机械工艺设计的新方法及设计原则分析

李月梅

（北京市应用高级技工学校，北京 100000）

我国一直以来都是世界上有着举足轻重地位的制造大国，我国的工业生产能力不仅会对国家经济建设带来积极的影响，也会对世界经济发展造成影响，我国致力于成为世界领先的制造强国，必须对传统制造业进行改革升级，不断节约经济成本，降低人力投入和资源投入，而这也意味着与制造业息息相关的机械加工水平必须得到全面的提升。目前我国机械加工水平存在着良莠不齐的情况，在一定程度上极大地抑制了我国制造业的发展进步，所以我们必须对当前的机械加工进行深入的分析，要加强对于机械加工的理解，才能够更好的把握机械加工产业中存在的问题，进而全面提高机械加工能力。

1 机械加工零件概述

1.1 零件的种类分析

目前我国制造业所使用到的机械零件一般可以根据结构分为六种类型，包括轴承类、盘套类、六面体类、支架类、机身类以及特殊类型，最为常见的机械零件类型为轴承类、支架类和盘套类。

1.2 零件的表面分析

零件的表面结构类型主要是指零件的表面形状，一般可以分为三种类型，分别是：回转面、包括圆面、圆锥面等；平面包括大面积平面、环面等；成形面包括巨齿面和螺旋面等。

1.3 零件表面成形需要依靠的技术分析

对零件的表面进行加工所需要依靠的技术包括成形法和包络法。成形法是指利用刀具的刃进行复制性的加工所生产出来的零件表面结构；包络法是指利用刀具的切削功能，在道具运动的过程中，以路径的形式进行表面的加工，其特点是能够实现连续位置的表面加工。

1.4 常见的零件加工原材料

常见的零件加工原材料包括碳素钢、铸钢、铸铁、有色金属、各类合金等。需要根据零件的不同功能和使用特点来对这些原材料进行选择，而且原材料的选择也会受到生产工艺的影响，所以有时可能会出现同一个零件所使用的原材料却不同的情况。

1.5 零件的热处理技术分析

利用热处理的方式来进行零件的加工是较为传统的加工方式，目前新方法的使用也需要以热处理方式为基础来进行不断的技术升级，常常使用的热处理技术主要包括淬火、正火等等。

1.6 零件加工的质量标准

对零件进行加工时，必须严格按照质量的标准来进行生产加工，这样才能够使所加工出的零件可以真正应用在未来机械生产之中。目前我国对于零件的加工质量标准需要从两个方面来进行限制，分别是加工的精度和零件表面的质量。加工的精度主要是指零件在生产加工过程中所实现的几何参数与设计的几何参数是否获得良好的匹配度，匹配程度能够达到多少。以此为出发点，可以将零件的加工度划分为尺寸、形状和位置的精度进行展现。零件的表面质量主要是指所加工的零件表面是否保持良好的光滑度。零件生产之后，需要参照产品的设计图纸，使用尺寸、形状、位置公差以及表面粗糙度等数据来对零件的加工质量进行展示。

2 机械加工工艺概述

2.1 工艺过程

在对零件进行生产加工过程中需要对原材料进行直接的操作，原材料会经过机械设备的削切或打磨逐渐成为零件成品，这样的方式以及相关的过程便可以称为工艺过程。具体而言应该包括：原材料的铸造、锻造、焊接等等，或者是对已经成型的零件进行新的机械加工，使其成为新的零件产品。在工艺过程中，使用机械加工的方式可以将材料的毛坯形状进行改变，并使原材料性能也发生变化，这样便可以称之为机械加工的工艺过程。机械加工的工艺过程根据零件的不同可以分为若干个程序，在对这些程序进行分析时，需要具体问题具体分析，但是对于机械加工工艺过程的本质进行分析，我们需要明确的是任何机械加工工艺过程，其核心目的都是需要将原材料的毛坯形状逐渐加工成为质量合格、功能优秀的零件。

