机械制造工艺中机械设计的合理性探讨

机械制造工艺中机械设计的合理性探讨

杨涛

中航西安飞机工业有限责任公司 陕西省西安市阎良区 710089

摘要：目前，我国机械制造行业发展迅速，在这样的背景下，机械制造技术水平稳步提高。机械设计的合理与制造工艺的应用效果影响着机械产品的质量、使用价值。机械制造工艺的基本流程包括零件装夹、零件定位、精度控制等，为确保机械设计的合理性，应提升加工表面质量、强化绿色制造工艺，并加强标准化程度。

关键词：机械制造工艺；机械设计；合理性

引言

改革开放后，我国机械制造进入了新的发展时期，机械制造与设计工艺逐步提升，推动了现代机械制造行业的发展。机械设备在生产生活领域的广泛应用，使得各个机械设备的可靠性得到了人们的关注，机械的合理性设计关系着机械制造工艺能否得到有效应用。机械设计的合理性不仅能够满足机械制造成本控制的要求，还能够有效提升机械的整体性能，满足生产的各种需求。机械设计的合理性要求各个设计人员需要充分考虑各种因素，保障设计质量。

1现代机械制造技术的特点

现代机械设计更注重各生产要素之间的密切配合，进行了经验总结，并在生产过程中融入了现代化信息技术。不仅大幅度提升的生产效率与生产质量，还跟上了时代前进的脚步。传统的机械设计主要依靠手工制造且依靠设计人员的主观感受进行相关设计，传统的机械设计生产模式对设计人员有非常高的要求。除此之外，现代机械设计的涉及领域非常广，能设计最佳的设计方案。现代机械设计的设计手段是随着时代科技变化而变化的，因此现代机械设计中有各种各样的先进技术，在日常生产过程中能很好地把握力学能力。现代机械设计还能在修改设计方案的同时，进行下一环节的工作，有效避免了生产时间的浪费。

2机械制造工艺的流程

2.1零件装夹

机械制造工艺中，零件装夹的操作标准化、流程合理性直接影响着机械产品制造质量。在零件装夹期间，技术人员应在加固处理前期，将零件放置在加工机床、磨具等夹具内的合理区域中，并且在位置调整无误后进行加固处理。另外，应保证零件加工期间位置选定的精确性、放置后零件的稳定性，从而避免产生零件变形情况。零件装夹不仅影响着机械产品制造水平，关系着生产有效率、加工企业的经济利益，所以需坚持“科学严谨”的基本态度，严格把控各环节加工质量。

2.2零件定位

零件定位是机械制造的重要环节。此阶段，有关的制造人员需要整理已经完成加工的各种零部件，将这些零件排列组合形成成品。零件的加工质量会直接决定这些产品的性能。零部件的制造与加工过程中，相关的制造人员需进行各种零部件的功能与类型划分，做好零部件的定位，而定位的精确性直接关系着零件加工的质量。由于零件存在功能差异性，这种差异造成了定位与加工工艺的差异。只有保障定位与加工工艺的合理应用，才能够提高零部件的加工质量。

2.3精确度加工

产品工艺设计中，最为重要的一点在于精加工控制，其与产品生产效果息息相关，对后续产品组装应用具有决定性影响。根据实际加工情况，应当对加工精度进行合理设计，通过明确产品切割位置、形状、尺寸规格、工艺流程等，保证参数输入正确性，可显著将产品工艺优化，促进加工质量的提高。如，加工压力容器零部件中，加工锻坯环节需要对正火温度进行合理调控，保证零部件加工硬度，当硬度为198～208HB时，即可应用切削加工工艺，将产品质量提高，通过40CrMnMo材料切削后，温度持续加热至870℃，完成保温空冷操作，借助670℃高温实现回火，保证其符合切削工艺要求，进而将精确度提高。

