彻底解决这些问题，机械制造加工企业需要优化机械设计制造流程，引入先进的信息技术，规范机械设计制造标准，引入绿色环保理念，科学控制机械产品的精度，以推动整个行业的稳步发展。参考文献：1 彭烨.机械制造加工工艺合理化的机械设计制造的创新探讨J.科技与创新，2022(11)：25-27+30.2