淺談機(jī)械設(shè)計(jì)加工中應(yīng)注意的問題

摘 要：機(jī)械加工過程中需要注意的問題有很多，綜合考慮加工成本、加工工藝等性能之后，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)加工過程會受到多種因素的影響，要想確保所加工的產(chǎn)品質(zhì)量最佳、成本最低、性價(jià)比最高，就必須在加工中控制各種影響因素，同時(shí)本文有針對性地提出了一些機(jī)械設(shè)計(jì)加工中需要注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)加工；原因分析；加工精度；表面質(zhì)量

在市場經(jīng)濟(jì)中，企業(yè)要在競爭中處于不敗之地，靠的就是高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)工作的重要性，不僅在于它是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的第一步，而且還在于它將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，雖然影響產(chǎn)品成本的因素很多，但主要與設(shè)計(jì)、制造和原料有關(guān)。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)加工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題與原因分析

1.加工精度不高

針對各種機(jī)械加工過程的分析，影響加工精度的因素主要有：采用近似的加工運(yùn)動造成的誤差、采用類同的刀具輪廓導(dǎo)致的誤差、機(jī)床幾何誤差及磨損對加工精度的影響、刀具和夾具的制造誤差及磨損、工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差，由于差在機(jī)械加工過程中無法消除，所以只能通過研究誤差出現(xiàn)的原因，然后采取有效措施進(jìn)行避免，才能保證加工產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.機(jī)械加工零件

表面質(zhì)量不能保證機(jī)械加工零件的表面質(zhì)量與零件的性能、使用情況和壽命有著密不可分的關(guān)系，研究機(jī)械加工零件表面質(zhì)量的影響因素對于提高零件表面質(zhì)量和降低加工過程中的次品率有著十分重要的作用，從目前來看，影響機(jī)械加工零件表面粗糙度的因素主要是材料的性質(zhì)和切削用量。零件的材料韌性越好，金屬的塑性變形越大，導(dǎo)致零件的表面就會越粗糙。如果零件的材料是塑性材料，在刀具加工過程中難免會造成塑性變形，再加上刀具切削與零件分離的撕裂作用，將會增加零件表面的粗糙度。如果零件的材料為脆性材料，材料的切削過程會呈現(xiàn)為斷續(xù)的碎粒狀，也會增加零件表面的粗糙度；影響機(jī)械加工零件物理機(jī)械性能的因素有很多，但概括起來主要有兩個(gè)方面，即零件表面冷作硬化和零件表面材料組織結(jié)構(gòu)的改變。另外在機(jī)械加工零件加工時(shí)會產(chǎn)生表面層的殘余應(yīng)力，對于機(jī)械加工零件的表面質(zhì)量也會產(chǎn)生一定的影響。

3. 產(chǎn)品性價(jià)比不是最高

由于在機(jī)械設(shè)計(jì)加工過程中沒有綜合考慮各方面的影響因素而導(dǎo)致產(chǎn)品的各項(xiàng)成本過高，性價(jià)比不能保證最優(yōu)，從而使所生產(chǎn)的產(chǎn)品在激烈的市場競爭中不具備絕對優(yōu)勢，進(jìn)而不能及時(shí)搶占市場機(jī)遇。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的注意事項(xiàng)

1. 使用性能要求：

材料在使用過程中的表現(xiàn)，即使用性能，是選材時(shí)應(yīng)考慮滿足的根本要求。不同零件所要求的使用性能是很不一樣的，有的零件主要要求高強(qiáng)度，有的則要求高的耐磨性，有的甚至無嚴(yán)格的性能要求，僅僅要求有美麗的外觀。因此，在選材時(shí)，首要的任務(wù)就是準(zhǔn)確地判斷零件所要求的主要使用性能。

2. 工藝性能要求

材料的工藝性反映的是材料本身能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力，即要求所選材料在加工制造時(shí)首先能夠造出成品來，并且能夠便于制造、同時(shí)必須保證質(zhì)量。熱加工工藝性能 熱加工工藝性能主要指鑄造性能、鍛造性能、焊接性能和熱處理性能。切削加工性能 金屬的切削加工性能一般用刀具耐用度為60min時(shí)的切削速度V60來表示，V60越高，則金屬的切削性能越好。

