機(jī)械設(shè)計(jì)加工中問(wèn)題與對(duì)策

戴霄軼

摘 要：機(jī)械加工是借助一種機(jī)械設(shè)備對(duì)工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改變從而制造出理想產(chǎn)品的過(guò)程。機(jī)械設(shè)計(jì)加工過(guò)程精細(xì)復(fù)雜，難免會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題，這就要求我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；質(zhì)量控制；常見(jiàn)問(wèn)題；策略

一、機(jī)械設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)的第一步，也是十分關(guān)鍵的一步，設(shè)計(jì)缺陷將導(dǎo)致重大損失和工程事故。

（一）機(jī)械材料的選擇

在機(jī)械設(shè)計(jì)中必須要選擇性價(jià)比高、合適的材料，以提高機(jī)械設(shè)計(jì)的水平和滿足不同的實(shí)踐應(yīng)用。一方面，最根本的就是滿足不同環(huán)境下的使用性能需求，例如：制藥設(shè)備要求與藥品直接接觸的生產(chǎn)設(shè)備表面應(yīng)當(dāng)平整光潔易清洗或消毒耐腐蝕，不得與藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、吸附藥品或向藥品中釋放物質(zhì)，并且耐腐蝕，方便維修、容易清洗。另一方面，工藝性能的也需要考慮在內(nèi)，因?yàn)殍T造性能、鍛造性能、焊接性能和熱處理性能、以及切削加工性能不僅僅影響到了機(jī)械產(chǎn)品的加工制造工序，也將直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

（二）科學(xué)的工藝流程

科學(xué)合理的機(jī)械設(shè)計(jì)加工工藝規(guī)程的制定可以有效地保障零件的質(zhì)量尤其是表面質(zhì)量，提高產(chǎn)品各方面性能，有效降低生產(chǎn)中的成本。盡量減少由于加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致的對(duì)加工零件的不利影響，應(yīng)盡量保障能夠一次性完成對(duì)零件的加工處理。零件表面留下的殘余應(yīng)力對(duì)于零件的作用有著直接的影響，零件表面最終加工工序不同對(duì)于零件的表面質(zhì)量影響也不一樣，因此需要選擇合適的零件加工工序。設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的加工流程和工序無(wú)疑是十分必要和迫切的。

（三）標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)

首先就是零件的標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)對(duì)零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、檢驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)方法、制圖要求等制定出各式各樣的市場(chǎng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。在一些專門工業(yè)化生產(chǎn)的工廠用最先進(jìn)的方法對(duì)那些用途最廣的零件進(jìn)行大量、集中的制造，以提高質(zhì)量、降低成本。事實(shí)上，對(duì)于零件統(tǒng)一的性能指標(biāo)能夠提高零件性能，增加零件使用可靠性。采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及零部件可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作流程、縮短設(shè)計(jì)周期。

（四）個(gè)性化的產(chǎn)品定制

不同的機(jī)械產(chǎn)品在實(shí)際工作中對(duì)其性能和產(chǎn)品的要求是千差萬(wàn)別的。所有的材料都不可能滿足機(jī)械設(shè)計(jì)加工所需要的一切性能要求，這就要求設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的工作中權(quán)衡利弊輕重選擇合適的材料和工藝流程.例如在制藥設(shè)備設(shè)計(jì)加工中就要考慮到醫(yī)藥生產(chǎn)安全級(jí)別。其實(shí)GMP除了對(duì)機(jī)械材質(zhì)要求比較高之外，還需要產(chǎn)生粉塵的設(shè)備應(yīng)有捕集除塵措施設(shè)備，原料半成品不能與潤(rùn)滑劑冷卻劑相接觸。個(gè)性化設(shè)計(jì)加工機(jī)械產(chǎn)品滿足生活生產(chǎn)需要是未來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)加工的一個(gè)方向。

二、機(jī)械加工中需要注意的問(wèn)題

機(jī)械加工可在很大程度上彌補(bǔ)因原材料導(dǎo)致的影響；技術(shù)較差，那么無(wú)論所使用的材料的如何高品質(zhì)，那都可能無(wú)法取得理想的效果，甚至還可能導(dǎo)致浪費(fèi)大量材料。

