黄华
广东三向智能科技股份有限公司
摘要：工程领域机械设备属于重要组成部分，设备制造和设计方法的优化能够使用低成本，生产出高质量的机械产品。标准化的设计与加工工艺的运用能够提高产品精度，满足使用者需求。随着工程机械化的程度日益加深，需要利用高效、安全的制造工艺，对于机械设计方案不断优化。因此，探索机械制造和工艺设计的合理化路径具有现实意义。
关键词：机械制造、工艺设计、合理化
一、机械制造与加工相关介绍
（一）机械设计
所谓机械设计就是利用机械工作原理、组成结构、运动方式、能量传递多种途径，对于机械零件材料进行选择，确认其尺寸，并且经过计算与分析将上述内容转化为机械制造的重要依据。
（二）机械制造工艺
在机械制造期间，加工工艺的运用就需通过多种方法完成机械零件的制造与组装。以常见的切削加工为例，加工工艺主要体现在工序安排、去皮加工、余量确认、装夹定位、设备选择等。
（三）机械制造工艺特点
在机械制造领域，制造工艺是保证生产重要手段之一。整体分析，其具有如下几方面特点：第一，只有具备较高的设计水平，才能运用先进技术制造和加工机械零件，因此，机械制造过程，需要以先进技术、设计理念等作为指导，才能探索出机械制造的高效路径。第二，所有机械加工方法的运用都和机械产品质量有直接影响。在机械设计、制造工艺等辅助运用下，能够确保机械产品加工与生产多层面要求，让产品质量不断提升。
二、机械设计工艺设计合理化思路
（一）展开环保设计
为响应国家倡导绿色环保的发展理念，机械制造领域也需与时俱进，践行环保要求。机械设计师需要在设计制造过程中，将绿色和环保的理念应用其中，高效利用原材料，选择加工工艺，确保机械制造过程科学环保，生产出和环境友好的绿色产品。机械制造企业，设备和原料的投入决定了生产成本，所以设计工作决定产品性能，对于设计制造工艺进行合理选择，合理配置原材料，防止加工期间出现原料浪费，工艺选择不当需要追加设备的情况。同时，设计人员应该对机械制造环节污染物产生量合理控制，彰显绿色环保的设计理念，控制生产污染，尽量选择对环境污染小或者无污染的材料，还可选择能够降解的材料，使机械制造过程工艺运用更具环保性。
（二）优化技术手段
机械制造工艺运用主要是加工零件阶段使用的技术和方法，机械种类不同，使用的架构方式也各不相同，要求设计者根据机械产品类型，对于加工方法、技术手段的运用进行合理选择，按照机械性能和产品性能，对于当前技术应用进行分析，制定合理化设计方案。在精密零件的制作方面，特别是精密齿轮类型产品，要求和其他产品之间具有较高的配合精度，对此，需要设计人员对于原有加工工艺进行优化，通过合理调整，再经过热处理，最后运用精滚齿工艺，才能获得高配合精度的尺寸，提高零件表面的精细化程度，保证零件使用安全。
在加工机械主要零件时，需要对加工技术的运用有所明确，才能确保制造的合理化。如：加工冷凝器的关键部件时，需要注意“长U型管”、“翅片”等零件的加工。
在加工“长U型管”时，可利用盘管进行自动化送料，使用自动弯管从盘料当中将铜管拉出，通过校直以后，按照特定尺寸进行切割，之后弯曲而成“U型管”，之后通过自动卸料制作成合格零件。因为铜管的管壁相对较薄，螺纹铜管的管壁在0.41mm，光管的厚度0.35mm，因此，在加工过程可能出现失稳现象，导致管道内壁出现起皱问题，应力比较集中。所以，为了避免弯管阶段出现破裂问题，应该在弯曲位置设置万向芯或者指形芯轴头作为支撑，若加工期间管道内壁存在较多褶皱，可让芯轴头伸入弯曲处，如果管道的外侧出现破裂，还可将其从弯曲之处略退出一些，直到符合要求。在翅片的加工方面，空调翅片的加工是在高速的冲床生产线内完成，最高冲速可达到320次/min，铝箔材料通过展料、过油和送料多个环节向冲床内进入，之后冲压成型，剪断加工成所需零件。在制造过程可利用PLC控制系统，对于零件加工过程冲压速度和翅片内孔进行控制。翅片冲压还包括二次拉伸，这样能够降低铝箔在翻边阶段产生裂纹现象，以免在胀管阶段出现破孔缺陷。上述零件加工以后，可按照冷凝器实际设计要求，对于模具进行调节，最后将不同翻边翅片冲压出来。通常而言，冷凝器实际翻边高度处于0.21~1.5mm之间，在零件制造过程可将模座上下的工作零件调换，就能将各种形状翅片冲压出来。当前，空调冷凝器，冲锋翅片由于换热性能相对较好，而得到广泛应用。因此在加工过程可重点加工此类型制品，以满足设计要求。
（三）标准化设计与加工
机械设计工艺的标准化，可通过加工方法的优化，改进技术的应用而实现。在机械行业的快速发展过程当中，机械设计与加工标准化属于重要趋势，需要相关人员高度重视。可通过企业利用标准化设计和加工工艺，使得机械零件能够在结构、尺寸和规模多个方面实现标准化，这样就可节约设计、制造等环节人员成本的投入，还能降低人员使用成本，按照统一化标准，使机械设计的标准化程度越来越高，能够让制造过程按照统一化标准运行，合理控制非标准设计、加工制造等方面的成本投入，让机械加工及制造效益更高，不断提高企业效益。
（四）机械零件的组合
机械制造设计的合理化还包括零件设备的组合形式，对于零件组合进行优化也是合理化设计的重要内容，能够保证机械的高效利用。如：笔者在2012.06~2017.02期间担任广州欧亚制冷设备制造公司研发部的工程师。在此期间，主要负责对风冷型和水冷型等机型的冷凝器和蒸发器的制造工作，还负责压缩机等类型关键零部件选型工作，也负责上述机械零件和其他部件之间的组合工作。工作期间，利用Pro-E4.0、CAD2012完成空调机组的模型、管路空间的走向图绘制，并将BOM表（也称“机组物料明细表”）给出。为客户提出的非标准化要求提供了良好的服务。
结束语：机械设计阶段，需要设计人员掌握设计重点，制定合理的设计方案，对于加工工艺有全面了解，选择制造技术、加工方法。为了使设计工艺更加合理，可运用环保设计理念，综合考虑机械设计与加工过程工艺的运用要求，使用改进措施，让产品精度、质量能够满足使用者的需求。
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