机械制造工艺中的合理化机械设计策略研究_陈洪.pdf

83Machining and Application机械加工与应用机械制造工艺中的合理化机械设计策略研究陈洪，户建军摘要：为了提高机械制造中机械设计的质量，本文研究了机械制造中的合理化设计内容，分析了现代机械制造的现状以及发展特点，阐述了机械制造中的工艺技术，探究了提高机械制造质量的方法，重点研究了机械制造工艺中的合理化机械设计策略，以期为相关人员提供参考。关键词：机械制造；合理化设计；机械设计机械制造设计涉及多个环节和工艺流程，我国经济建设不断发展，现代化建设对机械制造业提出来新的要求，机械制造行业的发展需要将重点放在技术研究与创新之上，提高生产效率，优化工艺设计，提高产品的细节质量，同时考虑产品的绿色性、功能性、标准性和美观性至关重要。1 现代工程机械制造及相关技术的现状1.1我国机械制造行业的现状制造业在我国经济建设和国民生产中占有很重要的位置，传统的机械制造技术的整体水平与世界一流水平相比有待提升，在技术的创新发展和积累上明显不足。机械制造行业技术类人才偏多而缺少高素质的研究型人才为行业的发展注入新鲜血液，我国机械制造产品中优质产品存在较大的缺口。我国机械制造行业整体水平不高，尤其对于中小企业来说自主设计水平较低，难以在市场中依靠质量和创新能力获得竞争优势，只能依靠低廉的价格来获取市场，创新能力不强，部分高端产品的生产只能依靠从国外引进相关核心技术和专利来进行机械生产。其实制造的产品设计由于其独特的性质，导致机械设计的周期较长，并且涉及多个环节步骤，需要不同部门的人员进行协调配合，通过产业链的整合来完成产品的制造。1.2机械制造与设计行业的发展路线及相关方向分析虽然机械制造产业不断发展，信息化和智能化的相关技术应用在机械的设计与制造中，使机械制造的生产模式和技术不断进行改革与调整，来满足不断扩大和变化的市场需求。机械制造与设计关乎到人的日常生活，现代化建设也对制造业的高质量生产提出了更高要求，国家加大对制造行业创新技术的投入，通过优化生产和科技研发来提高行业整体的生产效率，在国际市场的竞争中站稳脚步。机械设计与制造行业当中，智能化和自动化的相关技术将会得到进一步深入应用，在当下机械制造行业不断改革调整生产模式，以更好地适应市场发展的需求。1.3机械制造的发展特点1.3.1现代机械制造融合多项信息与智能技术机械制造融合了多项产业技术，尤其是对于现代机械制造来说，将机械工业与信息技术进行深度融合，在机械制造中运用传感技术、计算机技术与机械技术进行融合，让机械制造更加智能化和自动化。1.3.2机械制造设计多环节和多技术机械制造整合多项技术，各个产业之间各个产业之间进行协调与配合，确保产品的先进性和高质量，因此在机械设计与制造的各个环节中，每一个环节的产业链之间环环相扣，相互影响，因此在进行制造时需要确保每个环节的质量，这样才能按时有序的保障下一工序的开展。1.3.3机械制造具有标准性机械制造行业具有较为复杂的性质，并且趋向集中化生产，将相关技术进行交叉运用，技术之间产生相互配合，整个机械制造行业的技术设计具有统一性，有相同的行业规范和标准，因此机械制造的大企业在市场上具有良好的竞争力和竞争环境，量化生产保障其机械产品更符合标准化要求。1.3.4机械制造技术具有全球性的特点随着工业化发展和全球经济一体化发展，西方部分国家利用其在金融和科技上的优势来抢占制造业的市场，使制造业在国际市场竞争中较为激烈。我国的现代机械技术处在良好发展阶段，随着信息化技术的应用，机械制造产业的上游和下游企业的相关信息进行串联，实现了技术与信息的共享，通过信息技术能够快速发现产业链各个环节中存在的问题并将其解决。1.3.5柔性化制造在产业中逐渐得到广泛应用现代机械制造将传统的数控机床与柔性机床进行协同使用，达到对批次产品的个性化设计与生产，两项技术进行关联，实现了个性化定制和量产。