机械零件的工艺性及标准化研究的重要性

程海洋

（中铁十六局集团北京建功机械有限公司，北京 101500）

1 引言

1.1 研究的背景

机械零件进行设计的时候需要考虑的内容有很多，其中零件的工艺性和标准化就是必须要关注的内容之一，机械零件的工艺性和标准化不但对机械零件的生产效率和精度有着十分重要的影响，而且还是机械零件在进入市场后投入使用的主要内容。随着机械加工自动化程度的提高，技术的革新与成熟完善，加工方式和加工条件有了许多改进和提升。然而机械零件的工艺性及标准化分析仍然占据着举足轻重的地位。当今数控加工是国内机械零件加工的主要生产方式，而对机械零件质量有着重要影响的机械零件工艺性和标准化就显得至关重要，所以十分有必要对机械零件的工艺性及标准化进行层层把控。

1.2 研究的目的意义

机械零件工艺制定时，不仅应满足使用要求，即具备所要求的工作性能和工作能力，而且还应满足生产要求，在保障机械零件加工质量和精度的前提下尽可能简化加工流程，降低加工难度和工人劳动强度，提高生产效率和降低生产成本，只有这样，机械零件才能称为具有良好的工艺性。当今世界机械零件种类繁多，复杂多变，更加凸显出机械零件的工艺性及标准化尤其重要，几乎对每个参与者来说都益处多多。对机械零件生产企业来说，既减少了机械零件的品种，同时又能满足客户的各种需求，通过产品系列化、规模化生产，既降低了企业成本，又提高了生产效率，增加了企业的市场竞争力。对使用者来说，标准化的机械零件在市场上都能找到，增加了可选择性，拓宽了采购渠道，降低了采购成本；从国家层面或整体层面来讲，如果机械零件的标准化做得好，就能节省大量的物力和人力，实现规模化生产，形成产业集群，同时又便于监督和管理，为社会创造诸多效益。

1.3 机械行业国内发展现状及面临的问题

目前国内机械零件存在着市场供需不平衡的状况，社会和科技发展日新月异，机械零件的产能不能满足社会发展的需求，机械零件市场前景良好，基于广阔的市场发展前景和发展空间，机械零件加工企业想要在未来占有一席之地，应该顺应时代发展的潮流，做到与时俱进，从硬件和软件两个方面着手，打好基本功，提升企业自身的生产实力，方能从容应对未来市场发展的变化和挑战，抓住市场机遇发挥自身优势，向纵深、多元化方面发展，做好机械零件的工艺性和标准化工作，严控产品质量，做精做优产品。当今市场上机械零件琳琅满目、种类繁多，产品质量参差不齐，更有甚者假冒伪劣产品层出不穷，国家屡禁不止，花费了巨大的财力、物力和人力。质量好的机械零件，价格较高，一些关键产品或零件存在技术壁垒，引进困难。特别是近几年，以美国为首的一些西方国家对中国实行技术封锁，对一些高新科技企业实行各项制裁，意图阻止我国核心关键技术的发展与进步。因此，加强对机械零件的工艺性和标准化研究是一个比较突出和紧迫的问题。

2 机械零件的工艺性

2.1 工艺性的基本概念

机械制造工艺包含各种机械制造方法和各种机械制造过程两个方面。即各种机械产品或零件在生产加工中，从材料经过各个加工环节和各道工序等最终到形成产品或零件雏形，通过技术工人或机械等方法装配成成品的总称。所谓机械零件的工艺性，是指机电产品的制造和零件加工的难易程度或加工性能的相对优劣。为实现工艺性评价量化工作，通常用生产的可行性和经济性来衡量。同时，国家标准GB/T4863-2008《机械制造工艺基本术语》中，对产品结构工艺性和零件结构工艺性做出了下面概括。产品结构工艺性——所设计的产品在能满足使用性能要求的前提下，制造和维修的可行性和经济性。零件结构工艺性——所设计的零件在能满足使用性能要求的前提下，制造和维修的可行性和经济性。机械零件的工艺性是一个十分复杂的课题，对工艺性基本概念和内涵的理解目前也不尽相同。虽然国家标准对工艺性术语作了统一的规定并给出了定义，但在目前有关手册、专著和参考文献资料中对工艺性或结构工艺性所作出的解释也各不相同。仁者见仁、智者见智，结构性工艺和工艺性两个概念相对比较，工艺性的内容要丰富很多，所以工艺性又称为生产性。文章要讨论和研究的工艺性是广义的，即工艺性除了与产品或零部件的结构有关外，还与其他多种因素有关，再制定机械零件工艺性文件的前期要综合考虑，做到相互兼容、取长补短。