（一）表面質(zhì)量控制

機(jī)械加工中表面粗糙會(huì)影響到產(chǎn)品的耐磨性、腐蝕性、疲勞強(qiáng)度、甚至?xí)霈F(xiàn)裂紋造成產(chǎn)品報(bào)廢。機(jī)械產(chǎn)品表面粗糙度較小，則可能致使機(jī)械產(chǎn)品的耐磨性發(fā)生變化，而粗糙度較大，則可能致使其耐磨性較差。這就要求在材料加工過(guò)程中能夠采用合適的加工技術(shù)，例如在精密超精密和光整加工時(shí)應(yīng)選擇最小的徑向進(jìn)給量，而在選擇砂輪工作速度時(shí)，則以較大為最佳。此外，工件的速度、切削工具的選擇需要考慮在內(nèi)。表面殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)，故在應(yīng)當(dāng)采取有效的措施，來(lái)控制殘余應(yīng)力，例如：增大刀具前角減小刃口圓弧半徑等都是效果較佳的方法。

（二）節(jié)能減耗

機(jī)械加工工藝的能量消耗問(wèn)題一直是很多企業(yè)忽略的問(wèn)題，在提倡節(jié)能降耗的今天，企業(yè)逐漸對(duì)機(jī)械加工工藝的能耗問(wèn)題加以重視。無(wú)論是切削加工還是壓力加工，這兩種工藝過(guò)程都十分消耗能量。原因有兩個(gè)：一方面，企業(yè)對(duì)員工的績(jī)效考核側(cè)重于工作態(tài)度和熱情，導(dǎo)致員工只注意高效工作不愿去顧及能量的消耗。另外，一些企業(yè)選擇的零件加工機(jī)器設(shè)備陳舊或者不科學(xué)的工藝流程。在一些中小型的機(jī)械加工企業(yè)，多以單件小批量生產(chǎn)產(chǎn)品為主。這樣使得工人在機(jī)床上進(jìn)行產(chǎn)品加工時(shí)需要按照單件產(chǎn)品逐一進(jìn)行加工，不能形成加工流水線，也無(wú)法成組的進(jìn)行加工，這樣必須會(huì)造成企業(yè)加工的能耗增加。

（三）震動(dòng)消除和利用

導(dǎo)致振動(dòng)產(chǎn)生的原因有許多方面，主要有3種類型：自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)、自激振動(dòng)。實(shí)際的機(jī)械加工中，盡量減小其影響。例如：選擇消除震動(dòng)對(duì)刀具切削過(guò)程中的影響，從而提高零件的表面質(zhì)量。另外恰當(dāng)?shù)貙?duì)振動(dòng)的加以利用，還可以通過(guò)改變切削速度來(lái)實(shí)現(xiàn)，使切削速度變得有規(guī)律性，這樣能夠提高加工工件的表面質(zhì)量。當(dāng)切削速度在20～60m/min的范圍內(nèi)，振幅增大得很快，當(dāng)速度高于或者低于此范圍后，振動(dòng)逐漸減弱，振幅減少。所以，切削過(guò)程中要選擇合理的與切削過(guò)程相關(guān)的參數(shù)是十分重要的。還可以將各個(gè)部件根據(jù)特有的固定頻率進(jìn)行分析，然后進(jìn)行合理的安排，同時(shí)還可以將系統(tǒng)的阻力進(jìn)行加大。對(duì)于刀具要提高其抗振性，對(duì)于工件提高其剛性，主要是將工件的彎曲剛性提高。

（四）加工過(guò)程中的防火安全

機(jī)械加工中火災(zāi)防范必不可少，造成這樣的原因很多。一方面在實(shí)際的工作中未能設(shè)置安全防護(hù)措施，比如高溫防護(hù)等，導(dǎo)致設(shè)備溫度過(guò)高造成火災(zāi)，另一方面在實(shí)際的機(jī)械加工中未能制定相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案，導(dǎo)致火災(zāi)事故損失嚴(yán)重。第三，機(jī)械加工工作人員缺乏比較全面的安全教育，導(dǎo)致工作人員的安全意識(shí)不高，在實(shí)際的工作中不能做到預(yù)防火災(zāi)，導(dǎo)致火災(zāi)問(wèn)題比較嚴(yán)重。

三、結(jié)束語(yǔ)

影響機(jī)械設(shè)計(jì)加工質(zhì)量與效率因素還有許多，如潤(rùn)滑劑的使用問(wèn)題等等。本文著重就最為關(guān)鍵的問(wèn)題加以分析，并提出了一些相應(yīng)對(duì)策。在實(shí)際操作中只有我們不斷發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)目前機(jī)械設(shè)計(jì)加工上的問(wèn)題，研究并解決問(wèn)題，才能嚴(yán)格規(guī)范機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，才能提升企業(yè)生產(chǎn)效率，使得企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

參考文獻(xiàn)：

[1]王杰，程明遠(yuǎn)，李士曉.淺談機(jī)械設(shè)計(jì)加工中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題[J].科技信息，2011，11：512-513.

[2]張華，徐桂珍.淺談機(jī)械加工工藝的節(jié)能降耗[J].中國(guó)資源綜合利用，2012，01：60-61.