淺談機械設(shè)計加工中應(yīng)注意的問題

韓洪元

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453006）

毋庸置疑，隨著機械加工企業(yè)的迅速發(fā)展，機械生產(chǎn)加工的質(zhì)量越來越重要。 不斷降低機械加工的生產(chǎn)成本，減小不必要的支出，優(yōu)化機械設(shè)計加工的過程，采取積極有效方法，不斷提高機械設(shè)計加工的速度和質(zhì)量?；诖?，本文圍繞著機械設(shè)計加工中應(yīng)注意的問題展開論述，希望能為機械設(shè)計加工的質(zhì)量提升提供一些參考和建議。

1 機械設(shè)計加工概述

機械設(shè)計加工分為設(shè)計和加工兩個環(huán)節(jié)。 所謂機械設(shè)計主要是指根據(jù)機械運作的基本原理， 對機械各個零部件之間的能量傳遞形式、尺寸、結(jié)構(gòu)等多個方面進行構(gòu)思和設(shè)計，對有關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，將計算過程轉(zhuǎn)化為機械設(shè)計的語言描述，作為機械設(shè)計的參數(shù)和依據(jù)[1]。 而機械加工主要指的是將機械零部件的諸多性能按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進行劃歸和執(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)榫哂袑嵱脙r值的、 精度較高的器械。 在機械制造過程中，零件是機械的基本構(gòu)成單位，應(yīng)當(dāng)特別重視對機械零件的規(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)需要對機械各個方面的要求， 對各種毛坯類型的機械零件進行深度打磨和改造， 使機械各個零部件更加精細， 提高使用價值， 在先前的粗加工技術(shù)之上進行更深一步的機械精加工， 使得最終制造出來的機器具有更高的精度和使用性能，符合現(xiàn)代機械制造行業(yè)對機械各個參數(shù)的要求。 在機械整體的設(shè)計加工制造過程當(dāng)中， 應(yīng)當(dāng)特別注意貫徹機械設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化原理，降低機械加工的生產(chǎn)成本，提高機械加工產(chǎn)品的質(zhì)量。 機械加工設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化一方面有諸多益處， 另外一方面卻也給設(shè)計加工的工作人員提出了更高要求。 工作人員在機械設(shè)計加工的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)代機械加工的要求，不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量，做到精益求精。

2 機械設(shè)計加工中應(yīng)注意的問題

2.1 機械加工過程有待優(yōu)化

在當(dāng)前機械設(shè)計加工的過程當(dāng)中， 工作人員往往會受到多方面因素的不同影響，使機械加工容易受到各種外力作用導(dǎo)致生產(chǎn)誤差、變形等多種不可控情況，最終與實際生產(chǎn)結(jié)果和機械設(shè)計的出發(fā)點存在出入[2]。 機械在加工過程中會受到不同作用力，這些作用力會對零件精度造成不同的影響， 如車刀力度過大會導(dǎo)致機械零件彎曲變形，如果剛度大于工件的硬度，將會直接造成零件損毀。另外，刀具的選擇也會造成機械加工的精度存在問題。 如果外圓車刀的剛度較小，刀桿的強度過大，這種情況就很容易導(dǎo)致用力過大造成杠桿產(chǎn)生變形現(xiàn)象， 影響機械加工精度。 同時如果反之刀桿的強度較大，那么在加工生產(chǎn)的過程當(dāng)中就很容易造成零件和刀具的彎曲和變形，破壞機床的穩(wěn)定性，甚至直接造成零件作廢或者機床受損。

