探析機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的注意點(diǎn)

趙洪，王星，焦廣銳，王玉軍，王偉

（首都航天機(jī)械有限公司，北京 100076）

在社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)背景下，企業(yè)要想獲得長足的發(fā)展，就要生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。機(jī)械加工的質(zhì)量在很大程度上影響產(chǎn)品的品質(zhì)，所以在機(jī)械加工環(huán)節(jié)應(yīng)該完善產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，提升原材料的質(zhì)量。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的比較

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)在不同的領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。在機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，也會(huì)應(yīng)用到很多新技術(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一門交叉學(xué)科，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)比較，機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)勢非常突出。

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的自主性

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)中，都是按照固定的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)非常被動(dòng)?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的自主性強(qiáng)，不再完全依靠傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，人們不斷的更新觀念，可以將自己的理念融入到機(jī)械設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新。

1.2 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)注重機(jī)械本身的預(yù)定功能

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，主要是依靠機(jī)械自身的功能。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要面對一個(gè)巨大的機(jī)械系統(tǒng)，結(jié)合系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，并且充分發(fā)揮自己的想象力，將系統(tǒng)的功能進(jìn)行合理分配。機(jī)械設(shè)計(jì)中，要充分考慮到設(shè)計(jì)人員的因素，完善設(shè)計(jì)方案。

1.3 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)強(qiáng)化了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，常常采用有限元的方式，現(xiàn)代設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者根據(jù)自己的需求，可以加工不同強(qiáng)度的產(chǎn)品。

1.4 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)周期長、耗費(fèi)大

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力勞動(dòng)?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)周期明顯縮短，而且不會(huì)消耗大量的能源。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)需要結(jié)合預(yù)定的方案進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)計(jì)，而且成本非常高?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際的條件，可以及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，針對設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)出完美的產(chǎn)品。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)加工的常見問題

2.1 機(jī)械產(chǎn)品表面的質(zhì)量問題

產(chǎn)品表面的質(zhì)量很大程度上會(huì)影響產(chǎn)品的使用年限和使用效果，在機(jī)械產(chǎn)品的加工環(huán)節(jié)中，機(jī)械產(chǎn)品表面的質(zhì)量與原材料和加工時(shí)切削的用量有很大關(guān)系。在原材料的選擇中，要充分結(jié)合原材料的強(qiáng)度和韌性等，材料的韌性比較高，說明材料的塑性也能得到保障。因此，零件表面的粗糙度也會(huì)比較大。在塑性材料的應(yīng)用環(huán)節(jié)中，在進(jìn)行刀具加工時(shí)，容易導(dǎo)致材料的塑性形變，這時(shí)在切削中，尤其是切削較小的零部件時(shí)，常常會(huì)導(dǎo)致零部件撕裂的情況，導(dǎo)致零部件表面更加粗糙。在采用脆性材料的環(huán)節(jié)中，材料在切削的環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量的碎顆粒，也會(huì)導(dǎo)致零部件表面比較粗糙。所以，在機(jī)械零件加工的環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致機(jī)械加工中表面非常粗糙。如果零件材料的物理性能不佳，在進(jìn)行硬化處理中，材料的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致材料的表面比較粗糙。

2.2 加工精度的問題

在進(jìn)行機(jī)械加工環(huán)節(jié)中，機(jī)械產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生精度誤差，在加工中運(yùn)動(dòng)曲線如果不能合理的計(jì)算，會(huì)導(dǎo)致誤差。刀具如果不能合理的選擇，也會(huì)導(dǎo)致輪廓誤差的產(chǎn)生。機(jī)床如果磨損后，機(jī)械加工會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生誤差，在刀具和夾具發(fā)生磨損后，工藝不良，或者產(chǎn)品出現(xiàn)受力和受熱變形后，都會(huì)產(chǎn)生誤差，因此，在機(jī)械加工中，先要找到機(jī)械加工產(chǎn)生誤差的原因，針對原因去改善精度，才能提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3 產(chǎn)品性價(jià)比的問題

在機(jī)械加工環(huán)節(jié)中，如果不能事前對一些加工的不利因素進(jìn)行分析，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本非常高，導(dǎo)致產(chǎn)品性價(jià)比不合理，產(chǎn)品就不能體現(xiàn)出市場競爭優(yōu)勢。

3 機(jī)械加工的注意事項(xiàng)

3.1 注意機(jī)械加工的精度

在機(jī)械產(chǎn)品加工的環(huán)節(jié)中，首先要注意的問題就是精度問題。機(jī)械設(shè)備具有較高的精度，在一定程度上可以提升產(chǎn)品的質(zhì)量，使企業(yè)進(jìn)行精細(xì)化加工。如果在設(shè)計(jì)加工的環(huán)節(jié)中，不能達(dá)到精度要求，那么產(chǎn)品的質(zhì)量也就不能保障。在人工加工中，常常會(huì)出現(xiàn)一些客觀原因?qū)е聶C(jī)械加工的精度比較低，很難消除加工中帶來的誤差，這非常棘手。機(jī)械加工環(huán)節(jié)中，刀具和夾具等外形出現(xiàn)變性，會(huì)導(dǎo)致加工誤差產(chǎn)生。加工工具出現(xiàn)大量的磨損會(huì)導(dǎo)致加工誤差。在各項(xiàng)工藝應(yīng)用的環(huán)節(jié)中，加工溫度不能合理的控制，或者受力過大都會(huì)導(dǎo)致變形和誤差的產(chǎn)生。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工的環(huán)節(jié)中，機(jī)械加工人員要采取有效的措施，降低誤差的發(fā)生率，提升機(jī)械加工的精度，從而切實(shí)提升機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。在選擇刀具的環(huán)節(jié)中，應(yīng)對粗糙度和硬度來選擇不同的刀具，確保精準(zhǔn)加工，提升零部件的質(zhì)量。