2.2 工序分析

工序是指某一个工人或者是某一台机械设备在对某个零件进行连续加工时，为了完成某一项加工任务所开展的加工过程。工序最主要的特点实际上并不是加工对象或加工者的变化，而是工序必须通过连续的完成，才能够真正实现对于零件的加工目的。

2.3 工艺规程

工艺规程是指某一零件在生产加工过程中必须严格按照行业规范来进行生产操作，并结合该规范制定出相应的工艺文件、生产操作的技术标准以及工艺文件将统称为工艺规程。具体而言，工艺规程的内容包括以下几方面：工艺路径、工序加工、参数要求、机械设备的选择、零件的检验方法和检验标准、削切程度、工序时间、工艺路线、工艺装备等等。工艺规程也有着较为严格规范的格式，主要包括机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡，需要对零件加工的过程进行文件说明，一般更适用于某一生产单位在进行小批量零件生产时所使用。

3 机械加工工艺的新特点分析

3.1 加工内容具体化

随着机械工艺技术的不断升级和优化以及我国信息技术的不断完善，目前机械工艺设计最新的特点是可以利用数控加工技术来进行生产设计，而这也就要求在进行零件机械生产加工时，各项工艺内容和生产内容都必须更加详细、具体，利用数控机械的加工方法，加工人员需要事先准确了解设计方案，并且根据设计方案明确加工。工序。加工刀具的选择以及需要采取的加工方法。按照设计中对于零件加工参数的要求进行严格的生产加工，通过加强对于零件生产加工过程中各项工序内容的严格设定。

3.2 加工工艺精准化

利用数控机械加工工艺在对零件进行生产加工过程中更多的将依靠机械设备自动完成，不仅能够极大的节约零件加工中的人力资源投入也能够降低生产加工过程中由于人为因素所造成的误差和不良影响，更能够全面提高零件加工的生产效率，所以行业内愈发普遍利用数控机械加工的方式来进行零件的生产加工。但是需要注意的是，利用机械设备进行零件的生产往往会出现一些难以发现的隐秘性的问题，进而就会对人工解决生产问题带来诸多困扰和妨碍。我们必须在提高数控机械加工技术的同时全面保障生产加工工艺的精准化质量水平，要尽可能的降低数控机械加工技术所造成的误差问题，使自动化生产加工技术在质量上更有保障。

3.3 加工设计数字化

利用数控机械加工技术在进行机械工艺设计之初，就需要利用严谨的数字化计算公式，对零件的各项尺寸进行精准的设定，以编程的方式保障尺寸的严谨度和科学性，而这也就意味着整个加工设计都将实现数字化的建设。零件图形的设计离不开数字化的方向引领和规范限制，以数字化的方式进行机械加工必然需要依靠相映的计算程序来对零件的尺寸进行标明，而且零件的尺寸通过数字化建设，将形成立体几何模拟，这样可以使设计的结果更加直观，帮助生产企业更好的把握零件的特点，提高设计的合理性和准确性。设计人员需要充分考虑到零件在生产加工过程中可能遇到的各类干扰性因素，并在对零件进行设计时将这些因素都融入在计算公式之中，以数字化的方式来排除这些因素所造成的不良影响，这样将全面提高数字化机械工艺设计的科学性与可靠性。

4 机械工艺设计的原则分析

4.1 零件加工定位基准选择应遵循的原则分析

零件加工定位基准选择实际上是指定位粗准基的选择，具体原则应该包括以下几方面的内容：其一，需要确保在进行零件生产加工过程中，各个原材料都能够配备充足，这样才能够确保在对零件进行初加工时能够有足够的材料储备，方便精加工阶段的生产，要保证零件的尺寸标准以及位置节点都能够与设计图纸保持高度的吻合，按照图纸的要求来进行生产加工；其二，零件加工定位基准，也就是在进行粗准基时需要确保机械设备的干净整洁，尤其是夹具的整洁度将直接影响到接下来工序的顺利程度；其三，进行面的加工之前必须首先明确零件的加工面与不加工面的具体位置。一般情况下，粗准基是零件的不加工面，在对零件粗准基面进行生产加工时，必须确保零件表面的平整，不能出现缺陷，这样才能够确保机械刀具的位置准确。

