周朝輝

摘 要：機(jī)械制造是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)工業(yè)體系中發(fā)揮著不可替代的作用。為了提升機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的水平，確保其能夠在新技術(shù)潮流下迎頭趕上并領(lǐng)先世界，就需要從機(jī)械設(shè)計(jì)、材料采購(gòu)、工藝設(shè)計(jì)以及機(jī)械加工等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行同步改善。首先，對(duì)機(jī)械制造工藝的發(fā)展特征進(jìn)行了分析。接著，基于機(jī)械制造工藝，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)合理化措施從提高加工精度、提高加工表面質(zhì)量以及加強(qiáng)綠色制造等方面進(jìn)行討論。相關(guān)的分析和討論對(duì)促進(jìn)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)合理化有積極意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)；產(chǎn)業(yè)優(yōu)化；機(jī)械設(shè)計(jì)合理化；機(jī)械制造工藝

機(jī)械工程是一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)實(shí)力的重要標(biāo)志，也是其經(jīng)濟(jì)硬實(shí)力的關(guān)鍵部分。在推進(jìn)機(jī)械工程發(fā)展時(shí)，必須對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力學(xué)傳遞、零件精度、材料精度以及維護(hù)保養(yǎng)等進(jìn)行不斷改進(jìn)即，需要進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的不斷再完善。可見，機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)于機(jī)械工程的發(fā)展起著基礎(chǔ)性作用。然而，在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中必須結(jié)合機(jī)械制造工藝現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)等因素進(jìn)行合理化，不能夠片面追求材料、技術(shù)或者原來(lái)的先進(jìn)性，也不能夠墨守成規(guī)，忽視了機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造的發(fā)展潮流。這就是所謂的合理化機(jī)械設(shè)計(jì)。接下來(lái)，將基于機(jī)械制造工藝對(duì)合理化機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，希望能夠?qū)μ嵘龣C(jī)械設(shè)計(jì)合理化水平有積極的借鑒意義。

1 機(jī)械制造工藝的發(fā)展特征

1.1 機(jī)械制造工藝的網(wǎng)絡(luò)化，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化有更高要求

當(dāng)代機(jī)械制造環(huán)節(jié)眾多，參與者也遍布全球，為了確保各個(gè)工藝、工序之間能夠正常、順暢、高效地進(jìn)行，就需要充分利用網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)平臺(tái)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)平臺(tái)，市場(chǎng)需求、市場(chǎng)開發(fā)、材料選擇和采購(gòu)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造等環(huán)節(jié)能夠在全球各個(gè)地方有效互動(dòng)。同時(shí)，便于機(jī)械制造工藝的交流和技術(shù)擴(kuò)散，也充分利用了網(wǎng)絡(luò)的開放性、分享度高的優(yōu)勢(shì)，制造工業(yè)不再被封鎖在局部地域內(nèi)。

1.2 機(jī)械制造工藝的智能化，對(duì)機(jī)械加工精度有更高要求

智能化充分運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)、生物科技、計(jì)算機(jī)、高級(jí)運(yùn)籌學(xué)以及混沌力學(xué)等高端科技，通過(guò)將這些科技與控制理論組合起來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造工藝高度自動(dòng)化。在人工智能技術(shù)的推動(dòng)下，部分高難度、高危險(xiǎn)、高強(qiáng)度的工作不再需要大量人力勞動(dòng)。

1.3 機(jī)械制造工藝的微型化，對(duì)工具表面質(zhì)量有更高要求

微型化機(jī)械是指體積<1cm?的自動(dòng)化機(jī)械產(chǎn)品。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在機(jī)械制造工藝微型化方面取得較大成就，證明了機(jī)械制造工藝的微型化不僅可以減少機(jī)械設(shè)備能耗、降低其空間占用，而且能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)備以更加靈活、精準(zhǔn)的方式運(yùn)行。微型化已經(jīng)在生物醫(yī)療、高精儀器研發(fā)制造以及軍事設(shè)備、衛(wèi)星設(shè)備制造中得到運(yùn)用。

