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摘要：隨著現代社會經濟和科技的不斷發展，工業生產普遍實現了機械化。機械零件作為現代工業生產系統及機械設備中不可或缺的一部分，其設計及加工質量將會對設備系統功能產生決定性的影響。文章闡述了現代機械零件設計應當遵循的主要原則，分析了機械加工工藝對零件質量的影響。然后從實際角度出發，對機械零件設計優化和加工工藝質量提升策略進行探討，希望能為相關行業提供參考。

關鍵詞：機械零件；設計；加工工藝

在現代工業生產中，機械設備及各類生產系統都離不開各種機械零件。隨著現代工業生產規模越來越大，精細化生產水平越來越高，機械化設備及系統的零部件越來越多，相應的精度質量要求越來越高。在機械零件加工中，影響零件質量的因素很多，而設計和加工工藝水平十分關鍵。為了進一步提高機械零件質量，有必要對機械零件的設計和加工工藝進行深入探究。

1機械零件設計應當遵循的基本原則

1.1功能性原則。在一套機械設備及系統當中，任何一個零件都不是多余的，都在機械運行及相關生產活動中發揮相應的作用。而機械零件設計是機械系統設計中不可或缺的一部分，機械設計的基本原則就是要確保零件能夠實現單一或多樣化的功能。例如，三軸增穩云臺是當今精細化機械系統中出現的新型功能性裝置，該裝置的核心功能是在系統運動過程中讓其保持相對靜止的狀態。在這類裝置的設計中，每一個零部件的設計都需要為核心系統的穩定而考慮，確保其能與其他零部件配合，使裝置能夠發揮核心云臺功能[1]。1.2協同性原則。顯然，任何機械系統的運行，都是多個裝置、零部件互相配合的結果。因此，在進行機械零件設計時，要充分考慮零件在系統模塊中扮演的角色，使之能夠和其他零部件協調運行。尤其是在現代十分復雜的精細化機械系統的設計中，設計人員需要對大量的零部件進行協調設計，確保其能夠在相關功能要求下發揮整體作用。需要強調的是，機械零部件的設計，需要考慮不同材質、造型之間的契合度，還要考慮加工精度、誤差的影響，因此對設計人員的專業水平要求非常高。1.3節約性原則。如今，機械化水平不斷提高，各類機械系統都在逐步往小型化、精細化方向發展。如何在有限的空間內滿足更多零部件的組裝、運行要求，以及如何在滿足相關功能要求的基礎上減少系統的占用空間，都是機械零件設計人員需要考慮的問題。通過對空間要求、功能要求以及運行過程的充分考慮，對零件的造型、安裝位置、安裝方式進行科學設計，將能夠進一步實現機械化設備的精細化制造[2]。當然，從另一個角度來講，機械零件設計過程中還要考慮在滿足基本功能、運行穩定性等方面要求的基礎上，減少零部件生產的材料消耗，進而達到節約資源的目的。

2機械加工工藝技術對零件加工質量的影響

2.1質量控制的影響。任何機械零件的加工環節，都需要采用有效的管理機制，對加工工藝進行全過程的質量管理。如果選用的加工工藝與零件本身特性不符，或是在使用相關工藝過程中，沒有做好相關參數的調整和檢查，都將影響零件的加工精度和質量。在絕大多數零件加工環節中，對零件的加工精度都有非常高的要求，為了保證加工精度，需要加強對加工工藝及加工過程的控制。為此，要嚴格按照加工工藝技術要求以及設計圖紙開展加工作業，做好自動化加工設備的維護和管理[3]。2.2加工工藝先進性的影響。一直以來，零件加工用到的各類技術都在不斷的更新和優化，相關技術的更新優化，核心目的就在于提升加工質量。在具體加工過程中，如果仍然使用質量較差的原材料以及相對落后的工藝技術，都會導致零件加工的質量無法達到實際使用的要求。尤其是一些傳統的加工工藝，無法很好的保證零件加工精度，導致生產出來的零件無法在機械設備系統中發揮更好的作用。2.3環境因素的影響。在現代零件加工產業中，由于零件精度要求全面提升，環境因素對加工質量的影響也越來越明顯[4]。在精細化零件加工過程中，溫度、濕度、揚塵等環境因素，都可能直接影響加工質量。比如，溫度的變化會導致原材料因熱脹冷縮而發生形變，而對精細化的零件來說，任何細微的形變都可能導致其相關參數精度不達標。而濕度過高的空氣中存在一些水蒸氣，加上空氣中揚塵的存在，可能會腐蝕零部件材料，或導致零部件加工過程中出現雜質，影響加工質量。因此，如今在部分高精度零部件加工中，都會通過現代技術創建一個恒溫、干燥、無雜質的環境。

