机械制造工艺中机械设计的合理性探讨 宋伟江

发表时间:2021/1/20   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:宋伟江
[导读] 摘要:随着时代的发展和整体技术的提高。
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        摘要:随着时代的发展和整体技术的提高。机械是提高社会生产效率、缓解人工劳动压力的重要载体,在工业文明的发展中,机械制造业日益进步,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
        伴随着当代社会生产力水平持续不断提升,机械工业化程度也在积极稳健地向前发展。需要使用可便捷操作、高效安全、经济环保的机械设备,更需要配合以优化的机械制造加工工艺加上合理的机械设计制造方案,才能满足机械工业化水平积极稳步发展的需求。而合理的机械制造加工工艺,有利于降低机械制造的投资成本,更利于保障最终生产产品的质量,在一定程度上避免了资源的浪费,因此需要根据客户实际的要求不断完善机械设计制造方案。所以,相关机械设计工作人员一定要不断地学习不断地丰富自身的设计水平和机械制造加工工艺知识,唯有对于产品进行不间断的开发和创新,长久的经验积累设计出合理化的机械设计制造的加工工艺,才能够使得机械生产企业获得最大化的经济利益和社会效益。
        1要求
        机械制造工艺中,机械设计工作具有复杂性特点,加上科学技术不断发展,各零部件尺寸、规格多个要求愈发精细,需改善传统机械设计制造工艺。当前,可将机械设计制造要求分为两方面,一是传统工艺下,机械制作手段实用性不足,功能单一,机械设计师应当对其进行改造完善。二是机械设计应当符合市场需求,重工业生产中对于机械需求量较高,且其已经渗透至食品生产行业,此为时代发展的必然趋势,主要是由于机械生产可解放劳动力,提高生产力,因此,必须结合实际情况进行设计,保证其满足群众需求。
        2机械制造工艺中机械设计的合理性
        2.1贯彻绿色制造理念
        近年来,我国根据当前的环保现状提出了诸多要求和理念,如可持续发展理念、绿色制造理念、绿色施工理念、节能环保理念等。机械制造业作为重工业中的一部分,尽管为国家经济的迅速增长和社会的稳定发展做出较大的贡献,但其在发展中也带来了严重的负面影响,损耗了大量的能量,对环境造成了严重的破坏。因此,在进行机械设计时,要想保证机械制造工艺的合理化,就要深人贯彻并落实绿色制造理念,将其融人到机械工艺制造、零件加工等环节中。此外,机械制造企业还要注重材料的选择,将环境友好型材料视为产品生产加工的首选,同时还要注重现代化理念及技术的应用。为减少对周边环境及生态系统的长期破坏,企业还需做好废弃零件的回收和处理工作,并通过加强产品的可回收设计、增加绿色材料的等方式提高产品质量,延长其使用年限。在这种做法下,不仅能保护环境、节约资源,还能推动企业甚至整个机械制制造业的发展进程。
        2.2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。
        2.3增强机械设计和加工工艺的标准化
        当前随着机械工程行业的发展,机械设计和加工工艺标准化是一个重要的发展趋势。既然机械设计和加工工艺标准化是发展的必然趋势,那么机械设计人员也不应忽视。企业如果能够采用标准化的设计和加工工艺,机械零件不仅能够从尺寸、规格、结构方面甚至性能方面都能实现标准统一化,这样机械设计和加工制造在不必投入新的加工手段前提下就能简便顺利地进行。不但减少了设计人员的重复确认工作,既提高了机械设计质量也提高了机械加工制造按统一标准的顺利运行,而且降低了非标准设计及加工制造工艺带来的成本投入,提高了机械加工制造效益,增加了企业的经济效益。再比如,对于生产类似使用要求的齿条,设计人员就没必要针对于每一个小品种重新设计,重新制定加工工艺,而是制定有效统一的设计,采用统一的加工工艺去实现,这样就减轻了设计人员的工作负担,也减少机械加工设备、工装、夹具的投入,从而提高了机械加工的制造效益,为企业带来了明显的经济效益。因此,设计人员必须重视提高相似件零件的标准化设计水平,这样才能更好地指导机械制造加工工艺的标准化,提高了企业同样类型零件的加工体量和质量,提升了企业的竞争力水平。
        2.4提高加工精度
        为确保机械设计的合理性,需重视机械零件、机械产品加工精度的提高。加工精度具体指零件加工制造后,位置、尺寸、形状等参数与零件生产标准中相关参数的契合度。由于机械制造行业中,部分加工技术尚未发展成熟,机械加工标准零件仍会产生相应误差,而加工精度的提高则是对相关误差所进行的控制。一方面,技术人员应基于影响机械产品加工精度的因素及常见加工误差,深入分析加工误差的产生原因、产生规律,从而采取对应解决措施,避免误差的产生。另一方面,需从测量工具选择、机械产品结构分析、加工工具的创新优化等方面,控制机械产品加工精度,使其加工制造符合相关标准。
        2.5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
        在市场经济中,各行业对机械制造量、机械设计质量提出了更多更高的要求。为促进机械制造工艺的深入优化与发展,突出机械在社会经济中的应用价值,技术人员需确保机械制造工艺中机械设计的合理性,持续提高机械产品设计水平。
        参考文献:
        [1]高洪辉.机械制造工艺中的合理化机械设计[J].科技创新导报,2020(12):42-43.
        [2]朱莉莉.零件机械加工工艺的设计原则分析[J].湖北农机化,2019(23):66-68.
        [3]曹伟.机械制造工艺优化背景下机械设计策略选择[J].科学技术创新,2019(27):179-180.
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