機(jī)械設(shè)計(jì)與加工中存在的問(wèn)題及措施

摘 要：機(jī)械的設(shè)計(jì)和加工是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，因?yàn)閺臋C(jī)械設(shè)計(jì)工作的開(kāi)始一直到最后機(jī)械加工的成型，這中間的每一環(huán)節(jié)都會(huì)影響到生產(chǎn)產(chǎn)品的成果和性能。所以，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和加工過(guò)程的管理，把控好每一處的生產(chǎn)細(xì)節(jié)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)加工的技術(shù)，有利于提高最終生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)提高生產(chǎn)的工作效率。同時(shí)也為了幫助機(jī)械企業(yè)未來(lái)的發(fā)展，提升機(jī)械設(shè)計(jì)的水平，分析出機(jī)械設(shè)備的不同種類(lèi)，以此能夠滿(mǎn)足機(jī)械產(chǎn)品的各種需求。本文在分析機(jī)械設(shè)計(jì)與加工上存在的各種問(wèn)題，并提出了針對(duì)于機(jī)械加工和設(shè)計(jì)存在問(wèn)題的解決措施，希望會(huì)對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)與加工工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；機(jī)械設(shè)計(jì)；問(wèn)題與措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）33-0247-02

1 引 言

機(jī)械加工與設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的、含有技術(shù)性的工作過(guò)程，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作之后，將生產(chǎn)產(chǎn)品投入別的的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的過(guò)程。對(duì)組成機(jī)械的零件之間進(jìn)行巧妙的設(shè)計(jì)配合，呈現(xiàn)出完美的機(jī)械設(shè)計(jì)與加工的成果。在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和機(jī)械加工的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，存在著眾多的影響因素，而這些因素最終都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量出現(xiàn)差錯(cuò)。在這些眾多的因素中，大概可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)：機(jī)械加工的精細(xì)度、組成零件的質(zhì)量、機(jī)械設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、生產(chǎn)產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比等等?？偨Y(jié)出大致的問(wèn)題所在，就需要進(jìn)一步的分析怎么樣避免、減少這些影響機(jī)械設(shè)計(jì)與加工的問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)需要不斷進(jìn)步的機(jī)械加工企業(yè)來(lái)說(shuō)，及時(shí)的處理機(jī)械設(shè)計(jì)和加工中存在的問(wèn)題是非常有必要的。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工中存在的問(wèn)題

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與材料問(wèn)題

影響機(jī)械加工最常見(jiàn)的問(wèn)題就是機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)械的材料，相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)想法不同，而造成機(jī)械加工的操作難易程度不同，導(dǎo)致產(chǎn)品最終加工成果的精確度不同。所以，機(jī)械的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)中要考慮到結(jié)構(gòu)的組成對(duì)于加工時(shí)的影響和生產(chǎn)產(chǎn)品準(zhǔn)確度的影響。在機(jī)械的材料方面，設(shè)計(jì)師要挑選出最符合機(jī)械加工的材料，選材料的同時(shí)也要考慮到材料是否可以利用以及是否可以切割，通過(guò)這些細(xì)節(jié)來(lái)提高生產(chǎn)產(chǎn)品的成品精度。

2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題

機(jī)械制作行業(yè)都要遵守著機(jī)械零件標(biāo)準(zhǔn)化的準(zhǔn)則，機(jī)械零件標(biāo)準(zhǔn)化是指在零件的尺寸、零件的基本性能、零件的加工方式、最終的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等多方面來(lái)下手。這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)師采用了統(tǒng)一的機(jī)械零件標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)規(guī)范了機(jī)械零件的使用，使得機(jī)械加工可以快速完成，降低了機(jī)械加工的周期，同時(shí)也使得零件的檢驗(yàn)變得有據(jù)可依，提高生產(chǎn)產(chǎn)品的可靠性。

2.3 機(jī)械加工精度的問(wèn)題

目前，大多數(shù)的機(jī)械加工企業(yè)都在面臨著機(jī)械加工的精度難以提高的問(wèn)題。造成了機(jī)械加工和實(shí)際的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之間存在著很大的誤差，最終影響到機(jī)械加工的精確度。機(jī)械加工中的幾何誤差、加工中引起的變形導(dǎo)致的誤差等等是目前影響機(jī)械加工精確度的主要影響因素。其中機(jī)械加工的幾何誤差是指由于機(jī)床、刀具而產(chǎn)生的制造誤差、安裝零件的誤差、使用中的折舊、磨損誤差；而制作時(shí)的定位差錯(cuò)則是指工件的裝夾誤差；此外還有，在機(jī)械加工的整個(gè)過(guò)程中，加工的零件受到外力而產(chǎn)生的變化，工件距離之間產(chǎn)生的變化等等。這些微小的因素都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工最終的形狀和設(shè)計(jì)的尺寸產(chǎn)生巨大的差異。因此，為了達(dá)到機(jī)械設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械加工時(shí)要盡可能的增加加工的精度，將預(yù)計(jì)的精準(zhǔn)度最大程度的控制在預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，從而達(dá)到提高機(jī)械加工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，滿(mǎn)足在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)提出的各種要求。

