刘 静

（溧阳市天目湖中等专业学校，溧阳 213300）

设计是机械制造中的重要步骤，如果设计方案不合理，会直接影响机械产品质量及使用寿命，导致机械制造业的发展停滞不前。面对快速发展的社会经济，机械制造设计应该根据社会发展需求和严格的标准化要求不断强化机械设计，调整设计方法，使机械设计更加合理和科学，从而推动机械的可持续发展[1]。

1 合理化机械设计在机械制造工艺中的作用

机械设计整个过程比较复杂，涉及的东西较多。因此，用什么样的方式进行机械设计对于机械设计来说至关重要。当前机械制造工艺还停留在传统的操作上，设计理念存在不合理和不科学的问题。随着社会经济的发展，传统的工艺标准和要求已经不适合当前的社会发展。机械工艺合理化设计能够满足相关要求，不断改进设计方法，对推动当前机械工艺标准发展和完善具有重要价值。传统机械设计理念和设计方法存在一定的偏差，不仅会影响机械产品的质量和性能，而且会影响产品之后的实用效果[2]。合理化机械设计可以不断优化机械设计理念，提升机械产品质量和性能。

2 机械制造工艺与流程

机械制造工艺是利用机械加工手段加工原材料得到机械产品的过程。在这一过程中，机械设计和制造方法都起着关键作用。合理的设计能够有效提升机械产品生产效率，控制机械产品生产成本。整个机械制造流程可以分成制造程序和技术程序两部分。其中，将原材料经过设备加工得到机械产品的过程为制造程序，而将制造的粗加工机械零件通过精加工组装到一起形成一个新的机械产品的过程为技术程序[3]。

2.1 零件装夹

生产零件时需要将零件固定到机床或者夹具上，以方便机械设备对其进行加工。为了保证零件位置准确，需要装夹操作把零件牢牢固定在机床上。装夹工艺就是夹紧机械零件及固定位置的技术操作。这一操作的好坏会直接影响零件质量，还会影响零件的生产成本和效率。目前，市面上比较常见装夹的有夹具夹式和划线找正式等。

2.2 定位

生产零件过程中保证零件的精准度非常关键，因此定位操作非常重要。实际制造过程中需要选择定位基准，以保证定位的精准。这种选择是根据工件本身的各项参数决定的，如工件材质、面和线的结构数等。同时，零件定位基准还会受到零件所应用的场所或者其实际作用的影响，具体可以划分为工艺基准和设计基准两种[4]。其中，工艺基准在零件生产中更常见，还可以再分成工序基准和装配基准等。定位工艺在整个机械制造当中的地位十分突出，因而制订合理的定位操作方案不仅能够有效提升零件本身的质量，而且能够提升零件制造的效率。对于不同的零件应该设计不同的定位加工方案，才能够保证每一个零件的定位精准度，从而保证零件的质量。

2.3 加工精度

加工精度就是加工精确度。这一工艺的质量直接关系着产品的性能。按照当前机械工艺制造当中加工精度的要求，可以将其分为尺寸精度、外形精度以及质量精度等。在实际进行机械零件制造过程中，为了保证零件的尺寸精度达到设计目标，制造人员一般会采用调整法或是试切法进行操作。为了保证零件的外形精度达到设计目标，制造人员常常会采用成形法或是轨迹法进行操作[5]。具体采用哪种方法提升精度，需要设计人员提前设计安排，并结合零件的具体情况和设计需求来确定。

3 机械制造工艺合理化机械设计方法

3.1 加工精度设计

在实际机械零件制造过程中，由于各种各样的内外因素影响，很多预期设计数据和实际制造数据存在差异。这种情况出现的主要原因在于机械制造本身的技术水平较低导致误差。因而，设计人员在优化机械设计方案时可以从加工精度入手，严格把控精度数据，尽可能缩小实际加工数据和设计数据之间的差距，提升机械产品本身的精确度。设计人员在优化设计时，除了要考虑数据差异这一主要影响变量之外，还应该了解和掌握机械制造过程中其他的影响因素，从而提升机械制造水平。例如，装夹工艺中夹具会对机械制造的数据产生影响，使得制造数据和设计数据出现偏差，所以在优化设计方案时可以从夹具入手来优化夹具制造，使夹具更加贴合设计需求，以减小夹具带来的误差，提升机械零件的加工精度。

3.2 标准化设计

现在很多机械产品不合格或者在实际使用过程中易损坏和破裂，主要原因在于机械产品设计时设计人员没有明确的设计标准进行参照，导致设计制造的产品不符合市场发展需求，进而造成机械制造公司人力和物力的浪费，影响机械制造企业的信誉和可持续发展。机械优化设计首先要明确设计标准，才能保证机械设计的顺利进行。设计标准也需要结合机械设计进行制订，才能够符合机械制造发展需要。合理化和标准化是当前机械制造的主流。优化机械设计时，需要掌握和了解机械零件各方面的参数，如尺寸形状等，然后进行设计，从而实现优化机械设计的目的。除了优化结构设计外，还需要重视产品性能。生产的机械产品应该符合国家的相关产品标准要求，不断提升我国的机械产品性能。另外，机械产品质量管理非常重要。在实际生产机械产品过程中，生产单位需要在控制生产成本的基础上不断提高生产效率，以提升企业的生产效益[6]。

3.3 加强绿色工艺设计

随着节能环保理念不断深入人心，环保工艺成为各行各业发展的基础。机械制造行业只有采取环保工艺，才能真正实现可持续发展的制造模式，从而满足当前的环境发展需求。机械设备所产生的污染和噪声等较大，对社会大众的生活和企业生产活动产生了较大影响。因此，机械制造需要采取绿色工艺，提升机械设计人员的专业技能。在实际机械设计过程中，设计人员需要将可持续理念作为设计核心，不断设计和开发绿色机械产品，避免机械制造过程中产生的污染，提升机械产品的社会效益。从环保的方面来说，设计人员在进行机械设计时应尽可能选择环保材料，并提前考虑机械产品后期的回收利用。设计机械产品时，设计人员要重视机械产品的创新和改良，从各个环节贯彻绿色环保理念，从根本上改变传统设计观念，融合机械创新设计和绿色设计，实现效益创造和环境保护相结合，达到保护环境的目的。同时，机械制造过程中难免会出现污染，因此机械企业人员应积极采取措施及时处理环境污染源，将污染控制在合理范围之内。

3.4 优化零件表面加工设计

机械零件表面是否光滑会直接影响零件的使用寿命。因此，在优化机械设计时，设计人员要采取合理方式提升零件表面的加工工艺[7]。制造机械零件时，可以选择副偏角较小的工具，以降低机械零件表面的粗糙程度。从零件属性上分析，可以选择刀尖圆润或者刀半径较大的工具进行制造，以有效提升机械零件表面的光滑程度。使用机械设备进行制造时，设备的切削速度也会影响零件的表面效果。如果切削速度快，那么零件表面较为光滑；如果切削速度慢，那么零件表面会较为粗糙。因此，设计人员要根据实际情况调整和优化切削速度，从而提升机械零件表面质量。

4 结语

合理化设计是机械设计中最基础的部分。设计人员一定要遵循合理化和科学化的原则，从产品的基本特点入手，优化改进机械制造工艺，以提升机械产品的加工质量。随着我国各项标准的不断完善，设计人员应该加强对机械零件表面的重视程度，从设计方面不断延长零件的使用寿命，在保证节能环保的同时提升机械产品的生产效率，进而推动机械制造业实现可持续发展。