3. 經(jīng)濟(jì)性能要求

零件材料的選擇要以最小的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，在滿足使用性能的前提下，選用材料還應(yīng)注意盡量降低零件的總成本。

1）材料價(jià)格 材料價(jià)格在產(chǎn)品總成本中占較大比重，達(dá)30%～70%。

2）提高材料的利用率 如用精鑄、模鍛、冷拉毛坯，可以減少切削加工面材料的浪費(fèi)。

3）零件的加工和維修費(fèi)用等要盡量低。

4）采用組合結(jié)構(gòu) 如蝸輪齒圈采用減磨性好的貴重金屬，而其他部分采用廉價(jià)的材料。

4. 機(jī)械零件材料選擇的方法

選材對產(chǎn)品壽命周期成本的影響 顯然，材料的選用極大地影響了產(chǎn)品壽命周期成本的各個(gè)組成部分。工程實(shí)踐中，在保證產(chǎn)品合理功能（或性能）的前提下，雖然一般是選用價(jià)格便宜的材料，可降低產(chǎn)品的壽命周期成本；但同時(shí)我們更應(yīng)注意的是，有時(shí)若選用成本雖高但性能更優(yōu)的材料，由于產(chǎn)品的自重減輕、使用壽命延長、維修費(fèi)用減少、能源費(fèi)用降低等多方面的有利因素，從產(chǎn)品壽命周期成本角度考慮，反而是經(jīng)濟(jì)的。

制造方法的選擇是材料選擇過程中一個(gè)不可分割的因素，即應(yīng)將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇及其可用的加工方法作為一個(gè)有機(jī)的整體看待。選材時(shí)不僅要考慮零件的某單項(xiàng)加工工序的成本，更重要的是應(yīng)綜合考慮其整個(gè)加工路線所涉及的全部加工工序之總成本。

5. 選擇合適的刀具

合理選擇刀具對零件的表面質(zhì)量十分重要。針對不同的材料，不同表面硬度要求及不同表面粗糙度要求，合理選擇合適而經(jīng)濟(jì)的刀具。

正確使用加工用潤滑劑潤滑劑的種類很多，需要結(jié)合具體加工情況進(jìn)行合理選擇適合的類型和品牌。在選擇的過程中需要結(jié)合零部件加工生產(chǎn)的工藝流程、金屬材料類型、零部件加工精密度要求以及相關(guān)性能來綜合考慮，確定選擇純油性還是水溶性潤滑劑，一般使用高速鋼刀具進(jìn)行低速切削時(shí)可以使用純油性潤滑劑，使用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行高速切削操作時(shí)可以使用水溶性潤滑劑，在切削液難以有效到達(dá)切削區(qū)域的情況下，可以使用純油性金屬切削液。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化是提高產(chǎn)品質(zhì)量降低成本的主要途徑

機(jī)械零件是機(jī)器的基本組成要素，對于機(jī)械零件設(shè)計(jì)工作來說，標(biāo)準(zhǔn)化的作用是很重要的。所謂零件的標(biāo)準(zhǔn)化，就是通過對零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、檢驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)方法、制圖要求等，制定出各式各樣的大家共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化帶來的優(yōu)越性表現(xiàn)在：（1）能以最先進(jìn)的方法在專門化工廠對那些用途最廣的零件進(jìn)行大量的、集中的制造，以提高質(zhì)量、降低成本。（2）統(tǒng)一材料和零件的性能指標(biāo)，使其能夠進(jìn)行比較，并提高零件性能的可靠性。（3）采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及零、部件，可以簡化設(shè)計(jì)工作，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

四、結(jié)語

搞好設(shè)計(jì)階段的標(biāo)準(zhǔn)化工作是降低產(chǎn)品成本的重要途徑在市場經(jīng)濟(jì)體制下，生產(chǎn)廠家應(yīng)根據(jù)市場的需求變化，不斷更新產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低物資消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。要達(dá)到這些目的，都離不開標(biāo)準(zhǔn)化，必須用標(biāo)準(zhǔn)化手段，從嚴(yán)把好產(chǎn)品設(shè)計(jì)這一關(guān)，才能使企業(yè)在市場競爭中求得生存和發(fā)展，加快新產(chǎn)品開發(fā)。