機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的常見問題及對策探討

張潤廉

摘 要：機(jī)械設(shè)計(jì)加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制很重要，稍有紕漏，就會出現(xiàn)設(shè)計(jì)加工問題，導(dǎo)致機(jī)械外型或性能不符合機(jī)械生產(chǎn)要求，相應(yīng)的該環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率也會受到影響。所以相關(guān)人員在機(jī)械生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，要著重注意設(shè)計(jì)加工環(huán)節(jié)，對其中的常見問題進(jìn)行分析和了解，并在實(shí)際采取對策解決問題的同時。保證設(shè)計(jì)加工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；設(shè)計(jì)加工；問題；對策；

機(jī)械設(shè)計(jì)加工常見問題主要有四方面，精密度、材質(zhì)、表面質(zhì)量以及產(chǎn)品性價比，解決對策除了要起到有的放矢作用，還要起到提高設(shè)計(jì)加工效率效果。本文主要針對機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的常見問題及對策進(jìn)行探討。

一.機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的常見問題分析

1、產(chǎn)品表面質(zhì)量問題及原因分析

機(jī)械設(shè)計(jì)加工產(chǎn)品的表面質(zhì)量不合格，在使用過程中，接受外界壓力或外界環(huán)境變化影響時，就容易出現(xiàn)機(jī)械故障問題，機(jī)械表面還會牽扯到很多性能問題，表面不合格的機(jī)械產(chǎn)品不能出廠。產(chǎn)品表面不能保持一定的平整度和質(zhì)量原因是多方面的，比如材質(zhì)問題，材料切削用量等，后者造成的影響比較大，所以要將其作為重點(diǎn)研究對象[1]。切削速度和背吃刀量以及進(jìn)給量是切削用量成果的影響因素。這三種要素用在不同的步驟和時間段，所要達(dá)成的目標(biāo)成果也是不一樣的。比如在精加工環(huán)節(jié)中，背吃刀量是第一個確定的要素，確定參考依據(jù)是粗加工余量，接著是進(jìn)給量選擇，確定的參考依據(jù)是經(jīng)歷加工環(huán)節(jié)的機(jī)械表面粗糙度。最后才是切削速度，對其進(jìn)行調(diào)整的參考依據(jù)是刀具耐用度符合生產(chǎn)要求。這三個要素所對應(yīng)的參考依據(jù)要求不同，要素選擇也不同。在實(shí)際中，機(jī)械表面加工材料材質(zhì)以及加工狀態(tài)不同，工件表面質(zhì)量受到的影響也不同。在機(jī)械產(chǎn)品中，有的材質(zhì)為塑料性質(zhì)，這種材料在加工中，經(jīng)常會出現(xiàn)積屑瘤，產(chǎn)品表面質(zhì)量更難得到保證。

2、精密度過低問題及原因分析

機(jī)械產(chǎn)品精度高，在尺寸以及其他方面最大程度接近標(biāo)準(zhǔn)要求，這些產(chǎn)品和機(jī)械整體的匹配度會很高，在利用起來，發(fā)生故障的可能性也會小些。在實(shí)際中，機(jī)械的加工精度往往會很低，有時機(jī)械產(chǎn)品在尺寸上會和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有誤差，機(jī)床本身在運(yùn)行時也會產(chǎn)生幾何誤差，機(jī)床也會產(chǎn)生磨損。這些誤差都會降低產(chǎn)品精密度。要保證機(jī)械加工精密度，還要將這些會影響精密度的情況考慮進(jìn)去。

3、產(chǎn)品性價比不高問題及原因分析

性價比高意味著機(jī)械產(chǎn)品物美價廉、生產(chǎn)成本低，既符合賣家經(jīng)濟(jì)利益要求，又符合買家經(jīng)濟(jì)適用性要求。但在實(shí)際中，機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)品性價比不高，成本和質(zhì)量是呈辯證統(tǒng)一關(guān)系的，如果要降低成本，除了降低材料價格外，還可以選擇改善加工工藝[2]。很多廠家往往追求高利潤，而選擇低價不符合質(zhì)量要求的材料，所以產(chǎn)品質(zhì)量不高，性價比低。

4、材質(zhì)問題

機(jī)械設(shè)計(jì)加工的對象是產(chǎn)品原材料，原材料材質(zhì)不符合生產(chǎn)要求，產(chǎn)品的精密度以及質(zhì)量都得不到保證。如果機(jī)械加工產(chǎn)品材料要求質(zhì)地硬，而選擇的材料質(zhì)地軟，很容易在加工環(huán)節(jié)就出現(xiàn)產(chǎn)品折斷問題。材質(zhì)過硬也會影響產(chǎn)品的韌度，此外在選擇材料時還要考慮材料表面和性能是否會受到外界溫度變化影響，材料在加工中是否會受到殘余應(yīng)力影響，表面粗糙度是否會在加工中得到改善等問題。

