機(jī)械零件設(shè)計(jì)及加工工藝研究

劉延平

山東華通環(huán)境科技股份有限公司 山東濰坊 261000

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈。在機(jī)械加工制造行業(yè)中，零部件加工精度代表著一個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)力標(biāo)準(zhǔn)化水平的高低，也影響著企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)想要在競(jìng)爭(zhēng)劇烈的市場(chǎng)中獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，就需要不斷的提高機(jī)械加工的精度，不斷的通過工藝改造及升級(jí)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力。在這種背景下，我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)零件加工精度不斷提升，為精密設(shè)備的制造奠定了基礎(chǔ)，也為企業(yè)的發(fā)展帶來了更多的機(jī)遇。

1 機(jī)械零件設(shè)計(jì)

所謂機(jī)械設(shè)計(jì)主要是指根據(jù)機(jī)械運(yùn)作的基本原理，對(duì)機(jī)械各個(gè)零部件之間的能量傳遞形式、尺寸、結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)思和設(shè)計(jì)，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將計(jì)算過程轉(zhuǎn)化為機(jī)械設(shè)計(jì)的語言描述，作為機(jī)械設(shè)計(jì)的參數(shù)和依據(jù)。而機(jī)械加工主要指的是將機(jī)械零部件的諸多性能按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃歸和執(zhí)行，利用專業(yè)的生產(chǎn)制造技術(shù)使得加工原材料從毛坯的狀態(tài)變?yōu)榫哂袑?shí)用價(jià)值的、精度較高的器械。在機(jī)械制造過程中，零件是機(jī)械的基本構(gòu)成單位，應(yīng)當(dāng)特別重視對(duì)機(jī)械零件的規(guī)范化處理。在這一系列的操作過程當(dāng)中，工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)前生產(chǎn)需要對(duì)機(jī)械各個(gè)方面的要求，對(duì)各種毛坯類型的機(jī)械零件進(jìn)行深度打磨和改造，使機(jī)械各個(gè)零部件更加精細(xì)，提高使用價(jià)值，在先前的粗加工技術(shù)之上進(jìn)行更深一步的機(jī)械精加工，使得最終制造出來的機(jī)器具有更高的精度和使用性能，符合現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)對(duì)機(jī)械各個(gè)參數(shù)的要求。在機(jī)械整體的設(shè)計(jì)加工制造過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)特別注意貫徹機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化原理，降低機(jī)械加工的生產(chǎn)成本，提高機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)械加工設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化一方面有諸多益處，另外一方面卻也給設(shè)計(jì)加工的工作人員提出了更高要求。工作人員在機(jī)械設(shè)計(jì)加工的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)代機(jī)械加工的要求，不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量，盡可能做到精益求精。

2 機(jī)械零件加工工藝

2.1 加強(qiáng)工藝過程的控制

針對(duì)零件加工精度受機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的影響，在零件加工過程中建議加強(qiáng)對(duì)整個(gè)加工過程的誤差控制。第一，要加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，及時(shí)更換老舊或損壞的零部件，最大程度的控制設(shè)備零部件造成的原始誤差。第二，要加強(qiáng)機(jī)械加工工藝及程序的規(guī)范性，提高加工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化程度。在設(shè)計(jì)加工工藝時(shí)，精確計(jì)算幾何誤差，并通過全面檢查刀具、夾具、量具等，反復(fù)測(cè)試各個(gè)流程的加工精度，來確保零件加工達(dá)到高精度的要求。第三，根據(jù)加工零件的實(shí)際加工需求合理的選擇刀具、夾具、量具，使機(jī)械加工工藝系統(tǒng)與加工件保持較高的適應(yīng)性，來預(yù)防幾何誤差。第四，加強(qiáng)加工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)記錄，通過整理分析總結(jié)問題，分析誤差發(fā)生的原因，并加強(qiáng)影響誤差產(chǎn)生的影響因素的控制，來預(yù)防機(jī)床誤差造成的零部件加工精度降低的問題。第五，采用機(jī)械加工工藝系統(tǒng)自控制系統(tǒng)，將零件實(shí)際加工過程中產(chǎn)生的誤差輸入數(shù)控機(jī)床中，來提高加工工藝系統(tǒng)整體的加工精度。