2.4 機(jī)械加工時(shí)零件表面質(zhì)量問(wèn)題

一般來(lái)說(shuō)，零件表面質(zhì)量的高低會(huì)體現(xiàn)在零件的幾何形狀上和基本的性能上，若表面的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，零件的表面會(huì)很粗糙，既不耐磨也不耐腐蝕，使得零件使用壽命大大的降低。影響零件表面質(zhì)量問(wèn)題大致分為以下幾點(diǎn)：材料是否匹配、材料的選擇等。除此之外，零件材料在分割時(shí)要選用配套的工具。例如，對(duì)于超硬的材料一般選用金屬陶瓷刀，對(duì)于鑄鐵類(lèi)材料選用硬質(zhì)合金鋼刀；在切割塑性材料時(shí)，為了避免因?yàn)榍懈畈划?dāng)而造成的變形和刀具與材料之間的撕拉作用等，可以選擇較小的切割用量；切割脆性材料則是要避免會(huì)產(chǎn)生碎料，影響零件表面質(zhì)量等等具體的操作。所以，保證零件表面質(zhì)量足夠好，會(huì)減少零件出現(xiàn)次品的可能性。

2.5 產(chǎn)品性?xún)r(jià)比的問(wèn)題

在機(jī)械加工市場(chǎng)的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)下，產(chǎn)品需要兼顧價(jià)格和質(zhì)量?jī)煞矫嬉蛩?。所以，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，也要考慮到產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比，使得產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力得到提高。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械化加工的精度、機(jī)械加工的自動(dòng)化水平低下會(huì)使得零件質(zhì)量水平高低不同，也會(huì)產(chǎn)生較多的次品；其次，機(jī)械加工的設(shè)備情況和工作人員的操作水平都會(huì)影響到生產(chǎn)的周期、工作的效率，生產(chǎn)的成本；除此之外，機(jī)械零部件的標(biāo)準(zhǔn)化低下也會(huì)使得后期維護(hù)成本大大提高。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工的改善措施

3.1 科學(xué)地選擇材料

機(jī)械設(shè)計(jì)與加工所涉及到的材料一般分為零件材料和刀具材料，零部件材料是產(chǎn)品性能的直接影響者，刀具材料則是要配合零部材料來(lái)進(jìn)行選擇。在選擇零部材料時(shí)，先要考慮材料的使用性能，之后考慮材料的經(jīng)濟(jì)性、美觀性。例如，對(duì)于渦輪蝸桿的選擇，要考慮到散熱性能差、易磨損的特性，所以要選擇耐磨、抗膠合的材料，每個(gè)材料的選擇都要參考到基本的使用需求。

3.2 遵循科學(xué)的加工工藝

科學(xué)的加工工藝可以幫助提高零部件的質(zhì)量，更可以使得零部件的性?xún)r(jià)比得到增加。在工作人員制定加工工藝的路線時(shí)，首先的標(biāo)準(zhǔn)是要盡量減少人工的操作，采用自動(dòng)化生產(chǎn)的方案，這樣可以避免了因人工操作不當(dāng)而帶來(lái)誤差。除此之外，設(shè)計(jì)步驟最好避免對(duì)零部件進(jìn)行多次加工，最好是一次通過(guò)的處理，使得加工效率得到提高。還可以根據(jù)零部件的基本性能，采用最合適的加工步驟。例如，如果該部件在工作中會(huì)受到交錯(cuò)的負(fù)載，應(yīng)該采用使得工件最后剩余壓應(yīng)力的方案；對(duì)于相對(duì)滑動(dòng)的部件，則可以選用使得工件最后剩余拉應(yīng)力的方案。