3機械零件設計優化及加工工藝質量提升策略

3.1設計優化策略。3.1.1設計前準備。在當代零件設計領域中，需要針對機械零件的結構、尺寸、材料等進行全方位的考慮，并同步考慮零件具體應用系統的要求。具體來講，要針對關鍵零件和非關鍵零件的設計按照單獨的標準開展設計工作，確保相應的設計方案符合實際要求。相對于傳統的機械零件設計工作，現代精細化零部件設計除了要考慮前文提到的相關要素以外，還要對機械應力、強度、溫度、電磁干擾等因素進行全面考慮，確保零件的各部分參數符合實際應用要求。設計期間應當主張結合實際需求，最大限度降低生產加工失效的可能性，提高零件的可靠性。設計人員需要秉承可靠性設計的基本原則，執行符合基本要求的設計方案[5]。3.1.2設計過程管理。任何時候，單純依靠人力進行數值計算和設計，都無法很好的保證設計方案的可行性。在當今的技術背景下，機械零件設計人員應當積極加強對現代計算機設計軟件的應用。比如，SiemensSolidEdge2020是一款在機械設計領域中比較常見的機械零件加工設計軟件，該軟件囊括了多種機械零件設計模塊，可以支持多種不同類型的機械零件設計工作。設計人員可以利用該軟件對零件進行三維造型設計，并通過三維圖像，對設計進行持續優化。同時，該軟件還支持零部件在不同運動模式下的運行狀態模擬。設計人員可以通過模擬過程，評估軟件運行狀態、各部位的磨損情況，再將其納入整個機械系統的功能運行中進行分析，然后持續優化，得到最優設計方案。另外，一些機械零件設計軟件還支持相關力學參數的計算、模擬分析，可以幫助設計人員對零部件設計方案的可行性進行進一步的分析。當然，可以看出，設計軟件的應用，可以大幅度提高設計效率和設計質量，同時還可以給機械加工人員提供可視化的三維設計圖，為后續的機械加工提供支持。3.2加工質量提升策略。3.2.1升級加工技術工藝。關于機械零件的加工，首先需要對加工技術工藝進行升級和優化。在自動化技術飛速發展的情況下，應當積極引進基于現代PLC及微機控制的自動化加工車床，實現對機械零件的全自動加工。在這樣的加工系統當中，編程人員根據加工圖紙和要求，編寫相關加工程序。然后，加工人員根據設計圖紙，將相關參數錄入系統中[6]。中央控制器或控制程序對車刀的角度、運行頻率、荷載等進行精確控制，以實現對零件的自動化、精細化加工。3.2.2做好加工監測。零部件的加工，可能會受到多種因素的影響而導致加工質量不達標。為此，需要針對機械零件的加工過程進行監測，通過機械系統的顯示終端，實時觀測相關數值、參數，一旦發現異常，則需要停止加工，分析原因。當然，在機械零件的生產加工環節中，對相關人員的專業能力、工作模式進行監督，強化工藝管理，也是確保加工質量的關鍵。3.2.3做好工序集中和分散。如果加工環節確定了加工工藝和方式，應當根據設計圖紙，對所需要的材料、設備、技術人員進行協調安排，并制定有效的加工計劃。在這個過程中，應當做好各類工序的集中和分散，集中是指多個技術人員或資源集中于一個加工環節開展加工活動，而分散則是指對相對獨立的加工步驟進行單獨設置、同步進行。工序的集中是為了確保各部分參數、工藝符合設計要求，而工序的有機分散，是為了提升機械零件加工的效率。3.3促進機械零件設計制造自動化。在傳統的機械零件加工產業中，涉及到的零件設計和加工工藝都相對獨立，兩者之間的協同性比較差，如果溝通過程存在問題，將會導致設計方案無法得到很好的落實，影響產品質量。為此，可以要積極研發機械設計和加工工藝一體化的加工系統，將零件設計和加工工藝有機結合起來，利用智能化的生產模塊，實現機械零件的自動化、精細化加工[7]。

4結束語

綜上所述，在如今機械化產業迅速發展的背景下，大量精細化程度高、結構復雜的機械系統逐步出現在人們的生產活動中。針對相關機械零件的設計與加工，面臨著更高的功能性和精度方面的要求。為此，機械零件設計人員應當嚴格遵循相應的設計原則，積極利用現代先進設計軟件，提高機械零件的設計質量。而加工單位需要根據設計圖紙，采用更先進、更合適的加工工藝，將自動化、智能化與一體化加工技術有機結合，加強對機械零件加工的全過程監測和質量控制。只有這樣，才能全面提高機械零件設計水平和加工質量，為社會的持續發展做出關鍵的貢獻。

參考文獻：

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[2]邢玉釗，周全勝，鄒超.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制的思考[J].建筑工程技術與設計，2020（14）：4367.

[3]趙鵬.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制研究[J].百科論壇電子雜志，2020（7）：1768-1769.

[4]常立瑩.對于機械加工工藝對零件加工精度的影響研究[J].建筑工程技術與設計，2020（9）：673.

[5]張梅林.關于端蓋零件機械加工工藝的設計要點分析[J].內燃機與配件，2019（24）：75-76.

[6]張成才.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制措施[J].建筑工程技術與設計，2020（1）：2636.

[7]侯賀天，曹亞亭.連桿零件的機械加工工藝規程和專用夾具設計分析[J].電子測試，2019（14）：122-123，121.

作者:曹敏 單位:常州鐵道高等職業技術學校