2 基于機(jī)械制造工藝的機(jī)械設(shè)計(jì)合理化措施

2.1 提高加工精度的工藝措施

從機(jī)械制造工藝的發(fā)展特征可以看出，智能化程度不斷發(fā)展，相應(yīng)對(duì)工件精度提出更高的要求。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須不斷提升精度控制技術(shù)、改進(jìn)零件精度控制工具，并將精度測(cè)量工具不斷優(yōu)化。然而，在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，工藝的存在是客觀的，而且是影響加工精度的主要因素。因此，就現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)而言，要提高加工精度，就必須不斷改進(jìn)對(duì)誤差的控制。通過(guò)轉(zhuǎn)移原始誤差法、分化或均化原始誤差法、誤差補(bǔ)償法等誤差控制方法來(lái)應(yīng)對(duì)內(nèi)部應(yīng)力、刀具磨損、熱變形、系統(tǒng)應(yīng)力等因素所導(dǎo)致的誤差。

2.2 提高加工表面質(zhì)量的工藝措施

機(jī)械制造工藝已經(jīng)越來(lái)越微型化，而微型化設(shè)備對(duì)表面質(zhì)量有著極高要求，否則就可能引起整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行故障。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了有效地應(yīng)對(duì)機(jī)械表面粗糙度超過(guò)機(jī)械工藝要求的問(wèn)題，可以從以下3個(gè)方面著手。

第一，不斷提升刀具的性能，如根據(jù)工件表面屬性，對(duì)精車刀、刃精刨刀、修光刃進(jìn)行再改進(jìn)，提升其適應(yīng)性。

第二，改善切削條件。為了避免在切削過(guò)程中產(chǎn)生積屑瘤，影響工件表面光潔度，可以采用改善切削液潤(rùn)滑度、合理控制進(jìn)給量、調(diào)整切削速度等措施。

第三，需要嚴(yán)格控制工件表面層變形。為此，需要優(yōu)化進(jìn)給量、控制切削速度，并合理調(diào)節(jié)后刀面的磨損寬度。另外，還需要注意切削液的添加，做好潤(rùn)滑和沖洗措施。

2.3 提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的工藝措施

無(wú)論是基于機(jī)械制造工藝的智能化、網(wǎng)絡(luò)化或者微型化，在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中都必須進(jìn)行明確的標(biāo)準(zhǔn)化，從而使得工藝規(guī)范能夠真正實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，需要從工件構(gòu)造、工件功能設(shè)置、工件種類設(shè)置、工件大小設(shè)置等方面制定明確的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。只有做到各項(xiàng)具體工藝有明確的企業(yè)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，才能夠真正做到機(jī)械設(shè)計(jì)者與市場(chǎng)消費(fèi)者的有效溝通，從而提升市場(chǎng)的認(rèn)可度。

2.4 加強(qiáng)綠色制造的工藝措施

當(dāng)代機(jī)械制造工藝對(duì)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，綠色制造概念的引入和實(shí)踐已經(jīng)在部分機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造領(lǐng)域得到可靠驗(yàn)證。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了確保綠色制造目標(biāo)的達(dá)成，需要從以下幾方面著手。

第一，在機(jī)械建模時(shí)就需要充分考慮到模型的環(huán)保性能，如果存在可能對(duì)環(huán)境造成消極影響的因素，需要及時(shí)研究應(yīng)對(duì)措施。

第二，在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，需要盡量采用環(huán)保材料，尤其需要提升可再回收材料的使用比例。

第三，需要提出機(jī)械制造環(huán)保建議，充分依據(jù)國(guó)家環(huán)保法規(guī)、行業(yè)制造環(huán)保規(guī)范對(duì)制造工藝提出合理化改進(jìn)方案。

3 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展中會(huì)遇到多種多樣的問(wèn)題，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)豐富的解決方案。就機(jī)械制造業(yè)而言，朝向智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和綠色化的方向發(fā)展是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。在這個(gè)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝必須有效銜接，確保先進(jìn)的工藝能夠充分發(fā)揮作用，也確保設(shè)計(jì)理念能夠得到實(shí)踐驗(yàn)證。

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