二.機(jī)械設(shè)計(jì)加工中問題解決對策

1、選擇優(yōu)質(zhì)材料

選擇優(yōu)質(zhì)材料，材料加工精度和性價比有可能都得到保證，產(chǎn)品使用壽命也會長。這樣的優(yōu)質(zhì)材料在性能上滿足以下幾方面，其一熱加工工藝性能，材料在加工環(huán)節(jié)中，接受鍛造和焊接以及熱處理操作很正常，這些操作過程都需要材料處于高溫環(huán)境中，或直接與熱溫度相接觸，所以材料必須耐熱，在熱加工環(huán)節(jié)中依舊保持原有性能[3]。其二切削加工性能，原材料在變成產(chǎn)品規(guī)定尺寸前，會經(jīng)歷金屬切削加工，在此環(huán)節(jié)，選用的刀具和參數(shù)都是規(guī)定好的，要保證材料在這種條件下，依舊保持原狀，即使參數(shù)指標(biāo)升高，材料性能也不能下降。除了性能滿足要求，在價格方面，也不能太高，以避免性價比太低問題。在材料加工設(shè)計(jì)中，會有很多材料成為廢品材料，這時還需要進(jìn)行二次篩選利用。機(jī)械零件材料的使用周期要長，使機(jī)械產(chǎn)品維修幾率變低。

2、對加工工序進(jìn)行優(yōu)化

機(jī)械產(chǎn)品表面粗糙度和質(zhì)量，產(chǎn)品性能表現(xiàn)以及生產(chǎn)成本等全部出現(xiàn)在加工工序中，如果工序能得到優(yōu)化和改善，這些指標(biāo)都能得到合理處理。在現(xiàn)實(shí)工序中，經(jīng)常會出現(xiàn)重復(fù)加工次數(shù)過多問題，工序中殘余應(yīng)力過大問題，以及零件質(zhì)量得不到保證的問題。所以在工序優(yōu)化中，需要對工序步驟進(jìn)行簡化，對工藝進(jìn)行升級，對零件表面的殘余應(yīng)力進(jìn)行處理，使不同零件表面不同加工方法帶來的質(zhì)量問題能少一些。

3、對刀具進(jìn)行合理選擇

刀具會對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行切削，如果刀具不合格，切削速度等要素也不能符合要求，產(chǎn)品的精度也會受到影響。所以在機(jī)械加工設(shè)計(jì)時，首先要選擇合理的刀具，選擇的參考標(biāo)準(zhǔn)：可以看刀尖，看其圓弧是否符合要求，不能選擇圓弧過大或過小的刀具[4]。還要看修光刃是否滿足要求，刀具整體是否與要加工的材質(zhì)相符合，而不是在硬度上或其他方面出現(xiàn)矛盾。如此刀具在使用中，可以滿足切削速度，也可以保護(hù)刀具不會受到損壞。合格的刀具會保證產(chǎn)品表面質(zhì)量。

4、對切削參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)

在機(jī)械產(chǎn)品表面質(zhì)量問題分析中，主要對切削三個要素的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析，切削參數(shù)是影響產(chǎn)品表面質(zhì)量的因素，如果能對其進(jìn)行控制，切削力度和溫度也不會與生產(chǎn)要求相悖。在對產(chǎn)品進(jìn)行精加工設(shè)計(jì)時，背吃刀量應(yīng)該是逐漸降低的，該參數(shù)的調(diào)整要以粗加工余量為參考。在該參數(shù)調(diào)整的過程中，加工的精密度會越來越高，表面質(zhì)量也會和參數(shù)呈反比。工件表面粗糙度比較大時，進(jìn)給量參數(shù)就應(yīng)小一些，進(jìn)給量和切削厚度有關(guān)，兩者呈正相關(guān)，在實(shí)際中，產(chǎn)品加工要求切削厚度不能過小，所以進(jìn)給量也不能太小。否則這會導(dǎo)致刀具受到磨損，且磨損越來越嚴(yán)重。切削速度參數(shù)在選擇時，應(yīng)用對象應(yīng)該是表面比較平整的產(chǎn)品，在切削的過程中，還要注意材料受到的熱應(yīng)力和刀具給予的沖擊力。如果工件的剛性和其他性能滿足不了生產(chǎn)要求，還需要對切削速度進(jìn)行調(diào)整，主要向小處調(diào)整。

5、合理使用潤滑劑

機(jī)械在進(jìn)行切割鍛造等操作環(huán)節(jié)中，刀具與原材料直接接觸，會產(chǎn)生磨損，產(chǎn)品表面可能無法保持完好無損，可能會有小缺口，刀具也會有很嚴(yán)重的磨損，所以在加工設(shè)計(jì)中，還要用到潤滑劑。該潤滑劑在機(jī)械加工設(shè)計(jì)中的作用有兩個，一方面是冷卻作用，對切削熱能進(jìn)行消散，使刀具局部避免出現(xiàn)燒傷現(xiàn)象，刀具保持完整，材料表面在加工時，受到的影響才大。另一方面潤滑性能，主要減少刀具在切削過程中的摩擦情況，使刀具和工件之間可以保持一定距離，不會發(fā)生粘著現(xiàn)象，如此刀具使用周期會延長[5]。有了潤滑劑，零件的尺寸精度可以提高，工件表面的粗糙度可以減少。

結(jié)語

機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的問題必須為操作人員所熟知，相關(guān)的解決措施也要為操作人員所掌握，設(shè)計(jì)加工的精度、表面的光潔度以及尺寸規(guī)模等方面會更加適應(yīng)生產(chǎn)要求，這些問題得到解決，機(jī)械設(shè)備維修成本也會降低，產(chǎn)品質(zhì)量也能滿足生產(chǎn)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]顏清友，鄭云鵬.機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的常見問題及解決對策[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，48（24）：104.

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[3]李濤.關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的常見問題分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（03）：103.

[4]呂明來，左路.機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的常見問題及解決措施[J].黑龍江科技信息，2016（18）：43.

[5]陳慶華.對機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的常見問題研究[J].科技展望，2014（11）：79.