秦建明

摘 要：針對目前機械;零件結構工藝性設計過程中存在的問題，文章分析了進行結構工藝性設計的影響因素以及常見問題，并提出了特種加工對機械零件結構工藝性設計的應用效果，其目的是為相關建設者提供一些理論依據(jù)。

關鍵詞：機械零件;結構工藝性設計;毛坯成型;特種加工技術

前言

隨著我國市場經(jīng)濟發(fā)展進程的不斷加快，人們對機械零件結構工藝性設計的需求越來越大。然而，在實際機械零件結構設計過程中，其易受結構材料、毛坯成型方法以及質量技術指標等因素的影響。為避免機械零件結構工藝性設計生產(chǎn)受上述影響因素的影響，相關建設人員應從已經(jīng)出現(xiàn)的設計問題出發(fā)，從而找出相應的成型加工設計方法。這是控制實現(xiàn)我國機械工業(yè)化生產(chǎn)建設快速穩(wěn)定發(fā)展的關鍵，相關建設人員應將其重視起來，

1、機械結構設計工藝性的主要影響因素

機械零件結構的工藝性設計應綜合考慮多種因素，包括單個零件的工藝性分析，或針對加工工藝的工藝性研究。因此，要求進行零件材料的正確選擇，成型方法的合理設計以及工藝路線的統(tǒng)籌安排等，這些過程是相互作用的，設計時，具體應考慮以下幾方面因素：

1）所選結構材料，在選擇機械零件結構加工材料的過程中，由于結構材料的性質量容易受化學性質和力學的影響，因此，相關設計人員在選擇產(chǎn)品材料后，要根據(jù)其性能狀態(tài)來確定相關的生產(chǎn)工藝流程。如果機械零件的基本結構與所選的結構材料不一致，結構工藝性設計人員就需要額外采取補救措施，來保證其作用質量不會受到影響。在此情況下，機械零件的生產(chǎn)成本就難以達到預期目的。

2）毛坯成型方法，相關研究表明，不同結構形狀的毛坯所需的成型工藝設計不同。由此可見，毛坯的成型工藝設計是直接決定機械零件產(chǎn)品生產(chǎn)加工質量的關鍵因素。為此，毛坯成型工藝設計人員要根據(jù)工件設計的復雜性來確定結構的類型。這樣一來，機械零件的結構狀態(tài)就能與零件加工工藝路線的設計相一致，從而降低不穩(wěn)定性因素對其作用質量帶來的影響。

3）加工工藝過程，機器零件生產(chǎn)的加工工藝選擇是根據(jù)零件工藝性要求而具體確定的，一般生產(chǎn)中，要求機器零件的結構與零件加工工藝路線相適應;

4）質量技術指標，機械零件產(chǎn)品的質量技術指標與實際的加工生產(chǎn)時間和費用是成正比的，這就意味著當產(chǎn)品的質量技術指標越高，其所需的生產(chǎn)時間和生產(chǎn)造價成本就越大。在目前的機械零部件的生產(chǎn)加工工藝過程中，一旦沒有控制質量技術指標，就會導致生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期急劇擴大。為控制這一工藝性設計因素的影響，相關設計人員在進行機械零件產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，首先要確定科學合理的質量技術指標，從而使產(chǎn)品既能滿足結構工藝性的設計要求，還能滿足用戶的使用要求。對于機械零件生產(chǎn)廠家來說，其影響因素控制是實現(xiàn)經(jīng)濟效益目標的關鍵，相關建設人員應將其重視起來。

5）具體生產(chǎn)條件，機械零部件的結構工藝性會隨著生產(chǎn)條件的變化而變化，即一定條件下，結構工藝性表現(xiàn)好的部件，會因條件變化而導致工藝性很差。因此，零件的結構設計工藝性應與具體的生產(chǎn)條件保持一致。

2、機械結構工藝性設計常見問題分析

隨著機械結構設計的不斷進步和發(fā)展，設計工藝性要求也越來越高，然而總是不可避免的存在以下一些常見問題：

1）軸承密封問題，滑動軸承通常有較大的空隙，極易出現(xiàn)磨損而導致軸心移動，不宜采用接觸式密封方法;

2）較長機械零部件變形困難問題，機器零部件的長度隨溫度變化而迅速變化，因此設計較長的機械結構時，應給予其自由變形的空間，可以采用移動支座或者自由伸縮的管道結構解決此類問題;

3）螺紋載荷過重問題，螺桿結構設計時，應盡量減小螺紋載荷，可以采用擴大受力面積的結構方式來減小螺紋受力;

4）螺栓頭部伸出問題，告訴旋轉結構體，極易出現(xiàn)螺栓頭與螺母伸出法蘭面的現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)造成威脅。結構設計時，宜用防護罩掩蓋伸出部分;

5）同軸雙半圓鍵設計問題，同軸母線上的半圓鍵靠側面?zhèn)髁?，常由于鍵槽深而嚴重削弱軸的強度的問題。故應在同一軸向母線上設計兩個半圓鍵;

6）傳動結構設計問題，帶傳動、鏈傳動的結構設計緊邊、松邊位置相反。鏈傳動采用緊邊在上的結構，避免鏈與鏈輪纏繞，預防鏈條卡斷問題。另外，雖然傳動系統(tǒng)中的摩擦傳動，能避免載荷過重時的滑動危險。但大型機械結構設計要求有足夠高的安全系數(shù)，多不采用摩擦傳動，避免引起安全事故;

7）活塞桿或閥桿的填料密封問題，多層填料密封的泵，不適合用螺紋旋轉壓蓋壓緊，這樣會由于法蘭面與填料的相互摩擦而損壞調料，同樣也增加了扭緊力矩。故應采用一個法蘭與若干螺釘配合來壓緊填料的結構。

3、特種加工對機械制造結構工藝性的重要作用

3.1涵義及特點

特種加工就是在機械零部件或產(chǎn)品的被加工部位，施加聲、化學等能量，以去除、塑形或鍍覆材料的加工方法。此類加工方法可以對硬度大、韌性高的材料以及表面復雜、敢賭低的零件進行加工，有力地解決了傳統(tǒng)機械加工難以實現(xiàn)復雜結構工藝性的難題，成為一項必需的加工技術。

特種加工的主要特點是非接觸性，即工具與工件很少接觸，采用物理溶解、剝離等加工機理可對復雜表面的零部件進行工藝性設計。另外，還有以下優(yōu)點：

1）特種加工與零部件的機械性能無關，對各種非金屬材料也可進行加工;

2）特種加工不依靠切削原理，無排屑問題存在，是傳統(tǒng)機械加工的有力補充;

3）能量的控制和轉換較容易，使得加工范圍廣、適應性強;

4）加工余量微細進行，提高加工精度;

5）不存在傳統(tǒng)機械加工中的大面積熱應變問題，使得表面粗糙度較低;

6）各類型能量組合使用，可形成新的復合加工，加工效果好。

3.2影響作用