具体来说主要过两个相关方面将数控机床与柔性机床进行融合第一是通过虚拟制造的相关技术，在计算机上根据客户所提供的数据和要求对产品进行模拟，根据模拟出的结果调整设计方案，优化产品的生产流程，有针对性的提高产品的质量和生产效率，满足客户的实际需求。第二是敏捷制造的相关技术，将机械制造系统通过新的组合进行应用，提高机械制造系统的整体稳定性和可靠性，调整生产线来满足实际产品的需求，是产品的供求关系达到平衡，避免出现库存积压的情况。84Machining and Application机械加工与应用2 机械制造的工艺过程在机械制造过程中，通过各个环节的工艺将原材料制作为买了送客户需求的实际产品，这个过程叫做机械制造的工艺过程，包括毛坯制造、零件加工、热处理等环节，在各环节中为保证生产的顺利进行，需要夹具准备、加工设备调整维修等步骤来进行辅助加工，在机械制造加工的过程中，按照一定的流程顺序通过不同环节改变与调整毛坯的形状、尺寸以及其表面层，将其制造加工成为符合产品设计的合格产品。3 机械制造工艺中的主要技术在机械制造加工的过程中需要把控零件精度，确保每个零部件的加工符合精度标准，这样才能确保机械制造产品的整体质量，根据不同机械产品的标准及设计要求，严格按照机械设计图纸进行精度控制。在进行机械设计时要注意对机械产品的性能进行整体考虑，结合实际生产需求，来设计相对应的零件成品，确保产品的性能。3.1加工原料首先需要保管已经加工好的半成品和原料；在机械制造的生产过程中，首先需要对机械产品制造时所需的原材料及设备进行储存与维护，注意储存环境的温度与适度，确保材料不会因外界环境发生损坏，结合产品的实际需求对材料进行选择与整改，使其符合机械产品的生产需求，确保其能够有效应用在产品设计制造的各个生产环节，根据机械设计工艺的具体要求和相关标准对机械零部件进行选择，注意零件的尺寸与标准规格，确保零件的性质和质量和性能符合产品的生产要求，在产品的制造的加工环节能够保证生产顺利进行，在最大程度上提升机械制造的生产效率以及产品的质量。然后需要制造毛坯，零部件进行热处理和加工；再进行部件的加工，将其进行装配，进行调试检测；最后进行包装。3.2零件装夹及定位在零件装夹及定位环节需要对零部件进行有效定位，确保其放置在夹具或者机床正确位置，结合加工工件具体情况进行定位基准的选择，根据现场环境对零部件进行调整，确保在机械运行时能够更方便快捷地进行操作。检查在零部件装夹的有效性。常用的装夹方式为夹具装夹、划线找正装夹以及直接找正装夹等。4 机械设计制造工艺的改进方向4.1怎样加强对机械加工制造的精确性生产在机械设计及生产等环节中会存在一定的误差，由于计算失误或环境因素导致，在对机械设计进行构建时会因为误差而产生错误的判断，所以应该通过一定措施避免设计、生产误差的产生，控制相关机械构件的性能。4.2 如何提升机械设计制造的标准性在机械制造的过程中，需要严格按照行业的相关标准来控制各个部件的质量和规格，任何的机械加工都是按照严格的工艺标准进行生产，完善机械产品的尺寸和表面特性，达到对机械产品的批量化生产，通过大规模生产提高产品的生产效率和标准程度。4.3可持续制造的方法利用绿色生产技术还进行机械制造，将生产过程中产生的废弃物循环利用，运用一定的工艺手段和技术对各个环节中产生的报废材料重新理，提高资源的利用率，降低分手材料对环境造成的污染，减少能源消耗，同时又使产品设计能够符合市场需求。将可持续发展的理念融入到机械产品的生产中。从产品材料的选择、设计、加工工艺等环节选择绿色加工技术，增加产品的回收再利用设计，确保产品质量同时简化产品的结构，采用绿色加工技术降低机械制造过程中的污染和资源浪费。5 机械制造工艺的合理化措施5.1科学合理地控制好加工精度随着机械设备在各个领域的应用要求越来越高，机械设备的结构呈现出复杂的特点，对支撑件的精度和功能提出了更高的要求。在进行机械产品的工艺设计时，需要对产品的总体性进行综合考虑，使机械产品的各部分满足工艺需求，考虑机床组件加工状态的变化等动态因素，对生产过程中可能发生的质量问题进行综合考虑，在机械制造加工的过程中需要对零件的精度进行把控，确保每个零部件的加工符合精度标准，才能确保机械制造产品的整体精度。