2.2 加強(qiáng)設(shè)備加工的溫度控制

企業(yè)要加強(qiáng)機(jī)械加工過程中對(duì)設(shè)備的溫度控制。必要時(shí)需要增加通風(fēng)設(shè)備或散熱裝置，來控制設(shè)備的溫度，預(yù)防設(shè)備升溫造成的刀具、加工件的熱變性。當(dāng)加工件進(jìn)入砂輪打磨環(huán)節(jié)，巨大的摩擦力會(huì)導(dǎo)致加工件溫度迅速升高。發(fā)生該問題可采用冷水降溫的方式來控制溫度，預(yù)防加工件熱變形等相關(guān)問題。

2.3 合理避免外力影響

機(jī)械零部件加工過程中，擠壓力以及摩擦力是最為常見的一種外力形式，也是影響零部件精度的重要因素。想要更好地保證零件加工精度，就必須要對(duì)外力因素進(jìn)行控制。在開始加工作業(yè)之前，工作人員必須要對(duì)加工所使用的設(shè)備與工件實(shí)施全面的檢查，保證夾具以及其他與零件接觸部位的擠壓力位于預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)零部件造成過度擠壓。為了降低摩擦阻力，工作人員需要對(duì)刀具以及其他與工件接觸的部位開展細(xì)致的打磨，確保其表面光滑，更好地保障加工精度。

2.4 創(chuàng)新加工工藝

機(jī)械加工工藝的創(chuàng)新也是提升零部件加工精度的重要途徑。技術(shù)人員將新技術(shù)、新理論以及新材料引入機(jī)械加工領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工工藝與加工設(shè)備的改進(jìn)和提升，這對(duì)于進(jìn)一步提升加工精度具有重要意義。例如，將自動(dòng)化技術(shù)與智能化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械加工領(lǐng)域，能夠有效避免人為因素對(duì)零件加工過程中施加的影響。同時(shí)，溫度傳感器與監(jiān)控設(shè)備的使用，能夠使工作人員實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械加工設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全天候監(jiān)控。因此，企業(yè)應(yīng)該引導(dǎo)和鼓勵(lì)技術(shù)人員進(jìn)行創(chuàng)新，如通過培訓(xùn)保持技術(shù)人員職業(yè)技能的先進(jìn)性；通過對(duì)外交流來拓展技術(shù)人員的眼界；通過物質(zhì)激勵(lì)來提升技術(shù)人員的創(chuàng)新熱情。

2.5 熱處理工序安排

熱處理是使零件在加熱處理后冷卻下來從而使加工零件改變其內(nèi)部組織并獲得要求的加工性能的一種加工工藝。熱處理可以很大程度上改善材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并且有利于加工，一般分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理是為了改變零件組織以獲得相應(yīng)性能并且除去材料加工內(nèi)應(yīng)力和給最終熱處理提供前提，有正火、退火、時(shí)效等。最終熱處理的目的是大大地提高零件的強(qiáng)度和剛度等性能。①為改善切削性能我們可以在還沒加工時(shí)做正火、退火的熱處理。②粗加工后，為消除材料的內(nèi)應(yīng)力可以進(jìn)行時(shí)效處理。③用來改善材料綜合性能的熱處理一般放在半精加工與精加工之間。④我們?cè)诠に囘^程的最后安排鍍鉻、鍍鋅等熱處理可以更好滿足零件的耐磨性要求。

3 結(jié)語

綜上所述，在機(jī)械設(shè)計(jì)加工的過程時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的加工情況，選擇合適的切削刀具和加工材料，優(yōu)化加工流程，規(guī)范加工手段、技術(shù)和方法，綜合考慮多方面因素的影響，提高機(jī)械設(shè)計(jì)加工的性能和質(zhì)量。