机械零件设计加工工艺探讨

摘要：本文以机械零件为研究视角，分析其设计要领、加工精度质控方法。在分析机械零件设计有效性时，确定了其设计功能性、成本控制、模块独立等设计原则，尝试从结构材料、毛坯成型两个设计干扰条件入手，加强机械零件稳定性、安全性设计效果。在分析机械零件加工精度控制工作时，获取了零件加工的全面性、严密性特点，分别从加工程序、温度条件两个制约因素为切入点，尝试提升零件加工精度。

关键词：机械零件；结构材料；温度条件

机械零件在设计、加工两个方面的工艺层次，是判断机械零件品质的关键依据。零件自身结构设计的科学性，直接关系着机械零件加工精度。现阶段，机械零件具有较为复杂的结构，加工工艺精炼的零部件，在生产程序中，能够显著增强机械加工整体效能，同时有效控制生产成本，展现出多重竞争优势。因此，针对机械零件，系统性研究其设计工艺、加工精密度两项工作，具有重要意义。

1机械零件设计工作分析

1.1机械零件设计原则

（1）功能性。在设计机械零部件结构时，以零部件功能为基础，有序完成设计工作，以此保障机械零部件的应用性能。例如，增稳云台机械零部件设计期间，其应用功能在于保障摄像头支撑的稳定性，保障摄像头应用的有效性。因此，在设计增稳云台机械零部件时，应加强方位对准设计。如若设计方案难以完成瞬间对准，将会削弱机械零部件的稳定性能力，使其失去应用价值。为此，设计人员在开展机械零部件结构设计工作时，应以其功能为视角，加强功能分解，提升设计的有效性。（2）成本最优性。以机械零部件设计为视角，加强设计成本控制。为此，机械设计应以成本最优为理念。在设计初期，应以宏观视角，完成设计方案对比，确定成本最优的设计方案。在成本最优方案中，同时保障机械零部件性能最优，以此达成双优设计效果。（3）模块独立性。模块独立性设计理念，同样作为设计人员的工作重点。模块设计思想，旨在提升机械零部件设计的系统性，有效提升机械零部件应用性能，使其发展应用价值。

1.2机械零件设计干扰条件

（1）结构材料。机械零部件所使用的结构材料，在化学、力学等条件作用下，将会产生差异性的反应。结合材料性能，完成生产工艺规划，甄选与机械零部件具有相似结构的材料，以此减少机械零件加工程序形成的干扰性条件。如果在加工期间，存在结构出入问题，应采取有效的补救措施，保障零件加工品质。（2）毛坯成型技术。机械零件加工程序紧密性，将会受到毛坯成型工艺的干扰。各类结构形式的毛坯，含有多重成型工艺，对零件加工品质具备一定干扰能力。因此，在诊断毛坯成型技术期间，应依据工件设计需求综合确定，以期提升机械零件结构与加工程序的协同性，降低机械零件加工精度受干扰的可能性。

1.3机械零件设计的工作关键要领

（1）可靠性设计。针对机械零件开展的可靠性设计工作，设计项目分别包括零件结构、参数公差、零件结构规格、零件材料等。加强关键零件稳定性设计，提升关键零件的设计效果。相比传统机械设计方法，稳定性设计元素，以用户零件应用需求为基础，提升设计使用适用性，确定具有特征描述性的函数，提升平均值设计效果，尝试借助概率统计方式完成函数求解。与此同时，机械产品在设计其稳定性时，结构设计具有性能失效的潜在因素，以实际需求为基础完成可靠性设计，将会确定各设计参数各项不确定特征，以此保障可靠性设计的有效性。（2）安全性设计。安全性设计，建立在经验法设计方法基础上，具有机械零件设计的普遍性。此种设计，借助经验完成结构设计，在多重设计方案中予以分析，由此确定具有适应性的设计方案。此种设计方法，对设计人员提出了较高的专业能力。与此同时，在经验法设计基础上，加强安全设计公式验证，以此保障机械零件应用的安全性，避免机械零件在生产中，出现意外情况，改善生产效果。

2机械零件加工精度保障分析

2.1机械零件加工特点

（1）加工全面性。一般情况下，在开展机械零件加工程序期间，应科学制定全面性的数控加工流程，同时开展试验程序。继而结合零件实际存在的问题，加强数控加工流程优化。数控机床加工程序中，含有零件加工、刀具使用等。此类工艺参数设计，应符合零件机械加工的具体要求，以此提升零件加工方案的完整性。（2）加工严密性。针对机械零件开展的加工程序，其品质要求较高，比如，零件间黏合力、零件加工精度等。因此，针对零件加工的数控程序，应保持较高的严密性。加强零件加工严密性，提升数控加工模式的精确性，减少人为干预成分，科学控制人为失误问题，保障机械加工的规范性。此外，减少人为作业成分，能够有效提升机械化生产占比，提升人工劳动成本节约性，有助于提升企业经济发展能力。机械零件的严密性，有助于保障其使用性能，使其具备优异的生产能力。