4.2 零件加工定位精准选择应遵循的原则分析

零件加工定位精准选择主要是指精准机的选择需要遵循的原则包括以下几方面：其一，要确保零件的定位准确。避免装甲等设施可能会对生产加工进度造成的不良影响，要强化设计的科学性，才能够确保零件加工时能够保持高效的生产目标；其二，需要提前明确精准面具体的位置。在已经选择好某一精准面时，其他的面在进行选择时必须确保能够与精准面保持加工的协调统一，这样才能够尽可能的保障整个零件加工的质量稳定性。一般情况下，要求精准机的选择必须坚持复合精准的原则，整个生产流程都必须统一而规范以此来保障零件的质量可靠。

4.3 零件加工顺序选择应遵循的原则分析

零件加工顺序应该遵循的原则需要从以下几方面来进行逐一的分析：其一，由于在进行零件的生产加工过程中每一道工序会有不同的加工特点以及生产目标，所以可以将其划分为粗加工、中度程度加工以及精加工。粗加工作为第一个步骤，主要是将原材料进行打磨，使其基本形成零件结构；中度程度加工作为零件加工的第二个步骤，是将粗加工后的零件模型进行进一步的生产加工，使其在功能上得到一定程度的完善，零件在此时能够基本成型；精加工作为零件加工的最后一个步骤，最为重要的任务是要进行查漏补缺，对于中度程度加工后的零件进行细致化的加工，查找零件中存在的功能缺陷或质量缺陷，之后零件将呈现出最终的产品状态，精加工是确保零件能够按照设计内容完成加工任务。其二，零件在进行生产加工时，有的工序可能是处于分散的状态，有的工序则可能处于集合的状态，通过对这些状态进行不同的控制与调整，能够对零件的整个生产加工效率和质量进行有效的提升。由于许多零件在进行生产加工时工序相对复杂繁琐，往往需要消耗更长的时间，所以针对这些零件再进行生产加工时，可以采取分散的方式，将原有的工序以科学的方式拆分成不同的任务模块来进行分别的加工，这样可以有效的提高生产效率，降低时间成本。与此同时，采取分散性的加工原则也有利于及时发现问题零件，并对问题零件进行有针对性的处置，进而能够全面提高生产加工的质量。对于工序较少的零件则可以采取集中加工的原则进行生产，这样能够有效的提高零件生产效率，而且利用集中性的生产原则将有益于简化零件加工程序，能够使零件的加工效率得到有效的提高，节约人力成本投入，进而使企业可以获得更好的经济效益。

4.4 零件表面加工应遵循的原则分析

一方面，应该遵循经济原则。在对零件进行生产加工时，企业必须时刻关注自身的经济效益和成本投入，需要根据机械设备工艺特点以及生产时间等进行合理的控制和分析，要全面确保零件在生产加工过程中各个工序都具有良好的实用性，促进零件生产加工的精准性，强化零件表面精加工和粗加工之间的匹配度，既要保障零件能够严格落实质量设计标准，也能够尽可能的降低企业的成本投入；另一方面，应该遵循工序组合原则。在对零件进行分散加工或集合加工时，需要兼顾零件加工的质量与效率，合理控制分散加工与集合加工的匹配度，能够帮助企业更好的节约成本投入，提高生产效益。

5 结语

总而言之，根据零件机械加工的特点，采取数字化等科学工艺进行机械加工设计，我们需要遵循的原则将更加明确、严格，要求生产企业既要兼顾零件加工的质量，也要兼顾零件加工的效率，才能够使企业保持更好的经济效益，促进我国机械生产事业的稳步推进。