2.2 機械設(shè)計加工中無法保證零件精度

隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展，機械加工領(lǐng)域?qū)C械生產(chǎn)的精度要求更高，也就是說機械加工應(yīng)當(dāng)保證機械零件精度， 零件本身的精度對機械加工的質(zhì)量有著較大影響。因此，必須深入分析機械加工的零件精度，降低機械加工的次品率，提高機械設(shè)計加工的質(zhì)量。 首先，影響機械設(shè)計零件加工質(zhì)量的因素主要集中在切削參數(shù)和零件材料兩個方面[2]。 通常來說，零件的切削用量、零件材料塑性變形、 韌性三個參數(shù)和機械設(shè)計加工的零件表面質(zhì)量成反比。例如，本次加工的零件材質(zhì)為塑料或者硅膠，那么在加工的過程當(dāng)中，由于刀具切削的作用力，往往會導(dǎo)致機械加工的零件產(chǎn)生塑性變形現(xiàn)象，甚至由于零件材料的脆弱易變形，在加工的過程當(dāng)中還有可能直接導(dǎo)致零件發(fā)生脆裂，極大影響了機械零件加工的質(zhì)量，即使沒有發(fā)生徹底的損毀也有可能會造成零件的表面和邊緣光滑度下降。其次，熱變形效應(yīng)也會對機械零件質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。 在機械生產(chǎn)當(dāng)中，由于機床等機器在運作過程中會產(chǎn)生大量的熱，因此，過高的溫度會使機械零件產(chǎn)生變形，甚至造成金屬零件部分熔化，嚴重影響機械零件的使用和精度。 因此，在機械設(shè)計加工的過程當(dāng)中，由于機械本身的物理性能，可能會對零件造成多種因素的干擾和影響，最終影響到機械加工的整體質(zhì)量。

2.3 機械設(shè)計加工產(chǎn)品缺乏性價比

機械設(shè)計加工需要專業(yè)技術(shù)和知識，是一項系統(tǒng)性和綜合性較強的工作。 因此，在加工過程當(dāng)中，工作人員必須要耐心細致，具備強烈的責(zé)任心，要在開始工作之前把可能遇到的情況納入到考慮范圍之內(nèi)， 對機械設(shè)計加工的各項技術(shù)進行加工和改進， 不斷提高機械設(shè)計加工的質(zhì)量[3]。 但是在當(dāng)前的機械生產(chǎn)當(dāng)中，很多企業(yè)并沒有做到這一點，在加工的技術(shù)和設(shè)備上較為落后，導(dǎo)致機械生產(chǎn)的產(chǎn)品最終性價比較低， 沒有合理的做出步驟和材料的精簡，導(dǎo)致人力資源和加工的成本較大。 在當(dāng)前的機械設(shè)計加工市場當(dāng)中，競爭本就激烈，如果不加改進，將會降低機械加工企業(yè)的市場競爭力， 同時也會導(dǎo)致機械加工產(chǎn)品的使用性能偏低。

3 解決措施

3.1 選擇合適的機械加工材料

在機械設(shè)計加工過程中要重視對機械加工材料的選擇。 合理的加工材料有助于機械加工質(zhì)量的提升，也能夠幫助機械生產(chǎn)企業(yè)有效控制生產(chǎn)和加工的成本， 提高機械設(shè)計加工的工藝性能和使用性能[4]。 具體而言，在選擇機械設(shè)計加工材料的過程當(dāng)中， 必須要充分考慮到機械使用材料的材質(zhì)屬性、價格、工藝性能等多方面的因素，根據(jù)本次機械設(shè)計加工的具體要求， 充分考慮到機械零件表面的物理性能，選擇性價比較高的機械零件材質(zhì)，這樣才能充分提高機械加工的效率， 減少誤差存在的可能性，避免不必要的支出和浪費，降低設(shè)計成本，通過提高產(chǎn)品質(zhì)量提高生產(chǎn)企業(yè)的核心競爭力。 特別是在大規(guī)模的機械生產(chǎn)加工過程當(dāng)中， 必須要不斷對加工材料的屬性進行優(yōu)化，對于加工材料的性能指標(biāo)、結(jié)構(gòu)尺寸等諸多參數(shù)進行考量，對機械設(shè)計加工的具體程序進行簡化，不斷提高生產(chǎn)加工的效率。