3.2 完善機(jī)械加工零部件的表面質(zhì)量

在機(jī)械加工環(huán)節(jié)中，如果零部件表面的質(zhì)量不能保障，則對零部件的使用效果和使用年限產(chǎn)生影響，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不能達(dá)到用戶要求。要提升機(jī)械零部件表面的質(zhì)量，應(yīng)該在機(jī)械加工上減少殘品的出現(xiàn)，深入研究導(dǎo)致零部件表面質(zhì)量不高的原因。通過大量的實(shí)踐，可以了解機(jī)械零部件表面加工質(zhì)量受到原材料性質(zhì)和切削程度的影響。機(jī)械零部件的韌性越強(qiáng)，那么金屬的塑性變形就會(huì)越大，導(dǎo)致零部件的表面質(zhì)量越差。在塑性材料的加工環(huán)節(jié)中，材料非常容易發(fā)生形變，成品的表面會(huì)非常粗糙。在進(jìn)行脆性材料加工環(huán)節(jié)中，材料非常容易折斷，在材料加工中，產(chǎn)品的表面常常會(huì)出現(xiàn)碎粒，導(dǎo)致產(chǎn)品的表面非常粗糙。在零件表面熱處理和加工環(huán)節(jié)上，材料的結(jié)構(gòu)容易發(fā)生變化，加工時(shí)，如果施加過大的力，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零部件表面的質(zhì)量不能得到保證。而且隨著加工時(shí)間的延長，產(chǎn)品的表面就越粗糙。所以，在設(shè)計(jì)者應(yīng)該對機(jī)械加工的流程加以優(yōu)化，簡化材料加工的流程，提升機(jī)械零部件表面的加工的質(zhì)量。

3.3 機(jī)械設(shè)計(jì)中要合理選擇零部件材料

在機(jī)械零部件的加工環(huán)節(jié)中，零件材料的選擇非常重要，材料選擇是否合理，直接會(huì)影響到產(chǎn)品是否加工成功，因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)中要合理分析不同材料的性能。機(jī)械零部件材料應(yīng)該滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的使用要求和功能性能等，并且要具有經(jīng)濟(jì)性特征。其一，在機(jī)械零件加工環(huán)節(jié)中，應(yīng)該結(jié)合對材料的使用要求來合理的選擇材料，對材料的強(qiáng)度和耐磨性能進(jìn)行測試，選擇合適的材料。其二，在材料的選擇中，應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品的加工工藝進(jìn)行選擇，例如在進(jìn)行切削的環(huán)節(jié)中，應(yīng)該選擇韌性較大的材料，在進(jìn)行加熱工藝中，應(yīng)該選擇容易鍛造的材料，結(jié)合焊接和熱處理環(huán)節(jié)，合理的選擇材料。其三，要注重材料的經(jīng)濟(jì)性能，在選擇材料時(shí)，要充分考慮到加工成本，在確保質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的前提下，可以選擇那些應(yīng)用率高的材料去取代那些稀缺的材料，有效降低材料的采購成本，提升材料的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。

4 潤滑劑的性能選擇

4.1 金屬加工潤滑劑的性能

在金屬加工的環(huán)節(jié)中，潤滑劑的性能非常重要，潤滑劑是不能或缺的工具。在金屬材料加工中，要進(jìn)行材料的切削、研磨、沖壓等操作，這些都要在添加潤滑劑后才能使用，還要進(jìn)行材料的冷卻處理。金屬加工潤滑劑可以有效的降低零部件的磨損，并且降低加工的難度，提升機(jī)械加工的精度，使機(jī)械零部件的表面非常光滑，還能及時(shí)的降低熱度，減少在加工中產(chǎn)生大量的金屬碎屑，防止機(jī)床在使用中出現(xiàn)腐蝕，提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，有效的降低生產(chǎn)成本。

4.2 金屬加工中合理的采用潤滑劑

在機(jī)械金屬加工中，零部件的精度在逐漸提升，所以在加工時(shí)要針對金屬的性能，合理的選擇潤滑劑。在金屬潤滑劑選擇中，應(yīng)該結(jié)合具體的金屬性質(zhì)和加工情況進(jìn)行。在潤滑劑的選擇上，應(yīng)該結(jié)合零部件加工生產(chǎn)的流程和工藝，結(jié)合實(shí)際的加工操作情況，積累大量的經(jīng)驗(yàn)，還應(yīng)該充分結(jié)合機(jī)床廠家的建議。在采用高速鋼刀具切削的環(huán)節(jié)中，要合理控制切削速度，一般采用純油性的潤滑劑。在采用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行高速切削的環(huán)節(jié)中，應(yīng)該采用水溶性的潤滑劑。如果切削液不能達(dá)到有效的切削效果，應(yīng)該采用純油性的金屬切削液。在普通情況下，采用水溶性切削液就能切實(shí)滿足加工條件。在選擇完成潤滑劑的種類后，機(jī)械加工者應(yīng)該合理的分析金屬材料的材質(zhì)，分析零部件的加工精度。

5 結(jié)語

總之，應(yīng)該具體問題具體分析，結(jié)合實(shí)際情況，合理的選擇設(shè)備和材料，降低產(chǎn)品表面的粗糙度，提升產(chǎn)品的使用性能。

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