2.2 工艺及工艺性工作的重要性

科学技术的发展和进步为社会发展、经济发展提供着源源不断的动力，要想把各项科研成果转变成实际成果、实现落地，就要靠着各项技术工艺生产制造过程来实现，而且工艺技术、生产流程、生产设备等本身也是不断在发展进步更新。技术改造和创新为企业和国家的可持续发展提供着源源不断的动力。产品的生产是由各个工艺过程来实现和完成的，所以企业中的工艺及工艺装备水平代表了企业的水平、生产力水平和产品质量。随着社会的进步，机械化水平、信息化程度、企业管理制度、现代制造工艺的日趋完善和成熟、产品的质量也会越来越好，功能也会越来越多，与此同时产品的淘汰和更新也会越来越快。“工欲善其事，必先利其器”，工艺技术是机械制造行业的基础。做好工艺技术的研究工作是新产品开发、老产品更新换代的重要技术保障。产品的水平是集研究、设计、制造工艺以及工艺管理等各种水平的综合体现。在产品的发展过程中，有些可以通过技术引进，硬件购买来实现，但工艺技术和成分配方等技术往往是很难得到的，尤其是制造技术的关键技巧，更是保密，如芯片等。

产品或零部件的制造工艺水平是影响产品质量的主要原因，大量的测试表明：产品质量的好坏，大部分取决于生产单位的工艺水平高低。由此可见，工艺和工艺性工作的重要性和做好此项工作的必要性。工艺技术和管理也是提高生产效率、降低成本、提高经济效益的重要途径。如，热加工工艺是传统技术，通过采用计算机技术控制工艺过程、优化和调节工艺参数等，既保证了工艺质量，又给工艺管理提出新的要求，促进工艺革新与进步。大量实践证明：在现有的装备、技术和人员素质水平等条件下，通过加强公司管理、严格工艺纪律，可以使产品的质量、经济效益、生产效率提升一个台阶。

3 机械零件加工工艺编制

3.1 机械零件工艺规程编制的规则

①规则：既能兼顾产品的品质，又能缩短加工时间，提高单位时间内的加工数量和降低各项消耗，起到降本增效的作用；②编制要点：确保机械零件能够满足社会发展的需求，保持先进性，又能提高机械零件的市场竞争力，创造可观的经济效益，符合节能环保等要求。

3.2 编制机械零件工艺规程的方法

在机械零件规程拟定时，应做好下面几点工作。

①机械零件的装配图和零件图收集；②质量验收标准的收集；③生产纲领的收集；④毛坯资料的收集；⑤生产企业各项技术文件的收集、整理和归纳；⑥查阅相关的书籍和资料，对需要的各种技术进行收集和筛选。

3.3 机械零件工艺规程拟定的顺序

①对零件的结构进行分析；②根据零件的特点、确定合理的毛坯制造方法；③编制加工流程，确定各流程的工序，找准基准；④对各工序主要参数、尺寸和公差要求进行复核；⑤选择适合机械零件加工的工装器具；⑥明确各加工环节、每道工序的进给量和加工时效；⑦明确每个流程和工序的检验方法和加工要求；⑧对以上资料技术收集、整理、汇总，形成工艺性文件。

