机械零件设计及加工工艺研究

郭郁汀

摘要：机械设计是为了实现或满足某设备使用功能而进行的设计过程。机械设计的水平决定着机械设备的先进性和质量，也关系到机械制造生产企业的经济效益。随着我国机械制造业的不断发展，机械设计技术也不断发展，各类大型机械设备和精密型机械设备成为推进产业发展的基础，但是无论多大规模和多精密的机械设备都是由零件组合装配而成，这就对机械设备零件的设计和制造提出更高要求。机械制造企业为了提高原材料的使用效率，节约机械设计和生产的成本，提高机械设备整体的强度和性能，从机械零件结构设计入手，优化零件结构设计，提高零件结构合理性和经济性，使机械零件具有更高的强度和性能。只有这样才能确保机械设备的质量和性能，提高机械制造企业的经济效益。

关键词：机械加工工艺；加工精度；产品质量

引言：机械加工主要是根据设计图纸进行制造产品，产品制作的过程可以看作是机械加工的过程，整体工序复杂多样，且操作步骤环环相扣，对产品零件精度有严苛要求。因此，在机械加工过程中，需要通过改进机械加工提高机械零件的精度，在保证零件质量的基础上优化产品制造，帮助工业企业提高自身的竞争力。

1机械加工工艺的应用现状

我国机械制造类企业在更新产品生产工艺时，基本无法实现信息的全覆盖，导致制造技术的整体更新不完善且速度较慢。众多机械制造类企业因缺乏足够的资金支持，以及内部管控水平较低，一定程度上影响了机械加工技术的发展，甚至会对产品的质量造成不良影响。在生产加工中应用机械加工工艺时，实际我国并未实现全自动化操作，导致会出现操作失误、技术掌握不熟练以及技术操作不规范等问题。产品生产对精确度的要求较高，但如果现有的工艺技术在应用时无法满足要求，会导致零件的生产加工存在较多缺陷，最终降低产品的生产合格率。在我国大多数企业采用人工与自动化技术相结合的生产形式，各个作业环节会受到外界和人工因素的影响，出现产品外观变形、尺寸偏差过大等问题，对产品的实际使用造成了不良影响。在对产品进行加工处理时，选用的机械设备型号、精度不符合建设要求，也会增加质量问题的发生概率。

2机械零件结构设计方法

机械设备零件作为机械工业生产系统及机械设备中不可缺少的一部分,其设计水平及加工质量将会对设备应用功能产生巨大的影响。

2.1经验法

利用经验法来进行机械零件结构设计，需要以全面归纳总结以往设计经验，遵循机械设计原理为基础，通过对比分析来选择合适的机械零件结构设计方法。因此机械零件设计人员应该具有丰富的机械零件结构设计经验，只有这样才能正确选择合适的设计方法。虽然经验法对于机械零件结构设计而言具有高效型和可行性，但是主观性太强存在设计风险，因此经验并非科学理论依据，缺乏合理性和科学性。因此在机械零件结构设计时要慎用经验法，还是应该以模型法和理论设计法为主。

2.2模型法

通常大型设备机械零件的规格、尺寸和质量比较大，还有一些机械设备零件内部结构比较复杂，这些机械零件在结构设计时宜采用模型法。所谓模型法就是在利用大量实验数据建造的设计模型，来对机械零件进行结构设计和生产加工。在使用模型法进行机械零件结构设计时，需要将机械零件设计方法和机械零件生产加工相融合，如果模型与实际的机械零件的规格、尺寸和质量相差较大，就不宜采用模型法进行结构设计。

2.3理论设计法

与经验法和模型法相比，理论设计法依据现有的机械零件结构设计理论进行机械零件结构设计，具有很高科学性和科学性。机械零件结构设计涉及到材料力学、机械力学和材料学等方面的理论知识和技术，在利用理论设计法对机械零件进行结构设计时，要明确机械零件所要承受的各类荷载，然后确定机械零件的尺寸和规格。例如在计算直杆零件的尺寸时，要确定直杆零件所受的剪切力和拉力，然后根据外力大小确定直杆零件的尺寸。因此利用理论设计法可以精准计算出机械零件的尺寸和体积，使得机械零件结构设计更加精准化和科学化。

3提升机械加工工艺的措施

3.1合理控制机械加工流程

为了全面优化和创新机械加工过程，保障零件加工的精度和质量，加工工作人员需要科学合理开展对机械机床运行流程的管理和控制。为了更好地开展管控，工作人员需要确定机械零件加工图纸，同时明确零件加工技术要求，如编程原点、基准点、尺寸、形位公差等。做好上述操作后，为了更有效地开展零件加工，需要选择合适的刀具，避免后期加工过程中因为刀具不合适导致零件尺寸精度及表面质量的缺陷。加工工作人员还需要根据零件的尺寸、质量、形状等要求，科学选择零件加工方式。在实际的零件加工过程中，工作人员需要合理设置机床作业流程，明确工作流程中的相关信息，如加工路线、切削参数、换刀点以及对刀点等，保证机械零件加工操作顺利开展。

3.2控制零件制造过程

在机械零件加工作业过程中，零件加工的精确度受到几何精度误差的影响，应当严格把控零件制造过程，选择合理的加工设备，最大限度降低几何精度造成的误差。一般情况下，几何精度误差主要是由加工设备引起的，因此应当严格检验机械加工设备的加工精度情况，最大限度减少零件误差。在检验机械加工设备加工精度的过程中，应当全面了解设备自身存在的误差，并针对存在的误差进行全面分析，以选择能制造高精度零件的设备。在改造已用于零件加工作业的设备时，应当总结此设备平时的作业情况，了解其在作业中的误差，从而全面分析总结误差数据资料，制定解决方案。在机械制造机床运行系统中，输入数据得出误差准确值，可自动消除系统误差，最大限度地减小加工零件误差。

3.3选择正确的加工方式

在机械加工作业实施过程中，最常见的问题是加工误差。因此，机械加工部门与施工人员需要高度重视此问题，结合零件加工的实际要求，选择合理的零件加工方式，以减小零件工艺误差。一旦加工零件出现了误差，就必须对比工艺零件的情况，分析零件误差的原因是人为因素影响还是原本就存在误差的影响。只有找准误差根本原因，才能提高零件加工精度。一方面，需要积极开展零件检测工作，实时测量加工零件的尺寸精度，并根据实际的加工要求和方案明确设备的使用要求，以便在零件加工过程中合理控制误差范围。另一方面，在实际生产中，不断总结优化加工方法，提高产品生产效率和质量。

3.4定期维护保养设备

为了全面提高机械零件加工质量和效率，从根本上保障零件加工精度，在实际加工作业过程中，机械制造类企业需要重视定期维护、保养机械设备，以避免设备在长期运转工作后出现各种故障问题。通过对机械设备的有效维护和保养，不仅能够延长机械设备的使用寿命，避免出现质量问题，还能够保证生产零件的质量。

结语：在机械制造领域中，机械设计和机械加工都是极其重要的环节，很大程度上会影响产品生产质量和我国社会的经济发展水平。所以，在机械加工工作中，工业企业管理者和工作人员需要积极引用先进设备和技术，全面优化产品设计和机械加工工艺，保证机械加工的规范性和有效性，保证零件加工精度和质量，从而促进工业进一步发展。

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