根据不同机械产品的标准及设计要求，严格按照机械设计图纸进行精度控制。在进行机械设计时要注意对机械产品的性能进行整体考虑，结合实际生产需求，来设计相对应的零件成品。对制造过程中存在的误差进行分析，了解误差存在的原因，用数学算法降低机械制造过程中所产生的误差，对导致误差存在的外因和内因采取有效措施进行控制。加强精密加工和特殊加工技术的运用，能够有效提高整体施工质量，综合运用多种学科技术，例如物理技术和化学技术进行机械制造加工，提高产品整体加工的效果和合理性。通过加强特殊加工工艺的运用，借助陶瓷、金刚石等材料进行精密加工。在精密加工和特殊加工技术的实际应用中，要根据机械生产、材料加工和加工精度的要求，有效满足实际加工要求。5.2提升机械设计制造的标准性在进行机械制造的初始设计中，需要对机械产品的标准、需求、环保等方面的因素进行充分考虑，优先考虑机械制造的实际需求，按照一定的标准对机械产品进行生产设计，对机械制造的各个环节设计严格把控，根据机械产品制造各个环节的工艺特征选择合适的产品加工方法以及合理的制造资源，从多层次多角度考虑产品的整体质量性能，使产品满足质量、功能及安全性需求。机械制造具有行业制造标准，对机械零件的结构、性能、尺寸以及规格有统一的标准，因此在进行机械制造和加工过程中，大大降低了机械设计所耗费的成本，提高生产制造的效85Machining and Application机械加工与应用率，并且标准化设计引导机械加工制造行业朝着更高效的方向发展。5.3更加重视机械制造工艺的绿色化机械设计机械制造涉及的行业越来越广泛，机械制造过程中所产生的环境问题也逐渐引起人们的重视，在机械设计的过程中通过优化设计，在确保产品质量和功能要求的前提下采用优化方案降低对生产材料的消耗，选择能耗更低、效率更高的生产技术和设备进行机械制造加工，对生产过程中会产生污染的环节进行重点控制，提高生产效率，同时满足人们对绿色生态的需求，以绿色设计理念为先导，有效运用系统化设计的相关理念，注重各个环节原材料的实际利用，减少损耗，才能提高效率，考虑产品回收。只有在绿色环保的设计理念前提下，尽可能减少对周边环境的污染，才能进一步推动机械设计和机械制造综合效益的提高，满足企业、社会以及生态恢复的需求。在机械制造工艺中的切削、焊接、热处理等工序会造成水污染、粉尘污染和大气污染，对周围环境造成严重的破坏，也对人的正常生活造成不利影响。选择合适的工艺种类，对切削液、刀具机床设备进行选择，确保其具有环境友好性，对设备材料进行优化选择，或通过改善加工使其具有绿色性。5.4快速加工成型在制造业不断发展的大环境下，人们对机械产品的需求逐渐朝着功能化和多元化的方向发展，在机械设备功能多样化的背景下，其配套零件的精度和数量也在逐渐增加。但在传统机械制造技术和加工技术的应用中，难以保证其生产效率能够支撑的精度和数量不断增长的产品需求，生产量、生产速度以及精确程度之间相互对立。在现代科技的发展下，加强机械制造技术和加工工艺在不同的技术支持下得到优化，逐渐能够实现对机械零件成型的快速加工，并且能够对精度极高的零件进行批量生产。在实际生产活动中，将零部件的三维结构进行分析与计算，借助计算机强大的分析能力以及数学算法的优化，通过将三维零件整合到二维平面中，来组合机械部件的三维结构，利用计算机实现精确控制，完成相应的生产活动。5.5优化工艺要素在各个生产要素进行优化的过程中，要保持生产技术的先进性，采用先进的加工技术，保障机械制造能够安全、可靠、有效的进行，满足产品的各项功能需求，保持环境友好性，选择先进的加工设备和技术也能够节约制造成本，增加产品的整体效益。在工业设计和制造加工过程中要考虑成本要求，对各个环节的成本进行规划与计算，选择具有生态协调性和环境友好型的设计方案和设备材料，选择能耗小、又能确保制造质量的加工方法，优化。机械制造工艺