3机械制造工艺中机械设计的合理性

3.1提升加工表面质量

表面质量是机械产品规范化生产的核心内容，技术人员应坚持“科学设计、合理设计”的基本原则，严格控制机械产品表面精度，有效控制其表面粗糙程度，延长机械产品使用年限。与此同时，需结合机械零件特征选用加工刀具，并重点控制切削量、相关用具的磨损程度。如企业可引进修光刀、新型精车刀辅助机械产品加工制造，预防加工误差，提升加工表面质量。另外，机械加工制造工艺中，还需强化机械零件检查力度，提前排查机械变形隐患，为机械零件表面质量控制创造良好条件。具体来说，在机械零件加工、设计环节中，其一，要确保刀具选择的合理性。选择加工刀具时，需依据机械零件加工需求、零件材质，选择不同类型、形态不一的刀具，从而在机械零件、刀具的高度契合中，提高机械加工表面质量。其二，保证切削参数选择的合理性。切削参数在机械加工表面质量的控制中有着不可替代的作用，而在切削参数中，切削速度、刀具使用角度、刀尖圆弧半径是影响零件加工表面质量的主要因素，其参数选定的合理性可有效减少机械零件表面的积屑瘤，确保机械产品加工质量。还应在机械设计方案中，选择适用性较高的切削液，借此降低刀具、加工零件摩擦程度，避免刀具在切削期间磨损严重，影响加工表面质量。

3.2绿色创新制造工艺

在生产制造加工过程中，会消耗许多的原料，不可避免地对环境产生污染。随着机械制造工艺自动化发展，在机械设计中引入绿色制造的理念已是制造发展的趋势，绿色制造的工艺更注重对环境的保护，并在此基础上确保经济效益达到最大。机械设计和工艺要求的不断提高，尤其新的设计理念和思维不断产生,是确保实现机械设计工艺水平和产品质量的提升，机械设计工作中应该结合机械设计发展趋势，设计过程中注重机械加工时创新工艺的应用,机械设计产品与产品体现出来的理念符合环保要求。机械设计与环保理念相结合，立足于机械设计成本，加强对环保技术的融入，综合考虑该机械设计在设定某项装置时，设备投入运行以后是否会影响周围的生态环境，尽可能的降低原料成本和浪费率，保证材料不在对环境污染的基础上，满足生产要求，同时要充分考虑产品是否能循环利用以及后期的回收再利用等问题，加强对机械设计理念的创新，采用绿色制造工艺，实现产品与工艺的创新设计。

3.3冷却设计

在铣削中，压力容器将会产生大量切削热，该热量约15%传递至刀具，5%被工件吸收，75%被切屑带走，剩余5%传入周围介质。如若不迅速将95%切削热带走，则会造成工艺系统过热变形，对压力容器的加工精度造成影响。所以，在加工中需要进行冷却。高速铣削加工压力容器过程中，刀具周围旋流较强，难以通过普通方式喷射冷却液至工作刃区，且在离心作用下，对于冷却液粘附性提出了更高要求，将切屑75%热量迅速带离工件与工作台。而应用极压乳化液作为冷却润滑液，在刀具与工具间，极压物质可与金属表面产生化学反应，产生高熔点化学吸附膜，提高润滑效果，当其进入至切削区，即可渗透至刀具、切屑、工件内，形成润滑膜，将切削摩擦减少，避免出现粘结现象，有助于改善表面工件质量。目前刀具已经开发到中心冷却模式，结合高压大流量冷却方式，可有效解决发动机刀具刃区润滑冷却问题。

结语

虽然我国现阶段正处于一个制造工业转型阶段，但随着社会经济与科学技术的快速发展，我国的机械制造行业已经取得了一个不错的成绩，且机械设计与制造已经融合到了人们生活的方方面面，相信未来，现代机械设计与制造能获得更加广阔的发展空间。

参考文献

[1]王锦涛.现代机械设计与机械制造的相关技术分析[J].湖南农机,2020(3):95-96.

[2]陈潇,裴振宇.现代机械设计方法[J].科技经济导刊,2016(02):70.

[3]顾兆业，李鹏.浅析机械制造工艺中的合理化机械设计[J].现代制造技术与装备，2018，（2）：158-159.