劉 靜

（溧陽市天目湖中等專業(yè)學校，溧陽 213300）

設(shè)計是機械制造中的重要步驟，如果設(shè)計方案不合理，會直接影響機械產(chǎn)品質(zhì)量及使用壽命，導致機械制造業(yè)的發(fā)展停滯不前。面對快速發(fā)展的社會經(jīng)濟，機械制造設(shè)計應該根據(jù)社會發(fā)展需求和嚴格的標準化要求不斷強化機械設(shè)計，調(diào)整設(shè)計方法，使機械設(shè)計更加合理和科學，從而推動機械的可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 合理化機械設(shè)計在機械制造工藝中的作用

機械設(shè)計整個過程比較復雜，涉及的東西較多。因此，用什么樣的方式進行機械設(shè)計對于機械設(shè)計來說至關(guān)重要。當前機械制造工藝還停留在傳統(tǒng)的操作上，設(shè)計理念存在不合理和不科學的問題。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，傳統(tǒng)的工藝標準和要求已經(jīng)不適合當前的社會發(fā)展。機械工藝合理化設(shè)計能夠滿足相關(guān)要求，不斷改進設(shè)計方法，對推動當前機械工藝標準發(fā)展和完善具有重要價值。傳統(tǒng)機械設(shè)計理念和設(shè)計方法存在一定的偏差，不僅會影響機械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，而且會影響產(chǎn)品之后的實用效果[2]。合理化機械設(shè)計可以不斷優(yōu)化機械設(shè)計理念，提升機械產(chǎn)品質(zhì)量和性能。

2 機械制造工藝與流程

機械制造工藝是利用機械加工手段加工原材料得到機械產(chǎn)品的過程。在這一過程中，機械設(shè)計和制造方法都起著關(guān)鍵作用。合理的設(shè)計能夠有效提升機械產(chǎn)品生產(chǎn)效率，控制機械產(chǎn)品生產(chǎn)成本。整個機械制造流程可以分成制造程序和技術(shù)程序兩部分。其中，將原材料經(jīng)過設(shè)備加工得到機械產(chǎn)品的過程為制造程序，而將制造的粗加工機械零件通過精加工組裝到一起形成一個新的機械產(chǎn)品的過程為技術(shù)程序[3]。

2.1 零件裝夾

生產(chǎn)零件時需要將零件固定到機床或者夾具上，以方便機械設(shè)備對其進行加工。為了保證零件位置準確，需要裝夾操作把零件牢牢固定在機床上。裝夾工藝就是夾緊機械零件及固定位置的技術(shù)操作。這一操作的好壞會直接影響零件質(zhì)量，還會影響零件的生產(chǎn)成本和效率。目前，市面上比較常見裝夾的有夾具夾式和劃線找正式等。

2.2 定位

生產(chǎn)零件過程中保證零件的精準度非常關(guān)鍵，因此定位操作非常重要。實際制造過程中需要選擇定位基準，以保證定位的精準。這種選擇是根據(jù)工件本身的各項參數(shù)決定的，如工件材質(zhì)、面和線的結(jié)構(gòu)數(shù)等。同時，零件定位基準還會受到零件所應用的場所或者其實際作用的影響，具體可以劃分為工藝基準和設(shè)計基準兩種[4]。其中，工藝基準在零件生產(chǎn)中更常見，還可以再分成工序基準和裝配基準等。定位工藝在整個機械制造當中的地位十分突出，因而制訂合理的定位操作方案不僅能夠有效提升零件本身的質(zhì)量，而且能夠提升零件制造的效率。對于不同的零件應該設(shè)計不同的定位加工方案，才能夠保證每一個零件的定位精準度，從而保證零件的質(zhì)量。

2.3 加工精度

加工精度就是加工精確度。這一工藝的質(zhì)量直接關(guān)系著產(chǎn)品的性能。按照當前機械工藝制造當中加工精度的要求，可以將其分為尺寸精度、外形精度以及質(zhì)量精度等。在實際進行機械零件制造過程中，為了保證零件的尺寸精度達到設(shè)計目標，制造人員一般會采用調(diào)整法或是試切法進行操作。為了保證零件的外形精度達到設(shè)計目標，制造人員常常會采用成形法或是軌跡法進行操作[5]。具體采用哪種方法提升精度，需要設(shè)計人員提前設(shè)計安排，并結(jié)合零件的具體情況和設(shè)計需求來確定。

3 機械制造工藝合理化機械設(shè)計方法

3.1 加工精度設(shè)計

在實際機械零件制造過程中，由于各種各樣的內(nèi)外因素影響，很多預期設(shè)計數(shù)據(jù)和實際制造數(shù)據(jù)存在差異。這種情況出現(xiàn)的主要原因在于機械制造本身的技術(shù)水平較低導致誤差。因而，設(shè)計人員在優(yōu)化機械設(shè)計方案時可以從加工精度入手，嚴格把控精度數(shù)據(jù)，盡可能縮小實際加工數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)之間的差距，提升機械產(chǎn)品本身的精確度。設(shè)計人員在優(yōu)化設(shè)計時，除了要考慮數(shù)據(jù)差異這一主要影響變量之外，還應該了解和掌握機械制造過程中其他的影響因素，從而提升機械制造水平。例如，裝夾工藝中夾具會對機械制造的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，使得制造數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，所以在優(yōu)化設(shè)計方案時可以從夾具入手來優(yōu)化夾具制造，使夾具更加貼合設(shè)計需求，以減小夾具帶來的誤差，提升機械零件的加工精度。