3.2 保障加工流程的合理性

制定科學(xué)、 合理的機械制造工藝流程是提高機械設(shè)計加工效率的重要保障， 也能夠有效控制機械設(shè)計加工全過程的成本投入，提高產(chǎn)品質(zhì)量，對產(chǎn)品的最終產(chǎn)出性能進行優(yōu)化，減少時間浪費，縮短工業(yè)加工周期，對生產(chǎn)的過程進行監(jiān)控和優(yōu)化， 也能夠幫助機械設(shè)計加工過程當(dāng)中減小對機械加工零件的損害。 此外，在某些對生產(chǎn)周期有要求的機械加工制造過程當(dāng)中， 應(yīng)當(dāng)盡可能一次性完成機械設(shè)計的相關(guān)加工操作， 這是因為在機械加工制造的過程當(dāng)中， 由于生產(chǎn)設(shè)備在加工過程當(dāng)中可能會產(chǎn)生一定的殘余應(yīng)力， 這種作用力對于機械零件加工質(zhì)量會有一定的損害， 因此在加工過程中應(yīng)當(dāng)選取合適的方法，減小物理作用力對于機械加工的損害，按照機械設(shè)計加工的實際要求， 對生產(chǎn)和加工流程進行一定的優(yōu)化和設(shè)計，保證機械設(shè)計加工工序的合理性。

3.3 提高機械零件加工的精細化程度

針對上文所述的機械加工過程當(dāng)中由于外界物理因素的影響可能會給機械加工零件造成變形或損害， 在當(dāng)前現(xiàn)有的技術(shù)條件下，工作人員應(yīng)當(dāng)對機械零件進行精加工，以保證機械加工零件精度達到預(yù)期的要求，提高精度最常見的操作方式就是增加零件的打磨光滑度和切割平整度[5]。 針對人力手工切割過程中容易造成的切割不均、大小不一或者切面不平整等問題，工作人員必須要在現(xiàn)代機械加工當(dāng)中不斷提高切削刀具的使用性能，提高切削的精密程度。 還需要不斷改進機床等設(shè)備，加強生產(chǎn)加工器械各方面的性能創(chuàng)新，提高機床的抗震性能，關(guān)注在加工過程中機床主軸的運轉(zhuǎn)速度，積極進行零件加工的誤差分析，及時對操作誤差進行發(fā)掘和研究，特別是對于生產(chǎn)工具、機床和工業(yè)零件方面的誤差，應(yīng)當(dāng)進行全方位的分析，找出問題根源，盡可能縮小誤差值，防患于未然。 此外，還應(yīng)當(dāng)積極引進計算機信息技術(shù)等先進的生產(chǎn)設(shè)備，以便對產(chǎn)生的誤差進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。 只有盡最大努力把誤差控制在小范圍之內(nèi)，才不會對機械精度造成大面積的影響，應(yīng)當(dāng)積極采取相應(yīng)措施，實現(xiàn)加工技術(shù)補償，比如對于數(shù)控機床在運行中產(chǎn)生的誤差，可以對其進行數(shù)字化操作并加強日常的維護保養(yǎng)，以矯正磨損，縮小誤差，提高機械零件加工的精細化程度。

3.4 使用工業(yè)潤滑劑

工業(yè)潤滑劑在機械設(shè)計加工的過程當(dāng)中具有重要作用，必須要根據(jù)實際情況，選擇適合使用的工業(yè)潤滑劑，結(jié)合機械設(shè)計的具體性能， 包括對零件精度和材質(zhì)的要求，在不同的加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，選擇水溶性潤滑劑或者油性潤滑劑[6]。 一般來說，如果切削的刀具為合金材質(zhì)，或者加工速度較快，那么建議采用水溶性潤滑劑，如果使用木質(zhì)或者硅膠、塑料等材質(zhì)的加工零件，可以采用油性潤滑劑進行和操作。 總之，工業(yè)潤滑劑的使用必須要結(jié)合加工材料的材質(zhì)和生產(chǎn)速度等多方面的因素進行綜合考量[7]。

4 結(jié)語

綜上所述，在機械設(shè)計加工的過程當(dāng)中，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，提高機械設(shè)計加工的性能和質(zhì)量。