2.2机械零件加工精度制约因素

（1）加工程序。在加工机械零件过程中，应以机械零件控制为侧重点，提升管控有效性。如若管控工作不到位，将会形成工作疏忽问题，危及机械零件加工精确性。机械零件在实际开展加工程序中，加工人员应提升加工设计的有效性，使其进度具有规范性。与此同时，在加工期间，应选择具有适应性的零件材料，保障加工工艺与机械零件功能的匹配性。通常情况下，机械零加工程序中，对零件各项参数具有一定精确度要求。在实际加工程序中，加强加工程序管控，以期获得较高的加工精度。加工程序管理工作，具体表现为：①加工人员应严格依据工艺、图纸的各项需求，完成零件加工操作。②针对加工设备有序落实维护工作，减少机械设备故障问题，保障零件加工精度。③加强加工人员确定，以期保障加工人员专业技能，顺应加工工艺的各项要求。④针对加工人员专业能力，采取定期考核形式，有效获取加工人员的专业特长。⑤针对加工设备，有序落实养护工作，为机械零件加工程序奠定基础条件。（2）温度条件。在机械零件加工程序中，加工温度作为影响加工品质的关键因素。机械零件在加工程序中，其温度条件设计的科学性，直接作用于加工精度控制效果。为此，在零件加工程序中，应科学完成温度控制工作，保障零件加工温度的标准性。在机械零件完成加工处理时，借助切削液，科学控制机械零件温度处理程序，以期提升机械零件加工密度控制效果。与此同时，在机械零件加工程序中，应适时采取冷却处理措施，提升刀具、车床等环节温度控制能力，以期减少温度条件产生的精度威胁。在实际加工程序中，用结合工件的实际情况，加强工件温度控制，有序完成机械车床温度控制工作，比如，冷却、加热等。

2.3机械零件加工精度的质控措施

（1）确定加工程序。机械零件加工程序，具体设计为：粗加工、半精确加工、精确加工。采取三层加工模式，以此保障机械零件加工精度，提升机械零件加工程序的质控效果。（2）统筹规划各项工作。统筹规划各项工作：以机械零件功能、机械生产能力为出发点，加强零件加工工序的工艺适用性；分别从集中性、分散性两个视角，完成加工工序确定，以此提升零件加工生产能力，保障加工精密度。（3）加强工序规划。在机械零件加工期间，应细致规划工序次序，提升机械零件加工顺利性。通常情况下，应系统性完成基准面定位程序，在此基础上，有序落实各项加工程序。与此同时，加工程序应确定主次层次，保障粗加工优先落实，精密加工在后期完成，平面加工在前期加工程序予以完成，孔加工程序在后期加工程序中精密处理。系统性规划工序次序，有助于科学完成机械零件加工程序，减少机械零件质量问题发生，提升加工精密度。

3机械零件设计实例

（1）机械零件设计以二级减速器输入轴为例。（2）设计要求为：输入功率p1设为8kW；转速设为n1=500r，以分钟计量；齿轮齿宽b1设为70mm；齿数z1设计为28个；模数m1设计为2.5；压力角度a1设为20度；假设减速使用寿命为3000天。（3）输入轴设计的关键点在于：材料选取；热处理；受力分析；确定危险区域。（4）材料选择以45#钢为主，在处理完成时，其硬度HB应达到240。（5）此零件结构以阶梯式为主，7轴段设计方案。七个轴段的规格参数分别为：长度尺寸为30mm、6mm、103mm、6mm、27mm、60mm、78mm；直径尺寸为56mm、50mm、63mm、50mm、55mm、51mm、46mm。

4结语

综上所述，相比常规性设计，稳定与安全性设计法，充分结合了机械零件的应用需求，使其参数具有可控性，保障设计方案的客观性。为此，相关设计人员应加强干扰条件获取能力，持续增强机械零部件设计有效性。与此同时，在设计完成时，在零部件加工程序中，应融合精密度设计思想，加强零部件设计品质，提升机械零部件的应用效能，使其在各项生产程序中发挥作用。

参考文献：

[1]侯俊.机械类零件加工的工艺设计改进分析[J].内燃机与配件,2020(04):103-104.

[2]陈德群.零件机械加工工艺的设计原则分析[J].时代农机,2020,47(02):91-92.

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作者：范兴劲 单位：大华技术股份有限公司