4 机械零件的标准化

4.1 机械零件标准化的概念

国家标准《标准化工作指南第1部分：标准化和相关活动的通用词汇》（GB/T20000.1-2014）对“标准化”的定义是：“为了在一定范围内获得最佳秩序，对现实问题或潜在问题制定共同运用和反复运用的条款的活动。”同时在定义后注明：①上述活动主要包括从文件起草等各个相关环节到最后颁布实施的一系列过程；其主要的意义为不断改进优化产品的结构和性能，防止商业壁垒，并促进相互间的技术交流合作。标准化是指在各个领域和层面以及生产实践过程中，对大家形成共识的且出现频率比较高的事物和看法，进行相应的规定，以便于管理和规范化，产生最大的效益和最优的社会秩序。遵照GB/T19000建立质量保证体系，把好产品质量关，生产优质产品，保护社会公共和消费者利益；完善工艺、优化设计，进一步提高生产效率；使产品具有互换性，达到通用化，方便使用维护；打破技术和贸易限制，在标准化逐步实施的过程中，难免会遇到一些这样或那样的各种矛盾和利益冲突，但应遵照“个人利益服从集体利益，集体利益服从国家利益”工作原则，顾全大局，坚决服从国家的整体规划和部署。

4.2 标准化的意义

机械零件在工艺性和标准化等方面做的比较突出的，既能利于生产，又能同时有效促进质量和效力的双提升，更进一步降低成本，增强市场竞争力；因而对机械零件的设计和加工工艺性及标准化进行研究具有十分关键的现实意义。标准化与社会的发展和科技的进步密不可分。不仅能使机械加工的质量和效力达到双提升，在降低成本方面也能做出应有的贡献，促使产品更具有竞争力，促进产品和工程质量的提升；增强机械零件的互换性和通用性，便于在使用过程中检修和更换。利于新工艺的推广和新技术以及科研成果的转化和运用，加强交流和合作。机械零件如果实行国际化标准，也就意味着不管在世界任何国家和地方产品都能直接使用，为世界经济发展和进步做出贡献。

4.3 机械零件标准化的分类

在社会生产或生活中通常比较常见的国际标准、国家标准、专业标准和企业标准是根据应用范围进行划分的。此处要说的管理标准、技术标准和工作标准是根据其应用对象进行划分的。对标准化领域中需要协调统一的管理事项所制定的文件通常称之为管理标准。对标准化领域中需要协调统一的技术事项所制定的文件通常称之为技术标准。对工作的权利、责任、范围、程序、质量要求、效果、检查及考核办法所制定的文件通常称之为工作标准。此外，也包含岗位和部门工作标准。

4.4 机械零件标准化的方向

根据国家“十四五”规划以及中国制造2025和装备制造业标准化和质量提升规划要求，向世界先进一流企业学习，淘汰陈旧生产工艺和生产设备，秉承绿色节能环保的理念引进新工艺、新标准，提升机械零件加工质量。加强技术力量储备，加大科研投入，改进或引进新的生产设备或生产线，专注新技术新标准的探究和制定，不断创新，形成系列化产品。通过努力实现向中国质量、中国创造、中国品牌三大转变和迈进。

5 结论

当前机械零件设计和加工以数控加工形式为主，机械零件设计及加工质量直接影响着机械加工质量，所以对机械零件的设计和加工工艺进行严格的控制是十分必要的。机械零件的设计和加工工艺水平是判定机械零件质量的重要依据，零件自身构造的合理性和精细度对机械加工有着关键的影响。现代零件结构越来越复杂，促使机械零件的工艺性及标准化尤其重要，几乎对每个参与者来说都益处多多，对机械零件生产企业来说，既减少了机械零件的品种，同时又能满足客户的各种需求，通过产品系列化、规模化生产，这样既降低了企业成本，又提高了生产效率，增加了企业的市场竞争力；对使用者来说，标准化的机械零件在市场上都能找到，增加了可选择性，拓宽了采购渠道，降低了采购成本；从国家层面或整体层面来讲，如果机械零件的标准化做得好，就能节省大量的物力和人力，实现规模化生产，形成产业集群，同时又便于监督和管理，为社会和国家创造诸多效益；通过对机械零件工艺性和标准化研究，在多方面、多层次来提升机械的各项性能。总而言之，机械工艺性及标准化程度的高低与优劣直接影响着零件加工的难易程度、企业生产效率和产品质量，同时，也从多个方面影响着企业的生产成本和经济效益，以及机械零件的市场竞争力和销售前景，因而对机械零件的工艺性及标准化研究起着十分关键的现实意义。