3.2 標準化設(shè)計

現(xiàn)在很多機械產(chǎn)品不合格或者在實際使用過程中易損壞和破裂，主要原因在于機械產(chǎn)品設(shè)計時設(shè)計人員沒有明確的設(shè)計標準進行參照，導致設(shè)計制造的產(chǎn)品不符合市場發(fā)展需求，進而造成機械制造公司人力和物力的浪費，影響機械制造企業(yè)的信譽和可持續(xù)發(fā)展。機械優(yōu)化設(shè)計首先要明確設(shè)計標準，才能保證機械設(shè)計的順利進行。設(shè)計標準也需要結(jié)合機械設(shè)計進行制訂，才能夠符合機械制造發(fā)展需要。合理化和標準化是當前機械制造的主流。優(yōu)化機械設(shè)計時，需要掌握和了解機械零件各方面的參數(shù)，如尺寸形狀等，然后進行設(shè)計，從而實現(xiàn)優(yōu)化機械設(shè)計的目的。除了優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計外，還需要重視產(chǎn)品性能。生產(chǎn)的機械產(chǎn)品應該符合國家的相關(guān)產(chǎn)品標準要求，不斷提升我國的機械產(chǎn)品性能。另外，機械產(chǎn)品質(zhì)量管理非常重要。在實際生產(chǎn)機械產(chǎn)品過程中，生產(chǎn)單位需要在控制生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上不斷提高生產(chǎn)效率，以提升企業(yè)的生產(chǎn)效益[6]。

3.3 加強綠色工藝設(shè)計

隨著節(jié)能環(huán)保理念不斷深入人心，環(huán)保工藝成為各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。機械制造行業(yè)只有采取環(huán)保工藝，才能真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的制造模式，從而滿足當前的環(huán)境發(fā)展需求。機械設(shè)備所產(chǎn)生的污染和噪聲等較大，對社會大眾的生活和企業(yè)生產(chǎn)活動產(chǎn)生了較大影響。因此，機械制造需要采取綠色工藝，提升機械設(shè)計人員的專業(yè)技能。在實際機械設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要將可持續(xù)理念作為設(shè)計核心，不斷設(shè)計和開發(fā)綠色機械產(chǎn)品，避免機械制造過程中產(chǎn)生的污染，提升機械產(chǎn)品的社會效益。從環(huán)保的方面來說，設(shè)計人員在進行機械設(shè)計時應盡可能選擇環(huán)保材料，并提前考慮機械產(chǎn)品后期的回收利用。設(shè)計機械產(chǎn)品時，設(shè)計人員要重視機械產(chǎn)品的創(chuàng)新和改良，從各個環(huán)節(jié)貫徹綠色環(huán)保理念，從根本上改變傳統(tǒng)設(shè)計觀念，融合機械創(chuàng)新設(shè)計和綠色設(shè)計，實現(xiàn)效益創(chuàng)造和環(huán)境保護相結(jié)合，達到保護環(huán)境的目的。同時，機械制造過程中難免會出現(xiàn)污染，因此機械企業(yè)人員應積極采取措施及時處理環(huán)境污染源，將污染控制在合理范圍之內(nèi)。

3.4 優(yōu)化零件表面加工設(shè)計

機械零件表面是否光滑會直接影響零件的使用壽命。因此，在優(yōu)化機械設(shè)計時，設(shè)計人員要采取合理方式提升零件表面的加工工藝[7]。制造機械零件時，可以選擇副偏角較小的工具，以降低機械零件表面的粗糙程度。從零件屬性上分析，可以選擇刀尖圓潤或者刀半徑較大的工具進行制造，以有效提升機械零件表面的光滑程度。使用機械設(shè)備進行制造時，設(shè)備的切削速度也會影響零件的表面效果。如果切削速度快，那么零件表面較為光滑；如果切削速度慢，那么零件表面會較為粗糙。因此，設(shè)計人員要根據(jù)實際情況調(diào)整和優(yōu)化切削速度，從而提升機械零件表面質(zhì)量。

4 結(jié)語

合理化設(shè)計是機械設(shè)計中最基礎(chǔ)的部分。設(shè)計人員一定要遵循合理化和科學化的原則，從產(chǎn)品的基本特點入手，優(yōu)化改進機械制造工藝，以提升機械產(chǎn)品的加工質(zhì)量。隨著我國各項標準的不斷完善，設(shè)計人員應該加強對機械零件表面的重視程度，從設(shè)計方面不斷延長零件的使用壽命，在保證節(jié)能環(huán)保的同時提升機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，進而推動機械制造業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。