3.3 設(shè)計(jì)合理的切削用量

在工作人員進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和加工之前，應(yīng)該明確的計(jì)算出每一個(gè)步驟的切削的具體用量。在設(shè)計(jì)切削的用量時(shí)，要考慮影響切削用量的各個(gè)因素之后，再進(jìn)行合理的預(yù)算。一般情況下，影響切削的重要因素大致有：工件的剛性、切削的效率、工件的精度、機(jī)床的使用情況和壽命、刀具的基礎(chǔ)條件等等。在這些因素中，影響最深遠(yuǎn)的兩個(gè)因素就是切削零件的速度和切削零件的深度。同時(shí)在保證生產(chǎn)工件的質(zhì)量能夠過(guò)關(guān)的基本要求下，還要盡最大可能幫助加快生產(chǎn)工件的速度，也就是要做到提高刀具與零件的匹配度，加快刀具的切削速度，讓切削的深度等于工件加工剩余量。除此之外，刀具和工件之間相互擠壓的時(shí)間也要盡可能的減少，避免造成零件的變形。所以，工作人員只有通過(guò)合適的安排，才可以減少工作環(huán)節(jié)之間的差錯(cuò)，達(dá)到提高工作效率的目的。

3.4 科學(xué)地選用潤(rùn)滑劑

在整個(gè)機(jī)械加工過(guò)程中，潤(rùn)滑劑在其中的作用是必不可少的，它主要起到了幫助冷卻零件和潤(rùn)滑零件的作用，減少零件之間的相互摩擦，避免工具產(chǎn)生磨損。除此之外，潤(rùn)滑劑還有保護(hù)金屬生產(chǎn)工具的作用，也就是幫助清理加工時(shí)產(chǎn)生的金屬碎屑，避免因?yàn)榻饘偎樾嫉拇嬖诙g了相關(guān)的金屬生產(chǎn)工具。同樣的在零件切削的加工過(guò)程中，潤(rùn)滑劑也起到了這樣的作用。但是，潤(rùn)滑劑的用量和使用情況出現(xiàn)問(wèn)題的話(huà)，反而會(huì)給零件帶來(lái)一些負(fù)面的影響。一般來(lái)說(shuō)，一些基礎(chǔ)的操作加工工藝會(huì)在操作區(qū)域放出大量的熱量，會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生很大的磨損，造成切削精度不夠。所以，潤(rùn)滑劑的使用需要依據(jù)零件的材料和處理方案來(lái)決定，以此來(lái)避免零件出現(xiàn)變形的情況，在保證零件的生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，也大大的加快了零件加工的速度。例如，在切削45#鋼工件，從多種角度出發(fā)選擇了乳化液作為潤(rùn)滑劑，這樣的選擇不僅僅是降低了生產(chǎn)成本，也是最符合實(shí)際機(jī)械生產(chǎn)的狀況。

3.5 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工標(biāo)準(zhǔn)化、批量化

在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)上，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)該增加生產(chǎn)產(chǎn)品的速度，在保證量的同時(shí)也要保質(zhì)。所以，機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)化、批量化的生產(chǎn)手段，也就是采用大量生產(chǎn)的方法來(lái)占據(jù)更多的市場(chǎng)，達(dá)到增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。面對(duì)社會(huì)巨大的需求之下，市場(chǎng)可能會(huì)同時(shí)需要相同的生產(chǎn)產(chǎn)品。而采用相同的技術(shù)手段和標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)之外，還可以將相同的生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行比較，達(dá)到保證生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

在競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)中，機(jī)械設(shè)計(jì)與加工的行業(yè)若是想要加快發(fā)展，走向更高一層，需要提升自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)該要從提升機(jī)械加工水平做起，設(shè)計(jì)加工出性?xún)r(jià)比很高的機(jī)械產(chǎn)品。機(jī)械制造行業(yè)不僅僅要讓參與生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備足夠精細(xì)外，還要改善機(jī)械設(shè)計(jì)和加工之間存在的不足之處。除此之外，不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程都會(huì)給機(jī)械加工帶來(lái)不同的難題，這就要求參與機(jī)械設(shè)計(jì)的工作人員提前考慮生產(chǎn)的實(shí)際情況，達(dá)到生產(chǎn)出高精度產(chǎn)品的目標(biāo)。最終達(dá)到生產(chǎn)出使用壽命長(zhǎng)、好操作、快速適應(yīng)生產(chǎn)要求的機(jī)械產(chǎn)品的目標(biāo)，促進(jìn)機(jī)械加工企業(yè)的發(fā)展。

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收稿日期：2018-10-6

作者簡(jiǎn)介：林玉山（1972-），男，工程師，本科，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)與加工工作。